FR2784081A1 - Gas-propelled aerosol dispenser has spherical container of thermoplastic material with vitreous transition temperature above 80 deg C - Google Patents
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Abstract
Description
DISTRIBUTEUR AEROSOL COMPORTANT UN RESERVOIR SPHERIQUE ENAEROSOL DISPENSER COMPRISING A SPHERICAL TANK IN
MATIERE PLASTIQUEPLASTIC MATERIAL
L'invention concerne un distributeur aérosol, comprenant un réservoir destiné à contenir un produit liquide à distribuer à l'aide d'un gaz propulseur, le réservoir étant équipé d'une valve de distribution, actionnable par l'utilisateur pour l'éjection d'une dose de produit. Généralement, un tel distributeur est équipé, également, de moyens d'actionnement de la valve, par exemple d'un bouton-poussoir, relié à The invention relates to an aerosol dispenser, comprising a reservoir intended to contain a liquid product to be dispensed using a propellant gas, the reservoir being equipped with a dispensing valve, operable by the user for the ejection of 'a dose of product. Generally, such a distributor is also equipped with means for actuating the valve, for example a push button, connected to
la valve et pourvu d'un orifice de distribution, tel qu'une buse de pulvérisation. the valve and provided with a dispensing orifice, such as a spray nozzle.
Habituellement, le réservoir d'un tel distributeur est de forme générale cylindrique, et sa paroi est réalisée, de manière classique, en fer blanc ou en aluminium mono-bloc. En général, un tel réservoir est muni d'un col sur lequel est fixée une Usually, the reservoir of such a dispenser is of generally cylindrical shape, and its wall is made, in a conventional manner, of tinplate or monoblock aluminum. In general, such a tank is provided with a neck on which is fixed a
coupelle porte-valve.valve holder cup.
Les réservoirs en métal présentent l'avantage de présenter une bonne résistance à la pression régnant à l'intérieur du réservoir, notamment lorsque la température Metal tanks have the advantage of having good resistance to the pressure prevailing inside the tank, especially when the temperature
ambiante est excessivement élevée, par exemple en plein soleil. ambient temperature is excessively high, for example in direct sunlight.
Cependant, les réservoirs métalliques présentent l'inconvénient que le produit y contenu exerce souvent une action corrosive sur sa paroi interne. Pour ces raisons, il est nécessaire d'appliquer une couche inerte de protection sur la paroi interne, par exemple une couche de vernis ou un film en matériau thermoplastique. Par ailleurs, s'il s'agit de réservoirs en fer blanc ou de réservoirs en aluminium, leur fabrication nécessite la mise en place d'un outillage de production onéreux, leur prix n'étant économiquement raisonnable qu'en raison du grand nombre d'unités produites. De plus, à l'heure actuelle, seules des formes cylindriques ou des formes présentant des variations mineures par rapport However, metal tanks have the disadvantage that the product contained therein often exerts a corrosive action on its internal wall. For these reasons, it is necessary to apply an inert protective layer on the internal wall, for example a layer of varnish or a film of thermoplastic material. Furthermore, in the case of tinplate tanks or aluminum tanks, their manufacture requires the installation of expensive production tools, their price being economically reasonable only because of the large number of 'units produced. In addition, at present, only cylindrical shapes or shapes with minor variations from
à la forme cylindrique sont réalisables industriellement. to the cylindrical shape are industrially feasible.
Il a déjà été proposé de remplacer les réservoirs en métal par des réservoirs en plastique. Ainsi, le document FR-A-2 567 851 décrit un réservoir en plastique, destiné à recevoir une charge sous pression. Ce réservoir en plastique est en deux parties, une première partie formant la paroi latérale cylindrique, et leur seconde partie formée par un fond rapporté, raccordé à la paroi cylindrique. Ce montage présente l'inconvénient que la zone de raccordement, pour être étanche, nécessite un ajustement très précis des deux parties à assembler, ce qui est difficilement réalisable par les techniques de moulage actuellement employées. En outre, une telle zone d'assemblage constitue toujours un endroit fragile, ce qui est autant plus gênant que le réservoir doit résister à des pressions It has already been proposed to replace the metal tanks with plastic tanks. Thus, document FR-A-2 567 851 describes a plastic tank, intended to receive a charge under pressure. This plastic tank is in two parts, a first part forming the cylindrical side wall, and their second part formed by an attached bottom, connected to the cylindrical wall. This assembly has the disadvantage that the connection zone, to be sealed, requires a very precise adjustment of the two parts to be assembled, which is difficult to achieve by the molding techniques currently used. In addition, such an assembly zone always constitutes a fragile place, which is all the more annoying as the tank must resist pressures.
internes élevées.high internal.
On connaît, également un réservoir de forme cylindrique pour un distributeur aérosol réalisé par soufflage d'une préforme en matériau thermoplastique. Un tel réservoir en matériau thermoplastique est décrit, par exemple, dans le document FR-A-2 724 588. Ce document propos'e parmi une grande variété de matières thermoplastiques, notamment le polyéthylène terephtalate ou le polyéthylène naphtalate. L'utilisation de réservoirs en matériau thermoplastique présente certes de nombreux avantages par rapport aux réservoirs métalliques de genre de ceux mentionnés ci-dessus. Se posent cependant deux problèmes majeurs pour leur mise en application industrielle. En effet, le premier problème, d'ordre technique consiste à assurer une résistance suffisante, sans montrer de déformations ou de fissures, notamment à des températures élevées, par exemple de l'ordre de 70 C ou 80 C. Des températures de cet ordre de grandeur peuvent être rencontrées, par exemple, dans une voiture garée en plein soleil. Or il s'avère que la plupart des matériaux thermoplastiques, lorsqu'ils sont exposés à de telles températures, montrent un ramollissement notable, ce qui les rend inutilisables pour la fabrication de réservoirs devant résister, dans la pratique, à des pressions Also known is a cylindrical reservoir for an aerosol dispenser produced by blowing a preform of thermoplastic material. Such a tank made of thermoplastic material is described, for example, in document FR-A-2 724 588. This document proposes from a wide variety of thermoplastic materials, in particular polyethylene terephthalate or polyethylene naphthalate. The use of tanks made of thermoplastic material certainly has many advantages over metal tanks of the kind mentioned above. However, two major problems arise for their industrial application. Indeed, the first problem, of a technical nature, consists in ensuring sufficient resistance, without showing deformations or cracks, in particular at high temperatures, for example of the order of 70 ° C. or 80 ° C. Temperatures of this order of grandeur can be encountered, for example, in a car parked in direct sunlight. However, it turns out that most thermoplastic materials, when exposed to such temperatures, show a significant softening, which makes them unusable for the manufacture of tanks which must withstand, in practice, pressures
internes de l'ordre de 1,8-105 à 10-105 Pa. internal values of the order of 1.8-105 to 10-105 Pa.
En outre, dans le domaine des aérosols, il est courant de créer un vide partiel dans le réservoir, avant l'introduction du gaz propulseur. Ce cette manière, sans In addition, in the aerosol sector, it is common to create a partial vacuum in the reservoir, before the introduction of the propellant. This this way, without
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être gêné par la présence d'air, une quantité plus importante de gaz propulseur peut être mise en oeuvre pour la pulvérisation. Cependant, I'application d'un tel vide partiel nécessité une résistance particulière du réservoir. A défaut d'une telle résistance, le récipient risque de se déformer, voire se retracter, en réponse d'un tel vide partiel. A cet effet, en partant d'un réservoir cylindrique, il est possible d'augmenter l'épaisseur de la paroi du réservoir, pour lui conférer une plus grande résistance à la sous-pression interne. Cependant, cette solution est à proscrire car le second problème que posent les matériaux thermoplastiques est d'ordre économique. En effet, le prix de certains matériaux thermoplastiques susceptibles de résister à des températures relativement élevées est si élevé qu'une exploitation industrielle de réservoirs à parois à forte épaisseur en un tel matériau n'est pas envisageable, sauf à en augmenter considérablement le prix being hampered by the presence of air, a larger amount of propellant can be used for spraying. However, the application of such a partial vacuum requires a particular resistance of the tank. In the absence of such resistance, the container risks deforming, or even retracting, in response to such a partial vacuum. For this purpose, starting from a cylindrical tank, it is possible to increase the thickness of the wall of the tank, to give it greater resistance to internal pressure. However, this solution should be avoided because the second problem posed by thermoplastic materials is economic. Indeed, the price of certain thermoplastic materials capable of withstanding relatively high temperatures is so high that industrial exploitation of tanks with thick walls made of such a material is not possible, unless the price is considerably increased
de vente.of sale.
C'est en particulier un des objets de l'invention que de fournir un distributeur aérosol, notamment un distributeur aérosol, dont le réservoir en plastique résiste convenablement à un vide partiel interne. Un tel vide interne permet de remplir le It is in particular one of the objects of the invention to provide an aerosol dispenser, in particular an aerosol dispenser, the plastic reservoir of which suitably withstands an internal partial vacuum. Such an internal vacuum makes it possible to fill the
réservoir de gaz propulseur liquéfié, sans être gêné par la présence d'air. tank of liquefied propellant, without being obstructed by the presence of air.
Aussi, est-ce un autre objet de la présente invention que de fournir un distributeur aérosol, du type à réservoir en plastique, dont le prix de revient est aussi faible que possible. Un autre objet encore de la présente invention consiste à fournir un distributeur aérosol dont le réservoir en plastique résiste convenablement à de fortes pressions internes, notamment à des températures élevées. Un autre objet encore de la présente invention consiste à minimiser la quantité de matière Also, is it another object of the present invention to provide an aerosol dispenser, of the type with plastic reservoir, the cost price of which is as low as possible. Yet another object of the present invention is to provide an aerosol dispenser, the plastic container of which suitably withstands high internal pressures, especially at high temperatures. Yet another object of the present invention is to minimize the amount of material
plastique nécessaire pour la fabrication d'un tel réservoir. plastic necessary for the manufacture of such a tank.
D'autres objets de l'invention apparaîtront de manière détaillée à la lecture de la Other objects of the invention will appear in detail on reading the
description qui va suivre.description which follows.
Aussi, l'invention se rapporte à un distributeur aérosol pour la distribution d'un produit à l'aide d'un gaz propulseur, comportant un réservoir ayant sensiblement i - tt la forme d'une sphère, ce réservoir étant pourvu d'une ouverture sur laquelle est montée une valve de distribution, ledit réservoir étant formé d'un matériau thermoplastique dont la température de transition vitreuse est supérieure à Also, the invention relates to an aerosol dispenser for dispensing a product using a propellant gas, comprising a reservoir having substantially the shape of a sphere, this reservoir being provided with a opening on which a dispensing valve is mounted, said reservoir being formed of a thermoplastic material whose glass transition temperature is greater than
environ 80 C.about 80 C.
De préférence, on choisit un matériau dont la température de transition vitreuse est supérieure à environ 105 C, et plus particulièrement égale ou supérieure à Preferably, a material is chosen whose glass transition temperature is greater than approximately 105 ° C., and more particularly equal to or greater than
environ 115 C.about 115 C.
Avantageusement, l'ouverture du réservoir est délimitée par le bord libre d'un col, ledit col comportant un bourrelet de sertissage pour la fixation d'une coupelle supportant ladite valve de distribution. Il est possible, cependant d'utiliser un réservoir sans col. Dans ce cas, dans l'ouverture peut être fixée une valve dont le corps est en élastomère. Une telle valve à monter sur un récipient sans col est Advantageously, the opening of the reservoir is delimited by the free edge of a neck, said neck comprising a crimping bead for fixing a cup supporting said dispensing valve. It is possible, however, to use a tank without a neck. In this case, in the opening can be fixed a valve whose body is made of elastomer. Such a valve to be mounted on a container without a neck is
décrite, par exemple, dans les documents FR-A-2 741 933 et FR-A-2 757 488. described, for example, in documents FR-A-2,741,933 and FR-A-2,757,488.
Selon un mode de réalisation préféré, le réservoir présente, sensiblement à l'opposé de l'ouverture, un fond, apte à permettre le placement stable dudit distributeur sur une surface sensiblement plane. A cet effet, avantageusement, le According to a preferred embodiment, the reservoir has, substantially opposite the opening, a bottom, capable of allowing the stable placement of said dispenser on a substantially flat surface. To this end, advantageously, the
fond est formé par un bourrelet annulaire. bottom is formed by an annular bead.
Selon un aspect intéressant de l'invention, le réservoir du distributeur est formé d'une paroi (hors col et hors fond) dont l'épaisseur est comprise entre 0,15 mm et 0,5 mm. Cette épaisseur est suffisante pour pouvoir conditionner un produit à I'intérieur du réservoir et un gaz propulseur, notamment un gaz propulseur liquéfiable, et notamment un gaz propulseur comme l'isobutane, le butane, le pentane ou l'isopentane ou leur mélange. Avec une telle épaisseur, on minimise According to an interesting aspect of the invention, the dispenser reservoir is formed of a wall (excluding neck and bottom) whose thickness is between 0.15 mm and 0.5 mm. This thickness is sufficient to be able to condition a product inside the reservoir and a propellant gas, in particular a liquefiable propellant gas, and in particular a propellant gas such as isobutane, butane, pentane or isopentane or their mixture. With such a thickness, we minimize
la consommation en matière première lors de la fabrication du réservoir. consumption of raw material during the manufacture of the tank.
Selon un mode de réalisation préféré, le réservoir présente un volume compris entre 50 cm3 et 280 cm3. De préférence, le réservoir est transparent ou translucide. Ceci permet de visualiser le degré de remplissage en produit dans le réservoir. According to a preferred embodiment, the reservoir has a volume of between 50 cm3 and 280 cm3. Preferably, the reservoir is transparent or translucent. This allows to visualize the degree of filling of product in the tank.
Pour fabriquer le réservoir, avantageusement on utilise un procédé de soufflage- To manufacture the tank, advantageously a blowing process is used.
étirage d'une paraison de forme appropriée. Un tel procédé est bien connu par l'homme du métier. Ainsi, un procédé de soufflage-étirage est décrit, par stretching an appropriately shaped parison. Such a process is well known to those skilled in the art. Thus, a blow-stretch process is described, by
exemple, dans le document FR-A-2 386 407. example, in document FR-A-2 386 407.
Le distributeur aérosol qui vient d'être décrit est utilisable, en particulier, pour le conditionnement et la distribution de produits cosmétiques sous forme de spray ou The aerosol dispenser which has just been described can be used, in particular, for the packaging and distribution of cosmetic products in the form of a spray or
de mousse.foam.
Pour mieux faire comprendre l'objet de l'invention, on va en décrire, maintenant, à titre d'exemple purement illustratif et nuflement limitatif, un mode de réalisation de To better understand the object of the invention, we will now describe, by way of purely illustrative and in no way limiting example, an embodiment of
I'invention représenté sur le dessin annexé. The invention shown in the accompanying drawing.
Sur ce dessin - la figure unique représente une vue en coupe axiale d'un distributeur In this drawing - the single figure represents an axial section view of a dispenser
aérosol conforme à l'invention, montré en position fermée. aerosol according to the invention, shown in the closed position.
Aussi, sur cette figure, on a représenté un distributeur désigné dans son ensemble par la référence 1. On voit sur le dessin, un réservoir 2 de forme sensiblement sphérique d'axe longitudinal X, portant un col ouvert 4 de forme cylindrique. Il est bien entendu que la sphère peut avoir une forme légèrement aplatie ou étirée selon l'axe X, ce qui peut être intéressant pour des raisons d'esthétique. Le réservoir contient un produit liquide P, par exemple un conditionneur capillaire, et un gaz liquéfiable tel qu'un mélange propane/butane. L'ouverture formée à extrémité libre du col 4 présente un bourrelet 6 sur lequel est fixée, par sertissage, une coupelle porte-valve 8. Généralement, la coupelle porte-valve 8 est réalisée en métal. Pour assurer l'étanchéité du montage de la coupelle sur le réservoir, un joint annulaire 10 en matériau élastomérique est interposé entre le bourrelet 6 et la coupelle 8. Au centre de la coupelle 8 est monté, de manière classique, le corps 16 d'une valve de distribution. L'extrémité inférieure de cette valve est reliée à un tube plongeur 18, s'étendant sensiblement jusqu'au fond 22 Also, in this figure, there is shown a distributor designated as a whole by the reference 1. We see in the drawing, a tank 2 of substantially spherical shape with longitudinal axis X, carrying an open neck 4 of cylindrical shape. It is understood that the sphere may have a slightly flattened or stretched shape along the axis X, which may be advantageous for aesthetic reasons. The reservoir contains a liquid product P, for example a hair conditioner, and a liquefiable gas such as a propane / butane mixture. The opening formed at the free end of the neck 4 has a bead 6 on which is fixed, by crimping, a valve holder cup 8. Generally, the valve holder cup 8 is made of metal. To seal the mounting of the cup on the tank, an annular seal 10 of elastomeric material is interposed between the bead 6 and the cup 8. In the center of the cup 8 is mounted, in a conventional manner, the body 16 of a distribution valve. The lower end of this valve is connected to a dip tube 18, extending substantially to the bottom 22
du réservoir 2.tank 2.
Sur la valve 16 est monté un bouton poussoir 24, prévu pour l'actionnement de la valve et pourvu d'une buse de pulvérisation 26 pour la distribution du produit sous On the valve 16 is mounted a push button 24, provided for actuating the valve and provided with a spray nozzle 26 for dispensing the product under
forme de spray de fines gouttelettes. spray form of fine droplets.
Le bouton-poussoir est protégé par un capot de protection 12 amovible, dont la paroi cylindrique latérale 13 comporte un bourrelet d'encliquetage 14, permettant The push-button is protected by a removable protective cover 12, the lateral cylindrical wall 13 of which has a snap-on bead 14, allowing
l'encliquetage du capot sur le bord périphérique de la coupelle portevalve 8. the snap-fitting of the cover on the peripheral edge of the valve holder cup 8.
Du côté opposé au col 4, le réservoir 2 forme une base pourvue d'un bourrelet annulaire 20 en sur-épaisseur, permettant le positionnement stable du distributeur 1 sur un plan de travail. Le centre du bourrelet 20 est fermé par le On the side opposite to the neck 4, the reservoir 2 forms a base provided with an annular bead 20 in excess thickness, allowing the stable positioning of the dispenser 1 on a work surface. The center of the bead 20 is closed by the
fond 22, lequel fond présente une forme bombée vers l'intérieur du réservoir. bottom 22, which bottom has a domed shape towards the inside of the tank.
Le réservoir 2 est transparent, permettant de visualiser le degré de remplissage du réservoir. Conformément à un mode de réalisation préférentiel de l'invention, le réservoir 2, y compris le col 4 et la base 20, est constitué d'un copolymère thermoplastique, formé de motifs de polyéthylène terephtalate (PET) et de polyéthylène naphtalate (PEN), le rapport molaire des motifs PET/PEN dans ledit copolymère étant d'environ 10/90. Ce copolymère présente une température de The tank 2 is transparent, making it possible to view the degree of filling of the tank. In accordance with a preferred embodiment of the invention, the reservoir 2, including the neck 4 and the base 20, consists of a thermoplastic copolymer, formed from polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN) units , the molar ratio of PET / PEN units in said copolymer being approximately 10/90. This copolymer has a temperature of
transition vitreuse d'environ 115 C. glass transition of approximately 115 C.
Le réservoir 2 est obtenu par étirement-soufflage selon des techniques bien The reservoir 2 is obtained by stretch-blowing using well-defined techniques
connues de l'homme du métier.known to those skilled in the art.
Exemple de réalisation Par un procédé d'étirement-soufflage d'une ébauche en PET/PEN (10:90), de forme appropriée, la demanderesse a réalisé un réservoir sensiblement sphérique présentant un volume de 214 mi. Ce réservoir est transparent et présente un poids de 19 g. La paroi présente une épaisseur moyenne d'environ 0,45 mm. Après montage de la valve de distribution, une quantité d'environ 100 ml a 135 ml d'un conditionneur capillaire liquide est introduit dans le réservoir. Par application d'un vide partiel de - 0,6.105 Pa, on évacue l'air dans le réservoir. Ensuit on sertit la valve sur le réservoir. Pour la mise sous pression du réservoir, suivant la nature du produit à distribuer, on injecte ensuite, par la tige de valve, environ 15g à environ 50 g de propulseur liquéfié. A 20 C, la pression interne du réservoir atteint 1, 8.105 Pa. Lors de l'application du vide partiel, aucune déformation du réservoir n'a été constatée. De même, par échauffement progressif, aucune déformation Example of embodiment By a stretch-blow-molding process of a blank in PET / PEN (10:90), of suitable shape, the Applicant has produced a substantially spherical reservoir having a volume of 214 ml. This tank is transparent and has a weight of 19 g. The wall has an average thickness of around 0.45 mm. After mounting the dispensing valve, an amount of about 100 ml to 135 ml of a liquid capillary conditioner is introduced into the reservoir. By applying a partial vacuum of - 0.6.105 Pa, the air is evacuated in the tank. Then we crimp the valve on the tank. To pressurize the reservoir, depending on the nature of the product to be dispensed, about 15 g to about 50 g of liquefied propellant are then injected through the valve stem. At 20 C, the internal pressure of the tank reaches 1.8.105 Pa. During the application of the partial vacuum, no deformation of the tank was observed. Similarly, by progressive heating, no deformation
notable du réservoir n'a été constaté jusqu'à une température 75 C. noticeable of the tank has been found up to a temperature of 75 C.
A titre d'essai comparatif, la demanderesse a réalise un réservoir cylindrique de diamètre de 55 mm et présentant le même volume que le réservoir sphérique précité. Pour pouvoir résister aux pressions indiquées ci-dessus, il était nécessaire de réaliser des parois d'une épaisseur de 0,55 mm. Pour la réalisation By way of comparative test, the applicant has produced a cylindrical reservoir with a diameter of 55 mm and having the same volume as the aforementioned spherical reservoir. To be able to withstand the pressures indicated above, it was necessary to produce walls with a thickness of 0.55 mm. For the realization
d'un tel réservoir cylindrique, 26 g de matière thermoplastique sont utilisés. of such a cylindrical tank, 26 g of thermoplastic material are used.
Il est ainsi montré que l'invention permet de réaliser un gain d'environ 25% à 30% It is thus shown that the invention allows a gain of about 25% to 30%
en matière première, par rapport à un récipient de forme cylindrique. in raw material, compared to a cylindrical container.
Dans la description détaillée qui précède, il a été fait référence à des modes de In the foregoing detailed description, reference has been made to modes of
réalisation particuliers de l'invention. Il est évident que des variantes peuvent y particular realization of the invention. It is obvious that variants may exist there.
être apportées sans s'écarter de l'esprit de l'invention telle que revendiquée ci- be made without departing from the spirit of the invention as claimed above
après.after.
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