Brevet FR2784389A1 — 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 o10 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 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. Avantageusement, l'agent tensioactif non ionique comprend de l'alcool polyéthoxylé. L'agent tensioactif cationique peut comprendre de l'ammonium quaternaire et de l'imidazoline cationique. Dans une forme de réalisation particulière, le mélange comprend: 2 2784389 - entre 90 et 100 % en poids d'Arcorol HKR fabriqué par la société Zchimmer Schwarz, - entre 0 et 10 % en poids d'agent tensioactif non ionique et -entre 0 et 10 % en poids d'alcool. L'invention concerne également un procédé de séchage d'une pièce mécanique, dans lequel on immerge la pièce dans un bain de préparation au 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 io de sortie de bain inférieure ou égale à vingt millimètres par seconde, et enfin on sèche la pièce à l'air chaud. 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. Dans l'exemple particulier de la description, le mélange M comprend: - 96% en poids d'un produit, de nom commercial "Arcorol HKR" et fabriqué par la société Zchimmer Schwarz, - 3% en poids d'un produit, de nom commercial "synperonic 91/6" et fabriqué par la société Union Carbide, et - 1% en poids d'alcool, ici de l'isopropanol. L'Arcorol HKR contient un agent tensioactif cationique, de l'alkylaryl polyglycol éther, de l'ester acide d'alcool gras, des tensioactifs siliconés et de l'eau. L'agent tensioactif cationique consiste en une combinaison de tensioactifs 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 3 2784389 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 synperonic 91/6 est de l'alcool polyéthoxylé, à six molécules d'oxyde d'éthylène, et constitue un agent tensioactif non ionique. Le procédé de séchage d'une pièce mécanique, en l'espèce un bouchon de flacon, comprend une succession d'étapes qui vont maintenant être io 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 TP 104, fabriqué par la société Promosol. Ce produit dégraissant comprend de la lessive tamponnée, contenant des sels de phosphates, ainsi que des tensioactifs non ioniques et des tensioactifs anioniques. La concentration du produit Promoclean TP 104 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. Les bains de rinçage 4 et 5 contiennent de l'eau déminéralisée, de dureté comprise entre cinq et dix microsiemens. 1ère 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. 2ème 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. 4 2784389 3ème étape: Bain de préparation au séchage 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 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. i5 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. ème 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 1, ci-après, contient des résultats d'essais de séchage d'une pièce mécanique. Ces essais ont consisté à sécher la pièce, globalement selon le procédé de séchage décrit ci-dessus, mais en modifiant, pour chaque essai, l'une au moins des proportions respectives d'Arcorol HKR, de synperonic 91/6 et d'isopropanol dans le mélange M. La colonne "observations" contient des indications sur l'efficacité du séchage. Les résultats de ces essais montrent que l'on pourrait utiliser un mélange M comprenant: - entre 90 et 100% en poids d'Arcorol HKR, - entre 0 et 10% en poids de l'agent tensioactif non ionique (synperonic 91/6) et - entre 0 et 10% en poids d'alcool isopropanol, !I1, r avec des proportions respectives d'Arcorol HKR, de synperonic 91/6 et d'isopropanol telles que leur somme soit égale à 100%. D'après ces résultats d'essais, l'efficacité optimale de séchage est obtenue avec le mélange contenant 94% en poids d'Arcorol HKR, 3% en poids de synperonic 91/6 et 3% en poids d'isopropanol, et une vitesse de sortie du dernier bain de rinçage égale à 12 mm/s. Le tableau 2, ci-après, contient des résultats d'autres essais de séchage. Ces io essais ont, quant à eux, consisté à sécher une pièce mécanique, globalement selon le procédé de séchage décrit plus haut, mais en faisant varier la vitesse de sortie du dernier bain de rinçage et/ou la concentration du mélange M dans la solution aqueuse du bain de préparation au séchage. Le mélange M utilisé pour ces essais comprend 96% en poids d'Arcorol HKR, 3% en poids de synperonic 91/6 et 1% en poids d'isopropanol. Les résultats de ces essais montrent que l'on pourrait utiliser un bain de 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 2 montrent que la vitesse de sortie du dernier bain de rinçage pourrait être inférieure ou égale à vingt millimètres par seconde. 6 2784389 Tableau 1 Arcorol HKR Synperonic Alcool Vitesse de sortieObservations 91/6 Isopropanol du dernier bain (en mm/s) 0 0 3,5 S 98 2 0 3,5 S 98 1 1 5,5 S 98 0 2 3,5 S 96 4 0 5,5 S 96 3 1 8 S 96 2 2 9 S 96 1 3 8 S o 96 0 4 4 S 94 6 0 6,5 S 94 3 3 12 S 94 0 6 5 S o 90 10 0 8 S 5 5 8 S I 10 1 55 S 10 10 3 F Tableau 2 Concentration (%en poids) (% en poids) 0,05 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 1 Vitesse (en mm/s) 13 F-' S S S S [S S SS: 2 S S S S S S S S 3 F S S S S S ' S 4 F S S S S S S óF S S S S S a: S 6 F S S S S S S 7 F S S S S S __ 8 F S S S S S 9 F S S S S S S S F S S S S S S S 11 F S S S S S ":-:;f" S 12 F S S S S S sf -Sa, s 13 F S S S S Sgs S 14 F S S S S S S " F S S S S S./;S S 16 F S S S S S 17 F S S S S S 18 F S S S S S 19 F S S S S S:.-S F S S S S -:'S S > 20 F F F F F FF srface suc grasse grasse 7 2784389 Légende des tableaux 1 et 2: - S: pièce sèche - F: film d'eau sur la pièce [surface grasse 8 2784389 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. 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 tensioactif cationique comprend de l'ammonium quaternaire. 4- Mélange selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel l'agent tensioactif cationique comprend de l'imidazoline cationique. - Mélange selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel l'alcool est de l'isopropanol. 6- Mélange selon l'une des revendications 1 à 5, comprenant: - entre 90 et 100 % en poids d'Arcorol HKR fabriqué par la société Zchimmer Schwarz, - entre 0 et 10 % en poids d'agent tensioactif non ionique et - entre 0 et 10 % en poids d'alcool. 7- Mélange selon l'une des revendications 1 à 6, comprenant: - 96% en poids d'Arcorol HKR, - 3 % en poids d'agent tensioactif non ionique et - 1% en poids d'alcool. 8- Mélange selon l'une des revendications 1 à 6, comprenant: - 94% en poids d'Arcorol HKR, - 3 % en poids d'agent tensioactif non ionique et - 3% en poids d'alcool. 9- 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 9 2784389 bain inférieure ou égale à vingt millimètres par seconde, et enfin on sèche la pièce à l'air chaud. - Procédé de séchage selon la revendication 9, dans lequel la vitesse de sortie de bain est comprise entre un et cinq millimètres par seconde. 11- Procédé selon l'une des revendications 9 et 10, dans lequel la concentration dudit mélange dans la solution aqueuse est comprise entre 0,05 % et 1%. 12- Procédé selon l'une des revendications 9 à 11, dans lequel la concentration dudit mélange dans la solution aqueuse est comprise entre 0,1% et 0,5%. 13- Procédé selon l'une des revendications 9 à 12, 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. 14- Procédé selon l'une des revendications 9 à 13, 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).