Brevet FR2984857A1 — publié le 20130628

L'invention concerne un bouton poussoir pour un système de distribution d'un produit sous pression, ainsi qu'un tel système de distribution. Dans une application particulière, le système de distribution est destiné à équiper des flacons utilisés en parfumerie, en cosmétique ou pour des traitements pharmaceutiques. En effet, ce type de flacon contient un produit liquide qui est restitué par un système de distribution comprenant un dispositif de prélèvement sous pression dudit produit, ledit système étant actionné par un bouton poussoir pour permettre la pulvérisation du produit. En particulier, le dispositif de prélèvement comprend une pompe ou une valve à actionnement manuel par l'intermédiaire du bouton poussoir. De tels boutons poussoirs sont classiquement réalisés en deux parties : un corps d'actionnement et une buse de pulvérisation du produit qui sont associés entre eux pour former un ensemble tourbillonnaire comprenant une chambre tourbillonnaire pourvue d'un orifice de distribution ainsi que d'au moins un canal d'alimentation de ladite chambre. En particulier, les canaux d'alimentation peuvent déboucher tangentiellement dans la chambre tourbillonnaire qui est cylindrique de révolution pour faire tourner très rapidement le produit, l'orifice de distribution présentant un diamètre réduit par rapport à celui de ladite chambre afin que le produit en rotation s'échappe par ledit orifice à grande vitesse et sous forte pression. Le flot de produit en rotation passe alors par une phase transitoire d'écoulement instable, dite « pré-spray », puis se fractionne en gouttelettes et forme l'aérosol, également dénommé « spray ». Toutefois, ce fractionnement se faisant de façon non maîtrisée, l'aérosol se trouve constitué de gouttelettes de tailles très variées. Par exemple, pour une pompe ou une valve alimentant un bouton poussoir avec un flot d'alcool sous une pression de 5 bars, et un orifice de sortie de 0,3 mm, l'aérosol se trouve couramment constitué de gouttelettes de diamètre compris entre 5 pm et 300 pm. Or, les grosses gouttelettes sont plus lourdes que les plus petites et suivent une trajectoire de distribution différente, pouvant provoquer des taches indélébiles dans le cas des parfums. Aussi, les petites gouttelettes sont les plus légères et peuvent être inhalées, ce qui peut être l'objectif recherché dans le cas de médicaments, mais peut être un effet indésirable dans le cas de produits toxiques. En outre, dans le cas des médicaments qui doivent être dispensés selon une posologie précise, le lieu d'application, par exemple à l'intérieur du système respiratoire, dépend de la taille des gouttelettes, et la grande disparité de tailles fausse le traitement. Par ailleurs, la taille des gouttelettes issues d'une chambre tourbillonnaire dépend en partie de la force et de la vitesse avec laquelle l'utilisateur actionne la pompe en appuyant sur le bouton poussoir avec son doigt, car la pression induite en dépend. En outre, notamment à cause des effets de la force centrifuge en sortie de la chambre tourbillonnaire, l'aérosol a tendance à être creux, ce qui est systématiquement le cas lorsque le produit est peu visqueux, notamment de viscosité inférieure à environ 10 fois celle de l'eau, et que l'angle de spray voulu est supérieur à 45°. L'enveloppe de l'aérosol, de forme sensiblement conique au moins dans sa première moitié, est constituée de la majorité des gouttelettes alors qu'il y en a peu à l'intérieur du cône. Ceci peut être constaté en projetant l'aérosol sur une feuille de papier buvard : la trace mouillée est annulaire alors qu'elle devrait couvrir un disque. En particulier, cette répartition des gouttelettes peut être dommageable pour les applications dermiques. Enfin, l'utilisateur ne peut pas fractionner la dose, c'est-à-dire ne restituer qu'une partie de la dose nominale prévue par la pompe, en limitant sa course d'appui sur le bouton poussoir. En effet, l'aérosol est réalisé de façon trop brève, notamment de l'ordre de 0,2 seconde pour 130 i.tm, pour pouvoir être interrompu par l'utilisateur. Pour résoudre les problèmes mentionnés ci-dessus, le document FR-2 903 328 propose d'utiliser une buse non tourbillonnaire qui est munie d'une micro-grille pour assurer la calibration et la répartition spatiale des gouttelettes. Toutefois, cette réalisation nécessite des sections de passage à travers la micro-grille qui sont extrêmement petites, notamment de l'ordre de 6 pm de diamètre, ce qui impose une filtration fine du liquide afin d'éviter les problèmes de colmatage. En outre, la difficulté de réalisation et d'assemblage dans le corps de ces micro-grilles demeure élevée. On connaît par ailleurs, notamment du document FR-2 915 470, un bouton poussoir comprenant une chambre de distribution qui est pourvue de canaux de distribution convergeant chacun vers un orifice de sortie, lesdits canaux convergents étant agencés pour permettre l'impaction des jets de produit distribués par lesdits orifices. Ainsi, lors de l'impaction des jets distribués à grande vitesse, il se forme un aérosol sans avoir recours à une chambre tourbillonnaire. Cette réalisation permet notamment une meilleure maîtrise de la taille moyenne des gouttelettes et une faible dispersion de leur taille. En outre, la qualité de l'aérosol est sensiblement indépendante de la force ou de la vitesse d'appui sur le bouton poussoir. Toutefois, pour réaliser un tel aérosol en contrôlant de façon satisfaisante la calibration et la répartition spatiale des gouttelettes, il est nécessaire de former des jets identiques, très fins et dont la convergence est parfaite, ce qui est très difficilement réalisable industriellement à l'interface entre le corps d'actionnement et la buse montée dans ledit corps. Il en résulte que les jets peuvent se croiser sans s'impacter ou en ne s'impactant que partiellement, ce qui dégrade la calibration et la répartition spatiale des gouttelettes formées, notamment en projetant des jets parasites de produit. En outre, lorsque la pression chute en fin de dose, l'énergie d'impaction n'est plus suffisante pour former l'aérosol et il en résulte donc la production d'un jet continu de produit. L'invention vise à résoudre les problèmes de l'art antérieur en proposant notamment un bouton poussoir permettant la distribution d'un aérosol formé de gouttelettes présentant une calibration et une répartition spatiale améliorées, et ce de façon particulièrement fiable relativement aux contraintes de fabrication industrielle en grande série. A cet effet, et selon un premier aspect, l'invention propose un bouton poussoir pour un système de distribution d'un produit sous pression, ledit bouton poussoir comprenant un corps présentant un puits de montage sur un tube d'amenée du produit sous pression et un logement en communication avec ledit puits, ledit logement étant pourvu d'une enclume autour de laquelle une buse de pulvérisation est montée de sorte à former un chemin de distribution du produit entre ledit logement et un ensemble tourbillonnaire comprenant au moins deux chambres tourbillonnaires, chacune desdites chambres tourbillonnaires comprenant au moins un canal d'alimentation pour assurer la mise en rotation du produit dans ladite chambre et un canal de distribution d'un flot de produit mis en rotation, lesdits canaux de distribution convergeant chacun depuis un orifice d'entrée vers un orifice de sortie suivant un angle qui est agencé pour permettre l'impaction des flots de produit distribués par lesdits canaux. Selon un deuxième aspect, l'invention propose un système de distribution d'un produit sous pression, comprenant un dispositif de prélèvement équipé d'un tube d'amenée du produit sous pression sur lequel le puits d'un tel bouton poussoir est monté pour permettre la pulvérisation du produit. D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui suit, faite en référence aux figures annexées, dans lesquelles : - la figure 1 est une vue partielle en coupe longitudinale d'un flacon équipé d'un système de distribution selon un mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est une vue partielle en coupe longitudinale du bouton poussoir de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue partielle en coupe transversale de la figure 2 ; - les figures 4 sont des vues de la buse de pulvérisation du bouton poussoir selon la figure 2, respectivement en perspective écorchée (figure 4a), en vue arrière (figure 4b) et en coupe longitudinale (figure 4c). En relation avec les figures, on décrit ci-dessous un bouton poussoir pour un système de distribution d'un produit notamment liquide sous pression, ledit produit pouvant être de toute nature, notamment utilisé en parfumerie, en cosmétique ou pour des traitements pharmaceutiques. Le bouton poussoir comprend un corps 1 présentant une jupe annulaire 2 qui entoure un puits 3 de montage du bouton poussoir sur un tube d'amenée 4 du produit sous pression. Par ailleurs, le bouton poussoir comprend une zone supérieure 5 permettant à l'utilisateur d'exercer un appui digital sur ledit bouton poussoir afin de pouvoir le déplacer axialement. Dans le mode de réalisation représenté, le bouton poussoir est équipé d'un enjoliveur 6 d'aspect qui entoure le corps 1 et sur lequel est formée la zone supérieure 5 d'appui. En relation avec la figure 1, le système de distribution comprend un dispositif de prélèvement 7 équipé d'un tube d'amenée 4 du produit sous pression qui est inséré de façon étanche dans le puits 3. De façon connue, le système de distribution comprend par ailleurs des moyens de montage 8 sur un flacon 9 contenant le produit et des moyens de prélèvement 10 du produit à l'intérieur dudit flacon qui sont agencés pour alimenter le tube d'amenée 4 en produit sous pression. Le dispositif de prélèvement 7 peut comprendre une pompe à actionnement manuel ou, dans le cas où le produit est conditionné sous pression dans le flacon 9, une valve à actionnement manuel. Ainsi, lors d'un déplacement manuel du bouton poussoir, la pompe ou la valve est actionnée pour alimenter le tube d'amenée 4 en produit sous pression. Le corps 1 présente également un logement annulaire 11 qui est en communication avec le puits 3. Dans le mode de réalisation représenté, le logement 11 est d'axe perpendiculaire à celui du puits de montage 3 pour permettre une pulvérisation latérale du produit relativement au corps 1 du bouton poussoir. En variante non représentée, le logement 11 peut être colinéaire au puits 3, notamment pour un bouton poussoir formant embout nasal de pulvérisation. Le logement 11 est pourvu d'une enclume 12 autour de laquelle une buse 13 de pulvérisation est montée de sorte à former un chemin de distribution du produit sous pression entre ledit logement et un ensemble tourbillonnaire. Pour ce faire, l'enclume 12 s'étend depuis le fond du logement 11 en laissant un canal 14 de communication entre le puits 3 et ledit logement. Dans le mode de réalisation représenté, la buse 13 présente une paroi latérale 15 cylindrique de révolution qui est fermée vers l'avant par une paroi proximale 16. L'association de la buse 13 dans le logement 11 est réalisée par emmanchement de la face externe de la paroi latérale 15, le bord arrière de ladite face externe étant en outre pourvu d'une saillie radiale 17 d'ancrage de la buse 13 dans ledit logement. Par ailleurs, une empreinte de l'ensemble tourbillonnaire est formée en creux dans la paroi proximale 16 et l'enclume 12 présente une paroi distale 18 formant une portée plane sur laquelle la paroi proximale 16 de la buse 13 est en appui pour délimiter l'ensemble tourbillonnaire entre lesdites parois. En variante non représentée, une empreinte de l'ensemble tourbillonnaire peut être formée directement sur une paroi du logement 11, notamment pour un embout nasal de pulvérisation. De façon avantageuse, la buse 13 et le corps 1 sont réalisés par moulage, notamment d'un matériau thermoplastique différent. En outre, le matériau formant la buse 13 présente une rigidité qui est supérieure à la rigidité du matériau formant le corps 1. Ainsi, la raideur importante de la buse 13 permet d'éviter sa déformation lors de son montage dans le logement 11 de sorte à garantir la géométrie de l'ensemble tourbillonnaire. En outre, la raideur moins importante du corps 1 permet une étanchéité améliorée entre le puits 3 de montage et le tube d'amenée 4. Dans un exemple de réalisation, le corps 1 est réalisé en polyoléfine et la buse 13 est réalisée en copolymère cyclo oléfinique (COC), en poly(oxyméthylène) ou en poly(butylène téréphtalate). Dans le mode de réalisation représenté, la face interne de la paroi latérale 15 de la buse 13 ainsi que la face externe de l'enclume 12 présentent une géométrie cylindrique de révolution qui sont disposées en regard pour former le chemin de distribution entre elles. En particulier, le chemin de distribution présente des conduits axiaux 19 qui sont formés chacun entre deux entretoises qui s'étendent sur la face interne de la paroi latérale 15 de la buse 13. 20 Les entretoises 20 présentent une paroi libre qui est disposée en regard de la face externe de l'enclume 12 avec un jeu réduit afin de pouvoir assurer le centrage de la buse 13 sur l'enclume 12 et donc de fiabiliser la fermeture étanche de l'ensemble tourbillonnaire entre les parois 18, 16. L'ensemble tourbillonnaire comprend au moins deux chambres tourbillonnaires 21 comprenant chacune au moins un canal d'alimentation 22 pour assurer la mise en rotation du produit dans ladite chambre et un canal de distribution 23 d'un flot de produit mis en rotation. En particulier, les chambres tourbillonnaires 21 présentent une géométrie cylindrique de révolution qui est alimentée tangentiellement par au moins un canal d'alimentation 22, le canal de distribution 23 étant formé sur l'extrémité distale de ladite géométrie. Dans le mode de réalisation représenté, les chambres tourbillonnaires 21 comprennent un seul canal d'alimentation 22 qui est en communication avec un conduit axial 19, lesdits canaux d'alimentation s'étendant radialement pour alimenter tangentiellement les chambres tourbillonnaires 21. En particulier, cette réalisation permet de réduire les pertes de charge induites. En outre, chaque canal de distribution 23 présente un orifice d'entrée qui est décentré à l'opposé du canal d'alimentation 22 afin de permettre l'éjection du produit mis en rotation dans la chambre tourbillonnaire 21. Les canaux de distribution 23 convergent chacun depuis l'orifice d'entrée vers un orifice de sortie suivant un angle qui est agencé pour permettre l'impaction des flots de produit distribués par lesdits canaux. Les canaux de distribution 23 peuvent être réalisés par perçage laser, ou encore par injection sous pression de matière thermoplastique rigide tel qu'un polyacétal, la buse 13 pouvant alors être réalisée en deux parties, la paroi proximale 16 et la paroi latérale 15, afin de simplifier le moule d'injection. L'impaction permet la formation de l'aérosol A mais, en cas d'impaction incomplète, chaque flot est capable de former un aérosol du fait de la mise en rotation du produit dans la chambre tourbillonnaire 21. Dans le mode de réalisation représenté, l'ensemble tourbillonnaire comprend deux chambres 21 pour l'impaction de deux flots, mais plus de deux chambres tourbillonnaires 21 pourraient être utilisées, notamment trois ou quatre chambres tourbillonnaires 21. De façon avantageuse, l'impaction des flots de produit mis en rotation est réalisée durant leur phase transitoire d'écoulement instable afin de favoriser la formation de l'aérosol A par impaction. En particulier, la distance d entre les orifices de sortie et le point P d'impaction des flots de produit peut être faible, par exemple comprise entre 1 et 5 mm, pour assurer l'impaction des pré- sprays. Dans le mode de réalisation représenté, la buse 13 présente un logement avant 24 dans lequel débouchent les orifices de sortie, l'angle de convergence des canaux de distribution 23 étant agencé pour permettre l'impaction des flots de produit à l'intérieur dudit logement. Suivant l'invention, on garantit la formation de l'aérosol A par impaction et/ou par fractionnement dans l'air, aussi bien avec de l'eau qu'avec des produits à tension de surface plus élevée, par exemple avec des parfums sans alcool contenant des tensio-actifs tel le crémofor, l'émulgine, ou des silicones. En particulier, les aérosols sont homogènes, constitués de gouttelettes de dimensions très proches, et sont particulièrement adaptés, par exemple, aux médicaments inhalables, aux parfums d'intérieur, ou aux produits fixateurs de maquillage. A titre d'exemple, pour une pompe dont la pression est de 5 à 7 bars, les canaux d'alimentation 22 sont de section d'environ 0,1 mm x 0,1 mm, le diamètre des chambres tourbillonnaires 21 est de 0,4 mm à 0,6 mm pour une profondeur de 0,2 mm, les canaux de distribution 23 sont de diamètre 0,15 mm et convergent pour une impaction au point P à une distance d de 1 à 5 mm selon la tension de surface du produit. Les gouttelettes constituant l'aérosol A sont alors de taille moyenne de 10 pm à 20 pm selon le produit, voire inférieure avec une pompe à très forte pression pour des applications pharmaceutiques. REVENDICATIONS1. Bouton poussoir pour un système de distribution d'un produit sous pression, ledit bouton poussoir comprenant un corps (1) présentant un puits (3) de montage sur un tube d'amenée (4) du produit sous pression et un logement (11) en communication avec ledit puits, ledit logement étant pourvu d'une enclume (12) autour de laquelle une buse (13) de pulvérisation est montée de sorte à former un chemin de distribution du produit entre ledit logement et un ensemble tourbillonnaire comprenant au moins deux chambres tourbillonnaires (21), chacune desdites chambres tourbillonnaires comprenant au moins un canal d'alimentation (22) pour assurer la mise en rotation du produit dans ladite chambre et un canal de distribution (23) d'un flot de produit mis en rotation, lesdits canaux de distribution convergeant chacun depuis un orifice d'entrée vers un orifice de sortie suivant un angle qui est agencé pour permettre l'impaction des flots de produit distribués par lesdits canaux. 2. Bouton poussoir selon la revendication 1, caractérisé en ce que les chambres tourbillonnaires (21) présentent une géométrie cylindrique de révolution qui est alimentée tangentiellement par au moins un canal d'alimentation (22). 3. Bouton poussoir selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque chambre tourbillonnaire (21) comprend un seul canal d'alimentation (22), l'orifice d'entrée du canal de distribution (23) étant décentré à l'opposé dudit canal d'alimentation. 4. Bouton poussoir selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'impaction des flots de produit mis en rotation est réalisée durant leur phase transitoire d'écoulement instable. 2 984 85 7 11 5. Bouton poussoir selon la revendication 4, caractérisé en ce que la distance (d) entre les orifices de sortie et le point (P) d'impaction des flots de produit est comprise entre 1 et 5 mm. 5 6. Bouton poussoir selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la buse (13) présente une paroi proximale (16) dans laquelle est formée une empreinte de l'ensemble tourbillonnaire et l'enclume (12) présente une paroi distale (18) formant une portée plane sur laquelle la paroi proximale (16) de la buse (13) est en appui pour délimiter ledit ensemble 10 tourbillonnaire entre lesdites parois. 7. Bouton poussoir selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la buse (13) présente un logement avant (24) dans lequel débouchent les orifices de sortie, l'angle de convergence des canaux de 15 distribution (23) étant agencé pour permettre l'impaction des flots de produit à l'intérieur dudit logement. 8. Bouton poussoir selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le chemin de distribution présente des conduits axiaux 20 (19), chaque canal d'alimentation (22) communiquant avec un desdits conduits axiaux. 9. Bouton poussoir selon la revendication 8, caractérisé en ce que chaque conduit axial (19) est formé entre deux entretoises (20) qui s'étendent sur une 25 face interne de la buse (13). 10. Système de distribution d'un produit sous pression, comprenant un dispositif de prélèvement (7) équipé d'un tube d'amenée (4) du produit sous pression sur lequel le puits (3) d'un bouton poussoir selon l'une quelconque des 30 revendications 1 à 9 est monté pour permettre la pulvérisation du produit.