ES2304053T3

ES2304053T3 - Aplicador para materiales fluidificables.

Info

Publication number: ES2304053T3
Application number: ES95944355T
Authority: ES
Inventors: Robert Ashton White; Lester Steinbrecher
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 1994-12-23
Filing date: 1995-12-21
Publication date: 2008-09-01
Anticipated expiration: 2015-12-21
Also published as: US6048921A; DE69535735T2; DE69535735D1; CA2208514A1; AU715573B2; US6010263A; AU4642596A; CA2208514C; MX9704627A; EP0802864A4; WO1996020093A1; JP2001500421A; ATE389545T1; CA2600599A1; EP0802864B1; BR9510476A; US5702759A; EP0802864A1

Abstract

LA PRESENTE INVENCION SE REFIERE A UN APLICADOR (100) DE MATERIALES FLUIBLES QUE CONSTA DE UN RECEPTACULO GENERALMENTE CILINDRICO (2) QUE TIENE UNA CAMARA, UNA ABERTURA DE DESCARGA, UNA MECHA (12) QUE SE PROYECTA A TRAVES DE DICHA ABERTURA DE DESCARGA, Y UNA ESTRUCTURA DE PROYECCION (6) PARA PROTEGER AL USUARIO CONTRA LOS MATERIALES FLUIBLES Y PARA IMPEDIR LA COLOCACION DEL APLICADOR (100) EN RECEPTACULOS NO ADECUADOS. ADEMAS, LA PRESENTE INVENCION SE REFIERE A UN SOPORTE DE ALMACENAMIENTO Y TRANSPORTE DE DICHOS APLICADORES Y A UN METODO PARA LA DISTRIBUCION DE MATERIALES FLUIBLES SOBRE UNA SUPERFICIE. PREFERENTEMENTE EL APLICADOR (100) SE LLENA DE COMPOSICIONES METALICAS DE REVESTIMIENTO Y TRATAMIENTO, TALES COMO COMPOSICIONES DE CROMATO ACIDICAS ACUOSAS. MEJOR AUN, LAS COMPOSICIONES ACIDICAS CONTIENEN UNA CONCENTRACION MUY BAJA DE UN TENSIOACTIVO FLUORADO.

Description

Aplicador para materiales fluidificables.

Esta invención se refiere a un dispositivo aplicador, método de aplicación, y recipiente/dosificador mejorado para tales aplicadores. Más particularmente, la presente invención se refiere a equipo y procesos para la aplicación de productos químicos peligrosos, y más particularmente, para un método y un aplicador portátil de tipo pluma para uso en la aplicación de soluciones corrosivas, peligrosas, u otros recubrimientos químicos a superficies rayadas, e incluso más particularmente, a un método y aplicador de este tipo para retocar rayas en superficies de aluminio recubiertas por conversión.

En el uso industrial, existen muchos métodos de aplicación de materiales fluidificables a las superficies, y muchos tipos de aplicadores para este propósito. Entre tales métodos, se encuentran sistemas de pulverización, sistemas de bombeo y baños de inmersión. Asimismo, tipos de aplicadores diferentes incluyen marcadores fibrosos, plumas con punta de fieltro, plumas de tubo capilar y análogos.

Dispositivos de la técnica anterior incluyen los descritos en los documentos US 2.624.902, US 385.448 y JP 2.144.176. El documento 2.624.902 describe un dispositivo dosificador de pigmentos con una mecha, US 385.448 describe un dispositivo de pluma simple con una protrusión que impide el balanceo, y JP 2.144.176 un dispositivo semejante a una pluma para recubrir una cabeza de clavo.

El documento US-A-4.848.947 describe un aplicador manual para dosificar un material de recubrimiento fluidificable sobre una superficie.

Se han realizado en el pasado esfuerzos continuos para mejorar la seguridad de tales artículos cuando el material fluidificable es de naturaleza peligrosa, tóxica, o ofensiva. Particularmente, en el campo del recubrimiento y tratamiento de metales, tales esfuerzos han implicado el desarrollo de sistemas en los cuales el usuario está físicamente separado del artículo a tratar o recubrir por empleo de dispositivos tales como cabinas de pulverización y baños de inmersión. Un inconveniente principal de un sistema de este tipo es que los defectos relativamente pequeños en el recubrimiento o tratamiento son difíciles de reparar y requieren que el artículo entero se sumerja de nuevo o se recubra completamente. Particularmente, este proceso puede exigir mucho tiempo y resultar costoso, dado que un pequeño defecto en el recubrimiento requerirá el gasto de suficiente producto químico o material fluidificable para tratar de nuevo el artículo entero.

Típicamente, las piezas de aluminio u otros metales para uso en sistemas comerciales y militares se fabrican, y a continuación se tratan químicamente sus superficies para impedir la corrosión, utilizando técnicas convencionales de procesamiento por lotes. Este proceso de tratamiento químico es muy importante en aplicaciones que requieren aislamiento o conductividad eléctrico y térmico, por ejemplo. Sin embargo, después del tratamiento químico, muchas piezas llegan a rayarse durante los pasos de manipulación o procesamiento subsiguientes, que retiran una porción de la capa protectora de la corrosión tratada químicamente de la superficie de las piezas. Como consecuencia, llega a hacerse necesario tratar las áreas rayadas para devolver a las superficies una condición de protección contra la corrosión tratada químicamente por completo.

El método convencional de reparación de la superficie rayada consiste en adquirir una botella de solución de recubrimiento, y frotar o aplicar luego de cualquier otro modo la solución de recubrimiento sobre las áreas rayadas hasta que la raya se ha recubierto por completo, utilizando bolas de algodón, puntas tipo Q, trapos, o esponjas. En muchos casos, la forma de las piezas crea muchos problemas en la aplicación de la solución de recubrimiento a la superficie.

La solución de recubrimiento puede ser y a menudo es un material corrosivo y peligroso, dado que puede contener, por ejemplo, cantidades de ácido crómico, fluoruro, ferricianuro, y ferrocianuro. Los procedimientos convencionales aplican típicamente cantidades excesivas de la solución de recubrimiento, y a menudo dan como resultado derrames, creando una condición peligrosa en el área de tratamiento. El proceso convencional es complicado, y se desecha gran cantidad de la solución de recubrimiento. Las bolas de algodón, las puntas tipo Q, los trapos, o las esponjas que se utilizan para aplicar la solución de recubrimiento o para limpiar la misma, se convierten en un residuo peligroso como resultado de su utilización y constituyen por tanto problemas de evacuación.

Generalmente, las soluciones de recubrimiento o materias fluidificables son de dos tipos: aquéllas que requieren lavado para eliminar el exceso de material de recubrimiento en exceso, y aquéllas que no requieren lavado. Los primeros pueden requerir lavado debido a que tienden a formar cristales que producen una rugosidad superficial indeseable y representan un riesgo debido a que estos cristales, así como cualquier recubrimiento residual, son por regla general sumamente activos, es decir, pH 1,5-4,5. El lavado es necesario, pero da lugar a un agua de lavado que es corrosiva debido a su naturaleza ácida, y puede ser asimismo tóxica, lo que plantea un problema de evacuación. Los materiales de recubrimiento que no requieren lavado (NR) no forman cristales, pueden formularse de modo que sean autonivelantes, y no requieren lavado por dichas razones.

Con anterioridad a la aparición de la presente invención, los usuarios industriales de tecnologías de tratamiento y recubrimiento de metales no podían corregir rápida y eficientemente defectos menores en un recubrimiento o tratamiento de una superficie metálica debido a que la naturaleza de los productos químicos utilizados para tratar y recubrir superficies metálicas hace que las mismas sean difíciles de utilizar en condiciones de seguridad por una persona debido al riesgo de exposición de la persona al producto químico. Además, la industria no disponía simplemente de dispositivos para manipular y almacenar en condiciones de seguridad dichas pequeñas cantidades de productos químicos ofensivos.

De acuerdo con ello, es un objetivo de la presente invención proporcionar un método y un aparato manuales que eliminan los problemas arriba mencionados. Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un método y un aparato ambientalmente seguros para retocar y reparar piezas rayadas con soluciones de productos químicos peligrosas, tóxicas, corrosivas, o químicamente ofensivas por cualquier otra razón. Es un objetivo adicional de la presente invención reducir el tiempo del ciclo de reparación en el retoque y la reparación de las piezas rayadas con tales soluciones de productos químicos. Es un objetivo específico de la presente invención proporcionar un método y un medio de este tipo para el retoque y la reparación de piezas metálicas con tales soluciones de recubri-
miento.

La presente invención proporciona un dispositivo mejorado para la manipulación y aplicación sobre superficies de materiales de recubrimiento o tratamiento fluidificables en condiciones seguras. Tales superficies pueden incluir aluminio, como se utiliza en las industrias de la automoción y la aviación; acero, como se utiliza en utensilios domésticos; muebles de oficina; automóviles, camiones, y otros vehículos; conducciones en sistemas de calefacción y acondicionamiento de aire; y otras industrias de tratamiento de metales en las cuales se emplea recubrimiento de conversión o tratamiento de metales en cabinas de pulverización.

Adicionalmente, la invención proporciona a la industria un método para contribuir al recubrimiento de una superficie en condiciones seguras y eficientes.

La presente invención proporciona también un dispositivo aplicador con un nuevo collar de seguridad para impedir lesiones a los usuarios de productos químicos industriales peligrosos que puede ser empleado eficazmente por el usuario en pequeñas cantidades.

Adicionalmente, la presente invención proporciona también a la industria de tratamiento de metales un método mejorado de reparación de defectos menores que se producen en los recubrimientos y tratamientos de metales y reduce con ello los elevados costes asociados con la necesidad de retocar y volver a tratar los artículos metáli-
cos.

Adicionalmente, la presente invención proporciona a la industria un dispositivo aplicador mejorado para el recubrimiento de superficies de aluminio con un cromato ácido acuoso y otras composiciones de recubrimiento de conversión para el tratamiento de acero y acero galvanizado, por ejemplo, composiciones ácidas de cinc y otras composiciones de fosfato de hierro. Adicionalmente, la presente invención proporciona un método mejorado de tratamiento de superficies metálicas con composiciones acuosas ácidas de cromato.

Asimismo, la presente invención proporciona a la industria dispositivos aplicadores que tienen un dispositivo mejorado para almacenamiento y dosificación de materiales fluidificables para recubrimiento de superficies.

Lo que antecede ha resumido algunos de los usos y ventajas de la presente invención. Estos usos y ventajas deberían interpretarse como meramente ilustrativos de algunas de las características y aplicaciones más pertinentes de la invención.

De acuerdo con ello, puede lograrse una comprensión más completa de la invención, haciendo referencia al Sumario de la Invención y a la Descripción Detallada que describen algunas de las realizaciones preferidas además del alcance de la invención definido por las reivindicaciones tomadas en asociación con los dibujos que se adjuntan.

Sumario de la invención

De acuerdo con la presente invención, se proporciona un aplicador para dosificar un material fluidificable de recubrimiento de metales sobre una superficie a recubrir con el mismo, comprendiendo dicho aplicador:

a): un alojamiento que tiene una cámara en su interior, conteniendo dicha cámara una cantidad de dicho material fluidificable de recubrimiento de metales en la forma de un recubrimiento líquido de conversión, teniendo dicho alojamiento una pared extrema que está provista de una abertura de descarga en comunicación con dicha cámara a través de la cual puede dosificarse dicho recubrimiento líquido de conversión;

b): medios para controlar la dosificación de dicho recubrimiento líquido de conversión a través de dicha abertura de descarga, y para aplicar el material dosificado sobre una superficie, y

c): una estructura de protección dispuesta sobre y que se extiende alrededor de dicho alojamiento, y que está configurada para impedir la introducción de dicho aplicador en el bolsillo de una prenda de vestir u otro lugar inadecuado.

De acuerdo con un aspecto adicional de la presente invención, se proporciona un método manual de reparación de un área deteriorada de un recubrimiento de conversión sobre una superficie metálica, que comprende:

a): introducir un recubrimiento líquido de conversión en un depósito de un aplicador, teniendo dicho aplicador medios para dosificar dicho recubrimiento y aplicarlo a un área deteriorada de un recubrimiento de conversión sobre una superficie metálica,

b): teniendo dicho aplicador una estructura de protección que sobresale hacia fuera, que permite la observación de la aplicación de dicho recubrimiento líquido de conversión,

c): poner en contacto dichos medios de dosificación con dicha área deteriorada para aplicar dicho recubrimiento líquido de conversión sobre dicha área deteriorada a fin de reparar el recubrimiento de conversión en dicha área deteriorada, y

d): observar dicha aplicación a medida que se aplica el recubrimiento líquido de conversión.

De acuerdo con una realización del método de la presente invención, se pone en contacto una punta de dosificación de líquido con la superficie a retocar, y se frota la misma sobre el área deseada para dosificar una cantidad controlada de la solución sobre las áreas deseadas de la superficie.

En una realización, el método de la presente invención emplea un aplicador que utiliza una punta de fieltro o un marcador análogo que contiene una solución de recubrimiento u otra solución química apropiada. El aplicador y la solución se utilizan para retocar pequeñas áreas y/o rayas sobre superficies metálicas tratadas. El aplicador y el método de la presente invención eliminan los residuos peligrosos producidos normalmente en el proceso de retoque, y reducen sustancialmente el número de pasos de proceso y el tiempo implicado. El método y el aplicador de la presente invención proporcionan medios portátiles y autoalimentadores para realizar el retoque de la capa. El aplicador se protección fácilmente, no produce derrame alguno, y requiere menos área de trabajo y espacio de proceso para el retoque. El aplicador y el método presentes reducen los desechos de solución hasta en un 99% - el único material residual que se desecha es un aplicador agotado o vacío.

El aplicador y el método de la presente invención pueden utilizarse para tratar aluminio y otros metales. Los presentes aplicador y método simplifican el proceso de retoque y reducen el tiempo del ciclo de reparación al hacer posible la aplicación de una solución de tratamiento con indiferencia de la orientación o localización de la superficie rayada. En la mayoría de los casos, el aplicador permite el retoque sin desensamblaje del artículo. El aplicador y el método presentes pueden emplearse en procesos previos a la pintura en las industrias de automoción, marina, de la aviación, de recubrimiento de bobinas y en la industria general.

En una realización, el aplicador incluye una mecha aplicadora. El ensamblaje del alojamiento tiene un extremo distal y un extremo proximal. El extremo distal está provisto de una abertura de entrada para llenado de la cámara con material fluidificable, y el extremo proximal tiene la abertura de descarga a través de la cual el material fluidificable puede pasar a la superficie deseada. Sin embargo, lo más preferido es tener el extremo distal de la pluma cerrado por soldadura cuando se fabrica el alojamiento. La cámara se llena luego por introducción de los materiales fluidificables en el aplicador por la abertura de descarga. Una estructura soldada de este tipo implica que la construcción puede ser más costosa, pero es más segura. Para recubrimientos menos corrosivos, una construcción menos costosa podría hacer uso de un cierre ajustado a presión pero estanco.

Para facilitar la descarga del material de recubrimiento fluidificable, se dispone una mecha dentro de la abertura de descarga del alojamiento y se pone en contacto con el material de recubrimiento fluidificable dentro de la cámara. Una porción de la mecha sobresale a través de la abertura de descarga para contactar con la superficie sobre la cual debe aplicarse el material fluidificable. Por razones de seguridad, la estructura de protección puede estar moldeada integralmente como parte del ensamblaje del alojamiento o puede ser una pieza separada de material que se fija al alojamiento por un ajuste de apriete o por el uso de muchos tipos de adhesivos conocidos en la técnica. Así, la estructura de protección puede ser rígida o flexible, y está fijada se manera segura al alojamiento o montada sobre el mismo a deslizamiento.

Específicamente, la estructura de protección puede tener la forma de un disco, o una serie de rayos salientes, o un anillo. La estructura de protección está hecha preferiblemente de material transparente para permitir al usuario observar la descarga del material fluidificable sobre la superficie deseada. El radio abarcado por la estructura de protección es preferiblemente al menos dos veces mayor que el radio del alojamiento, preferiblemente 3-4 veces, a fin de que el tamaño de la estructura de protección impida a un usuario introducir accidental o involuntariamente el aplicador en el bolsillo de una prenda de vestir u otro lugar inadecuado, para protección contra el riesgo para el usuario de la exposición al producto químico o material contenido en el aplicador, al impedir que el aplicador pueda guardarse de manera que pudiera permitir que el residuo químico o fugas del mismo entraran en contacto con las prendas de vestir o el cuerpo de un usuario. Cuando la estructura de protección se encuentra en forma de un disco compacto, la misma sirve también para el propósito de proteger al usuario contra el material que se aplica a la superficie.

En una realización, la estructura de protección está unida fijamente al alojamiento por medio de un adhesivo, una unión por soldadura o fusión, o por un ajuste de apriete. Sin embargo, el usuario puede encontrar ventajoso poder ajustar la posición de la estructura de protección de seguridad en el alojamiento. Por esta razón, en otra realización, la estructura de protección está montada a deslizamiento sobre el alojamiento por medio de un ajuste a fricción flojo, permitiendo de este modo al usuario deslizar la estructura de protección a lo largo de la longitud del aloja-
miento.

En otra realización de la invención, están dispuestos capuchones en cada extremo del alojamiento. El capuchón del extremo distal del alojamiento se retira para cargar la cámara dentro del alojamiento con el material fluidificable deseado. El capuchón puede incluir opcionalmente un cierre en el mismo, de cualquier tipo conocido en la técnica, a fin de evitar la apertura involuntaria del capuchón, lo cual evitará el contacto inintencionado del usuario con el material fluidificable. El capuchón del extremo proximal del alojamiento, que cierra la abertura de descarga, puede incluir opcionalmente un cierre de cualquier tipo conocido en la técnica que evitará la retirada involuntaria del capuchón. En lugar de un cierre, cada uno de los capuchones arriba mencionados puede estar unido al alojamiento de manera que pueda soltarse, sea por atornillado en el alojamiento, por roscado del alojamiento y el capuchón, o por un ajuste a fricción o elástico.

En otra realización de la invención, está dispuesta una válvula entre la mecha y la cámara. La válvula puede moverse entre posiciones abierta y cerrada. La válvula comprende un resorte situado en la cámara que predispone un miembro de sellado contra la abertura de descarga. La mecha está suspendida del miembro de sellado y sobresale a través de la abertura de descarga. Por depresión de la mecha contra la superficie sobre la cual han de aplicarse los materiales fluidificables, se separa ligeramente el miembro de sellado, poniendo la válvula en posición abierta, lo que permite que el material fluidificable pase a la abertura de descarga y sea conducido a lo largo de la mecha hasta la superficie. Cuando se afloja la presión de la mecha contra la superficie, el miembro de sellado vuelve a su posición en la abertura de descarga, poniendo la válvula en la posición cerrada, y deteniendo la salida del material fluidificable de la cámara.

En una realización muy preferida, el ensamblaje de la válvula y la mecha están fabricados como un solo componente integrado. El alojamiento, que está cerrado permanentemente por soldadura en el extremo distal, se llena por introducción del material fluidificable en la cámara por la abertura de descarga. El ensamblaje de válvula y mecha se inserta luego en la abertura de descarga. El ensamblaje de válvula y mecha se asegura permanentemente en la abertura de descarga por medio de una sustancia adhesiva, una soldadura, o por un ajuste de apriete. Para simplicidad, se prefiere un ajuste de apriete.

Puede ser deseable un material adecuado para tratamiento de una superficie metálica antes de someter la superficie metálica a un proceso de recubrimiento. Para estos propósitos, se prefiere cargar el aplicador con una de las composiciones siguientes: una composición de cromato de cromo no acelerada en una solución acuosa ácida; una composición de cromato de cromo en una solución acuosa ácida acelerada con ferricianuro, ferrocianuro, o molibdato; o una composición de fosfato de cromo en una solución acuosa ácida; dependiendo de la naturaleza del tratamiento. Asimismo, el aplicador puede cargarse con una composición tal como una solución ácida de fosfato de cinc para uso en el recubrimiento de acero laminado en frío o acero galvanizado.

En realizaciones adicionales de la invención para uso en el tratamiento y recubrimiento de metales, cualquiera de las composiciones de cromato identificadas anteriormente se mezcla con un agente tensioactivo de tipo fluorado (tal como un agente tensioactivo Fluorad®) a fin de mejorar las propiedades de flujo y recubrimiento de la composición de tratamiento de metales. Se prefieren agentes tensioactivos Fluorad® dado que se ha encontrado que los mismos son muy estables en un ambiente ácido que contiene cromatos. "Fluorad" es la marca comercial de la Industrial Chemical Products Division of Texaco Chemical Co., para su línea de agentes tensioactivos fluoroquímicos.

En una realización, la presente invención emplea un aplicador portátil de pluma para aplicar una cantidad medida de una solución química peligrosa, por ejemplo, a una superficie, cuando se aplica la punta de dosificación a la superficie. El aplicador puede ser similar a una pluma marcadora convencional de tipo "punta de fieltro" bien conocida o una estructura similar, pero está lleno con una solución química peligrosa. Preferiblemente está provisto en el aplicador un marcador, que identifica la solución química peligrosa y denota la vida útil de la solución.

La presente invención contempla que el tamaño del depósito de la solución y el tamaño y la forma de la punta de dosificación se elijan a fin de proporcionar la cantidad apropiada de solución a un área deseada de una superficie. Por ejemplo, puede utilizarse una punta relativamente estrecha para retocar un raya estrecho, mientras que puede utilizarse una punta más ancha para retocar una raya que tenga un área de superficie ancha.

Lo que antecede ha resumido las características más pertinentes e importantes de la invención del presente aplicador a fin de que la descripción detallada de la invención que sigue pueda comprenderse mejor, de tal modo que la presente contribución a la técnica pueda apreciarse más plenamente. Se describirán características adicionales de la invención que constituyen el objeto de las reivindicaciones de la invención.

Breve descripción de los dibujos

Fig. 1 es un alzado lateral de una realización del aplicador, mantenido en la mano de un usuario, con un disco de protección localizado en el extremo inferior del aplicador por debajo de la mano del usuario;

Fig. 2 es un alzado lateral en despiece ordenado, que muestra una realización del aplicador, con un disco de protección transparente localizado en el extremo inferior del aplicador y con el capuchón inferior separado del extremo inferior del aplicador;

Fig. 3 es un alzado lateral, parcialmente en corte vertical, que muestra una realización de un aplicador de acuerdo con la invención, con un disco de protección que sobresale radialmente fuera del cuerpo cilíndrico del aplicador, y con su capuchón extremo retirado del extremo proximal del aplicador y separado debajo de la punta del aplicador;

Fig. 4 es un alzado lateral, parcialmente en corte vertical, y parcialmente abierto, que muestra otra realización similar de un aplicador de acuerdo con la invención, con su extremo superior moldeado integralmente con el extremo distal del alojamiento del aplicador, que cierra el alojamiento en su extremo;

Fig. 5 es un alzado lateral, parcialmente en corte vertical, y parcialmente abierto, que muestra otra realización de un aplicador de acuerdo con la invención, que representa un resorte que predispone el miembro de sellado contra la abertura de descarga, impidiendo con ello la descarga del material fluidificable;

Fig. 6 es un alzado lateral, parcialmente en corte vertical, y parcialmente abierto, de la realización del aplicador representada en Fig. 5, pero mostrando que una fuerza ascendente ejercida sobre la mecha presiona el miembro de sellado fuera de la abertura de descarga y permite que el material fluidificable se descargue del aplicador;

Fig. 6a es un alzado lateral, parcialmente en corte vertical, y parcialmente abierto, de otra realización del aplicador de acuerdo con la invención, que muestra un miembro horizontal en forma de X dentro de la cámara, contra el cual está predispuesto el resorte;

Fig. 6b es una vista en corte de la cámara del aplicador de la presente invención, mostrando el miembro horizontal en forma de X dispuesto por encima del miembro de sellado;

Fig. 7 es una vista en planta desde arriba en escala aumentada, que muestra el extremo distal (superior) de una realización diferente del aplicador de la presente invención, mostrando la estructura de protección como un disco compacto pero transparente;

Fig. 8 es una vista en planta desde arriba en la misma escala que Fig. 7, que muestra el extremo distal (superior) de otra realización adicional del aplicador, mostrando la estructura de protección como un anillo circular que está conectado con el cuerpo cilíndrico del aplicador por cuatro rayos que se extienden radialmente desde el cuerpo cilíndrico del aplicador;

Fig. 9 es una vista en planta desde arriba en la misma escala que Fig. 7, que muestra el extremo distal (superior) de otra realización del aplicador, que muestra la estructura de protección como rayos livianos que se extienden radialmente.

Descripción detallada de la invención

Excepto en los ejemplos operativos, o donde se indique de otro modo, todos los números que expresan cantidades de ingredientes o condiciones de reacción utilizados en esta memoria deben entenderse como si estuvieran modificados en todos los casos por el término "aproximadamente". Todas las cantidades y porcentajes se expresan en peso a no ser que se indique expresamente de otro modo, y todas las temperaturas son grados Celsius a no ser que se indique otra cosa.

Haciendo ahora referencia en detalle a los dibujos por números de referencia, donde los números de referencia similares se refieren a partes similares en todos los casos, un aplicador 100 realizado de acuerdo con una realización de la invención, como se muestra en Figs. 1 y 2, comprende un alojamiento generalmente cilíndrico 2 que tiene en su interior una cámara 4. El alojamiento 2 incluye un extremo distal 22 que tiene una abertura 14 que proporciona comunicación entre la cámara y el exterior del alojamiento, permitiendo que los materiales fluidificables se introduzcan en la cámara a través de dicha abertura. El alojamiento 2 incluye también un extremo proximal 24 que tiene una abertura de descarga 14 a través de la cual pueden dosificarse los materiales fluidificables.

Con objeto de hacer el alojamiento 2 duradero, fácil de construir y económico, son materiales de construcción adecuados muchos tipos de plásticos. Por consiguiente, se prefiere que cada componente de la presente invención se fabrique de material plástico, a no ser que se especifique otra cosa. Adicionalmente, el alojamiento 2 puede estar marcado o estampado con índices que identifican los materiales fluidificables dentro de la cámara 4 o cualesquiera riesgos asociados con ello.

El aplicador 100 incluye una mecha 12 que sobresale a través de la abertura de descarga 14 del extremo proximal 22 para dosificar los materiales fluidificables a través de la descarga. Preferiblemente, la mecha 12 comprende un material poroso tal como poliéster o polietileno que conducirá el material fluidificable desde la cámara 4 hasta la superficie a tratar. Se muestra un capuchón extremo 10 que puede estar fijado de forma que puede soltarse al extremo proximal 22. A fin de evitar una colocación accidentalmente errónea del capuchón extremo 10, puede estar conectada una correa de retención opcional 16 en su extremo distal 17 al capuchón extremo 10 y en su extremo proximal 19 al alojamiento 2. En Fig. 1 se muestra el capuchón extremo 10 que está provisto de un cerrojo 12, del tipo conocido en la técnica, que impide la retirada accidental del capuchón extremo 10. Se muestra también un capuchón extremo 8 que está fijado de forma que puede soltarse al extremo distal 24 del alojamiento 2. Se muestra también el capuchón extremo 8 que está provisto de un cerrojo 18 del tipo conocido en la técnica, a fin de impedir la retirada accidental del capuchón extremo 8.
El collar de seguridad 6 es un disco compacto y se muestra de manera que sobresale del alojamiento del aplicador 2.

El collar de seguridad 6 está moldeado preferiblemente como parte del alojamiento 2 durante la fabricación del alojamiento 2, o bien puede fabricarse el collar de seguridad 6 por separado y adherirse de modo permanente al alojamiento 2 por medio de adhesivos conocidos en la técnica o por soldadura del collar 6 y el alojamiento 2 juntos utilizando calor. Adicionalmente, el collar 6 puede estar montado a deslizamiento en el alojamiento 2, por medio de un ajuste a fricción flojo. Adicionalmente, aunque el collar de seguridad 6 puede fabricarse de cualquier material deseado, se prefiere que el mismo esté hecho de material transparente, tal como un plástico claro, a fin de permitir que el usuario vea fácilmente el punto de contacto entre el aplicador y la superficie a tratar.

Fig. 4 muestra una realización alternativa de la invención en la cual el capuchón extremo 20 está unido permanentemente al extremo distal 24 del alojamiento 2. En esta realización, el aplicador no es rellenable, dado que la cámara 4 es llenada por el fabricante y está sellada permanentemente. Esta realización evita la posibilidad de fuga accidental de material fluidificable desde el aplicador.

Figs. 5 y 6 muestran una realización alternativa de la presente invención en la cual está dispuesta una válvula 29 dentro de la cámara 4. La válvula 29 comprende un resorte 28 que predispone un miembro de sellado 30, en donde el miembro de sellado 30 está acoplado a y cierra la abertura de descarga 14 del extremo proximal 22 e impide con ello la comunicación entre la cámara 4 y el exterior del alojamiento 2. Por simplicidad y economía, se prefiere que el resorte esté hecho de metal.

Fig. 5 ilustra la válvula 29 en posición cerrada. Cuando no se ejerce fuerza alguna contra la mecha 12, el resorte 28 predispone el miembro de sellado 30 en la abertura de descarga 14 e impide la comunicación entre la cámara 4 y el exterior del alojamiento 2, impidiendo con ello la descarga de material fluidificable.

Como se muestra en Fig. 6, cuando se ejerce presión contra la mecha 12, el miembro de sellado 30 se desacopla y abre la abertura de descarga 14 del extremo proximal 22 permitiendo la comunicación entre la cámara 4 y el exterior del alojamiento 12, haciendo posible con ello la dosificación de los materiales fluidificables a través de la abertura de descarga 14 del segundo extremo 22. La válvula 29 representada en Figs. 5 y 6 es de construcción simple y económica.

Sin embargo, puede ser deseable emplear válvulas disponibles comercialmente en ciertas circunstancias, por ejemplo cuando se utilizan productos químicos más peligrosos que requieren salvaguardias más importantes contra fugas. Válvulas adecuadas para uso en la presente invención se describen en las Patentes U.S. 4.848.947, 4.792.252, y 4.685.820.

Figs. 7-9 muestran realizaciones alternativas del collar de seguridad 6. Fig. 5 ilustra la estructura de protección 6 como un disco compacto de material transparente, tal como un plástico claro, fijado a la periferia del alojamiento 2. Fig. 8 ilustra la estructura de protección, o collar de seguridad 6, como un anillo circular 40 que está unido de la periferia del alojamiento 2 por cierto número de varillas de conexión 42. Fig. 9 ilustra la estructura de protección o collar de seguridad 6 como una pluralidad de rayos 26 que proceden de dicho alojamiento 2. Figs. 7-9 ilustran cada una una estructura saliente 6 que impide al usuario del aplicador insertar el aplicador 300, 500, 600 en un bolsillo de una prenda de vestir, tal como un bolsillo de camisa, bolsillo de chaqueta, bolsillo de pantalón, o cualquier otro receptáculo inadecuado tal como un cajón de pupitre y una caja de herramientas. Al impedir así la ubicación o introducción del aplicador en dichos lugares, se reduce el riesgo de exposición accidental al material fluidificable contenido en el aplicador, tanto si es de naturaleza peligrosa como si no lo es.

Un método de aplicación de materiales fluidificables comprende introducir el material fluidificable en la cámara 4 del aplicador 100, proporcionar una superficie limpia sobre la cual ha de aplicarse el material fluidificable, y poner en contacto la superficie con la mecha 12 del aplicador 100.

Un método más preferido comprende adicionalmente proporcionar un aplicador 100 que tiene la válvula 24 dentro de la cámara 4 del aplicador 100, con una mecha 12 que sobresale a través de la abertura de descarga 14 del extremo proximal 22 del aplicador 100, introducir un material fluidificable en la cámara 4 del aplicador 100, poner en contacto la superficie sobre la cual ha de aplicarse el material fluidificable con la mecha 12, y presionar la mecha sobre dicha superficie, haciendo que la válvula 29 se abra de tal modo que el material fluidificable se descargue del aplicador 100 sobre la superficie.

En un método preferido, el material fluidificable introducido en la cámara 4 del aplicador 100 es una composición ácida acuosa no acelerada de cromato de cromo. Una composición de este tipo no contiene ferricianuro, ferrocianuro, o molibdato. Una composición preferida de esta naturaleza se describe en la Patente U.S. 2.851.385.

Se ha encontrado que es beneficioso añadir a las composiciones acuosas ácidas de recubrimiento de conversión descritas en los ejemplos siguientes un agente tensioactivo estable en medio ácido, a fin de facilitar el flujo y actuar como un agente de nivelación. Generalmente, los agentes tensioactivos fluorados son estables en condiciones fuertemente ácidas, y se prefieren los agentes tensioactivos fluorados vendidos bajo la marca comercial de agentes tensioactivos Fluorad®.

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El aplicador está hecho preferiblemente de cualquier material plástico inerte que pueda soportar la naturaleza corrosiva de las composiciones de conversión ácidas. Por regla general, el pH mínimo útil de tales composiciones es aproximadamente 1,5. No obstante, se prefiere que las composiciones de conversión utilizadas con el aplicador tengan un pH inferior a 4,5, o más preferiblemente, un pH comprendido en el intervalo de 1,5 a 4,0.

El aplicador es particularmente útil en la preparación de los recubrimientos de conversión de fosfato utilizados sobre acero laminado en frío o acero galvanizado. Tales composiciones de recubrimiento están basadas generalmente en sales fosfato, tales como las de dihidrogeno-fosfato de cinc, manganeso, o níquel, con flúor combinado o sin combinar. Tales composiciones de recubrimiento de conversión están modificadas también preferiblemente por la adición de un agente tensioactivo estable en medio ácido, tal como un agente tensioactivo fluorado. Las composiciones de recubrimiento de conversión pueden fabricarse también utilizando mezclas de las sales, y son también útiles en los aplicadores de esta invención.

Tales composiciones de recubrimiento de conversión puede acelerarse por la adición de uno o más de sulfato de hidroxilamina o nitrito de sodio. Por ejemplo, composiciones de este tipo basadas en el uso de fosfato de cinc, fosfato de manganeso, o mezclas de éstos pueden acelerarse de este modo, y son particularmente útiles para recubrimientos de carrocerías de automóvil. Generalmente, tales recubrimientos pueden beneficiarse también de la adición de un agente tensioactivo estable en medio ácido.

Composiciones de conversión ilustrativas utilizadas en la industria del automóvil, particularmente sobre acero galvanizado o laminado en frío, son las descritas en las patentes de Miyamoto y Nagatani, específicamente 4.838.957, expedida el 13 de junio de 1989, y 4.961.794, expedida el 9 de octubre de 1990. Las composiciones y los procesos de estas patentes se utilizan en una gran mayoría de las líneas de producción de automóviles de los Estados Unidos.

Esta invención es también particularmente útil para preparar superficies de aluminio, tales como las de revestimientos de aviones y piezas de aviones, extrusiones de aluminio tales como bobinas, y contrapuertas de aluminio.

Generalmente, existen dos clases distintas de soluciones de tratamiento de metales, las que requieren lavado, y las que no lo requieren. Dado que muchos de los componentes de las composiciones de recubrimiento de conversión se caracterizan por toxicidad y/o acidez fuerte, las composiciones que requieren lavado pueden generar agua residual que debe ser recogida y que, con las regulaciones federales actuales, presentan un problema de evacuación.

Para tratamiento de superficies de aluminio, entre las composiciones de recubrimiento de conversión útiles se encuentran aquéllas que comprenden mezclas de ácido poliacrílico y/o ésteres del mismo, y un segundo ingrediente constituido esencialmente por cromato de cromo. Una solución de este tipo no formará cristales. Tales composiciones no requieren por tanto lavado y no crean por consiguiente un problema de evacuación de aguas residuales. Después de la aplicación a una superficie que precisa reparación por medio de un aplicador de la invención, la composición de recubrimiento aplicada se deja secar simplemente in situ, o se seca en condiciones forzadas.

Generalmente, para todas las composiciones de recubrimiento que requieren lavado, es beneficiosa la adición de un agente tensioactivo fluorado, conduciendo a una eficiencia mejorada. Para aquellas formulaciones que no requieren lavado, las mismas pueden utilizarse con o sin la adición de un agente tensioactivo fluorado, pero la adición de un agente tensioactivo fluorado es generalmente beneficiosa. Además de mejorar el flujo desde el aplicador y mejorar las características de nivelación de la composición, la presencia del agente tensioactivo estable en medio ácido tiende a mejorar el flujo de la composición de recubrimiento en las rayas de un acabado que está siendo reparado. Generalmente, la cantidad de agente tensioactivo fluorado que es útil está comprendida en el intervalo de 0,001% a 0,02% en peso, basada en el peso global de la composición. Pueden utilizarse cantidades comprendidas en el intervalo de 0,001% a 0,05%, o incluso cantidades mayores, si bien las cantidades mayores no son eficaces en costes.

Los agentes tensioactivos fluorados están disponibles de diversas fuentes, generalmente bajo marcas comerciales diferentes. Los siguientes son ejemplos ilustrativos de agentes tensioactivos fluorados que son útiles en las composiciones de revestimiento que pueden utilizarse con el aplicador. Por regla general, éstas son composiciones acuosas que son fácilmente compatibles con las composiciones de recubrimiento de conversión descritas en los ejemplos que siguen.

Materiales Tensioactivos Fluorados

Fluorad FC-126 (3M): 85% Perfluorooctanoato de amonio (CAS #3825-26-1)

\quad: 15% Sal Carboxilato de Perfluoroalquilo Inferior (CAS #6130-43-4, 21615-47-4, & 68259-11-0)

Fluorad FC-430: Ester alquílico fluorado

Fluorad FC-120: Perfluoroalquil-Sulfonato de Amonio al 25% (CAS #67906-7 & 17202-41-4)

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Zonyl FSN (DuPont): 40% Etoxilato de Perfluoroalquilo

\quad: 30% IPA

\quad: 30% Agua

Fluowet PL80: 50% Ácido fluorofosfórico

(Hoechst-Celanese): 50% Ácido fluorofosfónico

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El ejemplo siguiente, y otros ejemplos subsiguientes, muestran algunos de los tipos de soluciones que pueden utilizarse en la práctica de la presente invención.

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Recubrimientos de Conversión para Aluminio y sus Aleaciones

Ejemplo 1

Ácido crómico: 6 gramos

Fluoruro de circonio y potasio: 2,5 gramos

Borofluoruro de amonio: 7,6 gramos

Agua hasta completar 1 litro.

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Chapas de aleación de aluminio 24ST que se tratan en una solución similar a la formulación anterior han resistido satisfactoriamente a la exposición a niebla salina en una Cámara de Niebla Salina ASTM en una solución estándar de cloruro de sodio al 50% durante más de 500 horas con sólo una ligera corrosión puntiforme.

Una raya en la chapa tratada se repara fácil y cómodamente por llenado de la cámara de un aplicador tal como el representado en Fig. 1, con cierta cantidad de la solución arriba descrita, aplicando luego la misma sobre la superficie rayada utilizando la mecha 14 del aplicador. Después de lavado con agua y secado, el recubrimiento es tan satisfactorio como si fuera nuevo.

Pueden utilizarse también las soluciones no aceleradas siguientes como recubrimientos de conversión para aluminio y sus aleaciones, y todas ellas pueden aplicarse convenientemente para retoque de rayas utilizando un aplicador de la presente invención.

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Ejemplo 2

Ácido crómico: 8,4 gramos

Fluoruro de circonio y potasio: 3,5 gramos

Ácido bórico: 6,3 gramos

Bifluoruro de amonio: 4,0 gramos

Agua hasta completar 1 litro.

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Ejemplo 3

Ácido crómico: 8 gramos

Ácido fluorhídrico: 2,0 ml de ácido al 48%

Agua hasta completar 1 litro.

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Ejemplo 4

Bifluoruro de amonio: 2,7 gramos

Ácido crómico: 6,0 gramos

H_{2}SnF_{6} (ácido fluoestánnico): 3,5 gramos

Agua hasta completar 1 litro.

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El área rayada debe limpiarse antes de utilizar el aplicador para restaurar la superficie por aplicación de una solución o recubrimiento de restauración. La limpieza, que no forma parte de la presente invención, puede llevarse a cabo por métodos convencionales. Por ejemplo, la grasa y la suciedad pueden eliminarse por inmersión de una pieza de aluminio en un baño de silicato alcalino diluido o por el uso de un baño ácido que contiene un disolvente orgánico polar, seguido por un lavado con agua. El área rayada limpia puede tratarse luego con una solución del carácter descrito, tal como las soluciones de los ejemplos anteriores.

En otro método preferido de aplicación de materiales fluidificables, el material fluidificable introducido en la cámara 4 del aplicador 100 es una composición acuosa ácida acelerada de cromato de cromo. Una composición acuosa ácida acelerada de cromato de cromo contiene ferricianuro, ferrocianuro o molibdato. Las composiciones de esta naturaleza son particularmente útiles para el proceso de limpieza de metales y mejora de la resistencia a la corrosión. Composiciones preferidas de esta naturaleza se describen en las Patentes U.S. 2.796.370, que describe una composición útil de cromato de cromo acelerada con ferricianuro, y 4.146.410, que describe una composición útil de cromato de cromo acelerada con molibdato.

Los recubrimientos aplicados en los ejemplos que siguen exhiben una resistencia mejorada a la corrosión. Las rayas que dejan al descubierto la superficie del mismo metal pueden repararse fácilmente por utilización de los métodos y aplicaciones de esta invención.

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Ejemplo 5

Uso de Recubrimientos de Cromato Acelerados; Ferricianuro

Ácido crómico: 5 g/l

Ferricianuro de potasio: 2,5 g/l

Fluosilicato de sodio: 2,5 g/l

Fluoborato de sodio: 5 g/l

Temperatura: 21ºC (70ºF)

Tiempo de inmersión: 5 minutos

pH: 1,5

El intervalo general de temperatura de 0ºC (32ºF) a 71ºC (160ºF) es aplicable a la composición anterior. Se prefiere un intervalo de temperatura de 21ºC (70ºF) a 33ºC (90ºF). El tiempo de aplicación puede variar desde 5 segundos a aproximadamente 5 minutos o más, dependiendo del color o del espesor del recubrimiento deseado.

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Ejemplo 6

Uso de Recubrimientos de Cromato Acelerados; Receptividad de la Pintura

En esta realización preferida, se prepara un concentrado utilizando materiales disponibles comercialmente, por combinación de los materiales en agua para formar el concentrado. El concentrado se prepara a partir de los siguientes ingredientes en las cantidades especificadas:

Material {}\hskip4.5cm Gramos/litro

CrO_{3}: 40,0 g

ZnO: 7,6 g

HNO_{3} de 38º Bé: 68,0 g

H_{2}SiF_{6} como una solución al 23%: 91,2 g

Ácido molíbdico como MoO_{3} al 84%: 9,5 g

Agua: el resto

A partir de este concentrado se prepara un baño por dilución del concentrado con agua para preparar una solución al 5% (en volumen). El pH final de la solución es aproximadamente 1,5.

Se pone en funcionamiento una línea comercial de recubrimiento de bobinas de aluminio de 5 etapas, constituida por cuatro depósitos de inmersión seguidos por un lavado final por pulverización de agua fresca. La velocidad de la línea se ajusta de modo que varíe entre no más de aproximadamente 7,6 y 30,5 m (25 a 100 pies) por minuto. Utilizando esta disposición, un material de bobinas de aluminio de diversas composiciones de aleación, con inclusión de los tipos conocidos comúnmente como 3003, 3105, 5005, 5052 y "stock de uso general" se trata como
sigue.

Se pone en marcha la línea de bobinas y la bobina se limpia primeramente en ambas etapas 1 y 2 por inmersión en una solución ácida de limpieza de metales, como es bien conocida en la técnica y que no forma parte de esta invención. Después de las dos etapas de limpieza, se procesa la bobina en la etapa 3, que es una etapa de lavado con agua por inmersión. La bobina limpia pasa luego a la etapa 4 en la que la misma se pone en contacto, por inmersión, con la solución de baño arriba descrita durante diversos periodos de tiempo que van desde aproximadamente 10 a aproximadamente 30 segundos. El pH de la solución de baño se mantiene a aproximadamente 1,5 y la temperatura del baño se mantiene a aproximadamente 50ºC (120ºF). A continuación del tratamiento con esta composición de la presente invención, la bobina de aluminio se somete a un lavado final por pulverización de agua, después de lo cual el metal se seca y se pinta.

El análisis del aspecto y las propiedades del metal tratado de la manera que antecede indica que el producto final es en todos los aspectos comparable al metal producido por procesos de la técnica anterior que contienen ferricianuro. El deterioro mecánico de la superficie del stock de la aleación de aluminio recubierto se repara fácilmente por el uso de la solución de inmersión en un aplicador, de acuerdo con la presente invención.

En otro método preferido, el material fluidificable introducido en la cámara 4 del aplicador 100 es una composición acuosa ácida de fosfato de cromo.

Composiciones de esta naturaleza son particularmente útiles para el proceso de limpieza de metales y mejora de la resistencia a la corrosión. Una composición preferida de esta naturaleza se describe en la Patente U.S. 2.438.877.

El uso de un baño fuertemente corrosivo para impartir resistencia a la corrosión al aluminio y las aleaciones de aluminio, en el cual el aluminio es el ingrediente principal, se ilustra por el uso de baños que contienen iones fosfato, fluoruro, y cromo hexavalente, a un pH bajo, a las que se hace referencia a menudo como composiciones de fosfato de cromo.

Las soluciones descritas en los dos párrafos precedentes pueden utilizarse fácilmente en trabajos de retoque utilizando el aplicador portátil de la presente invención. Dado que estas soluciones son corrosivas, el aplicador, cuando está hecho de material plástico inerte, es un sitio conveniente para almacenar una pequeña cantidad de solución cuando el aplicador no se encuentra en uso. La estructura de protección protege las prendas de vestir y contribuye a asegurar que un aplicador lleno se protección adecuadamente.

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Ejemplo 7

Un baño ilustrativo de fosfato de cromo puede contener, donde los iones están presentes en cantidades estequiométricamente equivalentes a:

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1

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La relación de fluoruro a dicromato, expresada como F:CrO_{3}, está comprendida entre 0,18 y 0,36.

Todas las composiciones de recubrimiento que anteceden requieren lavado para resultados satisfactorios.

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Composiciones sin Lavado

Ejemplo 8

Tratamientos sin Lavado con un Recubrimiento de Conversión de Cromato

CROMO {}\hskip8cm % en peso

Compuestos de cromo mezclados: 0,5%

Acrysol A-1, una solución de ácido poliacrílico soluble en agua: 0,5%

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Los compuestos de cromo mezclados se preparan de acuerdo con el documento US-A-3.063.877.

Esta composición puede utilizarse en un aplicador sobre cualesquiera metales para reparar recubrimientos de conversión deteriorados. No se requiere lavado alguno; el recubrimiento se deja secar simplemente, o puede secarse en condiciones forzadas a 65ºC (150ºF) o temperatura superior.

Como esencialmente con la totalidad de los recubrimientos de conversión, debería proporcionarse una ventilación adecuada cuando se vierten, se utilizan, y se secan estos recubrimientos. Los operarios deberían evitar inhalar los vapores. Si se utiliza una corriente de aire para promover el secado, su velocidad debería limitarse a 15,2 m/s (3000 pies por minuto) o menos, a fin de evitar la rotura de la película..

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Ejemplo 9

Composición Acuosa Ácida sin Cromato

Un baño operativo típico al 5% constituido por un concentrado que utiliza agua desionizada o destilada puede contener los ingredientes esenciales en las cantidades que se indican a continuación:

Ácido poliacrílico {}\hskip2.5cm (añadido como ACRYSOL A-1): 4,13 gramos/litro

H_{2}TiF_{6}: 2,0 gramos/litro

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Ejemplo 10

En otro método preferido de aplicación de materiales fluidificables, el material fluidificable introducido en la cámara 4 del aplicador 100 es una composición de fosfato de cinc. Tales composiciones son sumamente útiles para el recubrimiento de acero laminado en frío y metales galvanizados. Una composición preferida de esta naturaleza se describe en la Patente U.S. 2.438.957.

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Ejemplo 11

Ejemplo Comparativo: Controles, Recubrimientos de Conversión, y Recubrimientos sin Lavado Regímenes de Reparación de la Superficie Deteriorada y Resultados de Ensayos en Panel

A fin de ilustrar la eficacia del aplicador para la reparación de superficies de aluminio deterioradas, se realizó un ensayo en panel de laboratorio. Cada ensayo se inició con un panel de aluminio 2024 de 7,5 cm (3'') por 25,5 cm (10'') que había sido tratado previamente con un recubrimiento de conversión de cromato vendido bajo la marca comercial Alodine® 1200S, por la Henkel Corporation of Gulph Mills, Pennsylvania.

Cada panel se sometió luego a chorreado con arena en un área de 6,3 cm (2 1/2'') por 5 cm (2'') a fin de eliminar el recubrimiento de conversión, y se rayaron tres áreas con una cuchilla afilada. Las áreas dañadas se limpiaron, lavaron y secaron seguidamente.

Cada área deteriorada se reparó luego utilizando el aplicador de la presente invención que tenía un recubrimiento de conversión introducido en la cámara 4 del aplicador 100. Los contenidos de la cámara 4 utilizados en cada ensayo se enumeran en la columna de Producto Químico de la tabla de resultados siguiente. En los ensayos que incluían un agente tensioactivo fluorado en el recubrimiento de conversión, la concentración del agente tensioactivo fluorado era 0,1% en volumen de la solución de recubrimiento.

El ensayo se realizó luego de acuerdo con los procedimientos indicados a continuación, en la columna de Tratamiento de la Tabla de resultados siguiente. Después de reparación de la superficie deteriorada poniendo en contacto la porción deteriorada del panel con la mecha 12 del aplicador 100 para recubrir completamente el área deteriorada con el recubrimiento de conversión aplicado, se sometió el panel a una pulverización salina durante 168 horas a fin de determinar si el uso del aplicador había reparado suficientemente la superficie. Para pasar satisfactoriamente el ensayo de reparación, la superficie debe haber quedado exenta de corrosión y defectos después del ensayo de niebla salina. Los resultados de los ensayos de reparación se indican con cada procedimiento, en la columna marcada Resultado.

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Ensayo #1

El Ensayo #1 utilizó un recubrimiento de conversión de cromato vendido bajo la marca comercial Alodyne® 1201 por la Henkel Corporation of Gulph Mills, Pennsylvania.

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100

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Ensayo #2

El Ensayo #2 utilizó recubrimiento de conversión de cromato Alodine® 1001, vendido por la Henkel Corporation Gulph Mills, Pennsylvania.

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101

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Ensayo #3

El Ensayo #3 utilizó un recubrimiento Bonderite® 1402W que contenía cromo sin lavado, vendido por la Henkel Corporation of Gulph Mills, Pennsylvania. El recubrimiento se diluyó por adición de 9 partes de agua a 1 parte de la solución de recubrimiento.

Parte A

Ensayo de Niebla Salina Durante 168 Horas

3

Parte B

Ensayo de Niebla Salina Durante 336 Horas

4

Ensayo #4

El Ensayo #4 utilizó un recubrimiento Alodine® 1132 que contenía cromo sin lavado que contenía un agente tensioactivo fluorado vendido por la Henkel Corporation of Gulph Mills, Pennsylvania.

Parte A

Ensayo de Niebla Salina Durante 168 Horas

5

Parte B

Ensayo de Niebla Salina Durante 336 horas

6

Generalidades

En otro método preferido de aplicación de materiales fluidificables, se añade un agente tensioactivo fluoroquímico Fluorad® a una composición química acuosa de recubrimiento de conversión, tal como las mencionadas previamente. Los agentes tensioactivos fluoroquímicos rebajan las características de tensión superficial de estos tipos de recubrimientos acuosos de conversión. Una ventaja particular de los agentes tensioactivos fluoroquímicos es que los mismos tienen estabilidades química y térmica excelentes incluso en presencia de agentes oxidantes fuertes tales como cromatos, incluso a niveles de pH bajos, lo que les hace particularmente útiles cuando se utilizan composiciones acuosas que contienen cromatos.

Ejemplos de estos agentes tensioactivos son vendidos bajo los nombres comerciales Fluorad® FC-93 y Fluorad® FC-120, por la compañía 3M. Ejemplos adicionales de estos agentes tensioactivos son vendidos como agentes tensioactivos Zonyl FSA y Zonyl FSC por DuPont Co. Se ha encontrado que es ventajoso añadir desde aproximadamente 0,0001% a aproximadamente 3% de un agente tensioactivo fluoroquímico (en volumen) a cualquier composición acuosa ácida a fin de mejorar las características de dosificación y recubrimiento de la composición, al tiempo que se mejora la vida útil del dosificador debido a la estabilidad de los agentes tensioactivos fluoroquímicos. Por otra parte, se ha encontrado que es ventajoso añadir desde aproximadamente 0,01% a aproximadamente 0,1%, o con preferencia desde 0,01% a 0,05%, de un agente tensioactivo fluoroquímico (en volumen) a cualquier composición acuosa ácida. Dado que el agente tensioactivo fluoroquímico reduce la tensión superficial, una película aplicada de una solución que contiene el mismo penetra más fácilmente en los rayas, y fluye también para formar una película de espesor más uniforme, es decir, que el recubrimiento es autonivelante.

En suma, puede decirse que la presente invención proporciona a la industria un aplicador mejorado para materiales fluidificables. El aplicador proporciona un aparato y un método de aplicación de materiales fluidificables a superficies más seguro, más eficaz y eficiente; y más particularmente, la aplicación de recubrimientos anti-herrumbre y de conversión a metales.

Se reconocerá que el aplicador debe estar construido de materiales que no reaccionen con la solución de producto químico que va a ser aplicada.

Durante el uso, la punta de dosificación sin cubrir de un aplicador cargado se pone en contacto con la superficie a recubrir de la misma manera que se utiliza una pluma marcadora para aplicar una marca o un subrayado. La solución contenida en el depósito se alimenta a la punta, en caso necesario, cuando la punta se encuentra en contacto con o se frota sobre la superficie.

El aplicador y el método han sido ensayados utilizando una especificación de ensayo de recubrimiento de conversión MIL-C-5541E. Se ha demostrado que el aplicador y el método aplican una cantidad mínima de solución de recubrimiento de conversión a la superficie de las piezas tratadas. Durante el proceso de la reacción química, la solución de recubrimiento de conversión del tipo sin lavado se seca sobre la superficie sin dejar sustancialmente solución residual alguna.

Así pues, la presente invención elimina los problemas asociados con la reparación convencional por retoque de superficies de aluminio tratadas con recubrimientos de conversión, y proporciona un medio simple para retocar y reparar piezas rayadas con soluciones de productos químicos. La presente invención reduce también el tiempo del ciclo de reparación en el retoque y la reparación de piezas rayadas con soluciones de productos químicos, tales como aluminio tratado con un recubrimiento de conversión.

El aplicador reduce los residuos de solución hasta en un 99%, y el único material residual desechado es un aplicador agotado o vacío.

Usos adicionales contemplados para el aplicador de la presente invención incluyen, pero sin carácter limitante, retoques de automóviles en talleres de reparación utilizando composiciones de fosfato de hierro o composiciones de fosfato de hierro en combinación con constituyentes orgánicos como recubrimientos antes de la pintura. Las unidades de intercambio de calor pueden tratarse para mejorar el carácter hidrófobo utilizando recubrimientos de conversión de óxido de cromo que contiene sílice, silicatos, y composiciones sin silicato. Las áreas rayadas o deterioradas de la superficie del cambiador de calor pueden repararse aplicando primeramente el recubrimiento de óxido de cromo y sellando luego la superficie con selladores inorgánicos u orgánicos tales como composiciones de nailon, a fin de impedir que los compuestos de cromo pasen por lixiviación al condensado acuoso. Adicionalmente, para la mayoría de las áreas de procesamiento y utilización de aluminio, pueden utilizarse composiciones de lavado con cromato tales como soluciones de óxido de cromo y fosfato de cromo o soluciones sin lavado que contienen cromo hexavalente o una mezcla de cromo y sistemas orgánicos. Materiales orgánicos adecuados pueden incluir ácido poliacrílico y poli(alcohol vinílico). Recubrimientos de lavado sin cromo que contienen fosfatos de circonio y titanio y recubrimientos sin lavado exentos de cromo que contienen fluoácidos (titanio, circonio, y silicio) y compuestos orgánicos (ácido poliacrílico, poli(alcohol vinílico) y mezclas de los mismos, así como compuestos orgánicos basados en polivinil-fenoles) son también adecuados para uso conforme a la presente invención.

De acuerdo con la realización del aplicador preferida por los autores de la invención, el extremo distal de aquél está cerrado por soldadura. El alojamiento tubular se invierte en el extremo distal y se abre el extremo proximal. El llenado de la cámara en el alojamiento tiene lugar por vertido del recubrimiento de conversión en la cámara incluida en el alojamiento. A continuación, se presiona el dispositivo de la válvula Flocon® hacia delante dentro del alojamiento para realizar un sellado estanco.

El término "peligroso" se utiliza en esta memoria con referencia a una sustancia que es inflamable, corrosiva, reactiva y/o tóxica.

Así pues, se ha descrito un aplicador para uso en la aplicación de productos químicos peligrosos a superficies rayadas, y más particularmente, a un método y aplicador que pueden utilizarse en el retoque de superficies de aluminio recubiertas por conversión, por ejemplo.

Claims

1. Un aplicador (100) para dosificar un material de recubrimiento de metales susceptible de fluir sobre una superficie a recubrir con el mismo, aplicador que comprende:

a): un alojamiento (2) que tiene una cámara (4) en su interior, conteniendo dicha cámara una cantidad de dicho material fluidificable de recubrimiento de metales en la forma de un recubrimiento líquido de conversión, teniendo dicho alojamiento una pared extrema (22) que está provista de una abertura de descarga (14) en comunicación con dicha cámara a través de la cual puede dosificarse dicho recubrimiento líquido de conversión;

b): medios (12) para controlar la dosificación de dicho recubrimiento líquido de conversión a través de dicha abertura de descarga, y para aplicar el material dosificado sobre una superficie, y

c): una estructura de protección (6) dispuesta sobre y que se extiende alrededor de dicho alojamiento, y que está configurada para impedir la introducción de dicho aplicador en el bolsillo de una prenda de vestir u otro lugar inadecuado.

2. Un aplicador de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende adicionalmente un capuchón (10) que puede estar unido de modo separable a la pared extrema de dicho alojamiento para bloquear dicha abertura de descarga a fin de impedir un contacto involuntario o accidental con dicho recubrimiento líquido de conversión.

3. Un aplicador de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el cual el alojamiento comprende un cuerpo generalmente cilíndrico.

4. Un aplicador de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual dicha estructura de protección está montada sobre y alrededor de la superficie cilíndrica exterior de dicho alojamiento, de modo que puede moverse a deslizamiento sobre el mismo.

5. Un aplicador de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual dicha estructura de protección está fijada, pero asegurada de modo que puede retirarse, a la superficie cilíndrica exterior de dicho alojamiento.

6. Un aplicador de acuerdo con la reivindicación 1 en el cual está dispuesta una mecha (12) que sobresale a través de dicha abertura de descarga y está en comunicación con el líquido contenido en dicha cámara a fin de servir para dosificación del líquido.

7. Un aplicador de acuerdo con la reivindicación 6, en el cual dicha mecha comprende un cuerpo alargado de material poroso a través del cual puede pasar dicho líquido.

8. Un aplicador de acuerdo con la reivindicación 3, en el cual dicha estructura de protección que sobresale comprende un collar circular.

9. Un aplicador de acuerdo con la reivindicación 3, en el cual dicha estructura de protección que sobresale comprende una pluralidad de rayos (26) que se extienden generalmente en sentido radial hacia fuera desde las superficies exteriores de dicho alojamiento.

10. Un aplicador de acuerdo con la reivindicación 3, en el cual dicha estructura de protección que sobresale comprende un disco transparente.

11. Un aplicador de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual dicho alojamiento está conformado para proporcionar una región conveniente de agarre exterior para retener dicho aplicador para aplicación manual de dicho recubrimiento líquido de conversión sobre una superficie a recubrir, en el cual:

-: dicha estructura de protección está montada sobre dicho alojamiento y está dispuesta en posición intermedia entre dicha región de agarre y dichos medios para aplicación del material dosificado sobre una superficie, a fin de proporcionar protección para el usuario contra dicho recubrimiento líquido de conversión.

12. Un aplicador de acuerdo con la reivindicación 11, en el cual dicho alojamiento comprende un cuerpo generalmente cilíndrico y dicha estructura de protección comprende un collar circular, y en donde dicho aplicador comprende adicionalmente:

-: un capuchón adaptado para ajustarse a la pared extrema de dicho alojamiento a fin de bloquear su abertura de descarga para impedir el contacto involuntario o accidental con dicho recubrimiento líquido de conversión.

13. Un aplicador de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual dicho alojamiento tiene extremos superior e inferior, estando situada dicha abertura de descarga en el extremo inferior.

14. Un aplicador de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual la estructura de protección está dispuesta sobre y se extiende alrededor de dicho alojamiento para limitar el contacto inadvertido con dicho recubrimiento líquido de conversión que se está dosificando.

15. Un aplicador de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual dicho alojamiento está formado para proporcionar una región conveniente de agarre exterior para retener dicho aplicador para aplicación manual de dicho recubrimiento líquido de conversión sobre una superficie a recubrir con el mismo, siendo dicho recubrimiento líquido de conversión potencialmente corrosivo y para uso sobre una superficie metálica, y estando dispuesta dicha estructura de protección en posición intermedia entre dicha región de agarre y dichos medios para controlar la dosificación, a fin de proporcionar protección para el usuario contra dicho recubrimiento líquido de conversión.

16. Un aplicador de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual dicha superficie es una región de una superficie metálica recubierta por conversión que se ha rayado, por medio del cual puede repararse el recubrimiento de conversión sobre la superficie metálica.

17. Un aplicador de acuerdo con la reivindicación 16, en el cual dicho alojamiento está conformado para proporcionar una región conveniente de agarre exterior para retención de dicho aplicador para aplicación manual de dicho líquido de recubrimiento de conversión desde la cámara del aplicador sobre la superficie rayada de un metal recubierto por conversión, a fin de reparar con el mismo el recubrimiento después de secado del líquido de recubrimiento aplicado.

18. Un aplicador de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual dicho medio para controlar la dosificación de dicho recubrimiento líquido de conversión a través de dicha abertura de descarga (14) comprende:

a): un resorte (28) u otro medio de predisposición dispuesto en el interior de dicha cámara;

b): un miembro de sellado (30), dispuesto en dicha cámara para acoplamiento en dicha abertura de descarga,

c): estando dispuesto dicho resorte para presionar constantemente dicho miembro de sellado en el interior de dicha abertura de descarga, estando dispuesto dicho miembro de sellado para moverse dentro de dicha abertura de descarga entre una primera posición en la cual dicha mecha (12) está en comunicación con el líquido, y una segunda posición en la cual dicha mecha no está en comunicación con dicho líquido, y en la cual dicha mecha no puede transportar y dosificar dicho líquido, impidiendo así la comunicación entre dicha cámara y el exterior de dicho alojamiento; y

d): en el cual dicha mecha es una mecha rígida, conductora de los fluidos, que está unida a dicho miembro de sellado y que sobresale a través de dicha abertura de descarga, con lo cual cuando dicha mecha está en contacto con una superficie con una fuerza mayor que la fuerza aplicada por dicho resorte, dicho miembro de sellado se desacopla de dicha abertura de descarga, permitiendo la comunicación entre dicha cámara y el exterior de dicho alojamiento.

19. Un aplicador de acuerdo con la reivindicación 1 para la dosificación de un recubrimiento líquido de conversión en un área rayada de una superficie metálica recubierta a fin de cubrir el rayado y reparar el recubrimiento sobre dicha superficie, que comprende:

a): un alojamiento generalmente cilíndrico (2) que tiene en su interior una cámara (4), teniendo dicho alojamiento extremos superior e inferior, teniendo dicho extremo superior una abertura que proporciona comunicación entre dicha cámara y el exterior de dicho alojamiento para proporcionar una abertura de entrada, y teniendo dicho extremo inferior una abertura de descarga a través de la cual puede dosificarse dicho líquido de recubrimiento;

b): un resorte (28) dispuesto dentro de dicha cámara;

c): un miembro de sellado (30) que está suspendido de dicho resorte y acoplado con dicha abertura de descarga, por el cual dicho resorte presiona constantemente dicho miembro de sellado en una posición que cierra dicha abertura de descarga, impidiendo con ello la comunicación entre dicha cámara y el exterior de dicho alojamiento;

d): una mecha (12) fijada a dicho miembro de sellado y que sobresale a través de dicha abertura de descarga, con lo cual cuando dicha mecha está acoplada contra una superficie con una fuerza mayor que la fuerza aplicada por dicho resorte, dicho miembro de sellado se retira de dicha posición en la que el mismo cierra dicha abertura de descarga, permitiendo con ello la comunicación entre dicha cámara y el exterior de dicho alojamiento;

e): un collar circular (6) de diámetro sustancialmente mayor que dicho alojamiento, que se extiende radialmente hacia fuera desde dicho alojamiento y que tiene un diámetro suficiente tal que dicho collar impide la inserción de dicho aplicador en un bolsillo de una prenda de vestir u otro receptáculo inadecuado; y

f): un capuchón (10) unido de forma que puede soltarse a dicho extremo inferior de dicho alojamiento para cubrir dicha mecha y bloquear con ello eficazmente dicha abertura de descarga a fin de impedir el contacto involuntario o accidental con dicho líquido de recubrimiento.

20. Un aplicador de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual el recubrimiento líquido de conversión contenido en la cámara es una composición que no requiere lavado que comprende una mezcla de compuestos de cromo, una solución soluble en agua constituida por ácido poliacrílico y/o ésteres del mismo, y agua.

21. Un aplicador de acuerdo con la reivindicación 20, en el cual la composición que no requiere lavado comprende desde 0,1% a 1,0% en peso de una mezcla de compuestos de cromo, desde 0,1% a 1,0% en peso de dicha solución soluble en agua de ácido poliacrílico y/o ésteres del mismo, y el resto de agua.

22. Un aplicador de acuerdo con la reivindicación 20 o la reivindicación 21, en el cual la composición comprende además una cantidad funcionalmente eficaz de un agente tensioactivo fluorado estable en medio ácido.

23. Un aplicador de acuerdo con la reivindicación 22, en el cual dicho agente tensioactivo fluorado estable en medio ácido comprende desde 0,01% a 0,05% en volumen de dicha composición que no requiere lavado.

24. Un método manual para reparación de un área deteriorada de un recubrimiento de conversión sobre una superficie metálica, que comprende:

25. Un método de acuerdo con la reivindicación 24, en el cual dicha estructura de protección que sobresale es transparente, a fin de facilitar la observación de la aplicación de dicho recubrimiento líquido sobre dicha área deteriorada.

26. Un método de acuerdo con la reivindicación 24, que comprende adicionalmente aplicar dicho recubrimiento líquido a dicha área deteriorada desplazando dicho aplicador mientras está en contacto con dicha área deteriorada, con lo cual se dosifica el recubrimiento líquido de conversión sobre dicha área deteriorada por movimiento de dicho aplicador.

27. Un método de acuerdo con la reivindicación 26, en el cual dicho recubrimiento líquido de conversión comprende una composición líquida acuosa ácida que forma un recubrimiento de conversión de reparación sobre dicha superficie metálica.

28. Un método de acuerdo con la reivindicación 27, en el cual después de la aplicación de dicho recubrimiento líquido de conversión sobre dicha área deteriorada, una película de dicho recubrimiento líquido de conversión cubre dicha área deteriorada, y dicha área deteriorada se lava y se seca posteriormente.

29. Un método de acuerdo con la reivindicación 27, en el cual dicho recubrimiento líquido de conversión comprende adicionalmente una composición seleccionada del grupo constituido por cromato de cromo no acelerado; cromato de cromo acelerado con ferricianuro, ferrocianuro o molibdato; fosfato de cromo, y mezclas de los mismos.

30. Un método de acuerdo con la reivindicación 27, en el cual dicha composición comprende adicionalmente una cantidad funcionalmente eficaz de un agente tensioactivo fluorado, para promover un flujo más uniforme de dicho recubrimiento líquido durante la dosificación del mismo desde dicho aplicador.

31. Un método de acuerdo con la reivindicación 30, en el cual dicha composición comprende desde 0,0001% a 3% en volumen de dicho agente tensioactivo fluorado, y preferiblemente 0,01% a 1% en volumen, pero más preferiblemente hasta 0,05% en volumen de dicho agente tensioactivo fluorado.

32. Un método de acuerdo con la reivindicación 30, en el que dicha composición comprende fosfato de cinc y en el cual dicho metal a tratar es uno o más de hierro, acero, acero galvanizado, aluminio, aluminio galvanizado y/o cinc.

33. Un método acuerdo con la reivindicación 24, en el cual dicho recubrimiento líquido de conversión comprende una solución acuosa de:

a): ácido poliacrílico y/o ésteres del mismo; y

b): al menos uno de los ácidos fluocircónico, fluotitánico, y/o fluosilícico.

34. Un método de acuerdo con la reivindicación 24, en el cual dicho recubrimiento líquido de conversión comprende una solución acuosa de:

a): ácido poliacrílico y/o ésteres del mismo, y

b): cromato de cromo.