Brevet FR2817241A1 — publié le 20020531

TUBE ALUMINIUM AVEC EMBOUT SECABLE DOMAINE TECHNIQUE L'invention concerne les tubes souples en aluminium ou alliage d'aluminium destinés à stocker un produit liquide ou pâteux à l'abri de la lumière et à l'abri de toute contamination par l'air ambiant puis à distribuer celui-ci en toute sécurité. ETAT DE LA TECHNIQUE Les tubes souples en aluminium ou alliage d'aluminium (appelés par la suite simplement"tubes en aluminium") sont notamment préférés aux tubes plastiques lorsqu'il s'agit de contenir des produits réactifs qui se dégradent sous une influence prolongée (exposition à la lumière traversant la paroi polymérique, contact avec un composant de l'air ambiant diffusant à travers ladite paroi (oxygène, vapeur d'eau, etc...). Ainsi, les tubes en aluminium sont utilisés fréquemment pour contenir des produits pharmaceutiques, ou des produits instables tels que des composants pour mélanges extemporanés, des colles ou encore des produits cosmétiques, tels que des teintures pour la coloration des cheveux. Dans le domaine de la coloration des cheveux, ces tubes font partie d'ensembles d'emballages, appelés kits de coloration, qui contiennent des produits différents devant être mélangés au dernier moment. Ainsi l'utilisateur est invité à verser, juste avant utilisation, une teinture dans un flacon rempli d'un autre produit (le révélateur). En général, cette teinture est contenue dans un tube en aluminium muni d'un goulot dont l'orifice est bouché par un opercule (pièce plate ronde obturant l'orifice avant première utilisation) et sur lequel un bouchon est vissé. La tendance actuelle est d'augmenter significativement la diffusion de tels kits de coloration : auparavant destinés à un public de professionnels, ils sont maintenant distribués dans le grand public, et leur coût de fabrication doit être aussi faible que possible. Or, le scellage d'un opercule sur l'extrémité du goulot et surtout la fabrication et la pose d'un bouchon sur un goulot operculé sont des opérations onéreuses, ce qui est d'autant plus regrettable que ledit tube est destiné à n'être utilisé qu'une seule fois. On connaît par US 4 358 028 (Chiquiar-Arias) des tubes en matière plastique dont la tête est munie d'un goulot obturé par un opercule en forme de bâtonnet. La forme oblongue de cet opercule permet à l'utilisateur d'enlever facilement ce dernier : en saisissant ledit bâtonnet entre le pouce et l'index et en exerçant un mouvement de pivotement, on déchire la zone de moindre épaisseur située à la base dudit bâtonnet et entourant l'extrémité supérieure du goulot. Un tel tube est, au moins partiellement, facilement mis en forme par injection moulage d'une matière thermoplastique. Toutefois, les propriétés barrière de matières thermoplastiques étant notablement plus faibles que celles de l'aluminium, il n'est pas possible d'employer de tels tubes dans le domaine concerné par la présente invention. De plus, le mouvement de pivotement se traduit par une sollicitation mécanique complexe combinant flexion et torsion s'exerçant sur le bâtonnet, en particulier à la base de celui-ci et la rupture de la matière thermoplastique qui en résulte n'est pas forcément franche. La zone de déchirure, irrégulière, peut être blessante. Ceci a conduit à des développements tels que ceux décrits par exemple dans GB 2 039 267 ou EP 0 575 572, dans lesquels le mouvement de pivotement est guidé sous la forme d'une torsion par rapport à l'axe du bâtonnet. Le bâtonnet a alors la forme d'un prisme anguleux présentant des aspérités et dans lequel vient s'emboîter une clé qui, ménagée par exemple dans le bouchon, entraîne l'opercule en torsion. La zone de rupture présente alors un relief régulier, à tel point que la tête du tube peut être utilisée comme compte-gouttes après désoperculage (EP 0 575 572). Ici encore, la réalisation de telles aspérités sur l'opercule en forme de bâtonnet peut se faire facilement par injection moulage d'une matière thermoplastique mais le tube ainsi obtenu ne présente pas les propriétés barrière recherchées. PROBLEME POSE La demanderesse a donc cherché à mettre au point un nouveau tube, préservant le produit qu'il contient de toute contamination extérieure de façon aussi sûre que les tubes existants mais moins coûteux que ceux-ci. OBJET DE L'INVENTION L'objet selon l'invention est un tube souple comportant une jupe cylindrique et une tête, ladite tête étant constituée d'une épaule-ou collet-et d'une tige, elle-même comportant une base creuse et un embout plein séparé de la base creuse par une zone sécable torique caractérisé en ce que le tube est métallique, typiquement en aluminium ou en alliage d'aluminium et en ce que la section de la zone sécable présente une épaisseur radiale comprise entre 0,08 mm et 0.22 mm et une hauteur axiale sensiblement voisine du double de l'épaisseur, typiquement comprise entre 1 et 3 fois ladite épaisseur. Après rupture et séparation de l'embout, la base de la tige joue le rôle d'un goulot entourant un orifice de distribution. L'embout est donc un opercule en forme de bâtonnet qui obture l'orifice de distribution du produit jusqu'à la première utilisation (celle-ci peut être unique comme dans le cas des tubes pour kits de coloration). Il a une longueur suffisante pour être pris fermement entre le pouce et l'index, ce qui facilite l'application manuelle d'un moment créant une flexion importante sur l'embout, notamment qui se traduit au niveau la zone sécable, où des contraintes élevées peuvent entraîner la rupture de ladite zone sécable. Typiquement, cette longueur correspond à celle d'une phalange et se situe entre 10 et 30 mm. L'embout se présente donc sous la forme d'un bâtonnet cylindrique ou légèrement tronconique, non nécessairement axisymétrique : il peut par exemple comporter des pans plans ou des stries pour faciliter sa préhension. Il est délimité par deux extrémités. La première constitue, avant rupture et séparation de l'embout, une voûte au-dessus du volume intérieur délimité par la base de la tige faisant office de goulot. De préférence, la forme de cette voûte est plane ou bombée, orientée vers ledit volume intérieur mais elle n'est pas creuse. De la sorte, lorsque la zone sécable est rompue et que l'embout est détaché, la forme bombée de cette extrémité permet de protéger les doigtsnotamment ceux qui ont manipulé l'embout pour créer un moment de forcesde toute agression causée par la présence éventuelle d'un petit copeau créé au cours de la rupture. Pour la même raison, l'autre extrémité de l'embout-appelée aussi extrémité sommitale-est également de préférence bombée et elle est reliée à la paroi cylindrique par l'intermédiaire d'une arête arrondie. De façon surprenante, la demanderesse s'est rendue compte que la prise en main de tels embouts est beaucoup moins délicate qu'avec les tubes plastiques : d'office, l'utilisateur est conduit à rompre l'embout par flexion en créant un moment de forces par l'intermédiaire de son pouce et de son index et n'est pas tenté d'effectuer un mouvement de torsion. Avec un tube plastique, la rupture commence assez rapidement (c'est-à-dire sous de faibles efforts) mais la rupture totale, c'est-à-dire le détachement complet de l'opercule est assez longue à obtenir, ce qui incite sans doute à manipuler l'opercule beaucoup plus qu'il ne le faudrait et ceci dans toutes les directions. Il s'ensuit une surface de rupture irrégulière pouvant être blessante. Avec un tube métallique, la rupture nécessite sans doute un effort initial plus élevé mais elle se produit ensuite franchement, ce qui permet de conserver des sollicitations mécaniques"pures"et favorise la formation d'une surface de rupture au relief régulier et contrôlé, qui n'est pas blessante si la géométrie de la zone de rupture a été correctement définie. La zone de rupture présente une épaisseur radiale comprise entre 0,08 mm et 0, 22 mm et une hauteur axiale sensiblement voisine du double de l'épaisseur, typiquement comprise entre 1 et 3 fois ladite épaisseur. En dessous de 0,08 mm, l'épaisseur est difficile à réaliser par les moyens conventionnels de fabrication des tubes métalliques (filage par choc) ; de plus, une trop faible épaisseur favoriserait la rupture intempestive de l'embout avant utilisation, par exemple au cours du transport ou du stockage des tubes avant leur mise en place dans les linéaires du grand commerce. Au-dessus de 0,22 mm, l'effort à fournir pour rompre l'embout devient trop important. Par, contre, entre ces deux valeurs, la rupture est sécurisée car elle est facile et prévisible : l'utilisateur n'est pas pris au dépourvu au moment de la déchirure et le risque d'éclaboussure au moment de la déchirure est pratiquement nul. Toujours pour sécuriser la prise de main et éviter les éclaboussures au moment de la rupture, la paroi extérieure de l'embout plein est par exemple lisse et celle de la base creuse est striée (ou vice-versa) : l'utilisateur est conduit à orienter son effort sur la zone sécable qui se trouve au niveau de la frontière entre les deux parties ainsi matérialisées. On peut également obtenir un effet identique en ornant de stries différentes les deux parties susmentionnées. De façon surprenante, la demanderesse a constaté que le domaine de valeurs recommandé pour l'épaisseur de la zone sécable était indépendant de la géométrie du tube ou de l'orifice, c'est-à-dire qu'il était valable pour tous les tubes dont le diamètre de jupe varie entre 13, 5 mm et 35 mm et dont le diamètre de l'orifice de distribution varie entre 2, 4 et 6, 6 mm. Le tube est métallique, de préférence en alliage d'aluminium, typiquement du 1050, 1070, ou un alliage faiblement allié (de l'ordre de 1% pondéral) au cuivre (série 2000-par exemple le 2500) ou au manganèse (série 3000). Il est mis en forme de préférence par filage par choc d'un pion. La géométrie imposée à la section de la zone sécable peut être obtenue par ce moyen de mise en forme en dessinant les outillages de filage de manière appropriée. Le tube suit ensuite un traitement thermique de recuit et, pour les alliages concernés, un éventuel traitement de durcissement structural. Même fortement adouci par le traitement de recuit, l'alliage confère au tube une aptitude à la rupture et un confort d'utilisation nettement supérieurs à ce qui est classiquement observé sur les tubes plastiques. Dans une modalité préférée de l'invention, la surface extérieure du tube muni de son embout est laquée. Non seulement cette couche de laque améliore l'aspect esthétique du tube, mais aussi elle recouvre les éventuels microcopeaux qui peuvent se former au cours de la rupture de l'embout, ce qui améliore encore la sécurité vis-à-vis des risques de blessure des doigts. MODES DE REALISATION PARTICULIERS DE L'INVENTION Les exemples qui suivent présentent quelques modes de réalisation particuliers de l'invention. Ils sont illustrés par les figures 1, 2 et 3. La figure 1 représente l'extrémité d'une tête à embout sécable selon l'invention. La partie droite du dessin est une coupe diamétrale. La figure 2 représente un agrandissement de la coupe diamétrale de la figure 1, au niveau de la partie annulaire de la tige comprenant l'extrémité de l'embout, la zone sécable et le haut de la base. La figure 3 illustre un outillage permettant de réaliser le tube selon l'invention. Exemple 1 (Figures 1,2 et 3) Ce tube est destiné à contenir à l'abri de toute contamination une teinture pour kit de coloration. Il comporte une jupe cylindrique (non représentée sur la figure 1) de diamètre 30 mm et une tête 1 constituée d'un collet 2 et d'une tige 10, elle-même comportant une base creuse 3 et un embout plein 4 séparé de la base creuse 3 par une zone sécable torique 5. Le tube est en alliage d'aluminium 1050 (désignation selon l'American Aluminum Association). Il est obtenu par filage par choc. Après déchirure et enlèvement de l'embout, il présente un orifice de distribution de 4,8 mm de diamètre. La zone sécable 5, dont la section est représentée en figure 2, a une épaisseur radiale t moyenne égale à 0, 20 mm et une hauteur axiale h sensiblement égale à 0,25 mm. L'embout 4 est essentiellement cylindrique axisymétrique, la partie inférieure étant légèrement conique pour faciliter l'extraction de la tête du tube après le filage par choc. Il a une longueur de 16 mm, suffisante pour être pris fermement entre le pouce et l'index, ce qui facilite l'application manuelle d'un moment de l'ordre du Nm. Dans une variante non représentée, l'embout comporte deux pans plans diamétralement opposés pour faciliter sa préhension. Il est délimité par deux extrémités 6 et 7. La première extrémité (6) constitue, avant rupture et séparation de l'embout, une voûte au-dessus du volume intérieur 8 délimité par la base 3 de la tige 10 faisant office de goulot. Cette voûte est ici bombée, orientée vers le volume intérieur 8. L'extrémité sommitale 7 de l'embout 4 est également bombée et elle est reliée à la paroi cylindrique par l'intermédiaire d'une arête arrondie. Ce tube a été réalisé par filage par choc d'un pion à l'aide d'un outillage semblable à celui schématisé en figure 3. Le métal du pion est soumis au cours du filage à deux types d'extrusion : la partie centrale subit une extrusion avant pour réaliser l'embout et la partie périphérique une extrusion arrière pour réaliser la jupe du tube. En raison de la forte quantité de métal nécessaire pour alimenter l'embout, le pion est troué au préalable pour faciliter l'écoulement centripète de l'extrusion avant. Le tube a suivi ensuite un traitement thermique de recuit avec un palier à 500OC pendant 10 minutes. Pour faciliter la rupture, le collet 2 doit avoir une épaisseur suffisante ; elle est en l'occurrence ici voisine de 0,75 mm. De plus, la paroi extérieure de l'embout plein 4 est lisse et celle de la base creuse 3 est striée : pour rompre l'embout, l'utilisateur est conduit à orienter son effort sur la zone sécable qui se trouve au niveau de la frontière ainsi matérialisée entre les deux parties 3 et 4. La surface extérieure du tube ainsi réalisé est ensuite laquée. Non seulement cette couche de laque améliore l'aspect esthétique du tube, mais aussi elle recouvre les éventuels micro-copeaux qui peuvent se former au cours de la rupture de l'embout, ce qui améliore encore la sécurité vis-à-vis des risques de blessure des doigts. Exemple 2 Le tube de cet exemple est un tube de distribution monodose bon marché. Il a un diamètre plus petit (13,5 mm) que celui de l'exemple précédent. L'embout est tronconique, son diamètre variant de 1 mm au niveau de l'extrémité sommitale à 2 mm au niveau de la zone sécable. La zone sécable a une épaisseur moyenne de 0, 10 mm et une hauteur voisine de 0,25 mm. Il a été obtenu par filage par choc d'un pion en 1050. Seule, la surface extérieure de sa jupe est laquée. AVANTAGES - rupture sécurisée : facile et prévisible - l'utilisateur n'est pas pris au dépourvu au moment de la déchirure : - risque d'éclaboussures diminué - aspect esthétique amélioré NOMENCLATURE 1 tête de tube 2 collet 3 base (creuse) de la tige 10 4 embout (plein) 5 zone sécable 6 première extrémité de l'embout 4 7 deuxième extrémité ou extrémité sommitale de l'embout 4 8 volume intérieur du tube délimité par la base 3 de la tige 10 10 tige h hauteur de la zone sécable 5 t épaisseur de la zone sécable 5 REVENDICATIONS 1) Tube souple comportant une jupe cylindrique et une tête (1), ladite tête étant constituée d'un collet (2) et d'une tige (10), elle-même comportant une base creuse (3) et un embout plein (4) séparé de ladite base creuse par une zone sécable torique (5) caractérisé en ce que le tube est métallique, typiquement en aluminium ou en alliage d'aluminium et en ce que la section de ladite zone sécable torique présente une épaisseur radiale (t) comprise entre 0, 08 mm et 0, 22 mm et une hauteur axiale (h) sensiblement voisine du double de l'épaisseur, typiquement comprise entre 1 et 3 fois ladite épaisseur. 2) Tube selon la revendication 1 dans lequel le dit embout plein (4) a une longueur suffisante pour être pris fermement entre le pouce et l'index, typiquement comprise entre 10 et 30 mm. 3) Tube selon la revendication 1 ou 2 dans lequel ledit embout plein (4) présente des pans plans pour faciliter sa préhension. 4) Tube selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 dans lequel ledit embout plein (4) présente une extrémité (6) faisant office, avant rupture et séparation, de voûte bombée orientée vers le volume intérieur (8) délimité par la base (3) de la tige (10). 5) Tube selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 dans lequel ledit embout plein (4) présente une extrémité (6) faisant office, avant rupture et séparation, de voûte plane au-dessus du volume intérieur (8) délimité par la base (3) de la tige (10). 6) Tube selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 dans lequel ledit embout plein (4) présente une extrémité sommitale (7) bombée. 7) Tube selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 dans lequel la surface extérieure de l'embout plein (4) et celle de la base creuse (3) sont l'une striée et l'autre lisse. 8) Tube selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 présentant une surface extérieure entièrement laquée.