Brevet FR2310287A1 — publié le 19761203

L'invention concerne un procédé et un appareillage permettant d'obtenir une excellente étanchéité des récipients dits "aérosols à poche". Les récipients de ce type sont des appareils propres à contenir et à distribuer sous pression des matières liquides ou pâteuses. Ils comportent un récipient externe rigide et un récipient interne souple , de préférence en aluminium ou en ma tière plastique, dont le bord supérieur est fixé au récipient externe, ainsi qu'une valve de distribution montée dans le couvercle du récipient externe et s'avançant dans le récipient interne. Le fond du récipient externe comporte généralement une ouverture obturable destinée à l'introduction d'un agent propulseur. Dans les appareils de ce genre, que l'on peut aussi appeler récipients à aérosol à deux chambres, ou plus simplement "aérosol à poche", le récipient interne souple ou"poche" contient généralement le produit de consommation, tandis que la chambre annulaire comprise entre la poche et le récipient externe ou "bottier d'aérosol" est remplie d'agent propulseur, c 'est-a-dire d'un gaz sous pression. Le produit de consommation peut par exemple être un produit cosmetique, un parfum, un insecticide, un vernis ou encore un produit alimentaire pâteux, tel que pâté de foie ou miel. Pour prélever une partie du produit, on ouvre la valve de distribution, qui comporte éventuellement une tête de pulvérisation.La pression exercée par l'agent propulseur sur la poche agit et chasse le produit par la valve de distribution hors de la poche. Le boîtier d'aérosol comporte un fond, une partie cylindrique et un couvercle ou dôme. I1 peut être en 1, 2 ou 3 pieces, Le dôme comporte un orifice central ou "col" dont le rebord est généralement renforcé par un tore rapporté, ou par un bord roulé. Le col du dôme est généralement obturé par une pièce en forme de disque métallique appelée "coupelle". La valve de distribution est fixée généralement au centre de la coupelle et se trouve ainsi dans l'axe de l'aérosol à poche. La coupelle comporte une collerette périphérique destinée à assurer la fixation de la coupelle par sertissage de cette collerette sur le rebord supérieur du dôme. L'étanchéité entre collerette et dôme est généralement assurée par un joint élastique disposé au fond de la collerette. Pour la commodité de l'expose, on admet que le boîtier aérosol est disposé selon un axe vertical, le fond posé sur le sol tandis que le dôme se trouve à la partie supérieure. Dans les aérosols à poche, la poche est généralement fixée au corps, au niveau de sertissage de la coupelle sur le dôme, la poche étant suspendue par son col dans l'axe du bottier d'aérosol. Pour permettre ce mode de fixation, la poche comporte à la partie supérieure un col de dimension inférieure à celle du col du dôme. Le col de la poche se termine à la partie supérieure par un évasement en forme de collerette de dimension lui permettant d'une part de s insérer dans la collerette de la coupelle et d'autre part de s'appuyer sur le rebord du dôme comme on le voit dans les dessins joints. Au cours du sertissage de la coupelle, la collerette de la poche se trouve enserrée entre la collerette de la coupelle et le rebord du dôme. La précision du sertissage doit assurer l'étanchéité entre les trois éléments : coupelle, poche et dôme du boîtier. L'étanchéité entre coupelle et poche est généralement renforcée par un joint élastique disposé au fond de la collerette de la coupelle, de la même façon que ans les boîtiers d'aérosols ne comportant pas de poche. Pour l'étanchéité en re poche et corps du bottier on compte généralement sur la déformation plastique du matériau de la poche au contact du rebord métallique du dôme. Or c'est précisèment l'étanchéité généralement la plus délicate car l'agent propulseur se trou e le plus souvent dans l'espace compris entre la poche et le boltier d'aérosol. Cet agent propulseur est le plus souvent un gaz particulièrement fugace, tandis que le matériau constituant la poche est souvent un matériau plastique, mais peu élastique tel que du polypropylène ou du polyéthylène. Divers procédés ont été développés pour assurer un ajustement aussi précis que possible d la poche et de sa collerette sur le rebord du dose. Ainsi on- a fabriqué des poches à col cylindrique que 1 'un-introduit d'abord dans le bottier, puis que l'on extrait vers le haut en faisant ressortir le col cylindrique à travers le col du dôme. L'extrémité supérieure du col de la poche est alors évasée en collerette par un outil chaud en prenant appui sur le col du dôme lui-même. Une autre solution décrite dans le brevet britannique 1 134 993 consiste à introduire dans le boîtier une poche comportant une collerette préformée mais non détourée puis à retirer par le haut le renflement annulaire dans lequel doit être découpée la collerette. La collerette est alors découpée en place, en prenant-appui sur le col métallique. Ces deux systèmes ne donnent pas une précision suffisante du contour de la collerette. On peut aussi préformer et découper la collerette au préalable et introduire de force la poche de haut en bas dans le bottier. Pour des poches un peu rigides, telles que celles en polyéthylène haute densité, cette introduction est difficile. On constate des déformations permanentes de la poche. Ces déformations sont particulièrement nuisibles au niveau du col et de la collerette-où elles sont fréquemment à l'origine de fuites. Tous ces procédés où l'on compte sur l'adaptation plastique du matée riau de la poche sur le rebord métallique du dogme pour assurer l'étanchéité donnent des résultats incertains et des rebuts. Cette étanchéite serait Cette; ment améliorée si l'on disposait de poches ayant un col et une collerette usinés de façon très précise, et si l'on pouvait de plus placer un joint entre poche et bottier. Jusqu'ici le problème de l'étanchéité entre poche et boltier n'a pu être résolu de façon satisfaisante, la mise en place et le maintien d'un joint sur le rebord du col du dôme sous la collerette de la poche s'étant avérée industriellement impossible avec les cadences de fabrications exigées. La présente invention permet de résoudre ce problème. Elle permet d'assurer industriellement une excellente étanchéité des aérosols à poches tant en ce qui concerne le produit contenu dans la poche que le produit se-.trou- vant dans le boîtier à l'extérieur de la poche. L'objet de la présente invention est un procédé et un appareillage permettant d'obtenir une parfaite étanchéité des récipients dits "aérosols à poche", ceci au niveau de la fixation de la poche sur le boîtier par insertion d'une collerette de la poche dans le serti de la coupelle sur le dôme. Le procédé consiste à disposer un joint annulaire en dessous de la collerette de la poche, ledit joint étant posé directement sur le rebord supérieur du boîtier et se trouvant lors du sertissage comprimé entre la collerette de la poche et le rebord supérieur du boîtier. Lors du sertissage de la coupelle, la collerette métallique de la coupelle vient comprimer successivement la collerette de la poche, puis le joint sur le rebord supérieur du boîtier. Le joint est fortement serré entre la face inférieure de la collerette et le rebord supérieur du boîtier. Ainsi placé, ce joint assure une excellente étanchéité à la condition du moins qu'il n'ait pas à pallier à des défauts de surface trop importants de la collerette. Le joint d'épaisseur 'g" a de préférence un diamètre intérieur sensiblement égal au diamètre intérieur "D" du col du bottier. Son diamètre extérieur est de préférence sensiblement égal au diamètre extérieur du rebord supérieur du boîtier. Ainsi pour un bottier dont le rebord supérieur comporte un renfort (par exemple un bord routé) de diamètre "d", le diamètre extérieur du joint est de préférence égal à D + 2d. la largeur du joint de diamètre intérieur D et de diamètre extérieur D + 2d est ainsi sensiblement égal à d, et lui permet de s'inscrire facilement dans la collerette de la coupelle lors du sertissage. La collerette de la poche d'épaisseur "e" et largeur "1" a un diamètre extérieur de préférence inférieur au diamètre extérieur du joint. Il est recommandé de donner à la collerette un diamètre extérieur sensiblement égal à.D + d, soit le diamètre moyen du rebord supérieur boîtier. Le diamètre extérieur de la collerette est alors sensiblement le diamètre du cercle constituant la ligne de tangence du rebord du boîtier avec le plan horizontal limitant le boîtier à la partie supérieure. La largeur "1" de la colle d rette est alors voisine de 2+e. Le joint dépasse alors nettement la collerette et peut assurer, comme on le verra sur les dessins, une double étanchéité ; la première, la plus difficile à assurer entre poche et boîtier par la portion interne du joint, la seconde entre coupelle et boîtier par la portion périphé rique du joint. Dans le cas de boîtiers à dôme rapporté et à poche fixée dans le serti entre le dôme et le corps cylindrique du boîtier on retrouve le même problème d'étanchéité. Le périmètre du joint est plus grand et les risques de fuites sont également très importants. L'étanchéité peut être grandement améliorée de façon analogue en disposant un joint sur le rebord supérieur du corps cylindrique et sous la collerette de la poche. Si la poche est fixée au joîtier, comme c-'est le plus souvent le cas > par une collerette s insérant dans le serti entre coupelle et dôme, la mise en place du joint et de la poche s'avère très difficile si l'on veut absolument éviter de détériorer la collerette de la poche. La poche en effet a généralement un corps de diamètre supérieur au diamètre du col du dôme. Il faut placer le joint au niveau du col de la poche entre deux zones élargies : le corps de -la poche d'une part et la collerette s'évasant à la partie supérieure d'autre part ; ceci doit être fait sans détériorer ni la poche ni la collerette et à grande cadence. I1 faut enfin que le joint soit bien centré suer le rebord supérieur du dôme au moment du sertissage. Ce problème est résolu par un procédé particulier de mise en place des divers éléments de l'aérosol à poche. Ce procédé exige de donner à la poche une forme appropriée. La poche dont la collerette est préformée de façon à lui assurer un contour précis est mise en place dans le corps cylindrique du boitier avant réalisation du dôme et du col par rétreint de la partie cylindrique selon un procédé connu (ou avant mise en place d'un dôme rapporté). Après réalisation du dôme (ou la mise en place d'un dsme rapporté?, on place le joint et on le maintien bien. centré sur le rebord supérieur du col du drome. Cette operation est réalisée par un dispositif tel qu'un dispositif à tiroir en deux pièces, pouvant s' ouvrir ultérieurement et se dégager latéralement. On introduit alors à travers le joint, et le col du dôme, un extracteur pénétrant à-l'intérieur de la poche. A l'aide de l'extracteur on retire la poche vers le haut. la collerette se rabat symétriquement sur le col de la poche.Elle traverse successivement le col du dôme et le joint. Le col de la poche doit être suffisilmpnent mince pour que la collerette puisse se rabattre très symétriquement et passer à l'intérieur du col'du dôme sans se détériorer. Le col de la poche doit avoir la forme d'une cheminée cylindrique assez allongée pour que,, après avoir traversé le col du dôme et le joint, la collerette rabattue puisse se dégager et se redéployer. On laisse alors redescendre la poche jusqu a ce que sa collerette s'appuie, sur le rebord supérieur du dôme,par l'intermédiaire du joint. On dé gage le dispositif ayant maintenu en place le joint, on dégage également l'ex- tracteur. La poche se trouve suspendue dans l'axe du boîtier, bien centrée par sa collerette reposant sur le joint annulaire. On approche la coupelle et l'on procède au sertissage selon le procédé habituel. Comme il a été dit, pour permettre ce procédé, la poche doit avoir une forme appropriée. Ainsi le col de la poche doit être élancé, prenant la forme d'une cheminée cylindrique de hauteur minimale h > d + E + 1. Cette forme élancée permet à la collerette de se degager facilement et de se déployer lorsque la poche est en position haute, le rétreint supérieur de la poche venant au contact du dôme. De plus, la portion cylindrique de la cheminée doit au niveau de la collerette avoir un diamètre extérieur maximal Di ( D - 2e pcur que la celle rette rabattue symétriquement sur la chealnee puisse passer sans difficulté à travers le col du dôme et ne pas subir de déformatios permase te. L'invention sera mieux comprise par l'examen de l'exemple décrit ciaprès et correspondant aux dessins joints. La figure I est une coupe en élévation des divers éléments d'un aérosol à poche, les divers éléments étant mls en place et la coupelle prête à être descendue sur le col du dome pour être sertie. La figure 2 est une coupe en élévation de la poche posée dans le bot- tier avant formation du dôme, tout au début du cycle d'assembIage des divers éléments. La figure 3 représente la poche toujours dans le boîtier mais celui-ci a sa forme définitive. Il comporte un dôme et un bord roulé. Le joint est maintenu en place par un dispositif du genre tiroir présenteur, tandis qu'un extracteur se présente au dessus de l'aérosol à poche, dans son axe, prêt à descendre dans la poche. La figure 4 représente la poche en cours d'extraction du boîtier, sa collerette rabattue sur son col en forme de cheminée. La figure 5 représente la poche au point haut de sa course, la collerette ayant pu se redéployer. La figure 6 représente la poche à sa place définitive, sa collerette reposant sur le rebord supérieur du dôme par l'intermediaire du joint. L'extracteur a été retiré de la poche, le dispositif ayant maintenu le joint en place au cours des opérations précédentes a été dégagé. La figure 7 représente un détail de l'aérosol à poche au niveau du bord roulé, après sertissage. On remarque la déformation subie par le joint et la collerette. La figure I représente les divers éléments d'un aérosol à poche mis en place avant sertissage de la coupelle sur le boîtier, opération qui assure l'assemblage de l'ensemble. On distingue le boîtier rigide (1) contenant une poche souple (2) reposant sur le rebord supérieur du boîtier par l'intermédiaire d'un joint (3). Nettement au dessus, on reconnaît une coupelle de valve (4) prête à venir se poser sur le col du boîtier. Le boîtier (I) monopiece comporte à sa partie supérieure un rétreint ou dôme (5). Le col du dôme de diamètre intérieur "D" est renforcé par un bord roulé (6) de diamètre "d". La poche souple (2) comporte à sa partie supérieure un rétreint homologue du rétreint du boîtier (I). Ce rétreint est prolongé par un col en forme ao cheminée cylindríqYle (7) de diamètre extérieur Dl et de hauteur h.Cette cheminée stévase en forme de collerette (8) sensiblement horizontale d'épaisseur "e" et de largeur "1". Entre le bord roulé (6) et la collerette (8) on distingue un joint (3) en matériau élastique dont l'épaisseur est "E" et la largeur "L", "L" étant peu différent de "d". La coupelle métallique (4) est solidaire d'une valve (9) fixée en son centre, et comporte une collerette périphérique (10) permettant le sertissage de la coupelle sur le bord roulé (6) et l'assemblage des divers éléments de l'aé- rosol à poche. ta mise en place du joint s 'effectue de la façon suivante On introduit d'abord la poche dans le boîtier ne comportant pas encore de dôme comme représenté fig 2. On procède à la formation selon une technique connue du dôme et du bord roule du boîtier par conification en plusieurs passes, bordage et roulage de l'extrésité supérieure du corps cylindrique (ou bien l'on vient fixer par sertissage un dôme rapporté). La poche (2) se trouve emprisonnée dans le corps comte représenté en figure 3. Qn présente alors, comme représenté figure 3 le joint (3) et on le maintient en place sur le rebord du col (6) par un dispositif (il) tel qu'un tiroir ex 2 éléments. On présente également dans l'axe du boîtier un extracteur (12) pouvant s'introduire à l'intérieur du col de la poche (2). Par un procédé connu, on dilate l'extrémité de l'extracteur. On retire la poche vers le haut, en obligeant son col (7) à s'engager dans le col du dôme (5). Pour traverser ce-col ainsi que le joint (3) la collerette (8) doit se replier sur la cheminée (7) de la poche comme le montre la figure 4. La poche (2) entraînée par l'extracteur (12) vient buter contre la face interne du dôme (5), et comme on le voit sur la figure 5, la collerette (8) peut se redéployer du fait que la hauteur "h" de la cheminée (7) est suffisante pour que le pourtour de la collerette (8) se dégage du joint (3) et même du dispositif (11) le maintenant en place. Le joint (3) se trouve emprisonné entre le col roulé (6) et la collerette (8). L'extracteur redescend alors et dépose la poche (2) sur le bord roulé (6) par l'intermédiaire de la collerette (8) et du joint (3) tandis que le dispositif (II) s'efface. L'extracteur est alors dégagé de la poche comme représenté figure 6. On peut alors présenter la coupelle (4) comme représentée figure I et la déposer pour sertissage sur l'assemblage collerette (8) joint (3) et bord roulé (6). Le joint (3) est maintenu en place dans l'axe du boîtier par la cheminée (7) et la collerette (8). On procède au sertissage de la collerette (10) de la coupelle et l'on obtient un joint déformé (3')assurant une double étanchéité comme représenté figure 7. Ce joint (3')assure d'abord une excellente étanchéité entre collerette (8) ou cheminée (7) et bord roulé (6). Comme il a été dit, clest ltétanchéite essentielle puisque lton doit assurer une étanchéité sur un gaz sous pression, généralement particulièrement fugace telle quZun chlorofluorométhane. Pour l'étanchéité entre poche (2) et coupelle (4), concernant géné- ralement le produit de consommation, l'étanchéité directe obtenue par serrage du matériau -plastique sur la coupelle métallique est géneralement suffisante, le produit de consomnation étant,le plus souvent, peu fugace. Cependant, si utile, on peut comme représenté ici utiliser un joint (3')dont le diamètre extérieur est nettement supérieur au plus grand diamètre de la collerette (8). On a alors une deuxième étanchéité du joint entre le bord roulé (6) et la collerette (10) de la coupelle. On obtient ainsi une double étanchéité pratiquement parfaite. On peut aussi, mais ctest généralement inutile, laisser un joint fixé au fond de la collerette (10) comme dans la technique antérieure. Ce procédé de mise en place des divers éléments est possible grâce à une forme particuliere donnée à la poche I) le rétreint supérieur de la poche a une forme homologue de la sur face interne du dôme pour ne pas être déformé lorsque l'extracteur plaque la poche contre le dôme comme représenté en figure 5. 2) le diamètre externe de la cheminée (7) de la poche (2) est assez restreint pour permettre le passage de cette cheminée (7) avec la collerette (8) rabattue à travers le co) du dôme comme représenté figure 4. Ce passage doit s'effectuer sans déformation permanente de la cheminée et de la collerette (8). On doit ainsi avoir : D1 + 2e 3) la hauteur "h" de la partie cylindrique de la cheminée (7) est suffisante pour permettre au pourtour de la collerette (8) de se dégager et se redéployer après passage à travers le col du dôme, le joint (3) et même le dispositif (11) maintenant en place le joint. On doit ainsi avoir : h > 1+ E +d. Pour avoir une double étanchéité assurée par le joint comme représenté sur la figure 7, il est recommandé de donner sensiblement les dimensions suivantes aux divers éléments. a) pour le joint (3) : diamètre intérieur sensiblement égal au diamètre D, et largeur L = d, ceci pour que la section du joint corresponde sensiblement à celle du fond de la collerette (10). b) pour la collerette (8) : son diamètre extérieur ne doit sensiblement pas être supérieur à D + d, si l'îon veut que le joint (3) dépasse la collerette et assure une deuxième ligne d'étanchéité entre bord roulé (6) et collerette (10) de la coupelle. On remarquera que,bien que ce soit normalement superflu, il est possible de conserver, comme dans la technique antérieure,un second joint fixé au fond de la collerette de la coupelle. REVENDICATIONS I) Procédé permettant d'obtenir une parfaite étanchéité des récipients dits"aérosols à poche" ceci au niveau de la fixation de la poche sur le boîtier par insertion d'une collerette de la poche dans le serti de la coupelle sur le dôme caractérisé par le fait que l'on dispose un joint annulaire (3) en dessous de la collerette (8) de la poche (2), ledit joint étant posé sur le rebord supérieur (6) du boîtier (1) et se trouvant lors du sertissage comprimé entre la collerette de la poche et le rebord supérieur du boîtier. 2) Dispositif mettant en oeuvre le procédé selon revendication I constitué par un "aérosol à poche" comportant un boîtier rigide (I), une poche souple (2) et une valve (9) caractérisé par le fait qu'il comporte un joint annulaire (3) placé directement sur le rebord supérieur (6) du boîtier (1), en dessous de la collerette (8) de la poche, ce joint ayant un diamètre intérieur sensiblement égal au diamètre intérieur du rebord supérieur du boîtier. 3) Dispositif selon revendication 2 caractérisé par le fait que d'une part le diamètre extérieur du joint (3) est sensiblement égal au diamètre extérieur du rebord supérieur du boîtier (D + 2d) ( la largeur du joint correspondant ainsi très sensiblement à la largeur du rebord supérieur (6) du boîtier) et que d'autre part le diamètre extérieur de la collerette (8) est sensiblement égal au diamètre moyen du rebord supérieur (6) du boîtier (D +d). 4) Dispositif selon revendication 2 caractérisé par le fait que la poche souple(2)comporte à sa partie supérieure un col en forme de cheminée cylindrique (7) s'évasant en forme de collerette (8), le diamètre externe de cette cheminée (7) étant inférieur à D - 2e, "D" étant le diamètre interne du col du boîtier et "e" l'épaisseur de la collerette (8) tandis que la hauteur h de cette même cheminée (7) est supérieure à la somme 1 + E + d, 1 étant la largeur de la collerette, "E" l'épaisseur du joint et "d" l'épaisseur du tore ou bord roulé renforçant le col du boîtier. 5) Procédé permettant d'assembler industriellement les divers éléments du dispositif selon revendicatior 2 et 4, mettant en oeuvre le procédé selon revendication 1 caractérisé par la combinaison des opérations suivantes effectuées successivement a) introduction de la poche (2) dans le boîtier (I), de préférence avant réalisation (ou mise en place) du dôme (5). b) après réalisation (ou mise en place du dôme (5), selon un procédé connu, présentation et maintien en place du joint (3) sur le rebord supérieur (6) du boîtier par un dispositif (il) connu en lui-même. c) introduction d'un extracteur dans le boîtier et la poche (2), à travers le col du boîtier et le joint (3) puis extraction de la collerette (8) et de la partie supérieure de la cheminée (7), jusqu'à ce que la collerette (8) échappe au joint et puisse se déployer emprisonnant le joint (3) entre le bord supérieur (6) du boîtier et la collerette (8) elle-même. d) effacement du dispositif (il) maintenant le joint en place. e) redescente de l'extracteur et dépôt de la poche sur le rebord supérieur (6) du boîtier (I) par l'intermédiaire de la collerette (8) et du joint (3). f) dégagement de l'extracteur. g) mise en place de la coupelle (4) sur le rebord du boîtier. h) sertissage de la coupelle (4) sur le rebord du boîtier.