Brevet FR2784390A1 — publié le 20000414

MELANGE POUR BAIN DE PREPARATION AU SECHAGE D'UNE PIECE MECANIQUE ET PROCEDE DE SECHAGE D'UNE PIECE MECANIQUE A L'AIDE DE CE MELANGE Pour finir la fabrication de nombreuses pièces mécaniques, celles-ci sont mouillées dans des bains de détergents destinés à éliminer les ultimes traces de gras, les impuretés et autres polluants. Il faut ensuite les sécher. Comme pièces mécaniques, on peut considérer, par exemple, les bouchons de io flacon. Pour sécher une pièce mécanique, on peut simplement la sécher à l'air chaud, après l'avoir rincée à l'eau. Le séchage à l'air chaud est cependant difficile à maîtriser. Un séchage trop rapide risque de laisser des traces i5 d'extraits secs, alors qu'un séchage trop lent risque d'augmenter considérablement le coût de finition de la pièce. En outre, le séchage n'élimine souvent pas complètement l'eau de sorte que la pièce, si elle est métallique, risque de se corroder ultérieurement. Une autre méthode de séchage consiste à immerger la pièce mécanique dans un bain de solvant "démouillant" tel que le CFC 1 13, dont l'utilisation est aujourd'hui interdite pour la protection de l'environnement, ou les HFE. Le solvant "démouillant", grâce à une tension superficielle très faible, chasse l'eau de la pièce. La demanderesse a, quant à elle, cherché à mettre en oeuvre une méthode de séchage à l'air chaud, sans solvant, plus efficace que dans l'art antérieur. A cet effet, l'invention concerne un mélange pour bain de préparation au séchage d'une pièce mécanique, comprenant un agent tensioactif cationique anti-extrait sec, un agent tensioactif non ionique et un alcool, caractérisé par le fait que l'agent tensioactif cationique comprend au moins l'un des deux éléments du groupe comportant de l'imidazoline cationique et de l'éther de glycol sur base propylène. Avantageusement, l'agent tensioactif non ionique comprend de l'alcool polyéthoxylé. L'agent tensioactif cationique peut comprendre de l'ammonium quaternaire. Iilt T 2 2784390 Dans une forme de réalisation particulière, le mélange comprend: - entre 5 et 20 % en poids de tensioactif non ionique, - entre 20 et 40 % en poids de tensioactif cationique, - entre 10 et 30 % en poids d'alcool et - au moins l'un des deux éléments du groupe comportant de l'eau et un éther de glycol. L'invention concerne également un procédé de séchage d'une pièce mécanique, dans lequel on immerge la pièce dans un bain de préparation au io séchage comprenant une solution aqueuse du mélange ci-dessus, puis dans un bain de rinçage à l'eau déminéralisée d'o on sort la pièce à une vitesse de sortie de bain inférieure ou égale à vingt millimètres par seconde, et enfin on sèche la pièce à l'air chaud. i5 Grâce à l'action combinée du bain de préparation au séchage et de la sortie lente du bain de rinçage, la pièce, à la sortie du bain de rinçage, est "préséchée", pratiquement sèche. Le séchage à l'air chaud n'enlève que l'humidité résiduelle et, par conséquent, est limité, en durée et en température. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante du mélange de préparation au séchage et du procédé de séchage à l'aide de ce mélange, selon l'invention, en référence à la figure unique qui représente un schéma des différentes étapes du procédé de séchage de l'invention. Le mélange M pour bain de préparation au séchage va d'abord être décrit. Le mélange M comprend: - entre 5 et 20 % en poids de tensioactif non ionique, - entre 20 et 40 % en poids de tensioactif cationique, - entre 10 et 30 % en poids d'alcool, ici de l'isopropanol, - un complément d'eau et - un additif régulateur de pH, alcalin ou acide selon le pH souhaité pour le bain de préparation au séchage, la somme des pourcentages en poids des différents composants du mélange étant égale à 100 %. L'agent tensioactif cationique comprend ici un produit, de référence Autopoon GK 4004, fabriqué par la société ZCHIMMER & SCHWARTZ. Cet agent tensioactif cationique est une combinaison de tensioactifs Ii MI 3 2784390 cationiques comprenant de l'imidazoline cationique à chaînes carbonées C20/C22 et de l'ammonium quaternaire, en l'espèce du dialkyl et diméthyl ammonium. Ces tensioactifs cationiques sont hydrophobes et "anti-extrait sec". En d'autres termes, ils ont une action "démouillante", visant à chasser l'eau de la pièce à sécher, et une action de lutte contre les extraits secs, c'est-à-dire les dépôts secs, non gras. Le tensioactif non ionique est un mélange de deux produits, de références respectives "Mulsifian RT 25" et "product 2058", fabriqués par la société ZCHIMMER & SCHWARTZ. Ce mélange contient de l'alcool gras polyéthoxylé. Le procédé de séchage d'une pièce mécanique, en l'espèce un bouchon de flacon, comprend une succession d'étapes qui vont maintenant être explicitées. On prépare au préalable, dans des bacs à bain, un bain de dégraissage 1, un bain 2 de rinçage à l'eau dure, un bain 3 de préparation au séchage et deux bains 4, 5 de rinçage à l'eau déminéralisée. Le bain de dégraissage 1 contient une solution aqueuse d'un produit dégraissant alcalin, ici le produit de nom commercial PROMOCLEAN DISPER No. 3, fabriqué par la société PROMOSOL. Ce produit dégraissant comprend de la lessive tamponnée, contenant des sels de silicates, ainsi que des tensioactifs non ioniques et des tensioactifs anioniques. La concentration du produit PROMOCLEAN DISPER No. 3 dans la solution aqueuse est de 2% en poids. Le bain 2 de rinçage à l'eau dure contient de l'eau dure, c'est-à-dire de l'eau ordinaire, non déminéralisée. Le bain 3 de préparation au séchage contient une solution aqueuse comprenant le mélange M, précédemment décrit, dilué dans de l'eau déminéralisée. La concentration du mélange M dans la solution aqueuse est égale à 0,3% en poids. La quantité d'additif régulateur de pH dans le bain 3 est tel que son pH est ici sensiblement égal à 7. Les bains de rinçage 4 et 5 contiennent de l'eau déminéralisée, de dureté comprise entre cinq et dix microsiemens. 4 2784390 Ière étape: Dégraissage Afin de dégraisser la pièce, on l'immerge dans le bain de dégraissage 1, ici pendant deux minutes, à une température de 60 C. 2me étape: Rinçage à l'eau dure A la sortie du bain de dégraissage 1, on rince la pièce à l'eau dure en la plongeant dans le bain de rinçage 2, ici pendant deux minutes. 3eme étape: Bain de préparation au séchage io Après le rinçage à l'eau dure, on immerge la pièce dans le bain 3 de préparation au séchage, pendant deux minutes, à température ambiante. 4ème étape: Rinçage à l'eau déminéralisée Après le bain de préparation au séchage, on rince la pièce à l'eau i5 déminéralisée en l'immergeant dans le bain 4. On sort la pièce de ce premier bain de rinçage et on l'égoutte. Après égouttage, on rince une dernière fois la pièce en l'immergeant dans le bain 5 d'o on sort la pièce, par déplacement vers le haut, avec une vitesse de sortie de bain ici égale à 3 mm/s. Le bain 3 de préparation au séchage a une action "démouillante" visant à chasser l'eau de la pièce et préparant celle-ci au séchage ultérieur. Grâce à l'action combinée du bain 3 de préparation au séchage et de la sortie lente du dernier bain de rinçage 5, la pièce est pratiquement sèche à la sortie de ce dernier bain de rinçage 5. ême étape: Séchage à l'air chaud On sèche enfin la pièce à l'air chaud, pendant environ dix minutes, afin d'éliminer l'humidité résiduelle. On pourrait faire varier les durées des différents bains de quelques minutes. Le tableau ci-après contient des résultats d'essais de séchage. Ces essais ont consisté à sécher une pièce mécanique globalement selon le procédé de séchage décrit ci-dessus, mais en modifiant, pour chaque essai, la vitesse de sortie de bain du dernier bain de rinçage et/ou la concentration du mélange M dans la solution aqueuse du bain de préparation au séchage. Les résultats de ces essais montrent que l'on pourrait utiliser un bain de 2784390 préparation au séchage dont la concentration du mélange M en solution aqueuse serait comprise entre 0,05% et 1% en poids. Une efficacité optimale de séchage est obtenue pour des concentrations de mélange en solution aqueuse variant entre 0,1% et 0,5%. Au-delà de 0,5% de mélange M en solution, la pièce est légèrement grasse et en deçà de 0,1% de mélange M en solution, l'action "démouillante" du mélange M est légèrement moins performante. Les résultats des essais, rapportés dans le tableau, montrent que la vitesse io de sortie du dernier bain de rinçage pourrait être inférieure ou égale à vingt millimètres par seconde. Tableau Concentration (% en poids)0,05 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0, 6 1 Vitesse (en mm/s) 1 s s s s s s. s 2 5 5 5 S 5 S S 3 S S S S S S ' S 4 F S S S S S -'*.;S __ S F S S S S S S 6 F S S S S S.-S S 8 F S _ S S S 6 F S S S S S $ S 1 F0 S S S S S 1 F S S S S S. _ S F S 5 S S S S Il F 5 5 5 5 S S 12 F S S S S S 'S S 13 F S S S S S S 14 F S 5 S S S 7 S F S S S S S S 16 F S S S S S ? ____S_ F S s s s s 18 F S S S S S S 19 F: s s s s s:C... s 19 F S S S S S___ _______ F s s S s s 17 FS S S S S;--;::S > 20 F F F F F F surface ' _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ I _ __ Légende du tableau - S: pièce sèche - F: film d'eau sur la pièce surface grasse-; 6 2784390 Dans le procédé de la description qui précède, le pH du bain de préparation au séchage est sensiblement égal à 7. En fait, pour améliorer l'action de "démouillage" du bain de préparation au séchage, ce pH peut être choisi plus librement dans la plage s'étendant sensiblement de 4 à 10. Pour obtenir le pH souhaité, on ajoute un additif régulateur de pH, alcalin ou acide, soit dans le mélange M, soit dans le bain de préparation au séchage, autrement dit avant ou après dilution. 0io Dans le mélange M, on pourrait remplacer l'isopropanol par de l'éthanol. On pourrait également remplacer l'eau, en tout ou partie, par un éther de glycol, dont la proportion dans le mélange M serait inférieure ou égale à % en poids. Dans ce cas, l'éther de glycol pourrait être couplé, c'est-à- dire associé, à l'alcool. Enfin, l'agent tensioactif cationique pourrait comprendre de l'imidazoline cationique et/ou de l'éther de glycol sur base propylène. 7 2784390 REVENDICATIONS 1- Mélange pour bain de préparation au séchage d'une pièce mécanique, comprenant un agent tensioactif cationique anti-extrait sec, un agent tensioactif non ionique et un alcool, caractérisé par le fait que l'agent tensioactif cationique comprend au moins l'un des deux éléments du groupe comportant de l'imidazoline cationique et de l'éther de glycol sur base propylène. 2- Mélange selon la revendication 1, dans lequel l'agent tensioactif non ionique comprend de l'alcool polyéthoxylé. 3- Mélange selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel l'agent S5 tensioactif cationique comprend de l'ammonium quaternaire. 4- Mélange selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel l'alcool est l'un des éléments du groupe comprenant de l'isopropanol et l'éthanol. 5- Mélange selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel il est prévu: - entre 5 et 20 % en poids de tensioactif non ionique, - entre 20 et 40 % en poids de tensioactif cationique, - entre 10 et 30 % en poids d'alcool et - l'un des deux éléments du groupe comportant de l'eau et de l'éther de glycol. 6- Mélange selon la revendication 5, dans lequel la proportion de l'éther de glycol est inférieure ou égale à 10 % en poids. 7- Mélange selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel il est prévu un additif régulateur de pH. 8- Procédé de séchage d'une pièce mécanique, dans lequel on immerge la pièce dans un bain (3) de préparation au séchage comprenant une solution aqueuse du mélange selon la revendication 1, puis dans un bain (5) de rinçage à l'eau déminéralisée d'o on sort la pièce à une vitesse de sortie de bain inférieure ou égale à vingt millimètres par seconde, et enfin on sèche la pièce à l'air chaud. 9- Procédé de séchage selon la revendication 8, dans lequel la vitesse de 8 2784390 sortie de bain est comprise entre un et cinq millimètres par seconde. - Procédé selon l'une des revendications 8 et 9, dans lequel la concentration dudit mélange dans la solution aqueuse est comprise entre 0,05 % et 1%. 11- Procédé selon l'une des revendications 8 à 10, dans lequel la concentration dudit mélange dans la solution aqueuse est comprise entre 0,1% et 0,5%. 12- Procédé selon l'une des revendications 8 à 1 1, dans lequel, après le bain (3) de préparation au séchage et avant le séchage à l'air chaud, on immerge la pièce successivement dans deux bains (4), (5) de rinçage à l'eau déminéralisée et, entre les deux bains, on égoutte la pièce. 13- Procédé selon l'une des revendications 8 à 12, dans lequel, avant le bain (3) de préparation au séchage, on immerge la pièce dans un bain de dégraissage (1) puis on la rince à l'eau (2). 14- Procédé selon l'une des revendications 8 à 13, dans lequel le pH du bain de préparation au séchage est sensiblement compris entre 4 et 10. - Procédé selon la revendication 14, dans lequel le pH du bain de préparation du séchage est sensiblement égal à 7.