Brevet FR2686058A1 — publié le 19930716

PROCEDE DE FABRICATION D'UN BIDON AEROSOL AVEC POCHE DILATABLE CONTENANT UN GAZ DE PRESSURISATION, ET BIDON AEROSOL COMPORTANT UNE TELLE POCHE L'invention est relative à un procédé de fabrication d'un bidon aérosol constitué d'un récipient de forme générale cylindrique ayant une extrémité sensiblement tronconique comportant une ouverture de diamètre réduit, munie d'une valve de distribution, et une autre extrémité munie d'un fond, ce récipient contenant un produit, en particulier liquide, à distribuer à travers la valve et un gaz de pressurisation du produit contenu dans une poche dilatable. La présence d'une telle poche permet d'obtenir une bonne étanchéité au gaz et d'éviter qu'au bout d'un certain temps une quantité importante de gaz se trouve en solution dans le produit, notamment le liquide. Toutefois, le matériau de la poche, dans les bidons aérosols connus à ce jour, doit être également étanche au produit situé du côté opposé au gaz, ce qui limite le choix pour un tel matériau. I1 faut en outre que le matériau de la poche soit compatible avec le gaz et le produit et assure une bonne conservation tout en présentant des qualités mécaniques satisfaisantes. Ces impératifs limitent de façon drastique le choix des solutions possibles pour le matériau de la poche et peuvent conduire, pour certains produits, à des conditionnements qui ne sont pas entièrement satisfaisants pour des raisons techniques et pour des raisons d'exploitation mais qui, faute de mieux, sont quand même mis en oeuvre. L'invention a pour but, surtout, de fournir un procédé de fabrication permettant d'obtenir un bidon aérosol du type défini précédemment, qui réponde mieux que jusqu'à ce jour aux diverses exigences de la pratique et qui ne présente plus, ou qui présente à un degré moindre, les inconvénients évoqués ci-dessus. Selon l'invention, le procédé de fabrication d'un bidon aérosol constitué d'un récipient de forme générale cylindrique ayant une extrémité sensiblement tronconique comportant une ouverture de diamètre réduit munie d'une valve de distribution, et une autre extrémité munie d'un fond, ce récipient contenant un produit, en particulier liquide, à distribuer à travers la valve et un gaz de pressurisation du produit contenu dans une poche dilatable est caractérisé par le fait que - on choisit une poche qui, à l'état libre, a un volume supérieur à celui du bidon; - on remplit la poche d'un gaz, en particulier d'air, et on ferme de manière étanche cette poche;; - on prévoit dans le fond du récipient un orifice de passage et on introduit la poche fermée dans le récipient brut dont l'extrémité ouverte n'a pas encore reçu une forme tronconique, - on installe, sur la poche, un piston propre à se déplacer de manière étanche dans le récipient et on enfonce ce piston dans le récipient en comprimant la poche; - on donne à l'extrémité supérieure du récipient la forme tronconique, ce qui permet de retenir le piston à l'intérieur du récipient alors que la poche est comprimée, - on met en place la valve sur le récipient et l'on introduit le produit à travers la valve en repoussant le piston et en comprimant davantage la poche. De préférence, les opérations de préparation du récipient contenant la poche avec le gaz de pressurisation et le piston sont réalisées sur un premier site industriel, tandis que les opérations consistant à mettre en place la valve sur le récipient et à introduire le produit à travers la valve sont réalisées sur un autre site industriel. Selon une première possibilité, la poche est agencée sous la forme d'un soufflet comportant un orifice d'entrée et le piston est fixé sur cet orifice de façon à fermer de manière étanche le soufflet. De préférence, l'orifice du soufflet est constitué par un col fileté tandis que le piston comporte un filet conjugué et une jupe autojointante propre à coopérer avec le col fileté pour assurer un bouchage hermétique du soufflet. Selon une autre possibilité, la poche est fermée, en partie haute, par soudure ou procédé équivalent avant d'être surmontée du piston. Avantageusement, on prévoit sur le piston une gorge circulaire propre à recevoir un joint torique destiné à assurer l'étanchéité au produit. De préférence on donne à la partie du piston située au-dessus de la poche une forme propre à épouser la base de la valve et l'extrémité tronconique du récipient de manière que le piston vienne s'ajuster sur ces surfaces avec un minimum de volume mort en fin de vidange du récipient. Le matériau du piston est choisi essentiellement en fonction de sa compatibilité avec le produit à distribuer, en contact avec le piston, tandis que le matériau de la poche est choisi essentiellement en fonction de son imperméabilité au gaz. Le choix des matériaux est ainsi élargi puisque le cumul de la compatibilité et de l'imperméabilité n'est plus imposé à un même matériau. De préférence, la poche est remplie d'air à une pression égale ou légèrement supérieure à la pression atmosphérique et le volume de cette poche, à l'état libre, est tel qu'après compression pour la mise en place de la poche, surmontée du piston, dans le récipient, et avant l'introduction du produit, la pression dans la poche est de l'ordre de 0,7 bar relatif. L'invention concerne également un bidon aérosol, en particulier obtenu par le procédé défini précédemment, constitué d'un récipient de forme générale cylindrique ayant une extrémité sensiblement tronconique comportant une ouverture de diamètre réduit munie d'une valve de distribution, et une extrémité munie d'un fond, ce récipient contenant un produit, en particulier liquide, à distribuer à travers la valve et un gaz de pressurisation du produit contenu dans une poche dilatable, caractérisé par le fait que la poche est surmontée d'un piston propre à coulisser de manière étanche dans le récipient et à séparer le compartiment du produit du compartiment dans lequel se trouve la poche. De préférence, le piston comporte une gorge circulaire dans laquelle est monté un joint torique qui assure l'étanchéité au produit. La poche peut être constituée par un soufflet muni d'un orifice sur lequel est fixé de manière hermétique le piston. L'orifice du soufflet peut être agencé sous la forme d'un col fileté sur lequel est vissé, de manière hermétique, le piston comportant un filet conjugué et une jupe autojointante. Selon une autre possibilité, la poche du bidon est soudée de manière étanche à son extrémité supérieure et est surmontée du piston. Le bidon comporte, dans le fond du récipient, un orifice de passage établissant une communication entre le compartiment contenant la poche et l'atmosphère. De préférence, la pression relative dans la poche, lorsque le récipient est rempli du produit à distribuer, est de l'ordre de 1,7 bars, tandis que cette pression est de l'ordre de 0,7 bar en fin de distribution du produit. On appelle pression relative la surpression par rapport à la pression atmosphérique. L'invention consiste, mises à part les dispositions exposées cidessus, en un certain nombre d'autres dispositions dont il sera plus explicitement question ci-après à propos d'exemples de réalisation décrits avec référence aux dessins ci-annexés mais qui ne sont nullement limitatifs. La figure 1 de ces dessins est une coupe axiale verticale, schématique, d'un bidon aérosol conforme à l'invention. La figure 2 est une vue schématique en élévation, à plus petite échelle, de la poche (constituée par un soufflet) du bidon de la figure 1. La figure 3 montre, semblablement à la figure 2, le soufflet fermé hermétiquement par un piston. La figure 4 montre l'introduction du soufflet de la figure 3 dans le récipient brut, avant compression du soufflet. La figure 5 montre le soufflet de la figure 4 comprimé dans le récipient, dont l'extrémité supérieure a été conformée de manière tronconique par une opération de rétreint. La figure 6 montre, semblablement à la figure 5, une autre étape de fabrication du récipient à la suite de laquelle la valve de distribution se trouve en place. La figure 7 est une vue schématique en élévation d'une variante de réalisation dans laquelle la poche est fermée par soudure, l'étape de la figure 7 correspondant à la mise en place de la poche dans le récipient brut, avant sa compression. La figure 8, enfin, montre le récipient de la figure 7 après compression de la poche et formage, par rétreint, de l'extrémité supérieure tronconique du récipient. En se reportant aux dessins, notamment à la figure 1, on peut voir un bidon aérosol 1 constitué d'un récipient 2 de forme générale cylindrique ayant une extrémité 3, (l'extrémité supérieure dans la position représentée), sensiblement tronconique. Cette extrémité comporte une ouverture 4 à bord roulé, de diamètre réduit, sur laquelle est sertie une coupelle 5. Cette coupelle 5 est munie, en son centre, d'une valve de distribution 6 comportant une tige de commande 7 permettant d'ouvrir la valve lorsqu'elle est enfoncée. L'autre extrémité du récipient 2 est munie d'un fond 8 dans lequel est prévu un orifice central 9 de faible diamètre. Le récipient 2 contient un produit, par exemple un produit cosmétique liquide 10, à distribuer à travers la valve 6. Le liquide se trouve dans un compartiment supérieur situé au-dessus d'un piston 11 propre à coulisser de manière étanche dans le récipient 2. Ce piston présente une partie cylindrique munie d'une gorge annulaire 12 dans laquelle est logé un joint torique 13 réalisant une étanchéité au liquide 10 entre le compartiment situé au-dessus du piston 11 et le compartiment situé au-dessous. La partie supérieure 14 du piston est réalisée de manière à épouser la forme tronconique de l'extrémité 3 du bidon. Cette partie 14 comporte, en son centre, un évidement 15 propre à épouser le corps de valve 6 de sorte que lorsque le piston 1 1 est en position haute, le volume mort compris entre le piston et le récipient soit réduit au minimum. Le récipient 2 contient, en outre, une poche dilatable P constituée par un soufflet 16 disposé dans le compartiment situé au-dessous du piston 11. Le soufflet 16 contient un gaz de pressurisation avantageusement constitué par de l'air. Le soufflet 16 comporte un col fileté 17 sur lequel est vissé, de manière étanche, un manchon fileté 18 solidaire du piston 11. Le piston 1 1 comporte, en outre, une jupe 19 autojointante qui entre dans le col 17 avec un léger serrage et contribue à améliorer le bouchage hermétique du soufflet. La partie convexe de l'évidement 15 pénètre dans le col 17. Sur la figure 1, le bidon aérosol 1 contient la dose complète de liquide et n'a pas encore servi. Le soufflet 16 en accordéon est comprimé au maximum et la pression relative de l'air dans le soufflet atteint sa valeur maximale avantageusement de l'ordre de 1,7 bars. Le volume du soufflet lorsqu'il est complètement détendu est supérieur à celui du récipient 2 comme expliqué ci-après à propos du procédé de fabrication décrit avec référence aux figures 2 à 6. Ce procédé peut être décomposé en deux phases susceptibles d'être réalisées sur deux sites industriels différents. Une première phase correspond aux opérations illustrées par les figures 2 à 5 et peut être effectuée, par exemple, sur le site industriel d'un fournisseur de récipients. La deuxième phase, illustrée en partie par la figure 6, correspond à la mise en place de la valve puis au remplissage en liquide du bidon. Elle est réalisée sur un autre site industriel. Comme illustré par la figure 2, la première phase débute par la fabrication, par exemple par soufflage, d'une poche P à soufflet 16, qui, déployée, a un volume supérieur au volume du récipient 2 du bidon aérosol. Le soufflet 16, déployé, contient de l'air à la pression atmosphérique. Le soufflet 16 est ensuite bouché hermétiquement par le piston 11 fabriqué en injection. Le piston 11 est vissé sur le col 17 et emprisonne, à l'intérieur du soufflet 16, un volume déterminé d'air. Cette étape est illustrée par la figure 3. L'ensemble du soufflet 16 et du piston 11 est ensuite introduit dans le récipient 2 à l'état brut, c'est-à-dire que l'extrémité supérieure de ce bidon n'a pas encore subi une opération de rétreint lui donnat la forme tronconique, de sorte que le récipient 2 est cylindrique jusqu'à son extrémité supérieure. Le récipient 2 a été préalablement verni. L'orifice 9 est percé dans le fond 8 du récipient avant introduction du soufflet. Cet orifice 9 permet à l'air contenu dans le récipient 2 de s'échapper pendant l'introduction du soufflet. La hauteur H du soufflet à l'état libre est supérieure à la longueur 1 du récipient 2. On comprime le soufflet 16 de manière à faire descendre le piston 11 à l'intérieur du récipient 2, puis par une opération de rétreint, assurée par exemple par roulage, on réalise l'extrémité tronconique 3 du récipient de manière à emprisonner le piston Il à l'intérieur de ce récipient. La compression du soufflet 16 a provoqué l'augmentation de la pression interne de l'air dans le soufflet d'une façon proportionnelle au taux de compression. Le volume du soufflet 16 à l'état libre est choisi de manière que la compression nécessaire pour faire entrer le soufflet dans le récipient 2 soit suffisante pour créer une pression résiduelle permettant de faire remonter le piston 11 jusqu'en haut du récipient 2 et de vider le liquide contenu dans ce récipient. L'ensemble obtenu est représenté à la figure 5. On arrive alors à la deuxième phase du procédé, généralement réalisée dans une autre usine. La valve 6 est montée sur l'ouverture de l'extrémité 3 à l'aide de la coupelle 5 sertie sur la valve et sur le bord de l'ouverture 4. Le liquide ou jus 10 (voir figure 1) est ensuite introduit sous pression dans le récipient 2 à travers la valve 6. Ceci provoque le recul du piston et une nouvelle compression de l'air contenu dans le soufflet 16. Lorsque la dose complète de liquide a été injectée à travers la valve 6, le bidon aérosol 1 se présente comme illustré sur la figure 1. L'ensemble est alors prêt à l'emploi. Il convient de noter que l'introduction du gaz propulseur, à savoir l'air, dans le soufflet 16 s'est effectuée sans opération particulière. Les fonctions étanchéité et compatibilité sont bien séparées et assurées respectivement par le soufflet 16 et le piston 11 avec son joint 13. 1l n'y a pas de risque pour l'environnement en raison de la nature du propulseur qui est de l'air non purifié et complètement naturel. Les figures 7 et 8 illustrent une variante de réalisation selon laquelle la poche P est fermée par soudure à son extrémité haute, ainsi qu'à son extrémité basse, cette poche étant remplie d'air à la pression atmosphérique ou une pression légèrement supérieure. Le volume de la poche 116 à l'état libre est supérieur à celui du récipient 2 comme c'était le cas pour le soufflet 16. Le procédé de fabrication est semblable à celui décrit précédemment; la poche 116, lorsqu'elle a été fermée hermétiquement par soudure, est mise en place dans le récipient 2 brut comme illustré sur la figure 7, le fond 8 de ce récipient comportant un orifice 9. Un piston 111 est placé sur l'extrémité supérieure de la poche 116, laquelle est comprimée de manière que le piston 111 puisse entrer dans le récipient brut 2. Le piston 111 dont la forme supérieure est semblable à celle du piston 11, est muni d'un joint torique 113 monté dans une gorge périphérique 112. Lorsque la poche 116 a été suffisamment comprimée pour permettre l'entrée du piston 111 dans le récipient 2, l'extrémité supérieure du récipient brut 2 subit une opération de rétreint pour le formage de l'extrémité tronconique 3 avec son ouverture 4. La configuration de l'ensemble de la figure 8 est semblable à celle de la figure 5. Les opérations ultérieures, de la deuxième phase, sont identiques à celles décrites précédemment à savoir mise en place de la valve 6 et remplissage en liquide 10 du récipient 2 à travers cette valve. Ce remplissage provoque une compression supplémentaire de la poche 116 et de l'air comprimé qu'elle contient. Si l'on considère que le soufflet 16 ou la poche 116 est comprimé d'un facteur 1,7, avant rétreint du récipient 2 pour former l'extrémité 3, la surpression interne à vide sera de 0,7 bar, pour un remplissage de la poche à l'état libre avec de l'air à la pression atmosphérique. On comprime ensuite la poche par le remplissage en liquide du récipient, d'un facteur tel que la pression finale de l'air comprimé dans le soufflet 16 ou la poche 116 soit de 1,7 bars. L'expérience a montré qu'une surpression de 0,5 bar suffit à faire monter le piston 11 en éjectant un produit liquide 10 avec un débit nettement suffisant. La solution de l'invention permet d'obtenir un bidon aérosol tout à fait inoffensif vis-à-vis de l'environnement, dont le fonctionnement peut avoir lieu tête en haut ou tête en bas, et qui est insensible à la chaleur. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'un bidon aérosol comprenant un récipient de forme générale cylindrique ayant une extrémité de forme sensiblement tronconique comportant une ouverture de diamètre réduit munie d'une valve de distribution, et une autre extrémité munie d'un fond, ce récipient contenant un produit, en particulier liquide, à distribuer à travers la valve et un gaz de pressurisation du produit contenu dans une poche dilatable, caractérisé par le fait que:: - on choisit une poche (P) qui , à l'état libre, a un volume supérieur à celui du bidon; - on remplit la poche (P) d'un gaz, en particulier d'air, et on ferme de manière étanche cette poche; - on prévoit dans le fond du récipient un orifice de passage (9) et on introduit la poche ainsi fermée dans le récipient brut (2) dont l'extrémité ouverte n'a pas encore reçu une forme tronconique; - on installe, sur la poche, un piston (11, 111), propre à se déplacer de manière étanche dans le récipient et on enfonce ce piston dans le récipient en comprimant la poche;; - on donne à l'extrémité supérieure (3) du récipient la forme tronconique, qui permet de retenir le piston (11, 111) à l'intérieur du récipient (2) alors que la poche (P) est comprimée, - on met en place la valve (6) sur le récipient et l'on introduit le liquide (10) à travers la valve en repoussant le piston (11, 111) et en comprimant davantage la poche. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la poche (P) est agencée sous la forme d'un soufflet (16) comportant un orifice d'entrée (17) et que le piston (11) est fixé sur cet orifice (17) de façon à fermer de manière étanche le soufflet. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'orifice du soufflet est constitué par un col fileté (17) tandis que le piston comporte un filet conjugué (18) et une jupe autojointante (19) propre à coopérer avec le col fileté pour assurer un bouchage hermétique du soufflet. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la poche (P, 116) est fermée par soudure, en partie haute, avant d'être surmontée du piston (111). 5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'on prévoit sur le piston (11, 111) une gorge circulaire (12, 112) propre à recevoir un joint torique (13, 113) destiné à assurer l'étanchéité au produit. 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'on donne à la partie (14) du piston située audessus de la poche (P) une forme propre à épouser la base de la valve (6) et l'extrémité tronconique (3) du récipient de manière que le piston vienne s'ajuster sur ces surfaces avec un minimum de volume mort en fin de vidange du récipient. 7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la poche (P) est remplie d'air à une pression égale ou légèrement supérieure à la pression atmosphérique et le volume de cette poche, à l'état libre, est tel qu'après compression pour la mise en place de la poche (P), surmontée du piston (11, 111), dans le récipient, et avant l'introduction du produit (10), la pression dans la poche est de l'ordre de 0,7 bar relatif. 8. Bidon aérosol comprenant un récipient constitué d'un récipient de forme générale cylindrique ayant une extrémité sensiblement tronconique comportant une ouverture de diamètre réduit munie d'une valve de distribution, et une extrémité munie d'un fond, ce récipient contenant un produit, en particulier liquide, à distribuer à travers la valve et un gaz de pressurisation du produit contenu dans une poche dilatable, caractérisé par le fait que la poche (P) est surmontée d'un piston (11, 111) propre à coulisser de manière étanche dans le récipient (2) et à séparer le compartiment du produit (10), du compartiment dans lequel se trouve la poche (P). 9. Bidon aérosol selon la revendication 8, caractérisé par le fait que le piston (11, 111) comporte une gorge circulaire (12, 112) dans laquelle est monté un joint torique (13, 113) qui assure l'étanchéité du produit. 10. Bidon selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé par le fait que la poche (P) est constituée par un soufflet (16) muni d'un orifice (17) sur lequel est fixé de manière hermétique le piston (11). 11. Bidon selon la revendication 10, caractérisé par le fait que l'orifice du soufflet est agencé sous la forme d'un col fileté (17) sur lequel est vissé, de manière hermétique, le piston (11) comportant un filet conjugué (18) et une jupe autojointante (19). 12. Bidon selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé par le fait que la poche (P) du bidon est soudée de manière étanche à son extrémité supérieure et est surmontée du piston (111). 13. Bidon selon l'une des revendications 9 à 12 caractérisé par le fait que le fond (8) du récipient comporte un orifice de passage ( 9) établissant une communication entre le compartiment contenant la poche (P) et l'atmosphère. 14. Bidon selon l'une des revendications 9 à 13, caractérisé par le fait que la pression relative dans la poche (P) lorsque le récipient est rempli du produit à distribuer est de l'ordre de 1,7 bars. 15. Bidon selon l'une des revendications 9 à 14, caractérisé par le fait que la surpression dans la poche (P) en fin de distribution du produit est de l'ordre de 0,7 bar.