Brevet FR2730218A1 — publié le 19960809

La présente invention concerne un dispositif ayant la forme d'un conteneur rigide permettant de stocker séparément un produit (7), dans un emballage pressurisé comme par exemple une boite boisson carbonatée, et de libérer ce produit (7) dans le contenu de la boite au moment de son ouverture afin qu'il se mélange. Des domaines d'application non limitatifs concernent par exemple la fabrication de cocktails pour les boissons carbonatées, le mélange de produits réactifs comme les colles avec durcisseur ainsi que les médicaments sensibles à l'hydrolyse qu'il faut doser et mélanger juste avant emploi. Ses mélanges se font normalement à partir de produits contenus dans des emballages séparés qu'il faut ouvrir, déchirer ou presser. Les proportions ne sont pas toujours respectées et ainsi la qualité des mélanges n'est pas constante. L'invention décrite ci-après supprime ces inconvénients en réalisant des mélanges précis en ouvrant un seul emballage. Le conteneur rigide (fig. 1) est formé par l'assemblage de deux compartiments C1 et C2 dont les volumes sont séparés l'un de l'autre par une membrane (6) souple étanche et déformable. Le compartiment C1 contient le produit (7) à mélanger qui le remplit entièrement et qui peut être liquide ou solide. Le compartiment C2 contient le gaz pressurisé de l'emballage qui peut être de l'air ou tout autre gaz de pressurisation. Un micro-trou (3) à la partie supérieure de C2 assure l'équilibre des pressions des atmosphères de C2 et de l'emballage.Le diamètre du trou (3) est important ; pour assurer le bon fonctionnement du conteneur il doit être compris entre 0,05 tF et 0,5 m|m et de préférence entre 0,1 et 0,3 mlr, Le compartiment C2 est toujours rempli de gaz et assure par son volume la flottabilité du conteneur. La membrane (6) est étanche pour assurer la protection du produit (7) et elle est déformable sous pression pour assurer l'ouverture du conteneur. Dans l'illustration de la (fiv.1) la membrane est solidaire seulement du compartiment C2 par collage ; elle sert de joint d'étanchéité dans l'assemblage par emboitage (5) des deux compartiments Cl et C2. Le système de fermeture du conteneur par emboitage (5) permet une séparation de C1 et C2 sous l'effort F créé lors de l'ouverture de l'emballage. Le dimensionnement des cannelures de l'emboitage (5) est défini pour assurer le fonctionnement du conteneur comme il est expliqué ci-après. Le fonctionnement du conteneur est le suivant Après avoir rempli le compartiment (C1) avec le produit (7) destiné à être mélangé, on le ferme en emboitant par dessus le compartiment (C2) préalablement muni de la membrane (6). Le conteneur est ensuite introduit dans l'emballage en même temps que son contenu liquide. Le conteneur flotte grâce à la réserve de flottabilité de c2. L'emballage est ensuite pressurisé puis fermé par un couvercle et serti. Le conteneur continuera à flotter quelle que soit la position de l'emballage comme le montre la (fig.7). Position verticale (11) horizontale (12, à l'envers (13). L'évolution des pressions à l'intérieur de l'emballage pendant sa durée de vie de stockage est illustrée par le graphique (fig.3). Après fermeture au temps (to) la pression interne de l'emballage va croître suivant la courbe continue (9). La pression interne à l'intérieur du compartiment (C2) va croître également en suivant la courbe pointille (8) grâce à la communication à travers le micro-trou (3). Le différentiel de pression ( aPl) entre l'intérieur et l'extérieur de C2 sera toujours faible parce que les variations de températures pendant le stockage sont lentes compte tenu de l'inertie thermique de l'emballage plein. Ces variations lentes de températures entrainent des variations lentes de pression qui donne un différentield P1 faible qui engendre une force F de poussée trop faible pour ouvrir le conteneur.Ainsi pendant le temps de stockage (tl-to) le conteneur restera fermé. A l'ouverture de l'emballage au temps tl, sa pression interne (9) chutera brutalement à zéro, alors que la pression interne (8) du compartiment (C2) chutera lentement par la fuite du micro-trou (3). il s'en suit un différentiel de pression (bu2) important qui crée une force de poussée F importante sur la membrane (6) qui fera céder la fermeture (5) en séparant C1 et C2 et libérant le produit (7) comme le montre l'illustration (fig.4). Les éléments du conteneur peuvent être fabriqués de la façon suivante 1) Les compartiments Cl et C2 sont faits par emboutissage de bandes métalliques acier ou aluminium, nues ou pré-vernies. Ils peuvent également être faits en matière plastique par injection, moulage ou thermo-formage. Il est préférable pour faciliter le recyclage de l'emballage d'utiliser le même matériau (nature et épaisseur) pour le conteneur et l'emballage. Le micro-trou calibré de C2 peut être fait facilement par perçage laser. Le dimensionnement des cannelures de Cl et C2 qui stemboitent pour fermer le conteneur est calculé pour que l'effort d'ouverture soit inférieur à celui que produira la dépressurisation (du2) de l'emballage et supérieur à celui que produira les variations de pression ( P1) pendant le stockage. 2) La membrane (6) est un film mince étanche, déformable, qui peut être un thermoplastique de type copolymère d'éthylène, ou un élastomère naturel ou synthétique, ou une feuille d'aluminium. Elle est solidaire du compartiment (C2) par tous moyens de fixation (collage, sertissage, ...). Dans l'illustration (fiv.1) elle joue le rôle de joint d'étanchéité dans la fermeture (5) du conteneur. Ses caractéristiques mécaniques sont prises en compte pour le dimensionnement des cannelures de l'emboîtement qui définit, comme on l'a vu plus haut, l'effort d'ouverture du conteneur. Exemples de fabrication du conteneur : Exemple n 1 (fig. 1) Il s'agit d'un conteneur applicable dans les boites boissons métalliques en acier, aluminium ou matière plastique. Les compartiments C1 et C2 sont en aluminium embouti d'épaisseur 0,2 m/m. Ils sont identiques et cylindriques avec les dimensions suivantes Diamètre = 33 Hauteur = 25 soit un volume de 2 cl chacun. Le micro-trou (3) dans C2 a un diamètre = 0,2 La membrane (6) est en élastomère synthétique d'épaisseur = 0,1 elle est solidaire de (C2) par collage avec un adhésif adapté. La fermeture du conteneur par emboitement se fait sur des cannelures de 0,3 de profondeur. Avec une pression résiduelle P = 2 bars dans la boite, l'effort de poussée F à l'ouverture de celle-ci sera F = P x d2/4 = 17 daN Cet effort est largement supérieur à celui nécessaire à l'ouverture du conteneur qui est de l'ordre de 2 daN. Exemple n 2 - Le conteneur est illustré par la (fig.5). Il est en polyéthylène haute densité (PEHD) et obtenu par le procédé d'injection. L'épaisseur des parois des compartiments C1 et C2 est de 0,5 r"/,n . il a les mêmes dimensions que le précédent, le même micro-trou (3) et la même membrane (6). Dans cet exemple, la membrane (6) est solidaire des deux compartiments par collage avec un a adhésif adapté (9). L'ouverture du conteneur se fait par le fond de C1, qui est un couvercle (10) avec le même système de fermeture (8) que le précédent, c'est-à-dire par emboitement de cannelures. RE VEND I CATI ORS 1. Dispositif permettant de stocker isolé un produit (7) dans un emballage pressurisé et de le libérer au moment de l'ouverture dudit emballage afin qu'il se mélange avec son contenu, caractérisé par la forme dlun conteneur rigide (fig.l) constitué de 2 compartiments C1 et C2 assemblés mécaniquement par emboitage sur 2 cannelures (5), d'une membrane souple (6) séparant Cl et C2, d'un micro-trou (3) sur C2 pour équilibrer les pressions pendant le stockage. 2. Dispositif, selon la revendication n 1, caractérisé par son ouverture automatique provoqué par une chute brutale de pression de son environnement ; placé à l'intérieur d'une boite pressurisée, il s'ouvrira en même temps que celle-ci (fig.4). 3. Dispositif, selon les revendications 1 et 2, caractérisé par sa non-ouverture aux variations lentes de pressions de son environnement ; placé à l'intérieur d'une boite pressurisée, il ne s'ouvrira pas pendant les traitements de conditionnement et sous les variations de température durant le stockage. 4. Dispositif, selon les revendications 1 à 3, caractérisé par une membrane (6) solidaire de C2 faite de matériaux étanches, déformables comme des films thermoplastiques, des films d'elastomères ou une feuille mince d'aluminium. 5. Dispositif, selon les revendications 1 à 4, caractérisé par une fermeture mécanique (5) dont le dimensionnement des cannelures détermine un effort d'ouverture, conforme au bon fonctionnement défini aux revendications 2 et 3. 6. Dispositif, selon les revendications 1 à 5, caractérisé par la présence d'un micro-trou dans la partie supérieure de C2 dont le dimensionnement garantit le bon fonctionnement défini aux revendications 2 et 3. 7. Dispositif, selon les revendications l à 6, caractérisé par la fabrication de Cl et C2 par emboutissage de bandes métalliques acier ou aluminium, nues ou revêtues de vernis. 8. Dispositif, selon les revendications 1 à 7, caractérisé par la fabrication de Cl et C2 par injection ou thermoformage de matière plastique. 9. Dispositif, selon les revendications 1 à 8, caractérisé par une variante de fabrication illustrée par la (fig.5) ou l'ouverture du conteneur se fait par le fond de C2 selon le même principe de fonctionnement que la (fiv.1).