Brevet FR2596705A1 — publié le 19871009

La présente invention concerne un applicateur de liquide tel que de l'encre, une huile, un liquide cosmétique, etc.... Plus particulièrement, la présente invention concerne un applicateur de liquide dit du type air-solution colloi- dale, qui contient un liquide ayant une viscosité élevée tel qu'un liquide brut, par exemple une encre contenant principalement un pigment de densité élevée, une encre ayant une haute viscosité, une encre séchant rapidement, un liquide cosmé- tique, une huile de lubrification, un adhésif, etc... (qu 1on désignera ci-après par "liguide"). Dans l'art antérieur, il existe divers types d'applicateurs pour un tel liquide visqueux, qui comprennent un type à encre composite, un type à encre et gaz pressurisé, etc... L 'applicateur du type à encrecomposite comprend un corps tubulaire ayant un moyen de soupape à la partie renfermant le feutre, qui contient un mélange d'encre et d'un solvant volatil . Dans le corps tubulaire, la pression due à l'évaporation du solvant volatil est toujours appliquée au mélange liquide de sorte que l'encre peut s'ecouler lorscue la soupape est ouverte, par exemple lorsqu'on pousse la partie renfermant ie feutre. Un applicateur du type à encre et oaz pressurisé a une constitution serblable de celle du type à encre composite, sauf que l'encre est comprimée par du gaz pressurisé qui est stocké dans le corps tubulaire,séparé de l'encre. Les applicateurs de l'art antérieur souffrent de. l'inconvénient rue, si la partie renfermant le feutre est trop tendre pour supporter l'action d'impact, le liquide ne peut être fourni à cette partie. Si cette partie peut résister dans une certaine mesure, elle peut se casser facilement. S'agissant d'un applicateur de l'art antérieur du type pressurisé, on rencontre aussi des inconvénients tels cue le liquide restant dans la partie renfermant le feutre ares applicaticn est a même de se solidifier et de durcir cette partie. La partie durcie doit alors etre traitàe avec, par exemple un solvant, de manière à la ramollir avant l'application suivante, ce qui nécessite un temps relativement lona. Un liquide tel que l'encre est difficile à four Ir la totalite de ia partie renfermant le feutre et est enclin à former un canal étroit dans cette partie sous l'ef- fet de la dissolution d'une résine dans une direction spéci fixée. Dans de telles circonstances, s'il y a une fourniture excessive d'encre, une goutte d'encre sortira de la partie renfermant le feutre sous forme de gouttelettes. En outre, lorsqu'on utilise dans l'applicateur un liquide contenant un pigment avec des particules de grande taille , ou ayant une densité élevée, le pigment peut facilement se déposer dans le conteneur ae liquide après son stockage, d'ou la difficulté de le disperser la pression cu caz d'éjection s'affaiblit si la quantité de liquide est plus faible. La presente invention a pour objet un applicateur de liquide perfectionné oui ne souffre pas des inconvénients venant d'être exposes. Selon la présente invention, on prévoit un ap plicateur de liquide qui comprend une tige cylindrique ayant à son sorsret une partie renfermant un feutre et un élément ce percussion à son extrémité arrière, et un conteneur de liquide comportant une soupape qui est montée de manière amovible dans le corps avec un adaptateur prévu entre un ajutage de la soupape et la partie renfermant le feutre, ou la soupape du conteneur peut etre ouverte sous l'effet de l'élément de percussion. La présente invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante faite en relation avec les dessins ci-joints, dans lesquels La figure 1 est une vue en coupe ce la tice se lon les exemples 1 et 3: La figure 2 est une vue en coupe de la tige selon l'exemple 2; La figure 3 est une vue en coupe de la partie à soupape du conteneur de liquide selon les exemples 1, 2 et 3; et La figure 4 est une vue en coupe d'une soupape de l'art antérieur. Un conteneur ce liquide que comporte l'applicateur de liquide de la présente invention fournit du liquide une partie renfermant un feutre sous l'ef- fet d'un élément de percussion situé à l'extrémité arrière du corps de ia tige. Lorsqu'on appuie sur l'élément de percussicr. , ie conteneur de liquide se trouve poussé et entrainé vers l'avant, d'ou l'action de poussée sur une tige fixée à un adaptateur dans le but d'ouvrir une soupape. Par conséquent, le mélange du liquide visqueux et a'un solvant est éjecté sous l'effet de la pression du solvant et fourni à la partie renfermant le feutre par l'intermédiaire d'un canal ménagé dans l'adaptateur. On peut choisir le liquide visqueux que contiendra l'applicateur de la présente invention en fonction de son usage, et on peut employer un liquide très visqueux tel que ceux cui contiennent une résine à forte concentration un pigment de haute densité, etc..., avec l'aide la force de dispersion exercée par un agent d'éjection ou par suite des propriétés de l'agent d'éjection en ma- titre de dissolution et d'éjection.Un liquide visqueux pour l'écriture ou la peinture comprend, par exemple, de 5 à 50 parties en poids d'une résine telle que la nitrocellulose, une résine acrylique, une résine alkide, une résine d'uréthanne, une résine butyrale, une résine de styrole, une résine naturelle, etc... ou un de leurs mélances, de 20 à 70 parties en poids d'un solvant organique tel qu'un alcool, un hydrocarbure, un éther, des esters, etc..., ou un de leurs mélanges, de 0,1 à 10 parties en poids d'un pigment coloré tel ou'un oxyde de titane, un oxyde de zinc, un oxyde ee fer, du noir de carbone, du bleu indigo, une poudre d'aluminium, une poudre de bronze, de la farine de silice synthétisée, etc..., et de 0,01 à 3 parties en poids d'additifs tels qu'un plastifiant, un agent de cispersion, un inhibiteur de sédimentation, etc..., pour former la solution ayant au total 100 parties en poids. Comme agent d'éjection, on peut utiliser un mélange comprenant de 15 à 50 parties en poids d'un diméthyl éther, et de 50 à 80 parties en poids de caz tels que du gaz ce pétrole liquéfié, du dichlorofluorométhane, du trichloromonofluorométhane, du dichlorotétrafluorométhane, etc..., ou un de leurs mélanges, pour former un gaz ayant au total 100 parties en poids. On charge dans un récipient étanche à la pression de manière à former un conteneur de liquide un mélange qui comprend de 10 à 6G parties en poids du liquide visqueux et de 40 à 90 parties en poids de l'agent d'éjection pour former les 100 parties en poids d'un mélange. La soupape devant être montée dans le récipient peut être d'un type classioue capable d'éjecter une quantité spécifique constante d'un liquide à chaque instant. Par exemple, on construit de la manière suivante un récipient étanche à ia pression. On fixe la soupape au récipient par l'interrédiaire d'un joint de manière qu'une extrémité d'une tice utilisée pour ouvrir la soupape soit en saillie. dans le logement de la soupape et l'autre extrémité de la tige est en saillie à l'extérieur du récipient en passant par un trou central du chapeau de la soupape. La soupape est tcujours poussée vers l'extérieur par un ressort qui est monté dans le logement, dans lequel un orifice de la ti-. ge qui est ménagé entre un canal pratiqué dans la tige et le logement est fermé par un pigment en caoutchouc ce la Uge.Au fond du logement, on a également prévu un trou débouchant dans le récipient sous pression. Lorsqu'on exerce une pression sur une extrémité de la tice à l'encontre de l'effet du réssort, l'orifi- ce est dégagé du caoutchouc de la tige, et l'ouverture de la tie est fermée par l'autre extrémité de la tige, ce qui permet simultanément l'éjection du liquide du logement par l'intermédiaire de l'orifice. Lorsqu'on -relache la nous- sée, la tige revient à sa position initiale pour fermer l'orifice par le caoutchouc de la tice et lé liquide s'écoule dans le logement par l'intermédiaire du trou. La quantité du liquide à éjecter lors de chaque impact est de préférence de 20 à 200 mg pour un liquide d'écriture ou un cosmétique, par exemple pour les soins des mains. Le conteneur de liquide est formé en montant la soupape sur le récipient étanche à la pression qui contient le liquide.Au sommet d'un cylindre qui maintient le conteneur de liquide, on a prévu un élément de revêtement tel qu'une pointe de stlo, un feutre, etc... selon la manière classique. Le matériau constituant l'élément de revêtement la partie renfermant le feutre n'est pas limité en termes de formes, propriétés, etc.... On peut utiliser un maté- riau fibreux tendre, tel que la laine. Un adaptateur placé entre l'élément de revêtement et la soupape du conteneur de liquide est conçu pour qu'il y ait passage au liquide par un canal ménagé dans la tice jusqu'à la partie renfermant le feutré, et pour que le conteneur prenne une position telle qu'il puisse être fixé à la partie supérieure de la tige. L'adaptateur doit supporter la pression d'impact pour la fourniture de liquide à partir du conteneur. De manière à éviter une fourniture indésirée de liquide, un tampon pour le maintien du liouide, par exemple une éponge, peut etre prévu de la façon classique dans un canal de liquide. La constitution de l'élément de percussion situé à l'extrér.ité arrière du corps ce la tige n'est pas limitée dans la mesure c il peut être fixé de l'extrémité arrière du conteneur de liquide et permet la poussée vers l'avant du conteneur. Par exemple, un ressort pour le retour de l'élément de percussion peut être également utilisé pour agir sur la soupape du récipient, ou avoir une fonction exclusive. L'applicateur de la présente invention éjecte le liquide sous l'effet de l'impact sur l'élément de per- cussion qui est monté à l'extrémité arrière du cylindre ce la tice. Lors de l'impact, le conteneur se déplace vers i'avant pour pousser la tige fixée à l'adaptateur, d'o l'ouverture de la soupape et l'éjection du liquide à partir du conteneur à l'aide de l'élément d'éjection vers la partie d'application, par l'intermédiaire du canal de l'adaptateur. L'acent d'éjection qui est fourni à la partie d'application en même temps que le liquide est presque va- vorisé et le liquide peut être utilisé pour sa fonction d'application. La solution du liquide est de préférence constituée de 10 à 60 parties en poids du liquide brut et de 40 à c0 parties en poids de l'agent d'éjection. Si on utilise le liquide brut suivant une quantité inférieure à 10 parties en poids, l'objet de l'applicateur n'est pas atteint du tout, alors que si le liquide brut est utilisé avec plus de 60 parties en poids, on ne peut le pulvériser de manière satisfaisante. D'autre part, si la quantité de l'agent d'éjection est inférieure à 40 parties en poids, l'éjection ne peut être effectuée de façon satisfaisante, alors que si cette quantité est supérieure à 90 parties en poids, l'applicateur ne peut atteindre son objet car le liquide devient trop léger. Comme ingrédient pour l'agent d'éjection, un di méthyléther est de préférence contenu dans une quantité comprise entre 15 et 50 parties en poids car il permet de dissou- dre un ingrédient durci du liquide à la partie d'application ou de disperser le liquide du conteneur. Avec une quantité inférieure à 15 parties en poids, ii n'agit pas en solvant, alors qu'avec une quantité supérieure à 50 parties en poids il n'est pas souhaitable de l'employer à cause de son inflam- mabilité. On peut choisir d'autres ingrédients que le diméthyléther pour l'agent d'éjection dans la mesure ou ils agissent en aide pour la maîtrise de la pression de manière à rantenir une pression intérieure du conteneur de 0,8 MPa ou moins une température de 350C. Le mode de réalisation préféré de la~présente ~ invention pour le liquide brut comprend de 5 à 50 parties en poids d'une résine, de 20 à 70 parties en poids d'un solvant organique, de 0,1 à 10 parties en poids d'un pigment, et de 0,01 à 3 parties en poids d'un additif. Avec une quantité inférieure à 5 parties en poids pour la résine, le liquide peut s'écouler sur une surface revêtue, alors qu'avec une quantité supérieure à 50 parties en poids, le liquide est à même de se solidifier au droit de la partie renfermant le feutre, et il sera difficile de le dissoudre de nouveau lors de son utilisation ultérieure. Avec une quantité inférieure à 20 parties en pois du solvant organique, la résine et le pigment ne peuvent être ni dissous ni dispersés, alors qu'avec une quanti- té supérieure à 70 parties.en poids, le liquide est à même de s'écouler sur une surface de revetement. Avec une quantité inférieure à 0,1 partie en poids du pigment, on ne peut obtenir la couleur désirée, alors qu'avec une quantité supérieure à 10 parties en poids, il y a trop de pigment pour obtenir la couleur désirée.Par conséquent, les additifs doivent etre présents dans la gam- me de poids Qpéclfiée ci-dessus. Lorsqu'on doit utiliser l'applicateur de la présente invention en instrurent c'écriture, ou en brcsse pour produit cosmétique, la quantité cu liquide devant être éjec- té chaque fcis est ce préférence comprise entre 20 et 200 mg. Une quantité du liquide inférieure à 20 mg n'est pas suffisante pour atteindre l'objectif et nécessité plusieurs impacts, alors qu'avec une quantité supérieure à 200 mg, le liquide est pulvérisé avec une force si élevée que le liqui- de crachoté peut se trouver tellement dispersé qu'il y a contamInation de la surface. L'adaptateur placé entre la soupape du conteneur de liquide et la partie renfermant le feutre fonctionne e façon que le liquide provenant du conteneur puisse être tam- ponné. Si un matériau, tel qu'une éponge, est placé dans le canal de liquide, le tampon devient plus efficace. Dans les figures annexées, on a illustré en dé- tail une soupape selon la présente invention. En figure 3,une coupelle de montage 1 oui est assujettie au logement 2 est fixée sur le col d'un récipient étanche à la pression (non représenté) présentant une extrémité ouverte. Un joint 3 est placé entre le logement 2 et le col du récipient étanche au gaz. Le logement 2 compor- te une cavité intérieure dans laquelle peut être insérés ia partie de base 5 d'une tige 4 qu'on décrira ultérieurement, et le siège cylindrique 8 d'une soupape, siège dans lequel est ménagé un trou 7 réalisant une liaison avec le récipient étanche à la pression au droit du fond 6 du siège.Le sommet de la tice 4 est un cylindre 9 qui est en saillie vers l'ex- térieur après passage dans un trou central de la face avant et présente une ouverture, et la partie de base 5 de la tige est insérée dans l'intérieur du logement 2. A la partie de base 5, une queue de soupape 10 qui est insérée de manière amovible dans le siège cylindrique 8 est prévue pour maintenir le siège 8 à l'état ouvert sous l'effet d'un ressort en spirale 11 monté entre la partie de base 5 et la face inférieure 6 du logement 2 (vGir la demi-partie gauche de la figure 3). Dans cette situation, un orifice 12 ménagé très près de la partie de base du cylindre supérieur 9 de la tige est fermé par un élément en caoutchouc 13 qui est fixé entre la face supérieure de la coupelle 1 et le logement 2. La soupape est ouverte lorsque l'élément en caoutchouc 13 est dégagé de l'orifice 12 au moment où le sommet de la tice est soumis à une poussée dirigée vers le bas. Simultané- ment, la queute de soupape 10 ferme le siège 8 (voir la demipartie droite de la figure 3) de sorte que le liquide situé dans la cavité du logement 2 peut être éjecté par l'orifice 12. Ainsi, la quantité du liquide à éjecter dépend du volu- me de la cavité du logement 2 et est constante. On explicuera maintenant, en'liaison avec la fi- gure 4, un détail d'une soupape du type quantitatif qui est largement utilisée dans les applications commerciales. A une coupelle 1' qui est fixée à un récipient étanche à la pression (non représenté) un logement 2', un joint 3' et un élément en caoutchouc 13' de tige sont assem- blés ensemble comme dans le cas de la soupape de la figure 3. Cependant, le logement 2' ne comporte pas un siège de sousape 8 comme en figure 3, mais présente un joint torique 15 au droit d'un trou de passage 14 que traverse une tige 4' en forme de queue. Le joint torique est également fixé à la surface extérieure de la tige 4' qui présente sur sa surfa ce extérieure des rainures 16 de passage de liquide.Un ressort en spirale 11' est également placé entre la tige 4' et la face inférieure 6' du logement 2' de manière à maintenir la tige pour que les extrémités de la rainure 16 puissent être placées à chaque cbté du joint torique, respectivement, à l'état libre par suite de la compression du ressort 11' de façon que le liquide passe de l'intérieur du logement au récipient étanche à la pression. Dans cette position, un orifice 12' formé à la partie supérieure cylindrique 9' de la ti ae 4' est en saillie sur la coupelle 1', et n'est pas en contact avec l'élément en caoutchouc 13' de la tige (voir la demi-partie gauche de la figure 4).Lorsque le sommet de la tice 4' est poussé vers le bas, cette tige se déplace dans le ses descendant pour projeter la rainure 16 à l'extérieur du joint torique 15, ce qui a pour effet de fermer un passage entre ia cavité inoccupée du logement et le récipient étan ch.e à la pression. L'orifice 12' est poussé dans l'intérieur, au-dessous de l'élément en caoutchouc de la tige, d'où l'ouverdure d'un canal entre la cavité inoccupée du logement et l'extérieur de l'applicateur et l'éjection d'une quantité spécifique du liquide. On expliquera plus en détail la présente inven tion, titre c'exemples qui ne sont pas destinées à limiter le domaine de la présente invention. Les pourcentages indiqués dans les exemples s'entendent en poids. EXEMPLE 1 On forme un liquide brut d'encre à l'argent avec une résine comprenant 8 parties en poids de nitrocellulose du type dit SS 1/2 qu'on a fait dissoudre dans 30 % d'alcool, et 10 parties en poids d'une résine acrylique; un solvant organique comprenant 4 parties en poids d'un acétate d'éthyle, 15 parties en poids de triol et 1 parties en poids de butylecellusolve; et un pigment de 2 parties en poids de poudre d ' alurinium. On prépare de l'encre liquide en ajoutant un agent d'injection comprenant 15 parties en poids de diméthyléther et 45 parties en poids de dichlorotétrafluoroéthane dans le liquide brut et charge l'ensemble dans un récipient étanche à la pression. On monte une soupape, comme représenté en figure 3, sur un conteneur pour former un conteneur de liquide, qu'on place dans le corps cylindrique d'une tige corme cela est représenté en figure 1. En figure 1, un cylindre extérieur 18 enferme le conteneur de liquide 17 de manière amovible dans la di-. rection axiale, et présente un bouchon arrière 20 dans lecuel est ménagé un trou central 19. Le conteneur de liquide peut être enlevé de l'ouverture arrière du cylindre 18 pour en effectuer le remplacement. Un adaptateur 21 est placé car.s le cylindre 18 s son extrémité supérieure, et comporte un trou 23 allant du canai de liquidejusqu'à la tice de soupape se trouvant dans le conteneur de liquide 17. Dans un canal intermédiaire 22 se trouve une éponge 24 ayant des pores continus. L'adaptateur 21 est fixé au som et du cylindre extérieur 18 par interposition de sa.partie à rebord 27 entre un récepteur de feutre 26 et le cylindre extérIeur 18. Dans la surface concav.e de la face avant du récepteur 26, est placé le rebord arrière 29 de la partie à feutre 28, et cette partie 28 est fixée par in terposition du rebord 29 entre un sradin intérieur 30 d'un fut avant 25 et le récepteur de feutre 26. A la partie su périeure extérieure du fut 25 on a prévu de manière amoviun capuchon 31 pour recouvrir la partie à feutre 28. Le diamètre extérieur du capuchon 31 est légèrement plus petit que le diamètre intérieur du trou central 19 du bouchon arrière 20; par conséquent, le capuchon 31 peut passer librement dans le trou central 19. Lorsque le conteneur de liquide 17 est monté dans le cylindre extérieur 18, le sommet de la tige 4 est inséré,en étant étanche,dans le trou 23 de l'adaptateur 21 de manière à compléter le passage entre la partie cylindrique avant 9 de la tige 4 et l'adaptateur 21. Le conteneur 17 est fixé par assujettissement de la face avant du bouchon arrière 20 contre son extrémité arrière. On utilise l'applicateur venant d'être décrit de la manière suivante. Après avoir enlevé le capuchon 31 du fût avant 25 et ôté le corps 32 du trou 19 du chapeau arrière 20, on insere le capuchon 31 dans ce trou de manière qu'il soit en contact avec la partie concave arrière 33 du conteneur de liquide 17. Alors, en donnant un coup sur le capuchon 31, le récipient 17 se trouve propulsé vers l'avant, ce qui a pour effet de ranener la tige 4 vers l'arrière par rapport au corps du conteneur de lIquide car la tige 4 placée à la partie avant du conteneur est fixée à l'adaptateur 21. Le mouvement ce la tige 4 libère son orifice 12 de l'élément en caoutchouc 13 pour éjecter une quantité spécifique de liquide dans la cavité du logement 2 vers la partie cylindrique avant 9 par passage par l'orifice 12. De liquide éjecté traverse alors le canal 22, le corps spongieux 24, et la rainure 35 ménagée dans le rE- cepteur 26 pour atteindre le feutre 28. EXEMPLE 2 On prépare un liquide brut pour manucure avec une résine comprenant 5 parties en poids de nitrocellulose du type SS 1/2, qu'on a fait dissoudre dans 30 E d'alcool, 7 parties en poids d'une résine acrylique; un solvant oroanique contenant 5 parties en poids d'acétate d'éthyle, 3 parties en poids d'acétate de butyle et 28 parties en poids de triol; un pigment comprenant 0,5 partie en poids d'oxyde de titane et 0,05 partie en poids de produit dit Lake Red BAO; et un additif comprenant 0,95 partie en poids d'un plastifiant.On prépare le liquide en ajoutant un agent d'infection comprenant 20 parties en poids de diméthyléther, 25 parties en poids d? trichloromonofluoromé- thane et 5 parties de dichlorodifluorométhane, au liquide brut, et l'introduit dans un récipient étanche à la pression. On assemble une soupape telle que celle représentée en figure 3 sur le récipient corme dans l'exemple 1 de manière à former un conteneur de liquide qu'on place dans le corps cylindrique représenté en figure 2. En figure 2, l'élément de percussion 36 ne comporte pas le ressort en spirale 11. L'élément de percussion 36 est placé à l'extrémité arrière du cylindre 18' de manière à être fixé à la face arrière du conteneur de liquide 17' et un ressort en spirale 37 est monté entre le bouchon 20' et le fond de l'élément .36 pour ramener celui-ci à la pcsition initiale. Dans un adaptateur 21' monté au sonnet du cs- lincre extérieur 1E', une chambre inoccupée 38 est forrée au rilieu du canal de liquide 9' sans qu'il y ait le corps spongieux. Dans l'adaptateur 21', le trou d'insertion 23' est naturellement ménagé dans la tige 4. Tous les autres éléments sont identiques à ceux du mode de réalisation de la figure 1. EXEMPLE 3 On prépare un liquide de revêtement clair, bruit, en mélangeant à une résine comprenant 12 parties en poids de résine butyrale et 3 parties en poids de résine; un solvant organique comprenant 2G parties en poids de xylol et 15 parties en poids de triol; et un additif comprenant 5 parties en poids d'une huile de soja. On prépare un liquide clair en ajoutant un aoent d'injection comprenant 10 parties en poids de diméthyléther et 25 parties en poids d'un gaz d'huile de pétrole liquide (butane) pour donner le liquide brut, et on le charge dans un récipient étanche à la pression. On monte la soupape représentée à la figure 3 sur le récipient, de la même manière que dans les exemples 1 et 2 pour former un conteneur e liquide, qu'on place dans le corps cylindrique de la tige corse ceia est représenté en figure 1. La construction de l'applicateur est telle que représentée dans l'exemple 1. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparaitront à l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1. Applicateur de liquide comprenant une tige cy lindrique e) ayant à son sommet une partie renfermant un feutre (28) et un élément de percussion (32; 36) à son extrémité arrière, et un conteneur de liquide (17) renfermant une soupape qui est montée de manière amovible dans le corps avec un adaptateur (21) prévu entre l'ajutage de la soupape et la partie renfermant le feutre, caractérisé en ce que la soupape cu conteneur peut être ouverte en agissant sur l'élément de percussion. 2. Applicateur de liquide selon la revendication 1, caractérisé en ce que le liquide est de l'encre. 3. Applicateur de liquide selon la revendication 1, caractérisé en ce que ie liquide est un liquide cosmétique.