FR3129094A1 - Dispositif de pulvérisation d’une peinture en phase aqueuse permettant une application optimale avec de l’air comprimé ou un gaz inerte - Google Patents
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Abstract
Dispositif de pulvérisation d’une peinture en phase aqueuse permettant une application optimale avec de l’air comprimé ou un gaz inerte L'invention a pour objet un dispositif de pulvérisation d’une peinture en phase aqueuse avec de l’air comprimé ou de l’azote, ledit dispositif comprenant un réservoir (12) qui contient la peinture en phase aqueuse ainsi qu’un gaz propulseur (20), une valve pour contrôler la pulvérisation de la peinture ainsi qu’un tube plongeur (22) qui présente une première extrémité (22.1) reliée à la valve (14), une deuxième extrémité (22.2) ainsi qu’au moins un premier orifice (28) configuré pour faire pénétrer la peinture en phase aqueuse dans le tube plongeur (22). Selon l’invention, le tube plongeur (22) et/ou la valve (14) sont configurés pour introduire, à distance du premier orifice (28), le gaz propulseur (20) dans la peinture en phase aqueuse s’écoulant dans le tube plongeur (22) ou la valve (14) afin de générer une émulsion (32). En complément, la peinture en phase aqueuse présente une composition comprenant, en poids, 0,2 à 1,5% d’au moins un agent surfactant et 0,2 à 3% d’au moins un agent anti-coalescent. Figure 1
Description
La présente demande se rapporte à un dispositif de pulvérisation d’une peinture en phase aqueuse permettant une pulvérisation optimale avec de l’air comprimé ou un gaz inerte.
Selon un mode opératoire, une peinture peut être appliquée sur un support en utilisant une bombe aérosol. Cette dernière comprend un boîtier aérosol cylindrique qui présente à une extrémité une valve sur laquelle est rapporté un diffuseur. La valve est prolongée à l’intérieur du réservoir par un tube plongeur dont l’extrémité libre est immergée dans la peinture contenue dans le réservoir et qui doit être pulvérisée. Sans action sur le diffuseur, la valve est à l’état non passant. Lorsqu’on appuie sur le diffuseur, la valve est commutée à l’état passant et permet au liquide de passer.
Le boîtier aérosol contient en plus de la peinture, un ou des solvants et un gaz propulseur. Ce type de boîtier aérosol permet d’obtenir une application optimale de la peinture.
Les inconvénients majeurs de ces bombes aérosols sont d’une part qu’elles ne fonctionnent qu’avec des peintures solvantées et que d’autre part le réservoir contient une quantité importante d’un gaz propulseur sous la forme d’un gaz liquéfié néfaste pour l’environnement.
Si la peinture solvantée est remplacée par de la peinture en phase aqueuse et que le gaz propulseur est de l’air comprimé, ces boîtiers aérosols ne conviennent pas pour obtenir une application optimale de la peinture en phase aqueuse.
Le document US5143288 décrit un dispositif de pulvérisation comportant un réservoir contenant un liquide à pulvériser qui peut être vraisemblablement de la peinture solvantée, une valve permettant de faire communiquer l’intérieur et l’extérieur du réservoir, un diffuseur positionné au-dessus de la valve ainsi qu’un tube plongeur présentant une première extrémité reliée à la valve et une deuxième extrémité immergée dans le liquide. Ce tube plongeur comprend un orifice permettant de faire entrer le gaz propulseur dans le tube plongeur. Au début de l’utilisation, cet orifice est immergé. Lorsqu’une certaine quantité de liquide a été pulvérisée, l’orifice est situé au-dessus du niveau du liquide. Selon ce document US5143288, le gaz propulseur peut être de l’air comprimé.
Dans le cas d’une peinture aqueuse, le dispositif de pulvérisation décrit dans ce document US5143288 ne permet pas d’obtenir une application optimale au fur et à mesure de la consommation de peinture.
La présente invention vise à remédier à tout ou partie des inconvénients de l’art antérieur.
A cet effet, l’invention a pour objet un dispositif de pulvérisation d’une peinture en phase aqueuse, ledit dispositif comprenant :
- un réservoir délimitant une zone intérieure ainsi qu’une zone extérieure et contenant la peinture en phase aqueuse ainsi qu’un gaz propulseur séparé de la peinture en phase aqueuse par une interface,
- une valve configurée pour occuper un état passant dans lequel elle permet à la peinture en phase aqueuse de sortir du réservoir et un état non passant dans lequel elle empêche la peinture en phase aqueuse de sortir du réservoir,
- un diffuseur positionné sur la valve et configuré pour contrôler l’état de la valve,
- un tube plongeur présentant une première extrémité reliée à la valve, une deuxième extrémité ainsi qu’au moins un premier orifice configuré pour faire pénétrer la peinture en phase aqueuse dans le tube plongeur.
Selon l’invention, le tube plongeur et/ou la valve sont configurés pour introduire, à distance du premier orifice, le gaz propulseur dans la peinture en phase aqueuse s’écoulant dans le tube plongeur ou la valve afin de générer une émulsion. En complément, la peinture en phase aqueuse présente une composition comprenant, en poids, 0,2 à 1,5% d’au moins un agent surfactant et 0,2 à 3% d’au moins un agent anti-coalescent.
La présence d’agent surfactant favorise la formation de l’émulsion. La présence d’agent anti-coalescent favorise le maintien de l’émulsion jusqu’à l’entrée de la peinture en phase aqueuse dans la valve. Le fait que la peinture en phase aqueuse se présente sous la forme d’une émulsion en sortie du diffuseur permet d’obtenir une application optimale, même lorsque la pression du gaz propulseur diminue dans le réservoir en raison de la consommation de la peinture. On obtient ainsi un pseudo-liquide stable sous la forme d’une émulsion, avec de fines bulles à l’entrée du diffuseur, qui se comporte comme une peinture contenant des solvants légers.
D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description de l’invention qui va suivre, description donnée à titre d'exemple uniquement, en regard des dessins annexés parmi lesquels :
Selon les modes de réalisation visibles sur les figures 1 et 2, un dispositif de pulvérisation 10 comprend un réservoir 12 délimitant une zone intérieure Zi et une zone extérieure Ze, une valve 14 permettant de faire communiquer la zone intérieure Zi et la zone extérieure Ze ainsi qu’un diffuseur 16 positionné sur la valve 14.
Selon une configuration, le réservoir 12, également appelé boîtier, comprend un corps 12.1 cylindrique, un fond 12.2 à une première extrémité du corps 12.1 ainsi qu’une tête 12.3 à une deuxième extrémité du corps 12.1. La tête 12.3 présente généralement une forme en dôme et comprend une ouverture obturée par la valve 14. Bien entendu, l’invention n’est pas limitée à cette forme pour le réservoir 12. A titre d’exemple, le réservoir peut avoir un volume de l’ordre de 650 ml ou de 1000 ml.
Le réservoir 12 contient un liquide à pulvériser 18 ainsi qu’un gaz propulseur 20, le liquide à pulvériser 18 et le gaz propulseur 20 étant séparés par une interface S plane et horizontale.
Le liquide à pulvériser 18 a une densité supérieure à celle du gaz propulseur 20 et il est positionné en dessous de l’interface S et du gaz propulseur 20.
Le liquide à pulvériser 18 présente initialement (avant utilisation) un volume liquide initial VLi. En cours d’utilisation, le liquide à pulvériser 18 présente un volume liquide VL qui diminue et qui est inférieur au volume liquide initial VLi.
Le gaz propulseur 20 présente initialement (avant utilisation) un volume gaz initial VGi et une pression gaz initiale PGi. En cours d’utilisation, le gaz propulseur présente un volume gaz VG qui augmente et qui est supérieur au volume gaz initial VGi ainsi qu’une pression gaz PG qui diminue et qui est inférieure à la pression gaz initiale PGi, qui diminue.
La valve 14 est configurée pour occuper un état passant dans lequel elle permet au liquide à pulvériser 18 de sortir du réservoir 12 et un état non passant dans lequel elle empêche le liquide à pulvériser 18 de sortir. La valve 14 est une valve à forte restriction présentant un orifice de petit diamètre pour fortement augmenter la perte de charge.
Le diffuseur 16 est configuré pour contrôler l’état de la valve 14. Ainsi, une pression sur le diffuseur 16 permet de commuter la valve 14 à l’état passant. Le diffuseur 16 présente un orifice de petit diamètre pour réduire le débit du liquide à pulvériser 18 et favoriser une pulvérisation de qualité en relation avec la formulation spécifique du liquide à pulvériser. Selon une configuration, le diffuseur 16 présente une buse tourbillonnaire à faible débit.
Le dispositif de pulvérisation 10 comprend également un tube plongeur 22 qui présente une première extrémité 22.1 reliée à la valve 14 et une deuxième extrémité 22.2 immergée dans le liquide à pulvériser 18.
Selon un premier mode de réalisation visible sur la , le tube plongeur 22 est rectiligne. Ce premier mode de réalisation permet une pulvérisation du liquide à pulvériser 18 la tête du dispositif orientée vers le haut.
Selon un deuxième mode de réalisation visible sur la , le tube plongeur 22 a une forme en U. Ce deuxième mode de réalisation permet une pulvérisation du liquide à pulvériser 18 la tête du dispositif orientée vers le bas.
Selon un troisième mode de réalisation permettant une pulvérisation du liquide à pulvériser 18 la tête du dispositif orientée vers le bas, le tube plongeur 22 est rectiligne et présente un premier orifice calibré, proche de la valve 14, pour faire pénétrer le liquide à pulvériser 18 à l’intérieur du tube plongeur 22 ainsi qu’un deuxième orifice, à l’extrémité du tube plongeur 22, pour faire pénétrer le gaz propulseur 20 à l’intérieur du tube plongeur 22.
Quel que soit le mode de réalisation, le tube plongeur 22 comprend au moins un tronçon émergé 24, au-dessus de l’interface S, ainsi qu’au moins un tronçon immergé 26, au-dessous de l’interface S, lorsque la valve 14 est à l’état passant, même initialement en présence d’un volume du liquide initial dans le réservoir 12 au début de l’emploi du dispositif de pulvérisation. Selon le premier mode de réalisation, le tronçon émergé 24 correspond à la partie supérieure du tube plongeur 22, qui s’étend à partir de la première extrémité 22.1 jusqu’à l’interface S, et le tronçon immergé 26 correspond à la partie inférieure du tube plongeur 22, qui s’étend à partir de la deuxième extrémité 22.2 jusqu’à l’interface S. Selon le deuxième mode de réalisation, le tronçon émergé 24 correspond à la base de la forme en U du tube plongeur 22, proche du fond 12.2 du réservoir 12. Selon ce deuxième mode de réalisation, le tube plongeur 22 comprend deux tronçons immergés 26, chacun d’eux s’étendant de la première ou deuxième extrémités 22.1, 22.2 jusqu’à l’interface S. Selon le troisième mode de réalisation, le tronçon émergé 24 correspond à la partie du tube plongeur 22 qui s’étend à partir de la deuxième extrémité 22.2 jusqu’à l’interface S et le tronçon immergé 26 correspondant à la partie du tube plongeur 22 qui s’étend de la première extrémité 22.1 jusqu’à l’interface S.
Selon un mode de réalisation, le tube plongeur 22 présente un diamètre intérieur de l’ordre de 3 mm et une paroi ayant une épaisseur de l’ordre de 0,6 mm.
Tous ces éléments peuvent être identiques à ceux de l’art antérieur.
Selon un mode de réalisation, le tronçon immergé 26 du tube plongeur 22 comprend au moins un premier orifice 28 pour permettre au liquide à propulser 18 de pénétrer dans le tube plongeur 22. En complément, le tronçon émergé 24 du tube plongeur 22 présente au moins un deuxième orifice 30 ou est poreux pour permettre au gaz propulseur 20 de pénétrer dans le tube plongeur 22. Les premier et deuxième orifices 28, 30 sont configurés de manière à générer une émulsion 32 (ou pseudo-liquide) à l’intérieur du tube plongeur 22, notamment à l’entrée de la valve 14, en mélangeant le gaz propulseur 20 et le liquide à pulvériser 18. Cette émulsion 32 est obtenue en créant une perte de charge importante entre l’extérieur du tube plongeur 22 et la zone située à l’intérieur du tube plongeur 22 au niveau de laquelle le liquide à pulvériser 18 et le gaz propulseur 20 sont mélangés. Cette perte de charge est créée par un orifice de petit diamètre, par une zone poreuse ou tout autre moyen permettant la formation de petites bulles dans le liquide à pulvériser 18.
Selon le premier mode de réalisation, le tube plongeur 22 présente un diamètre intérieur de l’ordre de 3 mm. Le premier orifice 28 destiné au liquide à pulvériser 18 correspond à la deuxième extrémité 22.2 ouverte du tube plongeur 22. Le deuxième orifice 30 destiné au gaz propulseur 20 traverse la paroi du tube plongeur 22. Il est cylindrique et présente un diamètre de l’ordre de 0,3 mm. Ce deuxième orifice 30 est positionné à proximité de la valve 14.
Selon le deuxième mode de réalisation, le tube plongeur 22 présente un diamètre intérieur de l’ordre de 0,6 mm. Le premier orifice 28 destiné au liquide à pulvériser 18 correspond à la deuxième extrémité 22.2 ouverte du tube plongeur 22. Le deuxième orifice 30 destiné au gaz propulseur 20 traverse la paroi du tube plongeur 22. Il est cylindrique et présente un diamètre de l’ordre de 0,3 mm. Ce deuxième orifice 30 est positionné au niveau du tronçon émergé 24 correspondant à la base de la forme U du tube plongeur 22.
Selon le troisième mode de réalisation, le tube plongeur 22 présente un diamètre intérieur de l’ordre de 0,6 mm. Le premier orifice 28 destiné au liquide à pulvériser 18 traverse la paroi du tube plongeur 22. Il est cylindrique et présente un diamètre de l’ordre de 0,6 mm. Ce premier orifice 28 est positionné à proximité de la valve 14. Le deuxième orifice 30 destiné au gaz propulseur 20 correspond à la deuxième extrémité 22.2 ouverte du tube plongeur 22. Cette deuxième extrémité 22.2 ouverte peut comprendre une restriction de diamètre pour obtenir un diamètre de l’ordre de 0,3 mm pour le deuxième orifice 30.
Quel que soit le mode de réalisation, le deuxième orifice 30 destiné au gaz propulseur 20 a une section de passage inférieure à celle du premier orifice 28 destiné au liquide à pulvériser 18. Ce deuxième orifice 30 présente un diamètre inférieur ou égal à 1 mm.
Selon un agencement, le deuxième orifice 30 est positionné avant la valve 14, selon le sens d’écoulement du liquide à pulvériser 18, pour générer une émulsion 32 avant que le mélange liquide/gaz n’atteigne la valve 14.
Selon une autre particularité de l’invention, initialement, avant que le liquide à pulvériser 18 ne soit pulvérisé, la pression gaz initiale PGi est supérieure à 12 bars. Lorsque le liquide à pulvériser 18 est totalement pulvérisé, la pression gaz PG doit est supérieure ou égale à 5 bars, notamment lorsque le volume liquide VL se rapproche de zéro litre.
Le volume gaz initial VGi doit représenter au moins 75% du volume du réservoir 12. Le volume liquide initial VLi représente au maximum de l’ordre de 25% du volume du réservoir 12.
Le ratio entre les pressions du liquide à pulvériser 18 et du gaz propulseur 20 ainsi que la section de passage du deuxième orifice 30 sont configurés pour que le débit du gaz propulseur soit inférieur à 25 ml/s. Le débit du gaz propulseur 20 injecté dans le liquide à pulvériser 18 doit être tel que l’émulsion 32 qui correspond au mélange liquide/gaz contienne au moins 80% de gaz propulseur 20 et présente des microbulles ayant un diamètre inférieur à 0,5 mm.
Selon une autre caractéristique de l’invention, le gaz propulseur 20 est de l’air comprimé, de l’azote ou un gaz inerte. Le liquide à pulvériser 18 est une peinture en phase aqueuse. Par une peinture, on entend une unique peinture ou un mélange de peintures.
Selon un mode de réalisation, la peinture en phase aqueuse doit avoir une densité comprise entre 0,85 et 1,2. Elle doit avoir une viscosité inférieure à 100 Krebs. Ces caractéristiques permettent d’obtenir une émulsion 32 adéquate pour arriver à une application optimale de la peinture en phase aqueuse. La densité et/ou la viscosité sont ajustées en fonction notamment de la formulation de la peinture en phase aqueuse, du mode d’application (tête haute, tête basse), des applications, …
Selon une autre caractéristique, la peinture en phase aqueuse présente une composition comprenant en poids 0,2 à 1,5% d’au moins un agent surfactant et 0,2 à 3% d’au moins un agent anti-coalescent.
A titre d’exemple, l’agent anti-coalescent peut être l’un des produits commercialisés sous les dénominations « Rheolate® 666 » ou « Rheolate® HX 6010 IF ». L’agent surfactant peut être l’un des produits commercialisés sous les dénominations « Greenbentin® DE080 » ou « Marlipal® O13/70 ».
Selon un mode de réalisation, la peinture en phase aqueuse présente la composition suivante :
- de l’ordre de 62 % en poids d’une émulsion anionique de résine de polyuréthane par exemple commercialisée sous la dénomination « DOMALKYD® 0545 - 40WA »,
- de l’ordre de 29 % en poids d’une pâte pigmentaire blanche,
- de l’ordre de 0,75 % en poids d’un premier agent anti-coalescent, comme du « Rheolate® 666 » par exemple,
- de l’ordre de 0,45 % en poids d’un deuxième agent anti-coalescent, comme du « Rheolate® HX 6010 IF » par exemple,
- de l’ordre de 1,2 % en poids d’un agent surfactant, comme du « Greenbentin® DE080 » par exemple,
- de l’ordre de 6% en poids d’eau déminéralisée,
- le reste étant constitué d’un ou plusieurs additif(s) parmi ceux commercialisés sous les dénominations « COATOSIL® », « BYK024® », « BYK345® », « BYK333® », « BORCHI OXY COAT® 1101 » par exemple.
Quel que soit le mode de réalisation, le réservoir 12 contient une peinture en phase aqueuse et un gaz propulseur. Le tube plongeur 22 et/ou la valve 14 sont configurés pour introduire, à distance du premier orifice 28 du tube plongeur 22 destiné à la peinture en phase aqueuse, le gaz propulseur 20 dans la peinture en phase aqueuse s’écoulant dans le tube plongeur 22 ou la valve 14 afin de générer une émulsion 32. La présence d’agent surfactant favorise la formation de l’émulsion 32 et son maintien jusqu’à la sortie de la peinture en phase aqueuse du diffuseur 16. La présence d’agent anti-coalescent favorise le maintien de l’émulsion 32 jusqu’à la sortie de la peinture en phase aqueuse du diffuseur 16. Le fait que la peinture en phase aqueuse se présente sous la forme d’une émulsion 32 en sortie du diffuseur 16 permet d’obtenir une application optimale.
Comme illustré sur la , lorsque de la peinture en phase aqueuse est pulvérisée avec de l’air comprimé sans la formation d’émulsion, la peinture pulvérisée sur un support 34 se présente sous la forme de tâches 36 de toutes dimensions qui ne sont pas réparties de manière homogène.
Comme illustré sur la , en utilisant le dispositif de pulvérisation, la peinture pulvérisée sur un support 38 se présente sous la forme de tâches de peinture 40 régulières, de forme sensiblement circulaire, réparties de manière homogène et séparées par des très petites zones 42 circulaires non recouvertes de peinture qui correspondent aux bulles de gaz de l’émulsion 32.
Claims (11)
- Dispositif de pulvérisation d’une peinture en phase aqueuse, ledit dispositif comprenant :
- un réservoir (12) délimitant une zone intérieure (Zi) ainsi qu’une zone extérieure (Ze) et contenant la peinture en phase aqueuse ainsi qu’un gaz propulseur (20) séparé de la peinture en phase aqueuse par une interface (S),
- une valve (14) configurée pour occuper un état passant dans lequel elle permet à la peinture en phase aqueuse de sortir du réservoir (12) et un état non passant dans lequel elle empêche la peinture en phase aqueuse de sortir du réservoir (12),
- un diffuseur (16) positionné sur la valve (14) et configuré pour contrôler l’état de la valve (14),
- un tube plongeur (22) présentant une première extrémité (22.1) reliée à la valve (14), une deuxième extrémité (22.2) ainsi qu’au moins un premier orifice (28) configuré pour faire pénétrer la peinture en phase aqueuse dans le tube plongeur (22),
- Dispositif de pulvérisation d’une peinture en phase aqueuse selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la peinture en phase aqueuse présente une densité comprise entre 0,85 et 1,2.
- Dispositif de pulvérisation d’une peinture en phase aqueuse selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la peinture en phase aqueuse présente une viscosité inférieure à 100 Krebs.
- Dispositif de pulvérisation d’une peinture en phase aqueuse selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le tube plongeur (22) comprend au moins un tronçon émergé (24) au-dessus de l’interface (S) lorsque la valve (14) est à l’état passant, même initialement en présence d’un volume de liquide initial dans le réservoir (12) au début de l’emploi du dispositif de pulvérisation, ainsi qu’au moins un deuxième orifice (30) destiné au gaz propulseur (20) et présentant une section de passage inférieure à celle du premier orifice (28).
- Dispositif de pulvérisation d’une peinture en phase aqueuse selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le deuxième orifice (30) présente un diamètre inférieur à 1 mm.
- Dispositif de pulvérisation d’une peinture en phase aqueuse selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le tube plongeur (22) est rectiligne et présente un diamètre intérieur de l’ordre de 3 mm et en ce que le deuxième orifice (30) présente un diamètre de l’ordre de 0,3 mm.
- Dispositif de pulvérisation d’une peinture en phase aqueuse selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le gaz propulseur (20) présente une pression gaz initiale supérieure à 12 bars.
- Dispositif de pulvérisation d’une peinture en phase aqueuse selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le gaz propulseur présente un volume gaz initial dans le réservoir représentant au moins 75% du volume du réservoir (12).
- Dispositif de pulvérisation d’une peinture en phase aqueuse selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ratio des pressions de la peinture en phase aqueuse et du gaz propulseur (20) ainsi que la section de passage du deuxième l’orifice (30) sont configurés pour que le débit du gaz propulseur soit inférieur à 25 ml/s.
- Dispositif de pulvérisation d’une peinture en phase aqueuse selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le gaz propulseur (20) injecté dans la peinture en phase aqueuse présente un débit déterminé de manière à ce que l’émulsion contienne au moins 80% de gaz propulseur (20) et présente des microbulles ayant un diamètre inférieur à 0,5 mm.
- Dispositif de pulvérisation d’une peinture en phase aqueuse selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le gaz propulseur (20) est de l’air comprimé, de l’azote ou un gaz inerte.
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| US5048721A (en) * | 1989-11-17 | 1991-09-17 | Union Carbide Industrial Gases Technology Corporation | Method for enhancing the mixture of gases within a cylinder |
| US5143288A (en) | 1991-02-14 | 1992-09-01 | S. C. Johnson & Son, Inc. | Compressed gas aerosol spray system with a dip tube vapor tap hole |
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Patent Citations (4)
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