CA1091197A - Dispositif de distribution associe a un recipient pressurise par un gaz non liquefie - Google Patents

Abstract

PRECIS DE LA DIVULGATION:
Récipient destiné à la distribution d'un produit liquide et associé à un dispositif de distribution comportant une buse dé pulvérisation alimentée par un organe de sortie du récipient.
Le dispositif de distribution comporte, en amont de l'orifice d'éjection de la buse, une canalisation d'injection de gaz com-primé additionnel. Le récipient contenant le produit liquide est pressurisé au moyen d'un gaz comprimé non liquéfié, tel un mélange butane/propane ou est fourni par un récipient contenant un gaz dissous dans une phase solvante, le gaz pouvant être un gaz extincteur ou réducteur d'inflammabilité, par exemple le bromo-trifluoro-méthane.

Description

La présente invention a trait à un distributeur destiné ~ la distribution d'un produit liqu1de sous forme de jet de pulvérisation dit "aérosol".
On sait que l'on réalise la distribution de nombreux produits liquides sous forme de jet de pulvérisation à partir de réci~ients pressurisés comportant une valve qui coopère avec un dispositif de distribution constitué soit par un capot de présen-tation et de dlstribution, soit par un bouton-poussoir. Ce dis-positif de distribution comporte, en général, une canalisation qui est alimentée par la valve de sortie du recipient, ladite cana-lisation étant obstruée à son,extrémité par une buse de pulvéri-sation, dont l'orifice est suffisamment petit pour provoquer une pulvérisation du débit liquide arrivant à la buse. Les récipients pressurisés, qui sont actuellement utilisés/ soht en général, pres-surisés au moyen de gaz propulseurs liquéfiés formant une phase liquide, qui est éjectée en même temps que le produit liquide à
distribuer; au moment où le liquide est éjecté par l'orifice de la buse de pulvérisation, les gouttelettes du jet~de pulvérisation sont envoyées à la pression atmosphérique et le gaz liquéfié qu'elles contiennent se volatiiise en provoquant un fractionnement des gouttelettes. Il en résulte que, de cette fa~con, on obtient à la sortie de la buse, une pulvérisation très fine du produit à d.istri-buer de sorte que l'utilisateur, lorsqu'il met sa main en face du jet de pulvérisation, à une certaine distance de la buse, n'a pas l'lmpression d'avoir sa main mouillée par l'aérosol obtenu. De plus, dans .ce type~de distribution, la pression de pressurisation à l'intérieur du récipient reste, pendant toute la durée du vidage du récipient, sensiblement constante et égale à la tension de vapeur du gaz propulseur à la température d'utilisation. On a donc une pression d'éjection sensiblement const~nte à la buse d'é~ection pendant toute la distribution et l'on choisit les dimensions des dispositifs de distribution de facon que, pour cette pression, le '~

jet de pulvérisation ait les dimensions géométriquement souhai-tables; on considère, en général, comme satisfaisant l'obtention d'un jet de pulvérisation constituant un nuage d'environ 30 cm en avant de la buse de pulvérisation, réparti dans un cône ayant un angle au sommet d'environ 35.
On sait également que les gaz propulseurs liquéfiés que l'on utilise actuellement sont souvent considérés comme rela-tivement peu souhaitables pour l'environnement de sorte que l'on est amené à envisager l'utilisation, comme gaz propulseurs, de gaz comprimés non liquéfiés, tels que le CO2 par exemple. L'in-convénient de l'utilisation d'un tel gaz pressuriseur non liqué-fié est double: en premier lieu, le liquide éjecté par une buse de pulvérisation comprend uniquement le liquide à distribuer et ne comprend plus de propulseur liquéfié; il en résulte que la qualité de la pulvérisation est bien moins bonne car les gouttelet-tes obtenues sont plus grosses et n'explosent plus par la volati-lisation du gaz propulseur comme c'était le cas dans les disposi-tifs utilisant des gaz propulseurs liquéfi~s. En deuxième lieu, au cours de la distribution du produit, la pression à l'intérieur du récipient décroit, de sorte que les conditions de la distribu-tion ne sont pas constantes pendant tout le vidage du récipient.
Ces deux inconvénients sont extrêmement gênants car d'une part, on ne peut pas obtenir un aérosol suffisamment divisé et d'autre part, la distribution ne s'effectue pas de façon sensiblement constante.
L'obtention de gouttelettes trop grosses dans le jet de pulvérisa-tion fait que l'on obtient un aérosol "mouillant", dont l'utilisa-tion est considérée comme désagréable pour la distribution des produits cosmétiques tels que les laques pour cheveux par exemple.
La variation des conditions de distribution risque, en outre, dJ!en-trafner pour l'utilisateur une perte des dernières parties duproduit à distribuer.

La présente inventDn a pour but de proposer un dis-1()91197 positif de distribution permettant de remédier aux inconvénientsprécités. Selon l'invention, pour améliorer la qualité de la pul-vérisation, on a pensé à injecter en amont de l'orifice d'éjection, au voisinage de la buse de pulvérisation, un débit de gaz comprimé
qui est éjecté en même temps que le liquide à distribuer, la détente de ce gaz comprimé additionnel permettant d'augmenter le fraction-nement des gouttelettes de la pulvérisation obtenue. On a effec'i-vement constaté une amélioration sensible de la qualité des aéro-sols obtenus, tant sur le plan de la dimension des gouttelettes ob-tenues que sur le plan de la forme géométrique du jet de pulvérisa-tion. On a ainsi pu réaliser des jets de pulvérisation utilisables dans le domaine cosmétique, c'est-à-dire des jets considérés comme "non mouillants" et répartis dans un cône d'environ 30 cm ayant un angle au sommet de 35 environ. On a alors constaté que, de façon surprenante, cette injection, qui permet d'améliorer la pulvérisa-tion, a ~galement un effet considérable pour améliorer la constance des conditions de distribution au fur et à mesure du vidage du ré-cipient. Il est apparu, en effét, que l'injection de gaz comprimé
additionnel dans la zone d'éjection est susceptible de régulariser le débit de produit à distribuer délivré par le dispositif de dis-tribution. Pour un dispositif de distribution géométriquement dé-fini, l'injection de gaz comprimé additionnel permet de réduire le débit liquide distribu~ au début du vidage du récipient et d'aug-menter le débit liquide distribué à la fin du vidage du récipient.
Ce résultat tout à fait inattendu permet d'obtenir avec le dispositf de distribution selon l'invention, un débit éjecté, qui varie peu entre le début et la fin du vidage du récipient, de sorte que si l'on a une bonne qualité de pulvérisation au début du vidage, on conserve cette même qualité jusqu'à la fin du vidage du récipient.
On constate donc que l'injection de gaz comprimé ad-ditionnel réalisé selon l'invention permet, à elle seule, grâce à

son effet double, de rendre utilisables sur le plan pratique, par exemple pour la distribution des produits cosmétiques, les réci-pients pressuris~s au moyen de gaz non liqu~fiés, qui jusqu'a ce jour ne pouvaient être envisagés pour les raisons ci-dessus indiquées. On peut donc, grâce a l'invention, éviter d'utiliser des gaz propulseurs liquéfiés susceptibles d'etre gênants pour l'environnement, tels que par exemple des hydrocarbures chloro-fluorés.
L'invention revendiquée ici a donc pour objet un distributeur d'un produit liquide comportant: un contenant ren-fermant un produit liquide a distribuer, un gaz sous pression pour en permettre l'expulsion ainsi qu'une sortie pour le liquide expulsé; et un dispositif de distribution comportant a) une buse de pulvérisation alimentée en produit liquide par ladite sortie de liquide expulse du contenant, buse pourvue d'un orifice d'ejection, et b) un moyen d'injection incluant un conduit ayant une sortie disposee en amont dudit orifice d'éjection pour four-nir un gaz comprime additionnel se mêlant au produit liquide pour la distribution dudit liquide au travers de l'orifice d'ejection sous forme de jet de pulvérisation.
Dans un mode préféré de réalisation, le gaz comprimé
additionnel est fourni par un récipient annexe contenant un gaz liquefié ou un gaz dissous dans une phase solvante; le gas com-primé additionnel est injecté dans le dispositif de distribution par une canalisation de petit diametre débouchant au voisinage de la buse de pulverisation; le diametre de l'extrémité de la canalisation d'injection est compris entre 0,5 fois et 1,5 fois le diametre de l'orifice d'éjection de la buse; de la pression du gaz additionnel injecte est comprise entre 0,2 et 2 fois la pression régnant dans le r~cipient pressuris~ au débit du vidage dudit r~cipient.
On peut avantageusement utiliser comme gaz non liquéfié pour la pressurisation du récipient contenant le pro-_~ _ 1~9~
duit liquide a distribuer, du gaz carbonique. Le gaz addi-tionnel injecté peut aYantageusement etre un mélange butane/
propane ou encore un hydrocarbure bromofluoré dissous dans une phase alcoolique, ledit 109119~

hydrocarbure ayant, de préférence, des propriétés extinctrices ou de réduction de l'inflammabilité, en particulier le gaz additionnel peut être du bromo-trifluoro-méthane.
Dans une première variante, la canalisation d'injec-tion du gaz additionnel a son extrémité disposée dans l'a~e de l'orifice d'éjection de,la buse de pulvérisation et en vis-à-vis dudit orifice. Dans une autre variante, la canalisation d'injec-tion est disposée en amont de la buse de pulvérisation, sensible-ment parallèlement au flux du liquide distribué. On peut aussi 10 prévoir que la canalisation d'injection débouche en amont de la buse de,pulvérisation en faisant un angle quelconque avec le fux du liquide à distribuer.
Lorsque le dispositif de distribution associé au ré-cipient pressurisé selon l'invention est un bouton-poussoir, la canalisation d'injection de gaz comprimé additionnel débouche dans une zone comprise entre la sortie de la valve de sortie du récipient pressurisé et l'orifice,d'éjection de la buse de pulvérisation portée par le bouton-poussoir.
On a constaté que l'injection de gaz comprimé addition-nel permettait d'améliorer considérablement la pulvérisation à lasortie de la buse: la dimension des gouttelettes de la pulvérisa-tion obtenue est réduite par rapport au cas où l'on n'utilise pas de gaz comprimé additionnel et le jet de pulvérisation est accéléré
de façon à avoir la forme d'un cône allongé comme il est nécessaire pour une distribution satisfaisante de produits cosmétiques sous forme d'aérosol. Par ailleurs, le débit liquide est considérable-ment régularisé au cours du vidage du récipient: en effet, pour des "bombes aérosols" de dimension classique conditionnées avec du gaz carbonique à une pression initiale de 8 bars, on constatait que le vidage du dernier tiers du produit liquide conditionné dans le récipient s'effectuait avec un débit de plus en plus réduit pouvant arriver à être de 2 à 3 fois plus faible que le débit initial.

1(~91197 Avec le disposltif selon l'invention, on arrive, en choisissant convenablement la position et la dimension de la canalisation d'in-jection à maintenir la variation du débit entre le début et la fin de la distribution d'un récipient à une valeur inférieure à 30 %.
On constate que le débit de gaz comprimé additionnel n'est pas constant au cours de la distribution du produit liquide: il dé-croit régulièrement au début de la distribution puis augmente sensiblement au moment où, en l'absence d'injection de gaz addi-tionnel, le débit de liquide subirait une chute rapide; après IO qùoi, il reste sensiblement constant. Sans que cette explication ne puisse en aucun cas constituer une limitation de l'invention, on pense que le gaz additionnel injecté freine l'éjection du produit liquide au début de la distribution et que, lorsque le débit liquide a tendance à diminuer rapidement, le gaz injecté
agit par effet de trompe pour aider l'éjection du produit liquide et maintenir ainsi dans des limites restreintes la variation du débit liquide.
Pour mieux faire comprendre l'objet de l'invention, on va en décrire maintenant, à titre d'exemples purement illustra-tifs et non limitatifs, plusieurs, mode de réalisation représentéssur le dessins annexé.
Sur ce dessin:
- la figure 1 représente une coupe axiale schématique d'un bouton-poussoir constituant le dispositif de distribution ~ re s.s4 r~S e d'un récipient pre~esc selon l'invention, - la figure 2 représente une variante du bouton-poussoir de la figure 1, - la figure 3 représente les courbes de variation du débit liquide du récipient selon l'invention comportant le bouton-poussoir de la figure 1, pour différents diamètres de la canalisa-tion d'injection et dans le cas où il n'y a pas de canalisation d'injection,ce dernier cas ne faisant pas partie de l'invention et étant donné à titre de comparaison, - la figure 4 représente les courbes de variation du débit de produit liquide et du débit de gaz additionnel au cours du vidage d'un récipient pressurisé équipé du bouton-poussoir de la figure 1.
En se référant au dessin, on voit que la figure l re-présente en coupe un bouton-poussoir désigné par 1 dans son en-semble, ce bouton-poussoir étant destiné à coopérer avec le tube de sortie 2 de la valve de sortie d'un récipient pressurisé du type "bombe aérosol". Le récipient pressurisé n'a pas été re-présenté: il est constitué d'une enveloppe sensiblement cylindri-que portant à sa partie supérieure une valve de sortie: ce réci-pient renferme un produit liquide à distribuer, tel que par exemple une solution alcoolique de laque pour cheveux, la pressurisation de ce récipient est réalisée au moyen de gaz carbonique comprimé
à 8 bars. La contenance du récipient pressurisé est d'environ 307 cm3 et initialement, le récipient contient 190 cm3 de phase liquide ~ distribuer.
Le bouton-poussoir 1 comporte à sa partie inférieure une collerette 3 qui est surmontée d'un cylindre 4 fermé à sa parti'é`j'supérieure par une surface 5 sur laquelle s'exerce l'action du doigt de l'utilisateur. Dans la zone proche de l'axe du cylin-dre 4 est disposé un raccorderment cylindrique 6 dont la partie inférieure, de forme conique,vient coopérer avec l'extrémité du tube de sortie 2 de la valve de sortie du récipient pressurisé. Le raccordement cylindrique 6 est dirigé selon l'axe du bouton-poussoir, c'est-à-dire selon l'axe commun de la collerette 3 et du cylindre 4 et le volume intérieur qu'il définit communique par le passage 7 avec un volume cylindrique annulaire 8 dont l'axe est perpendicu-laire à l'axe du bouton-poussoir. Le volume annulaire 8 débouche dans la paroi latérale du cylindre 4 et communique ainsi avec l'ex-tériéur. Au voisinage de la zone de l'anneau cylindrique 8, qui est proche dè la paroi latérale du cylindre 4, on a mise en place, dans l'anneau cyclindrique 8, une buse de pulvérisation 9. La buse 9 est constituée d'une paroi cylindrique de même axe que l'an-neau cylindrique 8, ladite paroi cyclindrique obstruant partielle-ment l'anneau cyclindrique 8, la buse 9 comporte également un fond 10 disposé du côté de la paroi latérale du cylindre 4, ce fond 10 portant~ en son centre, un orifice d'éjection 11. La buse de pul-vérisation est mise en place dans l'anneau cylindrique 8 autour du téton 12 qui occupe la zone centrale de l'anneau cyclindrique 8 de fa~on.qu'il subsiste, entre le fond 10 et l'extrémité du téton 12, un espace suffisant pour assurer une communication entre le volume intérieur délimité par le raccordement 6 et l'extérieur. Le fond 10 porte, sur sa face qui est en vis-à-vis du téton 12, quatre , nervures sensiblement radiales en relief, ces nervures réglant l'espacement du fond 10 par rapport au téton 12 et assurant le , tourbillonnement du fluide dans la buse. La construction qui vient d'être décrite est de type connu.
Selon l'invention, on dispose dans l'axe du téton 12, uen canalisation d'injection 13 qui debouche en vis-à-vis de l'ori-fice d'éjection 11. La canalisation 13 traverse le bouton-poussoir 1 selon un diamètre du cylindre 4 et est reliée à un réservoir de , gaz comprimé. Dans l'exemple de réalisation décrit, le réservoir de gaz comprimé est un récipient pressurisé annexe fermé par une valve de sortie et renfermant un gaz liquéfié constitué par un mélange butane/propane ayant une tension de vapeur à température ambiante de 4 bars. Un dispositif mécanique quelconque (non re-présenté)relie le bouton-poussoir 1 à la valve de sortie du réci-pient pressurisé,annexe (non représent~) et permet d'actionner cette valve de,sortie lorsque le bouton-poussoir 1 enfonce le tube de sortie 2.

L'orifice d'éjection 11 a un diamètre de 0,33 mm, la distance entre la paroi cylindrique 9 de la buse et le téton 12 109~197 est d'environ 0,2 mm, la distance entre le téton 12 et le fond 10 de la buse varie de 0,3 mm à 0,2 mm, quand on passe de la zone périphérique à la zone centrale occupée par l'orifice d'éjection , 11. Le diamètre intérieur de la canalisation d'injection 13 est de 0,4 mm.
On constate, dans ces conditions, que la mise en oeuvre du récipient pressurisé selon l'invention par action sur le bouto~-poussoir 1, permet d'obtenir un jet de pulvérisation d'une longueur d'environ 30 cm, d'une ouverture angulaire d'environ 35, les gouttelettes pul-vérisées étant suffisamment petites pour que l'utilisateur ait l'impression d'un aérosol "non mouillant".
On a vérifié la finesse de la pulvérisation au moyen de photo-graphies prises avec un appareil à obturateur ouvert renfermant un film de 3000 ASA, en utilisant un flash électronique de 2/50000e de seconde. On a constaté que le débit liquide au début de la disbtibution était de 0,39 g/seconde et que le débit en fin de dis-tribution était de 0,34 g/seconde. La courbe de variation du débit a été désignée par 14 sur la figure 3.
Sur cette figure 3, on a représenté en abscisse le temps exprimé en minutes et on a porté en ordonnée, le débit D ex-primé en g/seconde. La courbe 15 représentela variation du débit lorsque l'on effectue une distribution sans canalisation d'injec-tion 13. Les courbes 16 et 17 représentent la variation du débit lorsque la canalisation d'injection 13 a un diamètre intérieur de respectivement 0,3 et 0,5 mm. Pour cette disposition, il semble que l'on obtienne un optimum de la constance du débit pour un di~-mètre intérieur de la canalisation d'inject,ion très légèrement supérieur au diamètre de l'orifice d'éjection 11.
Sur la figure 4 on a représenté un graphique montrant en abscisse le temps de vidage d'un récipient pressurisé selon l'invention exprimé en minutes et en ordonnée, d'une part, le débit D (exprimé en g/seconde) du produit liquide éjecté et d'autre part le débit d (exprimé en mg/seconde) du gaz comprimé additionnel injecté. Les courbes représentées sur la figure 4 correspondent au cas où le diamètre intérieur de la canalisation d'injection 13 du bouton-poussoir de la figure 1 est de 0,3 mm. La figure 4 re-présente donc la courbe 16 pour la variation du débit liquide; la courbe 18 représente la variation du débit du gaz additionnel. Les extrémités de droite (sur le dessin) des courbes 14, 15, 16 et 17 correspondent au vidage complet du récipient pressurisé. On voit que la variation du débit du gaz additionnel comprimé n'est pas linéaire en fonction du temps et qu'il se produit une augmentation du débit de gaz additionnel sensiblement au moment où aurait dû se produire, en l'absence d'injection de gaz additionnel, une brutale décroissance du débit liquide.
Sur la figure 2, on a représenté une variante de réalisation de la buse de pulvérisation de la figure 1. Dans cette variante la buse de pulvérisation est identique à celle qui a été
précédemment décrite; seule, est modifiée la position de la cana-lisation d'injection. Cette canalisation d'injection, désignée par 19 sur la figure 2, a son extrémité disposée dans la zone du pas-sage 7 et l'axe de cette extrémité est sensiblement parallèle auflux du liquide qui traverse le passage 7. Les autres éléments du bouton-poussoir de la figure 2 ont été désignés par les mêmes réfé-rences que les éléments correspondants du bouton-poussoir de la figure 1. Les résultats obtenus au moyen du bouton-poussoir de la figure 2 sont analogues à ceux que l'on obtient au moyen du bouton-poussoir de la figure 1.
Il est bien entendu que les modes de réalisation ci-dessus décrits ne sont aucunement limitatifs et pourront donner lieu à t-outes modifications désirables, sans sortir pour cela du cadre de l'invention; en pàrticulier l'orientation de l'axe de l'extré-mité de la canalisation d'injection, lorsque cette canalisation est placée en amont de la buse de pulvérisation comme c'est le cas --' i 1091197 pour la réalisation de la figure 2, pourra faire un angle quel-conque avec la direction du flux de liquide à distribuer.

, .; , .

Claims (13)

Les réalisations de l'invention, au sujet desquelles un droit exclusif de propriété ou de privilège est revendiqué
sont définies comme il suit:

1. Distributeur d'un produit liquide comportant:
un contenant renfermant un produit liquide à distribuer, un gaz sous pression pour en permettre l'expulsion ainsi qu'une sortie pour le liquide expulsé; et un dispositif de distribution com-portant a) une buse de pulvérisation alimentée en produit liquide par ladite sortie de liquide expulsé du contenant, buse pourvue d'un orifice d'éjection, et b) un moyen d'injection incluant un conduit ayant une sortie disposée en amont dudit orifice d'é-jection pour fournir un gaz comprimé additionnel se mêlant au produit liquide pour la distribution dudit liquide au travers de l'orifice d'éjection sous forme de jet de pulvérisation.

2. Distributeur selon la revendication 1, caractérisé
par le fait que la pressurisation du récipient est réalisée au moyen d'un gaz comprimé non liquéfié.

3. Distributeur selon la revendication 1, caractérisé
par le fait que le gaz comprimé additionnel est fourni par un récipient annexe contenant un gaz liquéfié.

4. Distributeur selon la revendication 1, caractérisé
par le fait que le gaz comprimé additionnel est fourni par un récipient annexe contenant un gaz dissous dans une phase sol-vante.

5. Distributeur selon la revendication 3, caractérisé
par le fait que le gaz additionnel injecté est un mélange butane/
propane.

6. Distributeur selon la revendication 4, caractérisé
par le fait que le gaz dissous est un gaz extincteur ou réduc-teur d'inflammabilité.

7. Distributeur selon la revendication 6, où le gaz dissous est le bromo-trifluoro-méthane.

8. Distributeur selon la revendication 1, caractérisé
par le fait que le gaz comprimé additionnel est injecté dans le dispositif de distribution par ledit conduit, lequel a un petit diamètre et débouche au voisinage de la buse de pulvéri-sation.

9. Distributeur selon la revendication 8, caractérisé
par le fait que le diamètre de l'extrémité dudit conduit d'injec-tion est compris entre 0,5 fois et 1,5 fois de diamètre de l'ori-fice d'éjection de la buse de pulvérisation.

10. Distributeur selon la revendication 9, carac-térisé par le fait que la pression du gaz additionnel injecté
est comprise entre 0,2 et 2 fois la pression régnant dans le récipient pressurisé au début du vidage dudit récipient.

11. Distributeur selon les revendications 9 ou 10, caractérisé par le fait que le conduit d'injection du gaz addi-tionnel a son extrémité disposée dans l'axe d'orifice d'éjection de la buse de pulvérisation et en vis-à-vis dudit orifice.

12. Distributeur selon les revendications 1, 9 ou 10, caractérisé par le fait que le conduit d'injection est disposé
en amont de la buse de pulvérisation, sensiblement parallèlement au flux du liquide distribué.

13. Distributeur selon la revendication 2, caracté-risé par le fait que le gaz non liquéfié assurant la pressurisa-tion du récipient contenant le produit liquide à distribuer est du gaz carbonique.