Brevet FR3014728A1 — publié le 20150619

Procédé et méthode de réalisation d'une préforme et d'un flacon aérosol, préforme et flacon aérosol associés La présente invention concerne un procédé de réalisation d'une préforme comportant les étapes suivantes : - fourniture d'une matrice d'un moule définissant une cavité, la matrice définissant un conduit d'acheminement de matière débouchant dans la cavité par un orifice d'injection ; - disposition d'une broche dans la cavité, une extrémité de la broche étant disposée sensiblement en regard de l'orifice d'injection ; - injection dans le moule d'une dose de matière fluidifiée destinée à se solidifier ; - avancée finale de la broche dans la cavité pour rapprocher l'extrémité de la broche de l'orifice d'injection ; - solidification au moins partielle de la matière fluidifiée et extraction de la préforme hors de la cavité. L'invention s'applique à la réalisation d'une préforme, notamment pour la fabrication d'un flacon aérosol par soufflage de cette préforme. Le flacon aérosol est destiné à recevoir un produit cosmétique sous pression, en mélange avec un gaz propulseur. Il est destiné à être obturé par un distributeur. Le produit cosmétique est par exemple un produit cosmétique capillaire, pour la tenue des cheveux, un produit cosmétique de soin, par exemple un déodorant ou un antiperspirant. Par « produit cosmétique », on entend plus généralement au sens de la présente invention un produit tel que défini dans le Règlement (CE) n°1223/2009 du Parlement Européen et du Conseil daté du 30 novembre 2009, relatif aux produits cosmétiques. Pour fabriquer des flacons destinés à recevoir de tels produits, il est connu de réaliser en premier lieu une préforme, avec des dimensions prédéterminées, par exemple par injection. La préforme est ensuite soufflée pour atteindre les dimensions du flacon souhaité. II est connu de US 2012/0242005 de réaliser une préforme par injection- compression dans un moule de matière fluidifiée destinée à se solidifier. Dans ce procédé, une dose de matière plastique fluide est injectée entre une matrice et un insert d'un moule, librement mobile par rapport à la matrice, provoquant un recul de l'insert par rapport à la matrice. Puis, l'insert est poussé à nouveau dans la matrice pour comprimer et répartir la matière plastique. Néanmoins, un tel procédé ne donne pas entière satisfaction. En effet, ce procédé conduit à réaliser des préformes qui présentent dans certains cas des zones de dimensions irrégulières, ou encore des zones où la matière est cristallisée, par exemple dans la zone située en regard du point d'injection dans le moule de la matière fluidifiée. Un flacon obtenu par soufflage de ladite préforme est alors susceptible de présenter des points de faiblesse correspondant aux zones de défauts. Le flacon est susceptible de se rompre si l'on y introduit un fluide sous pression. Le flacon n'est alors pas approprié pour servir de flacon aérosol. Le document CA 2714344 décrit un autre procédé de fabrication de récipient par injection - compression. Un but de l'invention est de proposer un procédé qui permet d'obtenir des préformes pouvant être soufflées pour obtenir des flacons aérosols résistants. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé du type précité, dans lequel la disposition de la broche dans la cavité comporte une avancée initiale de la broche jusqu'à une première position dans laquelle l'extrémité de la broche et l'orifice d'injection sont situées axialement à une première distance, puis le blocage de la broche dans la première position prédéterminée pendant une première phase de l'étape d'injection ; le procédé comportant, lors d'une deuxième phase de l'étape d'injection, et avant l'étape d'avancée finale de la broche, une étape de retrait de la broche pour éloigner l'extrémité de la broche de l'orifice d'injection, puis une étape de blocage de la broche quand ladite broche atteint une deuxième position dans laquelle l'extrémité de la broche et l'orifice d'injection sont situées axialement à une deuxième distance supérieure à la première distance. Suivant des modes particuliers de réalisation, le procédé selon l'invention présente l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toute combinaison techniquement possible : - après l'avancée finale de la broche, la broche occupe une troisième position dans laquelle l'extrémité de la broche et l'orifice d'injection sont situées axialement une troisième distance, la troisième distance étant inférieure à la deuxième distance ; - la troisième distance est inférieure à la première distance ; - la première distance est inférieure à la troisième distance ; - l'étape d'avancée finale de la broche est précédée par une étape d'obturation de l'orifice d'injection ; - la matière destinée à se solidifier qui est injectée à travers l'orifice d'injection est réalisée à base d'une matière plastique, notamment d'une matière thermoplastique ; - la matière thermoplastique est choisie parmi le polytéréphtalate d'éthylène (PET), le polyacrylonitrile (PAN), le polyamide cristal, le polycarbonate, leurs copolymères et/ou leurs mélanges ; - l'étape d'injection comporte l'injection successive à travers l'orifice d'injection d'une première matière destinée à se solidifier et d'une deuxième matière destinée à se solidifier, différente de la première matière. L'invention a également pour objet une préforme susceptible d'être réalisée par le procédé tel que décrit ci-dessus. Suivant un autre aspect avantageux de l'invention, la préforme comporte une paroi creuse et un col disposé à l'extrémité de la paroi creuse, le col étant dépourvu de filetage. L'invention a également pour objet une méthode de fabrication d'un flacon aérosol comportant les étapes suivantes : - fourniture d'une préforme susceptible d'être obtenue par le procédé tel que décrit ci-dessus ; - insertion d'un organe d'injection de gaz de soufflage dans une partie creuse de la préforme ; - introduction de la préforme dans un moule creux présentant une cavité de moulage de forme complémentaire à celle du flacon aérosol ; - soufflage de de la préforme pour l'appliquer au contact du moule et former le flacon aérosol. Suivant un autre aspect avantageux de l'invention, la méthode comporte le remplissage du flacon aérosol par un produit sous pression et la fermeture du flacon aérosol pour maintenir le produit sous pression dans le flacon. L'invention a également pour objet un flacon aérosol susceptible d'être fabriqué par la méthode telle que décrite ci-dessus. Suivant un autre aspect avantageux de l'invention, le flacon aérosol comporte une paroi creuse et un col dépourvu de filetage. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est un détail d'une vue en section d'une machine de soufflage lors du soufflage d'un flacon à partir d'une préforme ; - la figure 2 est un détail d'une vue en section d'une machine de réalisation d'une préforme par injection-compression, lors d'une première étape de réalisation de la préforme utilisée pour souffler le flacon de la figure 1 ; - la figure 3 est le détail de la figure 2, lors d'une deuxième étape de réalisation de la préforme ; - la figure 4 est le détail de la figure 2, lors d'une troisième étape de réalisation de la préforme ; - la figure 5 est le détail de la figure 2, lors d'une variante de la deuxième étape de réalisation de la préforme ; et - la figure 6 est le détail de la figure 2, lors de la troisième étape de réalisation de la préforme successive à l'étape de la figure 5. Un premier flacon 2 selon l'invention est visible sur la figure 1, lors de sa fabrication. Ce flacon 2 est réalisé par soufflage d'une préforme 5, visible sur la figure 4. Avantageusement, le flacon 2 est un flacon aérosol. Le flacon 2 comporte une paroi latérale 6 et un col 7. Il délimite un volume intérieur 8 de réception d'un produit cosmétique sous pression, éventuellement mélangé avec un gaz propulseur. Le volume intérieur est par exemple compris entre 15 cm3 et 220 cm3. La pression du produit cosmétique présent dans le volume intérieur 8 est par exemple supérieure à 1 bar et notamment comprise entre 1,6 bars et 8 bars à 20 °C. Le flacon 2 est fermé par un organe d'obturation et de distribution (non représenté), destiné à confiner sélectivement le produit cosmétique dans le flacon 2. À l'écart du col 7, la paroi latérale 6 présente une épaisseur sensiblement constante. Cette épaisseur moyenne est inférieure à 3 mm. Dans cet exemple, le col 7 comporte une collerette 9 qui fait saillie extérieurement pour la fixation de l'organe d'obturation et de distribution. Le col est ainsi dépourvu de filetage extérieur, ce qui facilite son démoulage. Le flacon 2 est soufflé à partir de la préforme 5 dans un moule de soufflage 11 visible sur la figure 1. Le moule de soufflage 11 comporte une paroi creuse 12, délimitant une cavité 13 de moulage de forme complémentaire à celle du flacon 2, et un organe 14 d'injection de gaz de soufflage, faisant saillie dans la cavité pour être introduit dans la préforme 5. En référence à la figure 4, la préforme 5 est faite à base d'une matière 15. De préférence, la matière 15 est une matière plastique, avantageusement une matière thermoplastique, par exemple une matière thermoplastique choisie parmi le polytéréphtalate d'éthylène (PET), le polyacrylonitrile (PAN), le polycarbonate (PC), le polyamide transparent, leurs copolymères et/ou leurs mélanges. La matière 15 présente avantageusement un aspect cristal, c'est-à-dire qu'il est transparent dans le domaine de la lumière visible. La préforme 5 présente une forme allongée suivant un axe longitudinal X-X. Elle comporte une paroi latérale 16 d'épaisseur supérieure à l'épaisseur de la paroi latérale 6 du flacon 2 est une partie centrale creuse 17. L'épaisseur de la paroi latérale 16 de la préforme 5 est par exemple comprise entre 1 mm et 4 mm. La préforme 5 présente en outre dans cet exemple un fond 18 arrondi. Elle comporte en outre une collerette d'extrémité 19, destinée à former la collerette du flacon 2. Sur la figure 4, la préforme 5 est illustrée à la fin de sa fabrication par injection-compression dans un moule 20. Le moule 20 comporte une matrice creuse 25 délimitant une cavité de moulage 26 et une broche 30 destinée à être introduite dans la cavité de moulage 26, pour délimiter une empreinte 31 de forme complémentaire à celle de la préforme 5. Il comporte en outre un ensemble de pilotage (non représenté) de la position de la broche 30 dans la cavité de moulage 26. La matrice 25 définit un conduit 40 d'acheminement de matière dans la cavité 26. Le conduit 40 d'acheminement de matière débouche dans la cavité 26 par un orifice 41 d'injection. Le conduit 40 est muni d'un organe 42 d'obturation sélective de l'orifice 41 d'injection, permettant d'isoler la cavité de moulage 26 du conduit d'acheminement 40. La broche 30 s'étend le long de l'axe longitudinal X-X. Lors de la fabrication de la préforme 5, la broche 30 est disposée dans la cavité 26, une extrémité libre 50 de la broche 30 étant sensiblement disposée en regard de l'orifice 41 d'injection. Avantageusement, le conduit 40 présente au moins un tronçon d'extrémité 51 coaxial avec l'axe longitudinal X-X de la broche 30 et débouchant par l'orifice d'injection 41. Comme on le verra plus bas, la broche 30 est déplaçable dans la cavité 26 le long de l'axe X-X, par l'intermédiaire de l'ensemble de pilotage, entre une première position initiale avancée d'injection de fluide, visible sur la figure 2, une deuxième position reculée de fin d'injection, visible sur la figure 3, et une troisième position finale avancée de compression du fluide, visible sur la figure 4. L'ensemble de pilotage est propre à déplacer la broche 30 entre chacune des positions précédentes, et également, à immobiliser la broche 30 dans chacune des positions précédentes. Un procédé de réalisation de la préforme 5 va maintenant être décrit. Lors d'une première étape du procédé, la broche 30 est avancée dans la cavité 26 jusqu'à la première position dans laquelle l'extrémité 50 de la broche 30 et l'orifice 41 d'injection sont situées axialement selon X-X à une première distance D1, comme illustré par la figure 2. La broche 30 est ensuite bloquée dans la première position, par exemple pendant une première période de temps prédéfinie T1, notamment comprise entre 0,2 s et 2 s. L'organe d'obturation 42 est ouvert pour mettre en communication fluidique le conduit 40 et la cavité de moulage 26. Puis une première dose de matière 15 fluidifiée est injectée dans le moule 20, à travers le conduit 40 et l'orifice 41. La matière 15 fluidifiée bute contre l'extrémité 50 de la broche 30 et se répartit autour de la broche 30 dans la cavité 26. La première distance D1 est par exemple comprise entre 0,4 mm et 3 mm. Lors d'une deuxième étape, la broche 30 est d'abord débloquée. Une deuxième dose de matière 15 fluidifiée est injectée dans le moule 20, provoquant le recul de la broche 30. Selon un autre mode de réalisation, l'ensemble de pilotage entraîne le recul de la broche 30 durant la deuxième étape. Selon l'invention, la broche 30 est de nouveau bloquée lorsqu'elle atteint la deuxième position reculée. Dans cette position, l'extrémité 50 de la broche 30 et l'orifice 41 d'injection sont situées axialement selon X-X à une deuxième distance D2, supérieure à la première distance D1, comme illustré par la figure 3. Le blocage de la broche 30 est maintenu pendant une deuxième période de temps prédéfinie T2, notamment comprise entre 0,1 s et 2 s. Le recul et le blocage de la broche 30 dans la deuxième position permettent une meilleure répartition de la matière 15 fluidifiée dans la cavité 26 et évitent la cristallisation de la matière dans la zone située en regard de l'orifice d'injection 41, entre l'extrémité 50 de la broche 30 et l'orifice d'injection 41. Une fois que la deuxième dose de matière 15 fluidifiée est injectée, l'orifice 45 d'injection est avantageusement obturé par l'organe d'obturation 42. En variante, comme illustré par les figures 5 et 6, lors de la deuxième étape, une dose d'une matière intermédiaire 53 fluidifiée, différente de la matière 15, est injectée dans le moule 20, en remplacement de la deuxième dose de matière 15 fluidifiée. De préférence, la matière 53 est une matière plastique, avantageusement une matière thermoplastique, par exemple une matière thermoplastique choisie parmi le polytéréphtalate d'éthylène (PET), le polyacrylonitrile (PAN), le polycarbonate (PC), le polyamide transparent, leurs copolymères et/ou leurs mélanges. La partie de la matière 15 au contact de la matrice creuse 25 forme une pellicule externe 55 partiellement solidifiée. La partie de la matière 15 au contact de la broche 30 forme une pellicule interne 57 partiellement solidifiée. Durant l'injection, la matière intermédiaire 53 fluidifiée se répand entre la pellicule externe 55 et la pellicule interne 57, autour de la broche 30. Avantageusement, une fois la dose de matière intermédiaire 53 fluidifiée injectée, une dose de scellage de matière 15 fluidifiée est injectée à travers l'orifice d'injection 45. La dose de scellage assure la continuité de la pellicule externe 55 en matière 15 au niveau de l'orifice d'injection 45, comme cela apparaît sur la figure 6. De préférence, l'orifice 45 d'injection est ensuite obturé par l'organe d'obturation 42. Lors d'une troisième étape, la broche 30 est avancée dans la cavité 26 jusqu'à la troisième position. Dans cette position, l'extrémité 50 de la broche 30 et l'orifice 41 d'injection sont situées axialement selon X-X à une troisième distance D3, comme illustré par la figure 4, pour former la préforme 5. Avantageusement, la troisième distance D3 est inférieure à la deuxième distance D2 et est supérieure à la première distance Dl. Ceci permet d'homogénéiser les contraintes appliquées sur la matière lors de la compression. La paroi latérale 16 de la préforme 5 est ainsi homogène, tant en termes d'épaisseur que de contraintes appliquées. Après solidification au moins partielle de la matière 15 fluidifiée, la préforme 5 est extraite hors de la cavité 26. La préforme 5 ainsi obtenue présente peu de zones où la matière est cristallisée comparativement aux préformes usuellement obtenues par injection-compression. En effet, lors d'une phase d'injection classique, la pression exercée au point d'injection tend à inclure de la matière encore fluide dans la matière partiellement solidifiée, ce qui entraine un défaut local d'homogénéité ainsi que des tensions dans la matière. Avec le procédé d'injection-compression selon l'invention, la pression est répartie sur l'ensemble de la surface de l'extrémité libre 50 de la broche 30 avec une répartition des contraintes dans le matériau. La préforme 5 est ensuite utilisée pour réaliser un flacon 2, par exemple un flacon aérosol. La préforme 5 est introduite dans un moule 11 pour flacon 2 présentant une cavité de moulage 13 de forme complémentaire à celle du flacon 2. L'organe d'injection de gaz de soufflage 14 est inséré dans la partie 17 creuse de la préforme 5. Un gaz de soufflage sous pression et introduit dans la préforme 5 pour déformer la paroi latérale 16, réduire son épaisseur, et l'appliquer au contact du moule 11. La paroi latérale 6 du flacon 2 est ainsi définie, avec une épaisseur sensiblement constante, et une absence de zone de défauts, en particulier dans le fond du flacon. Au moins un produit cosmétique, avantageusement sous pression est alors introduit dans le flacon 2. Le flacon est ensuite obturé par l'organe d'obturation et de distribution. Selon un mode particulier de réalisation, le moule 11 pour flacon 2 est configuré pour que le flacon 2 obtenu par soufflage de la préforme 5 comprenne un col 7 dépourvu de filetage, comme cela apparaît sur la figure 1. Selon un mode particulier de mise en oeuvre du procédé de réalisation du flacon 2, une machine unique permet la réalisation de la préforme 5 et du flacon 2. Les récipients réalisés suivant le procédé selon l'invention présentent, par rapport aux récipients réalisés selon le procédé de l'état de la technique, une meilleure résistance aux tests de chute réglementés (cf. directive du 20 mai 1975, paragraphe 4.1.2). Ces tests sont menés suivant le protocole adapté décrit plus bas. Le protocole comporte une série d'essais non pressurisés et deux séries d'essais pressurisés. Durant la série d'essais non pressurisés, dix récipients sont remplis avec un volume d'eau égal à 85% (±0.5 g en masse) de leur volume ras bord. Une valve est ensuite sertie sur le col de chaque récipient. Par la suite, on fait chuter cinq récipients en position verticale et cinq récipients en position horizontale, d'une hauteur égale à 1,80 m et sur sol en béton, conformément à la directive du 20 mai 1975, paragraphe 4.1.2. L'essai est jugé réussi si aucune casse entraînant une fuite n'est observée, les essais pressurisés pouvant alors être menés. L'objectif des essais pressurisés est de vérifier le comportement des récipients subissant un stockage dans des environnements extrêmes. Durant les essais pressurisés, cinquante récipients sont fournis. Les récipients sont remplis avec un volume d'eau égal à 85% (±0.5 g en masse) de leur volume ras bord. Une valve est ensuite sertie sur le col de chaque récipient. Les récipients sont pressurisés à 8 bars (±0.3 bars) d'azote ou d'air comprimé. Parmi ces récipients, vingt-cinq sont placés dans un bain à 55°C (±2°C) pendant au moins six heures. Les vingt-cinq autres récipients sont placés dans un congélateur à 18°C (±2°C) pendant au moins vingt-quatre heures. Les récipients ainsi préparés sont ensuite lâchés, dans les cinq minutes après sortie de l'environnement climatique correspondant, pour moitié verticalement et pour une autre moitié horizontalement, d'une hauteur de 1,80 m sur un sol en béton, conformément à la directive du 20 mai 1975, paragraphe 4.1.2. Pour chaque série d'essais pressurisés, un défaut est critique si on constate une casse ou une fissuration entraînant une fuite du récipient (une fuite ou une casse de la valve n'est pas rédhibitoire). Si le récipient est équipé d'accessoires tels qu'un fond rapporté, sa détérioration ou désolidarisation du récipient lors du test sera notifiée mais ne sera pas prise en compte pour la délivrance de l'agrément technique. D'autres tests peuvent être menés à titre d'expertise pour mieux connaître le matériau mais ne rentrent pas en compte dans l'agrément technique. A titre d'exemple, on peut citer : deuxième et troisième chute, chute pressurisée à température ambiante, à 5°C, à -18°C avec attente d'un retour à température ambiante des échantillons, etc. REVENDICATIONS1.- Procédé de réalisation d'une préforme (5) comportant les étapes suivantes : - fourniture d'une matrice (25) d'un moule (20) définissant une cavité (26), la matrice (25) définissant un conduit (40) d'acheminement de matière (15, 53) débouchant dans la cavité (26) par un orifice (41) d'injection ; - disposition d'une broche (30) dans la cavité (26), une extrémité (50) de la broche (30) étant disposée sensiblement en regard de l'orifice (41) d'injection ; - injection dans le moule (20) d'une dose de matière (15, 53) fluidifiée destinée à se solidifier - avancée finale de la broche (30) dans la cavité (26) pour rapprocher l'extrémité (50) de la broche (30) de l'orifice (41) d'injection ; - solidification au moins partielle de la matière (15, 53) fluidifiée et extraction de la préforme (5) hors de la cavité (26) ; dans lequel la disposition de la broche (30) dans la cavité (26) comporte une avancée initiale de la broche (30) jusqu'à une première position dans laquelle l'extrémité (50) de la broche (30) et l'orifice (41) d'injection sont situées axialement à une première distance (D1), puis le blocage de la broche (30) dans la première position prédéterminée pendant une première phase de l'étape d'injection ; le procédé comportant, lors d'une deuxième phase de l'étape d'injection, et avant l'étape d'avancée finale de la broche (30), une étape de retrait de la broche (30) pour éloigner l'extrémité (50) de la broche (30) de l'orifice (41) d'injection, puis une étape de blocage de la broche (30) quand ladite broche (30) atteint une deuxième position dans laquelle l'extrémité (50) de la broche (30) et l'orifice (41) d'injection sont situées axialement à une deuxième distance (D2) supérieure à la première distance (D1). 2.- Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'après l'avancée finale de la broche (30), la broche (30) occupe une troisième position dans laquelle l'extrémité (50) de la broche (30) et l'orifice (41) d'injection sont situées axialement une troisième distance (D3), la troisième distance (D3) étant inférieure à la deuxième distance (D2). 3.- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la troisième distance (D3) est inférieure à la première distance (D1). 4.- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la première distance (D1) est inférieure à la troisième distance (D3). 5.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape d'avancée finale de la broche (30) est précédée par une étape d'obturation de l'orifice (41) d'injection. 6.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la matière (15, 53) destinée à se solidifier qui est injectée à travers l'orifice (41) d'injection est réalisée à base d'une matière plastique, notamment d'une matière thermoplastique. 7.- Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la matière thermoplastique est choisie parmi le polytéréphtalate d'éthylène (PET), le polyacrylonitrile (PAN), le polyamide cristal, le polycarbonate (PC), leurs copolymères et/ou leurs mélanges. 8.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape d'injection comporte l'injection successive à travers l'orifice d'injection (41) d'une première matière (15) destinée à se solidifier et d'une deuxième matière (53) destinée à se solidifier, différente de la première matière (15). 9.- Préforme (5), caractérisée en ce qu'elle est susceptible d'être réalisée par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8. 10.- Préforme (5) selon la revendication 9, caractérisée en ce qu'elle comporte 25 une paroi (16) creuse et un col disposé à l'extrémité de la paroi (16) creuse, le col étant dépourvu de filetage. 11.-Méthode de fabrication d'un flacon aérosol (2) comportant les étapes suivantes : 30 - fourniture d'une préforme (5) susceptible d'être obtenue par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 ; - insertion d'un organe (14) d'injection de gaz de soufflage dans une partie creuse de la préforme (5) ; - introduction de la préforme (5) dans un moule (11) creux présentant une cavité 35 (13) de moulage de forme complémentaire à celle du flacon aérosol (2) ; 10 15 20- soufflage de de la préforme (5) pour l'appliquer au contact du moule (11) et former le flacon (2) aérosol. 12.- Méthode selon la revendication 11, caractérisée en ce qu'elle comporte le remplissage du flacon aérosol (2) par un produit sous pression et la fermeture du flacon aérosol (2) pour maintenir le produit sous pression dans le flacon (2). 13.- Flacon (2) aérosol caractérisé en ce qu'il est susceptible d'être fabriqué par la méthode selon l'une quelconque des revendications 11 ou 12. 14.- Flacon (2) aérosol selon la revendication 13 caractérisé en ce qu'il comporte une paroi creuse (6) et un col (7) dépourvu de filetage.10