Brevet FR2594419A1 — publié le 19870821

Procédé pour distribuer une substance visqueuse àr doses successives et conditionnementpxr sa mise en oeuvre. La présente invention concerne l'industrie du conditionnement, et plus particulièrement les conditionnements permettant les distributions manuelles de petites doses de substance à consistance visqueuse telle que les pâtes dentifrices, les crèmes et gels à usage médical, cosmétique, ou alimentaire comme la moutarde. On connaît déjà de nombreux conditionnements de ce type comprenant un récipient dans lequel se déplace un piston en réponse aux sollicitations d'un poussoir manuel agissant comme- une pompe pour distribuer la substance par un ajutage. Un tel conditionnement est notamment décrit dans le brevet de la République Fédérale d'Allemagne SPATZ nO 1.210.149. Dans ce brevet, comme dans de nombreux autres, ainsi que dans les réalisations commercialisées jusqu'ici, un soin particulier a été apporté à la disposition et à la réalisation de soupapes contrôlant l'évacuation de la substance refoulée par la pompe. Or, la présence d'une soupape au refoulement est la cause de fréquents déboires, notamment lorsque le conditionnement reste inutilisé pendant longtemps, ce qui peut amener l'immobilisation de la soupape par un durcissement de la substance à son contact dû à un dessèchement, ou encore à une prise en masse. L'invention a pour but de pallier les inconvénients des conditionnements classiques grâce, notamment, à la suppression de toute soupape. L'invention a pour objet un procédé pour distribuer une substance visqueuse par doses successives, dans lequel on enferme, sans poche gazeuse, la substance dans une enceinte non expansible mais librement rétractable, présentant une paroi déformable par enfoncement manuel avec rappel élastique, - procédé caractérisé en ce qu'on fait communiquer librement l'enceinte avec un ajutage tubulaire ouvert de refoulement et de distribution dont la nature, l'étendue, et l'état de la surface au contact de la substance créent des forces de frottement interdisant le déplacement de la substance dans l'ajutage sous le seul effort d'aspiration créé dans l'enceinte par le rappel elastique de la paroi enfoncée qui provoque la rétractation de l'enceinte, mais autorisant le déplacement de la substance sous l'effort manuel d'enfoncement de la paroi. L'invention a également pour objet un conditionnement distributeur-doseur de substances visqueuses mettant en oeuvre un tel procédé et comprenant un récipient cylindrique à base ouverte renfermant la substance, dans lequel-coulisse unidirectionnellement à l'enfoncement, un piston libre associé à un frein élastique à griffes prenant appui sur la paroi interne du récipient, le sommet du récipient communiquant librement avec l'intérieur d'une pompe manuelle alternative et avec un orifice de refoulement, -conditionnement caractérisé en ce que l'orifice de refoulement est prolongé par un ajutage tubulaire de distribution débouchant librement à l'extérieur et dont la paroi interne oppose au glissement de la substance à son contact, par sa nature, son étendue et l'état de sa surface, un freinage interdisant l'aspiration de la substance par la pompe dans l'ajutage. Le frottement de la substance contre la paroi de l'ajutage est, bien entendu, meilleur lorsque cette surface est mouillée par la substance. Ce frottement peut être accru mécaniquement lorsque la surface de la paroi interne de l'ajutage présente des aspérités s'opposant préférentiellement au déplacement en retour de la substance vers le récipient Dans un mode de réalisation avantageux, l'ajutage est disposé parallèlement à l'axe du récipient à côté de la pompe. De même, l'ajutage de distribution peut être issu d'une coiffe recouvrant le sommet du récipient et pénétrer partiellement à l'intérieur du récipient par l'orifice de refoulement. La pompe peut être constituée par une membrane élastique en forme de bulbe hémisphérique maintenue en appui, autour d'un large orifice percé au sommet du récipient, par un poussoir à doigt d'actionnement coulissant librement à travers la coiffe et présentant un épaulement d'appui étanche contre la face intérieure de la coiffe sous la sollicitation élastique de la membrane au repos. Dans un mode de réalisation permettant de réaliser le "lignage" du cordon de substance sortant par l'ajutage, l'orifice de refoulement débouche au fond d'un logement en demi-lune, prolongeant librement le récipient, et entourant partiellement la pompe, l'ajutage débouchant à l'intérieur du récipient, en dessous du logement et présentant au niveau du fond du logement au moins une ouverture radiale débouchant à l'intérieur du logement, le logement renfermant une substance additionnelle distribuée conjointement avec la substance principale contenue dans le récipient, par l'ouverture radiale, en bordure linéaire du ruban de substance principale sortant de l'ajutage, sous la pression de refoulement transmise par la substance principale. Dans une variante, le logement en demi-lune est séparé en deux ailes symétriques par l'ajutage, chaque aile recevant une substance additionnelle différente et communiquant séparément par au moins une ouverture radiale avec l'intérieur de l'ajutage, ce qui permet un "lignage" avec deux substances différentes. Un tel conditionnement comporte avantageusement un obturateur éclipsable bouchant au repos l'extrémité extérieure de l'ajutage et immobilisant le poussoir. Le remplissage du récipient sans poche d'air est facilité lorsque le piston comprend un corps cylindrique prolongé à chaque extrémité par une lèvre annulaire élastique divergeant vers l'extérieur, la face du piston au contact de la substance est en forme de pyramide étagée creusée d'au moins une rainure externe longitudinale jusqu'à sa base, au niveau de l'extrémité de la lèvre voisine, et lorsque le récipient cylindrique présente , en marge de sa base ouverte, au moins une rainure interne longitudinale de longueur au plus égale à la distance séparant les extrémités libres des lèvres du piston. Afin d'assurer une bonne conservation des substances aqueuses, notamment des pâtes dentifrices non glycérinées, qui ont tendance à se dessécher, un conditionnement suivant l'invention comprend un capot amovible adapté sur le sommet du récipient et recouvrant la pompe et l'ajutage, et un fond obturant la base ouverte du récipient ; le capot, le récipient et le fond étant formés, ainsi que la coiffe, le poussoir et l'obturateur éventuels, en une matière plastique étanche à la vapeur d'eau, notamment en polypropylène, cependant que la membrane est en plastoélastomère à forte élasticité, notamment en polyesters, et le piston est en une matière thermoplastique à faible élasticité notamment en polyéthylène basse densité. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre et à l'examen des dessins annexés qui représentent, à titre d'exemple non limitatif un mode de réalisation et des variantes de réalisation de l'invention. Sur ces dessins, la figure 1 est une vue schématique, en élévation et en coupe axiale d'un conditionnement suivant l'invention, la figure 2 est une vue schématique, en coupe, suivant la ligne II-II de la figure 1, la figure 3 est une vue schématique, en coupe, suivant la ligne III-III de la figure 1, la figure 4 est une vue schématique, en coupe, suivant la ligne IV-IV de la figure 1, la figure 5 est une vue schématique, en coupe, suivant la ligne V-V de la figure 1, les figures 6 et 7 sont des vues schématiques, en coupe axiale de variantes d'ajutage,et la figure 8 est une vue schématique, en coupe diamétrale d'une autre variante de réalisation de l'ajutage. Sur ces dessins, les éléments correspondants sont désignés par les mêmes références numériques. Le conditionnement représenté sur les figures 1 et 5 comprend essentiellement un récipient cylindrique 1 dans lequel coulisse un piston 3 libre à l'enfoncement. Un ressort métallique en étoile 4 est encliqueté en bout d'un téton axial 28 issu de la face frontale 20 du piston 3 ainsi que des ailettes radiales 33 qui servent d'appui au ressort Les extrémités des ailes 29 du ressort 4 prennent appui contre la paroi interne du récipient 1. Un fond 25 est emboîté dans la base ouverte évasée 22 du récipient 1, un orifice calibré 30 assure une aération réduite de l'intérieur du récipient 1 en dessous du piston 3. Le piston 3 est constitué essentiellement d'un corps cylindrique 17 prolongé à son extrémité inférieure par une lèvre annulaire 19 inclinée vers l'exté- rieur, cependant qu'une lèvre symétrique 18 prolonge le corps 17 en direction de l'intérieur du récipient. Des rainures longitudinales 23 creusées dans la paroi interne du récipient 1 débouchent dans la partie élargie 22 et se prolongent sur une longueur à peu près égale à la distance séparant les extrémités des lèvres 18 et 19. La face supérieure 20 du piston 3 est étagée par des gradins permettant de limiter au maximum la quantité de produit non distribuable. Ces gradins permettent au piston en fin de course, comme réprésenté en pointillés sur la figure 1, de s'adapter au mieux à la conformation du sommet du récipient. Cette face supérieure 20 du piston 3 présente trois rainures latérales 21 qui dégagent le sommet de la face 20 du piston 3 jusqu'au niveau de la lèvre supérieure 18. Après le remplissage du récipient, lors de la mise en place du piston 3, les rainures 21 évitent la formation d'une poche d'air résiduelle à l'intérieur du récipient en assurant son évacuation par les rainures 23. L'étanchéité est assurée lorsque la lèvre supérieure 18 dépasse le sommet des rainures 23. Le sommet du récipient communique librement par une large ouverture 27 avec l'intérieur d'un bulbe 26 en forme de coupole hémisphérique qui constitue une pompe à membrane 5. De part et d'autre de l'ouverture 27, le sommet du récipient est prolongé par un logement 13 en forme de demi-lune au fond duquel est percé un orifice 6 de refoulement du produit 2 contenu dans le récipient 1 sous l'action de la pompe 5. Sur le sommet du récipient 1 est encliquetée une coiffe 8 qui se prolonge vers l'intérieur du récipient par un ajutage 7,qui vient s'emboîter de façon étanche dans l'orifice de refoulement 6 au fond du logement 13. Cet ajutage 7 est percé,en dessous de son point de contact avec l'orifice 6 de refoulement, de lumières radiales 14 débouchant dans le logement 13. Le logement 13 reçoit une substance additionnelle que l'on recouvre ensuite de la substance principale 2. Lorsqu'on actionne la pompe 5, celle-ci exerce une pression sur la substance 2 qui la transmet à la substance additionnelle qui sort alors dans l'ajutage 7 par les orifices radiaux 14 sous forme de bandes marginales réalisant le "lignage". Dans le mode de réalisation de la figure 1, l'extrémité inférieure de l'ajutage 7 est moins large que la paroi annulaire du logement 13. Sur la figure 2, l'ajutage 7 a été représenté avec un diamètre égal à celui de l'ouverture du logement 13 qui se trouve alors divisé en deux ailes symétriques 13a, 13b, communiquant chacune, respectivement et séparément,avec l'intérieur de l'ajutage 7 par des orifices radiaux 14a, 14b respectivement, ce qui permet d'enfermer dans chacune des ailes 13a et 13 respectivement, des substances additionnelles 15a, 15b différentes, et de réaliser un double "lignage" sur le cordon de pâte sortant de l'ajutage. La coiffe 8 est également percée d'un orifice 31 dans l'axe du sommet de la membrane 26 qui laisse passage à l'extrémité d'un doigt 10 issu d'un poussoir manuel 9 extérieur. L'extrémité renflée 11 du doigt 10 vient porter de façon étanche en dessous de la paroi de la coiffe 8 autour de l'orifice 31 sous la sollicitation élastique de la membrane 26. Le poussoir 9 est prolongé par une languette latérale 16 dont l'extrémité vient s'encliqueter en bout de l'ajutage 7 pour l'obturer en dehors des périodes d'utilisation, tout en assurant ainsi le blocage du poussoir 9. Ceci évite toute manoeuvre intempestive de la pompe 5 en dehors de l'utilisation désirée. Lorsqu'on désire utiliser le conditionnement, il suffit à l'utilisateur de relever l'extrémité de l'obturateur 16 pour le dégager et libérer conjointement le poussoir 9. Afin d'augmenter le frottement de la substance distribuée dans l'ajutage 7, on peut, suivant les variantes représentées sur les figures 6 à 8, créer à l'intérieur de l'ajutage des aspérités, par exemple sous forme d'une rugosité (figure 6) réalisable soit par grenaillage ou électroérosion du moule. On peut aussi faire venir de moulage des petits picots 12 disposés, par exemple, en hélice, comme réprésenté sur la figure 7. L'orientation de ces picots 12 en direction de l'extrémité de distribution de l'ajutage 7 assure une discrimination avantageuse du freinage au cheminement de la substance dans l'ajutage 7. Dans la variante de la figure 8, la surface de contact de la substance avec la paroi de l'ajutage 7 est augmentée par la présence d'ailettes longitudinales 32, ce qui accroit encore le frottement. Afin d'éviter au maximum la déperdition de vapeur d'eau de la substance enfermée dans le récipient en dehors des périodes d'utilisation, on coiffe le sommet du récipient 1 par un capot 24 vissé , et on réalise ce capot 24 ainsi que le corps du récipient 1, le fond 25, le poussoir 9 avec son obturateur 16, et la coiffe 8, en un matériau imperméable à la vapeur d'eau, tel le polypropylène ou encore en un matériau protégé par une métallisation ou une couche de vernis ou analogue. I1 n'est pas possible d'utiliser de tels matériaux pour le piston 3 qui doit présenter une certaine élasticité ainsi qu'une adaptabilité et un bon coulissement. On pourra réaliser ce piston avantageusement en polyéthylène basse densité. Pour la membrane 26, il est nécessaire d'utiliser un matériau ayant une bonne récupération élastique après déformation. On utilisera avantageusement un plastoélastomère à forte élasticité tel que les polyesters commercialisés notamment par la société américaine DuPont de Nemours sous la dénomination commerciale "HYTREL", ou par la société hollandaise Akzo, sous la dénomination commerciale de "ARNITEL". Ces matières plastiques allient les qualités physiques exigées à une excellente compatibilité avec la quasi-totalité des substances distribuables avec de tels conditionnements. Cette combinaison de matériaux convient bien au conditionnement de pâtes aqueuses ou hydrophiles telles que les pâtes dentifrices non glycérinées. On obtient un bon fonctionnement sans aspiration de la substance dans l'ajutage avec un ajutage d'environ 5 à 6 mm de diamètre et 12 mm de long pour la partie terminale de l'ajutage après les ouvertures radiales,précédées d'une partie tubulaire d'environ 18 mm de long et de 3 à 4 mm de diamètre avec une paroi lisse. Ces dimensions assurent, non seulement, un bon fonctionnement du dispositif mais encore conviennent à une réalisation d'encombrement pratique dans la plupart des cas. Pour le conditionnement de substances particulières ou l'utilisation de matériaux différents, l'homme de métier procèdera aisément au choix des matériaux et des dimensions à donner à l'ajutage. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté, elle est suceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans s'écarter pour cela du cadre de l'invention. C'est ainsi que la pompe à membrane peut être remplacée par tout autre type de pompe, notamment à piston, avec ou sans ressort de rappel. REVENDICATIONS 1. Procédé pour distribuer une substance visqueuse par doses successives, dans lequel on enferme, sans poche gazeuse, la substance dans une enceinte non expansible mais librement rétractable, présentant une paroi déformable par enfoncement manuel avec rappel élastique, - procédé caractérisé en ce qu'on fait communiquer librement l'enceinte avec un ajutage tubulaire ouvert,de refoulement et de distribution,dont la nature, l'étendue, et l'état de la surface au contact de la substance créent des forces de frottement interdisant le déplacement de la substance dans l'ajutage sous le seul effort d'aspiration créé dans l'enceinte par le rappel élastique de la paroi enfoncée qui provoque la rétractation de l'enceinte, mais autorisant le déplacement de la substance sous l'effort manuel d'enfoncement de la paroi. 2. Conditionnement distributeur-doseur de substances visqueuses, suivant le procédé de la revendication 1, comprenant un récipient cylindrique (1) à base (22) ouverte, renfermant la substance (2), dans lequel coulisse unidirectionnellement à l'enfoncement, un piston (3) libre associé à un frein (4) élastique à griffes prenant appui sur la paroi interne du récipient, le sommet du récipient communiquant librement avec l'intérieur d'une pompe manuelle alternative (5) et avec un orifice de refoulement (6), -conditionnement caractérisé en ce que l'orifice de refoulement (6) est prolongé par un ajutage (7) tubulaire de distribution débouchant librement à l'extérieur et dont la paroi interne oppose au glissement de la substance à son contact, par sa nature, son étendue et l'état de sa surface, un freinage interdisant l'aspiration de la substance par la pompe dans l'ajutage. 3. Conditionnement, suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'au moins la surface de l'intérieur de l'ajutage (7) est en un matériau mouillé par la substance (2). 4. Conditionnement, suivant l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que la surface de la paroi interne de l'ajutage (7) présente des aspérités (12) s'opposant préférentiellement au déplacement en retour de la substance (2) vers le récipient (1). 5. Conditionnement, suivant l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que l'ajutage (7) est disposé parallèlement à l'axe du récipient (1), à côté de la pompe (5). 6. Conditionnement, suivant l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que l'ajutage (7) de distribution est issu d'une coiffe (8) recouvrant le sommet du récipient (1), et pénètre partiellement à l'intérieur du récipient par l'orifice de refoulement (6). 7. Conditionnement, suivant la revendication 6, caractérisé en ce que la pompe (5) est constituée par une membrane élastique en forme de bulbe (26) hémisphérique, maintenue en appui, autour d'un large orifice (27) percé au sommet du récipient (1), par un poussoir (9) à doigt d'actionnement (10) coulissant librement à travers la coiffe (8) et présentant un épaulement (11) d'appui étanche contre la face intérieure de la coiffe (8) sous la sollicitation élastique de la membrane (5) au repos. 8. Conditionnement, suivant l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que l'orifice de refoulement (6) débouche au fond d'un logement (13) en demi-lune, prolongeant librement le récipient (l)et entourant partiellement la pompe (5); l'ajutage (7) débouchant à l'intérieur. du récipient (1), en dessous du logement (13) et présentant au niveau du fond du logement au moins une ouverture (14) radiale débouchant à l'intérieur du logement (13), le logement renfermant une substance additionnelle distribuée conjointement avec la substance principale (2) contenue dans le récipient (1), par l'ouverture radiale (14), en bordure linéaire du ruban de substance principale (2) sortant de l'ajutage (7), sous la pression de refoulement transmise par la substance principale.(2). 9. Conditionnement, suivant la revendication 8, caractérisé en ce que le logement (13) en demi-lune est séparé en deux ailes symétriques (13a, 13b) par l'ajutage (7), chaque aile recevant une substance additionnelle différente (15a, 15b) et communiquant séparément par au moins une ouverture radiale (14a, 14b) avec l'intérieur de l'ajutage (7). 10. Conditionnement, suivant l'une des revendications 6 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte un obturateur (16) éclipsable,bouchant au repos l'extrémité extérieure de l'ajutage ( & et immobilisant le poussoir (9). 11. Conditionnement, suivant l'une des revendications 4 à 10, caractérisé en ce que le piston (3) comprend un corps cylindrique (17) prolongé à chaque extrémité par une lèvre annulaire élastique (18, 19) divergeant vers l'extérieur, la face (20) du piston (3) au contact de la substance étant enforme de pyramide étagée creusée d'au moins une rainure (21) externe longitudinale jusqu'à sa base, au niveau de l'extrémité de la lèvre voisine (18), et en ce que le récipient cylindrique (1) présente, en marge de sa base (22) ouverte, au moins une rainure (23) interne longitudinale de longueur au plus égale à la distance séparant les extrémités libres des lèvres (18, 19) du piston (3). 12. Conditionnement étanche,suivant l'une des revendications 2 à 11, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, un capot (24) amovible adapté sur le sommet du récipient (1) et recouvrant la pompe (5) et l'ajutage (7), et un fond (25) obturant la base (22) ouverte du récipient ; le capot (24) le récipient (1) et le fond (25) étant formés, ainsi que la coiffe (8), le poussoir (9) et l'obturateur (16) éventuels, en une matière plastique étanche à la vapeur d'eau, notamment en polypropylène, cependant que la membrane (26) est en plastoélastomère à forte élasticité, notamment en polyesters, et le piston (3) est en une matière thermoplastique à faible élasticité, notamment en polyéthylène basse densité.