Brevet FR2684358A1 — publié le 19930604

DISPOSITIF AEROSOL POUR DISTRIBUER UNE COMPOSITION A VISCOSITE RELATIVEMENT ELEVEE. L'invention est relative à un dispositif aérosol pour distribuer une composition à viscosité relativement élevée, en particulier un gel ou une émulsion, du genre de ceux qui comprennent un bidon, destiné à être utilisé tête en haut, contenant la composition et un agent propulsif gazeux sous pression agissant directement sur la composition, une valve de distribution étant placée sur une ouverture en partie haute du bidon, tandis qu'un tube plongeur relié à la valve s'étend jusqu'au voisinage du fond du bidon. US-A-3 541 581 montre, en particulier à la figure 5, un dispositif aérosol de ce genre, dans lequel aucune séparation physique n'est prévue entre l'agent propulsif gazeux sous pression et la composition à distribuer. Un tel dispositif aérosol ne donne pas entièrement satisfaction lorsque la viscosité de la composition à distribuer est relativement élevée. FR-A-2 223 452 souligne les difficultés et les problèmes de fonctionnement rencontrés dans une telle situation. La composition visqueuse ne s'écoule pas régulièrement dans le tube plongeur et des phénomènes de cavitation avec perte du gaz propulsif à travers la valve de distribution se produisent. Il en résulte une diminution sensible du taux de vidange (rapport de la quantité maximale de composition distribuée par le dispositif à la masse totale de cette composition introduite dans le bidon). Pour remédier à de tels inconvénients, FR-A-2 223 452 propose des compositions de gel stable à moussage différé ayant un seuil d'écoulement relativement faible, ce qui correspond à une viscosité également relativement faible. Cette solution, qui écarte les compositions plus visqueuses présentant pourtant un intérêt important, notamment en ce qui concerne les gels à raser automoussants, vise à favoriser ltécoulement de la composition dans le tube plongeur et dans la valve pour réduire les phénomènes de cavitation. Une telle approche se comprend car il est connu que, pour favoriser l'écoulement d'un produit dans un ensemble de tubes et de canalisations, il convient généralement soit de diminuer la viscosité du produit en conservant des sections de passage constantes, soit d'augmenter les sections de passage si l'on ne peut agir sur la viscosité du produit. L'invention a pour but, surtout, de fournir un dispositif aérosol du genre défini précédemment qui permette d'améliorer l'écoulement de la composition en évitant ou tout au moins en réduisant les phénomènes de cavitation et en améliorant le taux de vidange sans avoir à réduire la viscosité de la composition à distribuer. Selon l'invention, un dispositif aérosol du genre défini précédemment est caractérisé par le fait que la composition à distribuer a une viscosité (mesurée sur viscosimètre Brookfield DV III, aiguille n" 7) située dans la gamme de 800 à 12 000 millipascals.secondes, de préférence de 1500 à 7 000 millipascals.secondes, pour une vitesse de 100 tours/seconde, et de 14 000 à 235 000 millipascals.secondes, de préférence de 20 000 à 120 000 pascals.secondes, pour une vitesse de 2,5 tours/secondes, et que le passage offert à la composition visqueuse, en amont ou en aval de la valve, comporte au moins une section de diamètre suffisamment faible pour réduire les phénomènes de cavitation susceptibles de se produire dans la composition visqueuse et pour améliorer le taux de vidange tout en assurant un débit satisfaisant de la composition lorsqu'elle est distribuée. L'invention, d'une manière surprenante et inattendue, permet d'améliorer les conditions d'écoulement d'un produit visqueux, du point de vue de la régularité de cet écoulement et de la diminution ou même la suppression des phénomènes de cavitation, en prévoyant une section de passage réduite, contrairement à ce que l'on pouvait penser. Selon un premier mode de réalisation, le tube plongeur est constitué par un tube semi-capillaire dont le diamètre intérieur est inférieur à 1 mm et de préférence égal à 0,7 mm, la section de diamètre suffisamment faible étant constituée par la section de passage de ce tube sur toute sa longueur. Des essais effectués avec un dispositif aérosol conforme à ce mode de réalisation ont permis d'obtenir, dans certains cas, un taux de vidange de plus de 80 % lors d'une distribution en continu et dans tous les cas, on améliore le taux de vidange, en comparaison avec un dispositif équipé d'un même type de valve mais avec un tube plongeur normal dont le diamètre est supérieur aux valeurs indiquées ci-dessus, d'au moins 10 % en absolu, voire même jusqu'à 35 % en absolu. La valve est munie d'une queue qui comporte un logement cylindrique dans lequel est engagée l'extrémité supérieure du tube semi-capillaire dont la surface extérieure est en appui contre la surface interne du logement. Selon un autre mode de réalisation, une restriction interne est prévue dans l'ajutage de la valve en amont de l'orifice de valve, le diamètre de cette restriction étant inférieur à 1 mm et supérieur à 0, 3 mm. De préférence, le diamètre de cette restriction est compris entre 0,6 et 0,8 mm. Le tube plongeur peut alors être un tube plongeur normal dont le diamètre interne est nettement supérieur aux valeurs indiquées cidessus, ou un tube semi-capillaire. Le taux de vidange est également amélioré, selon ce deuxième mode de réalisation, par rapport à un dispositif sans restriction. L'invention consiste, mises à part les dispositions exposées cidessus, en un certain nombre d'autres dispositions dont il sera plus explicitement question ci-après à propos d'exemples de réalisation décrits avec référence aux dessins ci-annexés, mais qui ne sont nullement limitatifs. La figure 1, de ces dessins, est une vue en coupe verticale d'un dispositif aérosol conforme à un premier mode de réalisation de l'invention, représenté en cours de distribution. La figure 2 montre semblablement à la figure 1 un autre mode de réalisation, représenté en position de stockage. En se reportant à la figure 1 des dessins, on peut voir un dispositif aérosol D pour distribuer une composition C à viscosité relativement élevée. La composition C est constituée, notamment, par un gel à raser auto-moussant ou par une émulsion épaissie. La viscosité de la composition C, mesurée sur viscosmètre Brookfield DV III, aiguille n" 7, se situe dans la gamme de 800 à 12 000 millipascals.secondes, de préférence de 1 500 à 7 000 millipascals.secondes, mesurée à une vitesse de 100 tours/seconde et de 14 000 à 235 000 millipascals.secondes, de préférence de 20 000 à 120 000 millipascals.secondes, mesurée à une vitesse de 2, 5 tours/seconde. Le dispositif D comprend un bidon 1 destiné à être utilisé avec la tête 2 en haut. Le bidon 1 contient la composition et un agent propulsif gazeux B qui agit directement sur la composition C. Autrement dit, aucune séparation physique n'est prévue entre l'agent propulsif gazeux B et la composition C. L'agent propulsif est avantageusement constitué par un gaz sous pression appartenant à l'ensemble formé par : air, azote, ou un propulseur liquéfiable très peu soluble dans la composition tel que le 2-H-heptafluoropropane, plus connu sous la dénomination HCFC 227. On évite d'utiliser un gaz liquéfié susceptible de se disssoudre dans la composition. La tête 2 du bidon 1 a une forme tronconique et est munie, à son extrémité haute d'une ouverture 3 à bord roulé. Une coupelle de valve 4 est sertie sur le bord de cette ouverture et une valve de distribution 5 est fixée au centre de la coupelle 4. La valve 5 comprend un corps de valve 6 autour duquel est sertie la partie centrale de la coupelle 4. Une rondelle élastique 7 d'étanchéité est serrée entre l'extrémité frontale du corps de valve 6 et un rebord de la partie centrale de la coupelle 4. Une tige 8 peut coulisser axialement dans le corps de valve 6, cette tige faisant saillie vers l'extérieur. La tige 8 comporte un canal central 9 débouchant vers le haut et dont l'extrémité interne est fermée axialement; ce canal 9 communique par des passages radiaux 9a (ou orifices de valve) avec une gorge périphérique 10. Le bord circulaire interne de la rondelle 7 est engagé dans cette gorge 10. Lorsque la tige 8 n'est pas enfoncée, la rondelle 7 ferme le ou les passages 9a orientés radialement et isole l'intérieur du bidon 1 du canal 9. Par contre, lorsque la tige 8 est enfoncée, la rondelle 7 fléchit dans sa partie centrale et permet une communication entre l'intérieur du bidon 1 et le canal 9, comme montré sur la figure 1. La tige 8 est rappelée en position de fermeture vers le haut par un ressort en hélice Il disposé entre le fond du logement prévu dans le corps 6 et la tige 8. L'extrémité supérieure de la tige 8 est surmontée d'un bouton-poussoir 12 équipé d'un bec distributeur 13. A sa partie inférieure, le corps de valve 6 est prolongé vers le bas par une queue de valve 14 à l'intérieur de laquelle est prévu un logement cylindrique 15 limité, vers le haut, par un épaulement radial intérieur 16. Un passage 17 axial de diamètre relativement important, notamment supérieur à 1 mm, fait communiquer le logement 15 avec la chambre dans laquelle peut se déplacer la tige 8. Un tube plongeur 18 semi-capillaire est engagé par son extrémité supérieure dans le logement 15 et s'étend vers le bas jusqu'au voisinage du fond 19 du bidon 1. Le diamètre intérieur e du tube 18 est inférieur à 1 mm et de préférence égal à, ou voisin de 0,7 mm. Cette section de diamètre réduit se trouve en amont des orifices de valve 9a. D'une manière surprenante, avec des compositions dont la viscosité (mesurée sur viscosimètre Brookfield DV III, aiguille n" 7) se trouve dans la gamme suivante: de 800 à 12 000 millipascals.secondes, de préférence de 1 500 à 7 000 millipascals.secondes, à une vitesse de 100 tours/seconde et de 14 000 à 235 000 millipascals.secondes de préférence de 20 000 à 120 000 millipascals.secondes, à une vitesse de 2,5 tours/seconde, le dispositif distributeur équipé du tube semicapillaire 18 permet, en appuyant sur le bouton-poussoir 12, comme illustré sur la figure 1, une distribution régulière du produit par le bec 13, et des pertes réduites d'agent propulsif gazeux. Le taux de vidange obtenu lors d'une distribution en continu, dans certains cas, peut être supérieur à 80 %. Le taux de vidange qui est obtenu avec le même type de valve mais avec un tube plongeur normal dont le diamètre interne est nettement supérieur à 1 mm peut être inférieur en absolu de 10 points (taux d'environ 70 %) et même de 35 points (taux d'environ 45 %) à la valeur obtenue selon l'invention. La pression de l'agent propulsif au début de la pulvérisation, dans le cas d'un gaz comprimé, est généralement comprise entre 5 et 10 bars, cette pression étant de préférence égale à 7 bars. Dans le cas du 2-H-heptafluoropropane (agent propulsif liquéfié), la pression est d'environ 3,5 bars. Avec le dispositif de l'invention, et les gammes de viscosité indiquées ci-dessus, le débit initial de composition est compris entre 1 g/s et 6,5 g/s, et de préférence entre 2 g/s et 4 g/s, bornes incluses. Le débit final de composition, à environ 80 % de la vidange, reste supérieur à 1 g/s. Les essais de distribution d'une composition à viscosité relativement élevée telle que définie précédemment, avec le dispositif de l'invention, ont permis de restituer un produit correct et avec un taux de vidange satisfaisant, malgré de fortes variations de viscosité observées en fonction de la vitesse. En se reportant à la figure 2, on peut voir un autre mode de réalisation d'un dispositif de distribution conforme à l'invention. Les éléments identiques à des éléments déjà décrits à propos de la figure 1 sont désignés par les mêmes références sans que leur description soit reprise. Les différences entre le dispositif de la figure 2 et celui de la figure 1 se situent essentiellement au niveau de la valve 105 et du tube plongeur 118 de la figure 2. La valve 105 comporte une restriction interne 20 constituée par un passage de diamètre réduit f prévu dans un ajutage 21 qui prolonge vers le bas le corps de valve 106. Cette restriction 20 se trouve en amont des orifices de valve 9ac. Le diamètre f de la restriction 20 est inférieur à 1 mm et supérieur à 0,3 mm. Ce diamètre f est de préférence compris entre 0,6 mm et 0,8 mm. Le tube plongeur 118 peut être un tube plongeur normal dont le diamètre interne est largement supérieur à 1 mm, l'extrémité de ce tube 118 étant engagée autour de la surface externe de 1' ajutage 21. Il serait possible cependant de combiner la restriction 20 avec un tube semi-capilIaire du même type que celui de la figure 1. Les résultats obtenus avec le dispositif de distribution de la figure 2 sont similaires à ceux donnés à propos de la figure 1. REVENDICATIONS 1. Dispositif aérosol pour distribuer une composition à viscosité relativement élevée, en particulier un gel ou une émulsion, comprenant un bidon, destiné à être utilisé tête en haut, contenant la composition et un agent propulsif gazeux sous pression agissant directement sur la composition, une valve de distribution étant placée en partie haute du bidon sur une ouverture de ce bidon, tandis qu'un tube plongeur relié à la valve s'étend jusqu'au voisinage du fond du bidon, caractérisé par le fait que la composition (C) à distribuer a une viscosité (mesurée sur viscosimètre Brookfield DV III, aiguille n" 7) située dans la gamme de 800 à 12 000 millipascals.secondes, de préférence de 1 500 à 7 000 millipascals.secondes, pour une vitesse de 100 tours/seconde et de 14 000 à 235 000 millipascals.secondes, de préférence de 20 000 à 120 000 millipascals.secondes, pour une vitesse de 2,5 tours/seconde, et que le passage offert à la composition visqueuse, en amont ou en aval de la valve (5, 105), comporte au moins une section (18, 20) de diamètre suffisamment faible pour réduire les phénomènes de cavitation susceptibles de se produire dans la composition visqueuse et pour améliorer le taux de vidange tout en assurant un débit satisfaisant de la composition lorsqu'elle est distribuée. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le tube plongeur est constitué par un tube semi-capillaire (18) dont le diamètre intérieur (t) est inférieur à 1 mm, la section de diamètre suffisamment faible étant constituée par la section de passage de ce tube sur toute sa longueur. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le diamètre intérieur du tube semi-capillaire (18) est égal à 0,7 mm. 4. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé par le fait que la valve (5) est munie d'une queue (14) qui comporte un logement cylindrique (15) dans lequel est engagée l'extrémité supérieure du tube capillaire (18) dont la surface extérieure est en appui contre la surface interne du logement (15). 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'une restriction interne (20) est prévue dans un ajutage (21) de la valve (105), le diamètre (X) de cette restriction (20) étant inférieur à 1 mm et supérieur à 0, 3 mm. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait que le diamètre (t) de la restriction (20) est compris entre 0,6 mm et 0,8 mm. 7. Dispositif selon la revendication 5 ou 6, caractérisé par le fait que le tube plongeur (118) est un tube plongeur normal. 8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que son taux de vidange est d'au moins 80 %. 9. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la pression de l'agent propulsif dans le cas d'un gaz comprimé est comprise entre 5 et 10 bars, tandis que dans el cas du 2-H-heptafluoropropane, la pression est d'environ 3,5 bars, et que le débit initial de composition est compris entre 1 g/s et 6,5 g/s.