Brevet FR2841159A1 — publié le 20031226

. 28411 59 DISPOSITIF POUR LE CONDITIONNEMENT ET LA PULVERISATION D'UN PRODUIT La presente invention concerne un dispositif pour le conditionnement et la pulverisation d'un produit sous forme de spray, et plus particulierement un dispositif de type aerosol dans lequel le gaz permettant de propulser le produit est maintenu separe du produit a distribuer, notamment via une poche a parois couples, ou un piston mobile. L'invention vise plus particulierement un tel dispositif pour le conditionnement et la pulverisation de produits cosmetiques, notamment des produits capillaires, des produits d'hygiene corporelle, de maquillage, de vein ou solaire, etc... Les dispositifs de type aerosol vent des dispositifs propres a contenir et a distribuer sous pression des matieres liquides ou pateuses. Ils comportent un recipient externe rigide, de preference en metal ou en matiere plastique. Ils comportent egalement une valve de distribution montee generalement sur une coupelle. 11 existe des dispositifs du type aerosol dans lesquels le produit et le gaz propulseur vent conditionnes dans un meme recipient, le produit etant amene jusqu'a la valve par un tube plongeur. Toutefois, lorsque l'on retourne un tel dispositif tete en teas, on distribue non pas le produit mais le gaz propulseur. Pour pouvoir distribuer le produit dans n'importe queue position, on utilise des dispositifs du type aerosol qui ne comprennent pas de tube plongeur, dans lesquels le produit a distribuer et ie gaz propulseur vent conditionnes de fa,con separee. Pour ce faire, le produit peut etre conditionne dans une poche a parois couples, en communication avec la valve de distribution, laquelle est surmontee en general d'un bouton-poussoir prevu pour actionner ladite valve. Le propulseur est conditionne dans un volume forme entre la surface exterieure de la poche et la paroi interieure du recipient externe. Alternativement, le produit est maintenu separe du gaz propulseur au moyen d'un piston apte a coulisser en appui etanche contre la surface interieure du recipient externe de 28411 59 sorte que le recipient est separe en deux compartiments, un premier compartiment, en communication avec la valve de distribution, contenant le produit et un second compartiment contenant le gaz propulseur. Le brevet EP0494004 decrit par exemple un dispositif pour distribuer un produit sous pression, dans lequel le produit est contenu dans une poche a parois souples et le propulseur est conditionne dans un volume forme entre la surface exterieure de la poche et la paroi interieure du recipient externe dans lequel se trouve la poche. Dans ce dispositif, la poche est realisee en materiau permeable au propulseur afin que celui-ci puisse passer du volume forme entre la poche et le recipient vers l'interieur de la poche. Cela permet notamment de maintenir un equilibre de pression entre l'interieur et l'exterieur de la poche. Un des inconvenients de cette configuration est qu'en ajoutant progressivement du propulseur dans la poche, on fait varier la formulation initiale du produit a 1 5 distribuer. Pour distribuer du produit avec de tels dispositifs, on provoque ltouverture de la valve de distribution, soit par enforcement soit par basculement, via une tete de distribution sous forme d'un bouton poussoir. La pression exercee par I'agent propulseur sur la poche ou le piston agit et chasse le produit par la valve de distribution hors de la poche ou du premier compartiment. Le produit peut ensuite etre distribue sous forme de pate, de liquide, de spray ou de mousse. Pour distribuer un produit sous forme de mousse, on utilise un diffuseur a canal de sortie simple, c'est-a-dire sans louse, c'est le cas notamment du dispositif decrit dans le brevet US 3,235,137. Pour distribuer le produit sous forme de spray, on utilise un diffuseur muni d'une buse comportant un orifice et munie ou non de canaux tourbillonnaires, qui permet l 'ecl atement d u prod u it en pa rti cul es et l eu r mise en suspension dans u n gaz. Un probleme particulier que l'on rencontre avec les dispositifs de type aerosol pour distribuer un produit sous forme de spray, est le souffle que celui-ci 28411 59 genere lors de la pulverisation, a savoir la force qu'il exerce sur une surface d'impact a une distance donnee. II est en effet important que le spray soit relativement doux, a savoir que le souffle soit suffisamment falble pour ne pas irriter la peau sur laquelle l'utilisateur applique ie produit, ou tout au moins pour ne pas creer une sensation desagreable lors de la pulverisation. Par ailleurs, pour certaines utilisations, il est parfois necessaire de ne pas distribuer une quantite trop importante a chaque fois que l'on actionne le bouton poussoir afin de ne pas deposer une trop grande quantite de produit dans une meme zone. II est alors necessaire de reduire le debit du dispositif, c'est-a-dire la quantite de produit restituee par unite de temps. Pour reduire le debit, il est possible d'utiliser des buses a orifice plus reduit. Toutefois, on est limite par le diametre minimum des orifices des buses existantes. Pour reduire le debit, on peut egalement reduire la pression a l'interieur du recipient en utilisant un propulseur a plus falble tension de vapeur. Cependant, le produit arrive alors dans la buse avec une energie relativement falble de sorte qu'il s'eclate sous forme de particules de taiile relativement grosse. Aussi, est-ce un des objets de ['invention que de realiser un dispositif de conditionnement et de pulverisation du type defini precedemment qui ne presente pas les inconvenients explicites auparavant. C'est en particulier un objet de ['invention que de realiser un dispositif qui peut etre utilise dans toutes les positions, en particulier tete en teas. C'est encore un autre objet de ['invention que de realiser un dispositif qui permet de generer un spray doux. C'est egalement un autre objet de ['invention que de realiser un dispositif a debit reduit tout en obtenant un spray fin a savoir forme par des particules de faible granulometrie reparties spatialement de fa,con homogene. 28411 59 Selon ['invention, ces objets vent atteints en realisant un dispositif pour le conditionnement et la pulverisation d'un produit sous pression, le dispositif comprenant un recipient equipe d'une valve de distribution et un diffuseur apte a distribuer le produit sous forme pulverisee, le recipient comprenant une paroi delimitant a l'interieur de celui-ci deux compartiments de volume variable, un premier compartiment en communication avec la valve et contenant le produit a pulveriser et un premier propulseur, ou un solvent a forte tension de vapeur, apte a se melanger de fa,con homogene avec le produit, un second compartiment contenant un second propulseur, la paroi etant impermeable au produit et aux propulseurs. Par solvent a forte tension de vapeur, on entend un solvent dont la tension de vapeur est superieure ou egale a 0,1 bar mesuree a 20 C. On utilise par exemple de l'isopentane dont la tension de vapeur est egale a 0,68 bar a 20 C. Ainsi, en melangeant un propulseur ou un solvent avec le produit, on augmente l'energie du melange qui arrive dans le diffuseur, muni notamment d'une buse avec ou sans canaux tourbillonnaires, de sorte que le produit se fractionne en particules plus petites. En outre, la presence de propulseur ou du solvent a forte tension de vapeur dans le produit permet d'ameliorer l'eclatement du produit en particules des que le melange arrive a pression atmospherique. On obtient ainsi un spray forme de particules en suspension ayant une granulometrie relativement faible qui se repartissent spatialement de fa,con homogene. Le spray obtenu etant forme de particules de taille reduite reparties spatialement de fac,on plus homogene, on reduit le souffle du spray, a savoir la force qu'il exerce sur la surface d'impact. De plus, la presence de propulseur ou du solvent dans le produit permet de reduire le debit du dispositif de pulverisation puisque la quantite de produit distribue pour un meme diffuseur est reduite. En outre, lorsque l'on ajoute un propulseur moins dense que le produit, on diminue la densite du melange ce qui permet egalement de reduire ie debit du dispositif. Enfin, en utilisant une paroi impermeable aux propulseurs 28411 59 et au produit, le produit pulverise conserve la meme formulation au fur et a mesure des utilisations. Avantageusement, la pression a l'interieur du second compartiment est superieure ou egale a la tension de vapeur du melange contenu dans le premier compartiment. Ainsi, des le debut d'utilisation, le second propulseur exerce une pression sur la paroi de maniere a reduire le volume du premier compartiment afin d'aider a chasser le produit hors du premier compartiment pour le distribuer. Le melange de produit et du premier propulseur forme dans le premier compartiment contient, en poids, entre 5 et 50 % de propulseur ou de solvent a forte tension de vapeur, et de preference entre 5 et 30 %. Le premier propulseur est choisi par exemple parmi les hydrocarbures ou le dimethyl ether, seuis ou melanges. Le second propulseur est par exemple un gaz comprime ou liquefie, par exemple un melange de propane, de butane et d'isobutane. Selon un premier mode de realisation du dispositif, la paroi est une poche a parois couples. La poche peut etre real isee en un complexe metal lo-plastique, notamment un complexe alumino-plastique comprenant une couche d'aluminium et au moins une couche d'un materiau thermoplastique, notamment un polyamide, un polyethylene, un polyethylene terephtalate ou un polypropylene. Selon un second mode de realisation, la paroi separant les premier et second compartiments est un piston mobile. 28411 59 Le dispositif selon ['invention est particulierement utile pour la pulverisation d'un produit cosmetique ou de vein, notamment d'une huile ou d'un fait solaire, ou d'une huile ou d'un fait autobronzant. L'invention consiste, mis a part les dispositions exposees ci-dessus, en un certain nombre d'autres dispositions qui seront explicitees ci-apres, a propos d'exemples de realisation non limitatifs, decrits en reference aux figures annexees, parmi lesquelles: - la figure 1 illustre un premier mode de realisation du dispositif selon I'invention, et - la figure 2 illustre un second mode de realisation du dispositif selon ['invention. Si on se refere a la figure 1, on peut voir un premier exemple de realisation d'un dispositif de ['invention. Le dispositif 10 comprend un recipient exterieur , sous forme d'un bidon qui est par exemple realise en aluminium. Le recipient 20 est forme d'un corps cylindrique 21 d'axe X, dont le fond 22 est muni d'une valve de remplissage 80. La valve de remplissage est par exemple constituee d'un bouchon en elastomere qui, pour permettre ['introduction d'un gaz, peut etre traverse par une aiguille. A ['oppose du fond 22, le corps se termine par un bord roule 23 delimitant une ouverture. Une valve de distribution 30 est sertie sur une coupelle 40, elle-meme sertie sur le bord roule 23 du recipient. La valve de distribution 30 comprend un orifice d'entree qui est en communication avec l'interieur du recipient. Un diffuseur 50 est monte sur la valve de distribution 30. Le diffuseur 50 constitue egalement un bouton-poussoir servant a actionner ladite valve 30. Le diffuseur 50 est muni d'un canal 51 qui peut etre mis en communication avec l'interieur du recipient, via la valve de distribution, lorsque celle-ci est ouverte. Le canal 51 se termine par une buse de pulverisation 52 permettant de distribuer le produit sous forme de spray, a savoir sous forme de pulverisation de fines particuies de produit en suspension dans un gaz. Selon un exemple 28411 59 particulier, le diffuseur est muni d'une buse a canaux tourbillonnaires comprenant trots canaux et un orifice de pulverisation de diametre egal a 0,3 mm. A l'interieur du recipient 20 est fixee une poche a parois souples 60, formee d'un complexe thermoplastique/metal, et dont le volume interieur delimite un premier compartiment 61 qui communique avec ['orifice d'entree de la valve. La poche est par exemple soudee sur la valve. La poche 60 contient le produit P a distribuer ainsi qu'un propulseur G' melange de fa,con homogene avec le produit P. Un volume 62 est forme entre la surface exterieure de la poche a parois souples 60, et la surface interne du corps du recipient exterieur 20. A l'interieur de ce volume 62, est dispose un second propuiseur G2, destine a exercer une pression sur les parois externes de la poche 6O, de maniere a en pressuriser le produit P. La pression a l'exterieur de la poche 60 est superieure ou egale a la tension de vapeur du melange du produit P et du premier gaz propulseur G. contenu a l'interieur de la poche. Le second propulseur G2 peut 8tre comprime ou liquefie. Pour monter le dispositif 10 selon le mode de realisation qui vient d'8tre decrit, on realise tout d'abord le corps du recipient 20. On monte ensuite la valve 3O, solidaire de la poche souple 60, sur l'extremite ouverte du recipient 20. On introduit le produit P melange au propulseur G' dans la poche, via la valve de distribution 30. Le second gaz propulseur G2 est ensuite introduit dans le volume 62, c'est-a-dire a ltexterieur de la poche, par exemple au moyen d'une aiguille qui traverse le bouchon en elastomere 80. Alternativement, on s'affranchit de la valve de remplissage 80 et on introduit le second propulseur G2 autour de la valve de distribution 30, en particulier entre la coupelle 40 sur laquelle la valve est montee et un joint prevu autour du corps de valve. Le gaz se repartit tout autour de la poche souple 60 et exerce une pression uniforme sur ses parois. On positionne enfin le diffuseur 50 sur la valve. 28411 59 Lorsque l'utilisateur appuie sur le. bouton-poussoir, la valve de distribution 30 est actionnee et s'ouvre de maniere a laisser sortir le produit P melange au propulseur G. sous la poussee du propulseur G2 qui pressurise la poche 60. Le produit P sort alors sous pression sous forme d'un spray. A la figure 2 on a represente un deuxi eme mode de real isati on du dispositif de pulverisation 110 selon ['invention. Le dispositif 110 comprend un bidon 120, par exemple realise en fer blanc, comportant un corps cylindrique 121 d'axe X dont une extremite est fermee par un fond 122 muni d'une valve de remplissage 180, qui est par exemple identique a la valve decrite dans le premier mode de realisation. A ['oppose du fond 122, la section transversale du corps diminue pour se terminer par un bord roule 123 delimitant une ouverture. Une valve de distribution 130 est sertie sur une coupelle 140, elle-meme sertie sur le bord roule 123 du recipient. La valve de distribution 130 comprend un orifice d'entree qui est en communication avec l'interieur du recipient. Ce second mode de realisation se distingue particulierement du premier dans ses moyens qui permettent d'isoler le premier compartiment 161 contenant le produit P a distribuer sous pression et le premier propulseur du second compartiment 162 contenant le second propulseur G2. En effet, a l'interieur du corps du recipient 120, est monte un piston 160, mobile axialement, en appui etanche contre les parois interieures du recipient 120. On utilise par exemple un piston 160 obtenu selon le procede de realisation decrit dans le brevet FR 2 791 328, a savoir qui est forme de moulage directement dans le recipient. Pour monter le dispositif 100 on realise tout d'abord le corps du recipient 20. On forme ensuite le piston 160 en faisant s'ecouler dans le fond du recipient un materieu liquide apte a se solidifier et a former une structure elastiquement deformable en contact etanche avec la surface interne de la paroi laterale 121 du recipient. Le materiau liquide est coule sur une cupule 163 en materiau thermoplastique rigide, introduite prealablement dans le fond du recipient et prevue pour empecher le materiau coule de s'ecouler dans la valve de 28411 59 remplissage 180. On monte ensuite la valve 130 sur l'extremite ouverte du recipient 120 et on introduit le produit P et le propulseur G', via la valve de distribution 130, au-dessus du piston 160. On introduit ensuite le second propulseur G2 sous le piston, via la valve de remplissage 180, ce qui fait remonter le piston 160 dans le recipient. Le piston 160 obtenu separe de maniere etanche le premier compartiment 161 forme dans la partie superieure du recipient, et en communication avec la valve 130, du second compartiment 162 forme dans la partie inferieure du recipient. De la meme maniere que pour le mode de realisation precedent, le second propulseur G2 permet de pressuriser le produit P contenu dans le volume superieur 161, via le piston 160. EXEMPLE A Selon un exemple de realisation particulier, on utilise le dispositif decrit en conformite avec la figure 1 pour pulveriser une huile autobronzante. Le produit P a distribuer contenu dans la poche 61 est une composition comprenant un alcool denature, un butyl glycol, un PPG 15 stearate ether, un alkyl en (C12 ) lactate propylene glycol, un dipropylene glycol, une dihydroxyacetone, du diisopropyle, un cebacate, un di-alkyl en (C12-13) tartrate, un dimethyl ether, un tocoferol, de l'eau et du parfum. Le propulseur G2 contenu a l'exterieur de la poche est un melange de propane, isobutane et de butane et le propulseur G melange au produit est un butane 1,2. La pression mesuree a l'interieur et a l'exterieur de la poche 61 est de l'ordre de 4 bars. On utilise comme temoin un dispositif dans lequel la poche 61 contient uniquement le produit P. Selon un premier exemple de ['invention (Exemple 1), le melange contenu dans la poche est constitue de 95%, en poids, de produit P et de 5% de butane 1,2. Selon un deuxieme exemple (Exemple 2), le melange est constitue de 90%, en poids, de produit P et de 10% de butane 1,2. Enfin, selon un troisieme exemple 28411 59 (Exemple 3), le melange est constitue de 85%, en poids, de produit P et de % de butane 1,2. Pour chaque exemple de realisation, on mesure le debit avec lequel le produit est pulverise, a savoir la quantite de produit P distribuee par unite de temps. On mesure egalement le souffle du spray, a savoir la force qu'il exerce sur une surface d'impact distante de 15 cm de ltorifice de pulverisation. Les resultats obtenus vent les suivants: Debit en produit P (g/s) Souffle (N) TEMOIN A 0,65 0,012 Exemple 1 0,50 0,006 Exemple 2 0,48 0,007 Exemple 3 0,48 0,006 Les resultats montrent qu'en ajoutant un propulseur melange au produit a pulveriser, on reduit le debit de produit ainsi que le souffle du spray de sorte que l'on obtient un spray plus doux. EXEMPLE B Selon un deuxieme exemple de realisation particulier, on utilise le dispositif decrit en conformite avec la figure 1 dans les memes conditions que celles decrites dans le premier exemple, mais cette fois pour pulveriser un alcool ethylique. Selon un premier exemple (Exemple 1), le melange contenu dans la poche est constitue de 95%, en poids, d'alcool ethylique et de 5% de butane 1,2. Selon un deuxieme exemple (Exemple 2), le melange est constitue de 90%, en poids d'alcool ethylique et de 10% de butane 1,2. Selon un troisieme exemple (Exemple 3), le melange est constitue de 80%, en poids, d'alcool ethylique et 28411 59 de 20% de butane 1,2. Selon un quatrieme exemple (Exemple 4), le melange est constitue de 70%, en poids d'alcool ethylique et de 30% de butane 1,2. On realise les memes mesures que dans le premier exemple et on mesure en plus la granulometrie des particules formant le spray, a savoir leur diametre moyen. Les resultats obtenus vent les suivants: Debit en produit P (g/s) Souffle (N) Granulometrie (,um) TEMOIN B 2,20 0,049 120 Exemple 1 1,99 0,047 110 Exemple 2 2,07 0,046 112 Exemple 3 1,76 0, 041 106 Exemple 4 1,40 0,043 102 Dans cet exemple, on volt qu'en ajoutant un propulseur melange au produit a pulveriser, on reduit le debit de produit ainsi que la taille des particules formant le spray ce qui permet d'obtenir un spray plus fin et homogene. En outre, on diminue le souffle du spray. EXEMPLE C Selon un troisieme exemple de realisation particulier, on utilise le dispositif decrit en conformite avec la figure 1 dans les memes conditions que celles decrites dans ie premier exemple, mais cette fois pour pulveriser une - isoparaffine en C1 1-13. Selon un premier exemple (Exemple 1), le melange contenu dans la poche est constitue de 95%, en poids, d'isoparaffine et de 5% de butane 1,2. Selon un deuxieme exemple (Exemple 2), le melange est constitue de 90%, en poids d'isoparafffine et de 10% de butane 1,2. Selon un troisieme exemple (Exemple -25 3), le melange est constitue de 80%, en poids, d'isoparaffine et de 20% de butane 1,2. Selon un quatrieme exemple (Exemple 4), le melange est constitue 28411 59 de 70%, en poids d'isoparaffine et de 30% de butane 1,2. Selon un cinquieme exemple (Exemple 5), le melange est constitue de 60%, en poids d'isoparaffine et de 40% de butane 1,2. Enfin, selon un sixieme exemple (Exemple 6), le melange est constitue de 50%, en poids d'isoparaffine et de 50% de butane 1,2. On realise les memes mesures que dans le deuxieme exemple. Les resultats obtenus vent les suivants: Deb it en prod u it P (g/s) Souffle (N) G ranulometrie (,um) TEMOIN C 2,20 0,048 116 Exemple 1 2,09 0,047 117 Exemple 2 1,98 0,050 1 12 Exemple 3 1,68 0, 050 103 Exemple 4 1,47 0,048 99 Exemple 5 1,20 0,050 91 Exemple 6 0,90 0, 048 90 La encore, cet exemple montre qu'en ajoutant un propulseur melange au produit a pulveriser, on reduit le debit de produit ainsi que la taille des particules formant le spray ce qui permet d'obtenir un spray plus fin et homogene. En outre, le souffle du spray est sensiblement maintenu voir legerement diminue. Dans la description detaillee qui precede, il a ete fait reference a des modes de realisation preferes de ['invention. II est evident que des variantes peuvent y etre apportees sans stecarter de ['esprit de ['invention telle que revendiquee ci- apres. 28411 59 REVENDICATIONS 1. - Dispositif (10; 110) pour le conditionnement et la pulverisation d'un produit (P) sous pression, le dispositif comprenant un recipient (20; 120) equipe d'une valve de distribution (30; 130) et un diffuseur (50; 150) apte a distribuer le produit sous forme pulverisee, le recipient (20; 120) comprenant une paroi (60; 160) delimitant a l'interieur de celui-ci deux compartiments (61, 62; 161,162) de volume variable, un premier compartiment (61; 161) en communication avec la valve (30; 130) et contenant le produit (P) a pulveriser et un premier propulseur (G') ou un solvent a forte tension de vapeur, apte a se melanger de fac,on homogene avec le produit, un second compartiment (62; 162) contenant un second propulseur (G2), la paroi (60; 160) etant impermeable au produit (P) et aux propulseurs (G.; G2). 2. - Dispositif selon la revendication 1, caracterise en ce que la pression a l'interieur du second compartiment (62; 162) est superieure ou egale a la tension de vapeur du melange contenu dans le premier compartiment (61; 161). 3. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications precedentes, caracterise en ce que le melange de produit (P) et du premier propulseur (G.) forme dans le premier compartiment contient, en poids, entre 5 et 50 % de propulseur ou de solvent a forte tension de vapeur, et de preference entre 5 et 30 %. 4. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications precedentes, caracterise en ce que le premier propulseur (G') est choisi parmi les hydrocarbures ou le dimethyl ether, seuls ou melanges. 28411 59 5. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications precedentes, caracterise en ce que le second propulseur (G2) est un gaz comprime ou liquefie. 6. - Dispositif selon la revendication 5, caracterise en ce que le second propulseur (G2) est un melange de propane, de butane et d'isobutane. 7. - Dispositif selon i'une quelconque des revendications precedentes, caracterise en ce que la paroi (60) est une poche a parois couples. 8. - Dispositif selon la revendication 7, caracterise en ce que la poche (60) est realisee en un complexe metallo-plastique, notamment un complexe alumino- plastique comprenant une couche d'aluminium et au moins une couche d'un materiau thermoplastique, notamment un polyamide, un polyethylene, un polyethylene terephtalate ou un polypropylene. 9. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 a 6, caracterise en ce que la paroi (160) separant les premier et second compartiments est un piston mobile. 10. - Utilisation d'un dispositif selon l'une quelconque des revendications precedentes pour la pulverisation d'un produit cosmetique ou de vein, notamment d'une huile ou d'un fait solaire, ou d'une huile ou d'un fait