Brevet FR2712258A1 — publié le 19950519

TUBE AYANT UNE TETE EN MATIERE PLASTIQUE COMPRENANT UN OPERCULE DECHIRABLE L'invention concerne un tube comprenant une tête en matière plastique moulée et une jupe souple fixée à ladite tête, cette tête comportant un goulot ayant un orifice relié par une portion annulaire étanche déchirable à un fond continu d'un opercule en forme de chapeau renversé surmontant le goulot, ledit fond de l'opercule se raccordant à une jupe extérieure de l'opercule et l'opercule portant un moyen de rebouchage étanche dudit goulot après déchirement de ladite portion annulaire, selon le préambule de la revendication 1 de la présente demande. Un tel tube est connu par le brevet FR-A-2031040, publié en 1970. Quand on a effectué le déchirement de la portion annulaire à paroi mince reliant l'opercule en forme de chapeau renversé au goulot, ce déchirement étant opéré par un mouvement de torsion du chapeau, l'orifice du goulot est libéré. Le chapeau, dont la jupe extérieure s'aligne sensiblement avec le corps ou la jupe du tube, permet alors de reboucher ce goulot ou cet orifice par des moyens centraux de vissage sur le goulot ou par un téton central s'enfonçant sur l'orifice. La demanderesse a connaissance de tels tubes ayant des orifices de goulots de diamètres 5 mm et plus faibles. Dans le cas de tubes de pâte dentifrice, un orifice de diamètre 5 mm est trop petit pour une distribution normale de cette pâte, et le brevet cidessus ne donne pas d'indication pour la réalisation de tubes à opercule déchirable d'orifices nettement plus grands, par exemple de diamètre 8 mm. La difficulté du déchirement d'un tel opercule augmente beaucoup avec le diamètre de l'orifice auquel il est relié de façon étanche. La demanderesse a essayé de mettre au point un tube à opercule tel que défini au ler paragraphe ci-dessus, ayant un opercule facilement déchirable même si le diamètre de son orifice est notablement supérieur à mm, par exemple de 8 mm. Elle a cherché à ce que ce tube soit de préférence économique à fabriquer et facile d'emploi. EXPOSE DE L'INVENTION L'invention a pour objet, selon la revendication 1, un tube caractérisé en ce que le goulot a un rebord intérieur annulaire délimitant son dit orifice, et en ce que ledit rebord ainsi qu'une partie annulaire de l'opercule s'étendant de la jonction du fond et de ladite portion annulaire déchirable jusqu'à une portion annulaire de ladite jupe extérieure située au-dessus du raccordement du fond et de la jupe ont l'un et l'autre une épaisseur comprise entre 1, 1 et 1,6 mm, leur rigidité favorisant alors le déchirement de ladite portion annulaire déchirable. Dans les tubes à opercule connus, il n'y a pas de tels épaississements encadrant la portion annulaire à déchirer par torsion. La torsion de l'opercule par rapport au tube entraine typiquement d'abord une torsion de zones du goulot et de l'opercule encadrant la portion à déchirer, puis une torsion supplémentaire de cette portion entrainant son déchirement. Le couple à exercer pour le déchirement en est augmenté, et la situation s'aggrave quand le diamètre de l'orifice augmente au-dessus de 5 mm, pouvant rendre le déchirement de l'opercule en pratique impossible. Selon l'invention, on rigidifie les portions encadrant la portion annulaire déchirable de façon qu'elle subisse immédiatement les effets de la torsion. L'opercule est rigidifié depuis sa jupe extérieure servant à son entrainement en rotation jusqu'à sa jonction avec la portion déchirable et le rebord intérieur du goulot délimitant l'orifice selon sa liaison avec ladite portion déchirable est également rigidifié. Les épaisseurs des parties ainsi rigidifiées sont de préférence comprises entre 1,2 et 1,5 mm, elles agissent transversalement par rapport à ladite portion, exerçant sur cette portion un couple de torsion efficace à la manière de deux étaux en rotation l'un par rapport à l'autre. Le couple de torsion pour le déchirement est beaucoup plus faible, typiquement 1,5 fois à 1,8 fois plus faible, et le déchirement est obtenu plus rapidement, habituellement après moins de 45 de rotation relative. On évite le jaillissement de produit qui accompagne souvent un déchirement brusque parce que difficile sur un tube à jupe souple. L'opercule en forme de chapeau large de l'art antérieur cité, ayant une jupe extérieure fortement excentrée par rapport à la portion centrale déchirable, est en pratique difficile à surmouler par injection en une seule opération et en une même pièce que la tête du tube. Pour obtenir un surmoulage plus facile en même temps qu'une économie de matière, la jupe extérieure de l'opercule du tube de l'invention constitue de préférence son moyen de rebouchage du goulot après déchirement de ladite portion annulaire déchirable, ladite jupe ayant une surface intérieure qui coopère alors avec l'extérieur du goulot et ledit opercule étant ainsi une capsule de rebouchage. De façon avantageuse pour la fabrication et pour la facilité des rebouchages et débouchages, ladite surface intérieure de la jupe extérieure est cylindrique annulaire et a en section droite de la jupe un diamètre 0,1 à 0,3 mm plus faible que le diamètre hors-tout de l'extérieur du goulot. Pour que la capsule, enfoncée légèrement à force, tienne alors sur le goulot même si le tube plein de pâte se trouve pressé dans des bagages, il est alors très souhaitable que le goulot soit radialement gonflable élastiquement sous l'effet d'une pression incontrôlée du tube lorsqu'il est rebouché par la capsule. A cet effet, le goulot a de préférence une paroi latérale extérieure d'épaisseur comprise entre 0,7 et 1 m et de hauteur comprise entre 6 fois et 15 fois cette épaisseur. Un goulot plus court gonfle difficilement et retient mal la capsule tandis qu'un goulot plus long gonfle trop à mi-hauteur, à la manière d'un ballon de rugby, donnant une zone de serrage intérieur de la capsule insuffisante. De façon intéressante, la paroi latérale extérieure du goulot porte 2 nervures annulaires espacées sur lesquelles s'engage ladite capsule en position de rebouchage. La jupe extérieure de la capsule ne frottant que sur ces 2 nervures, le rebouchage n'est pas gêné ou empêché par des dépôts éventuels de pâte séchée sur l'extérieur du goulot, et la rétention de la capsule par le gonflage élastique du goulot déjà expliqué est mieux assurée. Selon une autre modalité, la surface intérieure de la jupe extérieure de l'opercule porte des moyens de vissage qui coopèrent avec des moyens de vissage correspondants portés par l'extérieur du goulot lors du rebouchage de ce goulot par l'opercule devenu capsule. Correspondant au mode de moulage par injection, le fond de l'opercule comprend à l'intérieur de sa jonction avec la portion annulaire déchirable une partie centrale conique ou tronconique qui vient s'appuyer sur et s'insérer dans l'orifice du goulot lors du rebouchage du goulot par l'opercule après déchirement de ladite portion déchirable. Dans son ensemble, le fond de l'opercule reste continu et étanche après ce déchirement. La largeur faible de l'opercule préféré dans l'invention nécessite en elle-même davantage de force tangentielle pour son entrainement en rotation. Elle est permise cependant par la surprenante amélioration de la facilité de déchirement causée par la structure rigidifiée selon l'invention. Selon ses diverses présentations, le tube de l'invention est plus particulièrement intéressant lorsque l'orifice a un diamètre compris entre 6 et 13 mm, la jupe extérieure de l'opercule ayant un diamètre hors-tout compris entre 1,3 fois et 2 fois le diamètre de l'orifice. Il donne un nouveau domaine de définition des tubes à opercule en matière plastique déchirable par rotation dudit opercule dans le cas des orifices "larges" (diamètre 6 à 13 mm). Dans le cas de l'exemple qui est décrit plus loin, le diamètre extérieur de la jupe extérieure de l'opercule est, hors nervures, de 12,5 mmn. L'opercule est normalement serré par deux ou trois doigts, et cet exemple fait comprendre l'intérêt des deux mesures préférentielles suivantes destinées à faciliter et à rendre plus efficace cette préhension par les doigts: - pour éviter le glissement des doigts autour de l'opercule, sa jupe extérieure comporte extérieurement sur toute sa hauteur 3 à 7 nervures saillantes espacées de sommets arrondis dépassant radialement de sa portion annulaire épaissie et servant à entrainer l'opercule en rotation pour le déchirement; - de préférence, pour l'appui des doigts entre les nervures saillantes, la jupe extérieure comporte extérieurement entre ces nervures saillantes de petites nervures arrondies axiales espacées entre elles. Deux à trois nervures arrondies, typiquement de 0,4 à 0,8 mm de hauteur radiale, sont ainsi situées au milieu de chaque intervalle entre 2 nervures saillantes consécutives. En pratique et rejoignant le critère économique, la tête du tube comprend de préférence une épaule annulaire reliant le goulot à la jupe souple, celle-ci étant en matière plastique et d'épaisseur comprise entre 0,2 et 0,4 mm. La jupe peut être en multicouche à couche intermédiaire à effet barrière à l'oxygène et aux arômes avec des couches superficielles intérieure et extérieure en matière plastique compatible en fusion avec la matière plastique de la tête avec son opercule dans le cas o cette tête est surmoulée sur la jupe. On peut ainsi avoir avec une tête en PE un multicouche PE/EAA/At/EAA/PE ou bien PE/EMA/EVOH/EMA/PE constituant la jupe dans lesquels "EAA" est un copolymère d'éthylène et d'acide acrylique, "EMA" est un copolymère d'éthylène et d'acrylate de méthyle, et "EVOH" est un copolymère d'éthylène et d'alcool vinylique, les couches d'EAA et de EMA étant adhésives. La jupe souple a typiquement un diamètre extérieur compris entre 20 et 60 mm. La tête est, de préférence pour le coût du tube et pour la facilité du déchirement libérant son orifice et son opercule, en polyethylene ou en polyethylene linéaire de masse spécifique comprise entre 0,90 et 0,94 g/cm3. Ce PE ou PE linéaire peut ainsi être appelé "basse ou moyenne densité". Le choix du "melt index" (indice de fusion) du PE utilisé pour le moulage par injection de la tête portant son opercule a un double intérêt, il est de préférence compris entre 0,5 et 4. S'il est inférieur à 0,5, l'injection devient difficile. S'il est supérieur à 4, l'allongement du PE augmente et le déchirement devient plus difficile. L'épaule annulaire peut encore avoir un contour extérieur ovale ou polygonal, par exemple rectangulaire ou carré, se raccordant par tout moyen connu de l'homme de métier, y compris le collage, à une jupe en matériau flexible tel que: du carton imperméabilisé, des complexes métal/plastique et métal/carton/plastique. Pour la facilité du déchirement de la portion annulaire reliant le goulot à l'opercule, ladite portion annulaire déchirable a de préférence une hauteur de 0,3 à 0,8 mm et une épaisseur minimale comprise entre 0, 15 et 0,4 mm. AVANTAGES DE L'INVENTION 5. Facilité du déchirement de l'opercule. Application à des diamètres d'orifice plus grands, par exemple de 8 ou mm. Structure de l'opercule simplifiée, économique en matière. Rebouchage par simple enfoncement de l'opercule devenu capsule, tenant cependant dans des pressées incontrôlées du tube sur sa jupe. Préhension de l'opercule améliorée pour l'opération de déchirement. EXEMPLES La figure 1 représente un tube selon l'invention, en demi-coupe axiale. La figure 2 représente la jupe extérieure de l'opercule en demi-coupe perpendiculaire à l'axe au niveau A-A. La figure 3 représente un autre tube selon l'invention, en demi-coupe axiale. 1. Description du tube de la figure 1 Une série de plus de 20 tubes identiques selon la figure 1 a été réalisée, et plusieurs de ces tubes ont été testés selon leurs propriétés d'usage: déchirement de l'opercule, tenue de la capsule sur le goulot sous une pressée du tube (voir 2). Le tube 1 a une tête 2 en PE basse densité (0,92 g/cm3) de "melt index" 2 à 2,5, réalisée par moulage par injection sur l'extrémité supérieure 3 de la jupe 4 d'épaisseur 0,3 mm et de diamètre extérieur 35 mm en PE linéaire basse densité (0,92 g/cm3). La tête 2 moulée ainsi en une seule opération comprend de bas en haut une épaule annulaire 5 parfaitement soudée à la jupe 4 (la ligne de séparation du dessin montre la position de l'extrémité 3 de la jupe 4 juste avant le moulage de la tête 2, elle est remplacée par une liaison continue après ce moulage), un goulot de paroi latérale 6 de diamètre extérieur hors-tout 11,5 mm et d'épaisseur hors nervures 0,7 mm surmonté par un rebord intérieur annulaire 7 de largeur 1,5 mm et d'épaisseur 1,4 mm délimitant un orifice central de distribution 8 de diamètre 8 mm. Le rebord 7 forme un élément résistant rigide pour le déchirement de la portion annulaire déchirable 11. La hauteur de la paroi latérale 6 du goulot, s'étendant depuis l'épaulement 9 du haut de l'épaule 5 jusqu'au dessous du rebord intérieur 7, est de 9,6 mm. La paroi 6 porte extérieurement deux nervures annulaires 10 arrondies et espacées, chacune en relief de 0,1 mm par rapport au reste de la paroi 6, ces nervures facilitant le rebouchage et la rétention efficace de l'opercule devenu capsule 20 lors des pressées involontaires sur la jupe 4 du tube 1 plein. Au-dessus du rebord 7, la tête 2 se prolonge par une portion annulaire 11 de hauteur 0,5 mm et d'épaisseur 0,3 mm dont la surface intérieure prolonge celle 80 de l'orifice 8. Cette portion déchirable ll relie de façon étanche le goulot 6 et 7 à l'opercule 20. L'opercule 20 a un fond 12 et une jupe extérieure 13, de hauteur totale 10 mm, raccordée à ce fond 12. Une partie annulaire 14 et 15 de l'opercule s'étendant depuis la jonction du fond 12 avec la portion annulaire déchirable Il jusqu'à la jupe 13, à 2,5 mm au-dessus du raccordement 16 du fond 12 et de cette jupe extérieure 13, est rigidifiée avec une épaisseur de 1,4 mm. Elle comprend ainsi le pourtour 14 du fond 12 et une base annulaire 15 de diamètre extérieur 14,1 mm. Cette partie 14 et 15 forme une coque rigide assurant la bonne transmission des efforts d'entraînement en rotation de l'opercule 20 à la portion déchirable 11. La jupe extérieure 13 de l'opercule 20 a une surface intérieure 17 axiale et cylindrique circulaire de diamètre 11,3 mm, préparant les rebouchages du goulot 6 et 7 par enfoncement axial direct de l'opercule devenu une capsule 20, avec un forcement de 0,2 mm au diamètre sur les nervures 10. La surface extérieure 18 de la jupe extérieure 13 porte sur toute sa hauteur 3 nervures saillantes axiales 180 espacées à 120 dont une coupe parallèle à l'axe 40 du tube montre la section droite profilée 181: ses flancs 182 encadrant son extrémité arrondie 183 font entre eux un angle 184 de 15 à 30 . Les nervures saillantes 180 s'inscrivent perpendiculairement à l'axe 40 dans un diamètre hors tout de 15,3 mm, elles dépassent radialement de 0,6 mm la base annulaire 15. Au- dessus de cette base 15, la surface extérieure 18 est de diamètre 12,5 mm et elle porte au milieu des intervalles séparant les nervures saillantes 180 des nervures axiales arrondies 19, dont l'extrémité est en trait interrompu sur la figure 1, dépassant radialement de 0,6 mm la surface 18. Une coupe perpendiculaire à l'axe 40 montre le profil 191 des nervures 19: leurs flancs 192 encadrant leur extrémité arrondie font entre eux un angle 194 de 60 à 90 . Le rôle des nervures 180 et 19 est illustré par la figure 2. Pour l'ouverture par déchirement, chacun des doigts 200 de l'utilisateur est arrêté par une nervure saillante 180 et pousse sur elle tout en s'appuyant confortablement sur une petite nervure arrondie 19, entrainant l'opercule 20 en rotation relative dans le sens de la flèche 21. La disposition des nervures est adaptée à un entrainement en rotation de l'opercule dans n'importe quel sens. Le fond 12 de l'opercule 20 est complété en son centre par une portion tronconique 24 qui s'insère dans l'orifice 8 au rebouchage du tube par la capsule 20. 2. Essais comparatifs de déchirement de l'opercule Les essais ont été faits sur plus de 20 tubes de chaque sorte, dans l'état rempli de produit pâteux avec l'extrémité de la jupe scellée. 2.1. Tubes selon la figure 1 Couples de déchirement: 30 à 35 N.cm. Déchirements en moins de 45 . La section droite à rompre dans ce cas est de 7,6 mm2. 2.2. Tubes de comparaison hors-invention a) Tubes à tête de même géométrie extérieure que les précédents, mais o les épaisseurs de 1,4 m sont remplacées par des épaisseurs de 0,8 mm et o l'orifice operculé est de diamètre 5 mm: couples de déchirement 30 à 35 N.cm section droite à rompre: 4,5 mm2. b) Tubes selon EP-B-119145 avec un orifice circulaire de diamètre 8,7 mm relié de façon étanche à un opercule déchirable de zone annnulaire de déchirement d'épaisseur 0,3 mm, l'opercule portant des reliefs longitudinaux par lesquels il est entrainé en rotation par un capot de diamètre extérieur 40 mm. Couples de déchirement 50 à 60 N.cm. Ces couples très élevés entrainent des jaillissements du produit lors des déchirements, ceux-ci ayant demandé des efforts supplémentaires de préhension du tube. c) même configuration que dans 2.2. a), l'orifice operculé étant de diamètre 2,5 mm: couples de déchirement: 17 à 23 N.cm. La section à rompre est de 2,35 mm2. 2.3. Conclusions de ces essais Les tubes d'orifice de diamètre 8 mm selon l'invention ont le même couple de déchirement que les tubes d'orifice de diamètre 5 mm hors invention (2.2. a)). Ils évitent les inconvénients de tubes hors-invention de diamètre d'orifice comparable (2.2. b)). 3. bouchage à vis (figure 3) Le filetage intérieur 22 de la jupe extérieure 13 de l'opercule 20 se visse dans le filetage extérieur 23 du goulot 6 et 7 lors des rebouchages par l'opercule devenu capsule. APPLICATIONS INDUSTRIELLES Tubes opercules de produits crémeux ou pâteux, en particulier de pâte dentifrice. 1l REVENDICATIONS 1. Tube (1) comprenant une tête (2) en matière plastique moulée et une jupe souple fixée à ladite tête, cette tête comportant un goulot (6 et 7) ayant un orifice (8) relié par une portion annulaire étanche déchirable (11) à un fond continu (12) d'un opercule (20) en forme de chapeau renversé surmontant le goulot, ledit fond (12) de l'opercule (20) se raccordant à une jupe extérieure (13) de l'opercule (20) et l'opercule portant un moyen de rebouchage étanche (17, 22) dudit goulot (6 et 7) après déchirement de ladite portion annulaire (11), caractérisé en ce que le goulot a un rebord intérieur annulaire (7) délimitant son dit orifice (8), et en ce que ledit rebord (7) ainsi qu'une partie annulaire (14 et 15) de l'opercule s'étendant de la jonction du fond (12) et de ladite portion annulaire déchirable (11) jusqu'à une portion annulaire (15) de ladite jupe extérieure (13) située au-dessus du raccordement (16) du fond (12) et de la jupe (13) ont l'un et l'autre une épaisseur comprise entre 1,1 et 1,6 mm, leur rigidité favorisant alors le déchirement de ladite portion annulaire déchirable (11). 2. Tube selon la revendication 1, dans lequel la jupe extérieure (13) de l'opercule (20) constitue son moyen de rebouchage du goulot (6 et 7) après déchirement de ladite portion annulaire déchirable (11), ladite jupe (13) ayant une surface intérieure (17) qui coopère alors avec l'extérieur du goulot et ledit opercule (20) étant ainsi une capsule de rebouchage (20). 3. Tube selon la revendication 2, dans lequel ladite surface intérieure (17) de la jupe extérieure (13) est cylindrique annulaire et a en section droite de la jupe (13) un diamètre 0,1 à 0,3 mm plus faible que le diamètre hors-tout de l'extérieur du goulot (6 et 7). 4. Tube selon la revendication 3, dans lequel le goulot (6 et 7) a une paroi latérale extérieure (6) d'épaisseur comprise entre 0,7 et 1 mm et de hauteur comprise entre 6 fois et 15 fois cette épaisseur, le goulot étant radialement gonflable élastiquement sous l'effet d'une pression incontrôlée sur la jupe du tube lorsqu'il est rebouché par ladite capsule (20). 5. Tube selon la revendication 4, dans lequel ladite paroi latérale extérieure (6) du goulot porte 2 nervures annulaires (10O) espacées sur lesquelles s'engage ladite capsule (20) en position de rebouchage. 6. Tube selon la revendication 2, dans lequel ladite surface intérieure (17) de la jupe extérieure (13) porte des moyens de vissage (22) qui coopèrent avec des moyens de vissage (23) correspondants portés par l'extérieur du goulot (6 et 7) lors du rebouchage de ce goulot par ladite capsule (20). 7. Tube selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel le fond (12) de l'opercule comprend à l'intérieur de ladite jonction avec la portion annulaire déchirable une partie centrale conique ou tronconique (24) qui vient s'appuyer sur et s'insérer dans l'orifice (8) du goulot (6 et 7) lors du rebouchage du goulot par l'opercule (20) après déchirement de ladite portion déchirable (11). 8. Tube selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel l'orifice (8) a un diamètre compris entre 6 et 13 mm et dans lequel ladite jupe extérieure (13) de l'opercule a un diamètre hors-tout compris entre 1,3 fois et 2 fois le diamètre de l'orifice. 9. Tube selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 et 8, dans lequel ladite jupe extérieure (13) comporte extérieurement sur toute sa hauteur 3 à 7 nervures saillantes (180) espacées de sommets arrondis (183) dépassant radialement de ladite portion annulaire (15) et servant à entraîner l'opercule (20) en rotation pour ledit déchirement. lO.Tube selon la revendication 9, dans lequel la jupe extérieure (13) comporte extérieurement entre lesdites nervures saillantes (180) des petites nervures arrondies axiales (19) espacées entre elles améliorant la préhension dans ledit entrainement. ll.Tube (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la tête (2) comprend aussi une épaule annulaire (5) reliant le goulot (6 et 7) à ladite jupe souple (4), celle-ci étant en matière plastique et d'épaisseur comprise entre 0,2 et 0,4 mn. 12.Tube selon la revendication Il dépendant de la revendication 8, dans lequel ladite jupe souple (4) a un diamètre extérieur compris entre 20 et 60 mm et dans lequel ladite tête (2) est en polyéthylène ou en polyéthylène linéaire de masse spécifique comprise entre 0,90 et 0,94 g/cm3. 13.Tube selon la revendication 12, dans lequel ledit polyéthylène ou polyéthylène linéaire utilisé pour la tête (2) a un "melt index" compris entre 0,5 et 4. 14.Tube selon la revendication 8, dans lequel ladite portion annulaire déchirable (11) a une hauteur de 0,3 à 0,8 mm et une épaisseur minimale comprise entre 0,15 et 0,4 mm.