Brevet FR3042127A1 — publié le 20170414

Bec d'injection pour composition cosmétique avec effet marbré, module et machine associés La présente invention concerne un bec d'injection destiné au remplissage d'un récipient avec une composition cosmétique comportant au moins deux produits cosmétiques, le bec d'injection comprenant : - un corps creux, définissant un volume d'injection de produits, au moins une entrée d'introduction du premier produit et une sortie principale d'éjection de la composition cosmétique, - une tige d'axe principal, montée mobile dans le corps creux, et - un clapet coupe-veine monté à une extrémité libre de la tige, le clapet étant apte à être déplacé par la tige mobile entre une position d'obturation de la sortie principale d'éjection de la composition et une position ouverte de remplissage d'un récipient. Un tel bec d'injection est destiné au remplissage d'un récipient avec une composition cosmétique comprenant plusieurs produits au moins partiellement immiscibles pour former un effet marbré. La composition cosmétique est par exemple un gel coiffant, un produit cosmétique de soin d'une surface corporelle d'un utilisateur, telle que la peau ou les cheveux, un gel douche ou un shampooing. Plus généralement, un produit cosmétique est un produit tel que défini dans le Règlement CE N°1223/2009 du Parlement européen et di Conseil daté du 30 novembre 2009, relatif aux produits cosmétiques. Le document US 6 390 148 B2 décrit un bec d'injection comprenant un corps creux définissant un volume d'injection et une tige mobile actionnant un clapet coupe-veine. Un tel bec d'injection est adapté pour distribuer une composition homogène. Cependant, il ne donne pas entière satisfaction. En effet, le bec d'injection n'est pas prévu pour injecter dans un récipient une composition cosmétique comportant au moins deux produits cosmétiques, tels que la composition cosmétique présente un effet marbré dans le récipient. Ce genre d'effet est aujourd'hui recherché pour rendre le produit attractif auprès de la clientèle. Un procédé d'injection permettant de réaliser un tel effet marbré est décrit dans le document WO 2004/098545 A2. Dans ce document, la composition cosmétique est préparée avec un effet marbré avant son entrée dans un bec d'injection. 3042127 2 Cependant, un tel procédé nécessite une machine d'injection particulière en amont du bec d'injection. Une telle machine d'injection est coûteuse. De plus, la machine étant spécifique à ce procédé, elle ne peut pas être utilisée pour mettre en oeuvre la distribution d'autres produits non marbrés. 5 La réalisation d'un effet marbré dans un produit cosmétique entraîne alors un surcoût important. Un but de l'invention est donc de distribuer dans un récipient, de façon peu coûteuse et polyvalente, une composition cosmétique comportant au moins deux produits cosmétiques, avec un effet visuel marbré. 10 À cet effet, l'invention a pour objet un bec d'injection du type précité, caractérisé en ce qu'il comporte : - un mélangeur statique monté fixe dans le corps creux, la tige traversant le mélangeur, et - un ensemble de distribution d'un deuxième produit, débouchant dans le corps 15 creux en amont du mélangeur. Le bec d'injection selon l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toute combinaison techniquement possible : - l'ensemble de distribution du deuxième produit comprend un canal central 20 d'injection du deuxième produit ménagé à travers la tige mobile ; - l'ensemble de distribution du deuxième produit comprend un organe de diffusion dans lequel débouche le canal central d'injection, l'organe de diffusion définissant au moins une sortie d'éjection située à distance transversalement de la tige ; - l'organe de diffusion comprend une pluralité de bras creux s'étendant depuis le 25 canal central d'injection et s'écartant radialement par rapport à l'axe principal ; - les bras creux comprennent chacun au moins une sortie d'éjection ; - les sorties d'éjection du deuxième produit sont réparties, de préférence uniformément, sur la périphérie circulaire de la tige ; - la tige est mobile en translation le long de l'axe principal à travers le mélangeur ; 30 - le mélangeur définit un trou central, la tige mobile s'étendant à travers le trou central ; et - le corps présente une surface interne délimitant le volume d'injection, le mélangeur s'étendant radialement dans l'espace annulaire entre la surface interne et la tige, le mélangeur étant espacé de la tige d'une distance inférieure à 1 mm. 35 L'invention a également pour objet un module d'injection comprenant un bec d'injection du type précité, un réservoir de deuxième produit, et un ensemble de 3042127 3 convoyage de deuxième produit raccordant le réservoir de deuxième produit à l'ensemble de distribution du deuxième produit sur le bec d'injection. L'invention a également pour objet une machine d'injection comprenant un module d'injection du type précité, un réservoir de premier produit et un ensemble de convoyage 5 de premier produit raccordant le réservoir de premier produit à l'entrée d'introduction du bec d'injection et un ensemble d'amenée de récipients successifs à remplir, disposé en regard du bec. La machine d'injection selon l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toute combinaison 10 techniquement possible : - le module d'injection est séparable d'un seul tenant de la machine d'injection, - la machine d'injection comprend un support de récipient propre à entraîner en rotation le récipient destiné à être rempli. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, 15 donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue schématique en coupe d'un bec d'injection selon un mode de réalisation de l'invention, - la figure 2 est une vue schématique en perspective du bec d'injection de la 20 figure 1 sans le corps creux, - la figure 3 est une vue schématique d'une machine d'injection comprenant le bec d'injection de la figure 1. Dans tout ce qui suit, les orientations s'entendent par rapport à celle représentée sur les figures. En particulier, les termes « horizontal », « vertical », « haut », « bas » 25 s'entendent par rapport aux orientations choisies sur les figures. D'autres orientations sont possibles en fonction de l'utilisation du bec selon l'invention. Les termes « amont » et « aval » s'entendent par rapport au sens normal d'écoulement de la composition cosmétique ou des produits. Un bec d'injection 10 selon l'invention est représenté sur les figures 1 et 2. Ce bec 30 10 est destiné à être intégré dans une machine de distribution 100, décrite plus bas et visible sur la figure 3. Le bec d'injection 10 comprend un corps creux 12, une tige 14 s'étendant à travers le corps creux 12, un mélangeur statique 16 disposé autour de la tige 14 et un ensemble 18 de distribution de produit. 35 Le bec d'injection 10 comprend, en outre, un clapet coupe-veine 20, porté par la tige 14. 3042127 4 Le corps creux 12 s'étend autour d'un axe principal X, représenté vertical sur la figure 1. Il présente une surface interne de révolution autour de l'axe X délimitant un volume d'injection 22. 5 Le corps creux 12 définit au moins une entrée supérieure 24 d'introduction du premier produit cosmétique dans le volume d'injection 22 et une sortie principale 26 d'éjection de la composition cosmétique hors du volume d'injection 22. La surface interne comporte une partie supérieure, par exemple cylindrique d'axe X, et une partie inférieure convergente vers le bas. 10 L'entrée supérieure d'introduction 24 est située axialement sur le haut de la partie supérieure. La sortie principale 26 est localisée au niveau de la partie inférieure convergente. La sortie principale 26 d'éjection est apte à être disposée en regard d'un récipient à remplir au-dessus de celui-ci, comme on le verra plus bas. 15 La tige 14 s'étend selon l'axe principal X au centre du corps creux 12. Elle s'étend entre une extrémité supérieure amont 27 et une extrémité inférieure aval 28. La tige 14 est mobile en translation le long de l'axe principal X, entre une position supérieure d'obturation et une position ouverte. Dans cet exemple, l'ensemble de distribution 18 est ménagé partiellement dans la 20 tige 14. Il comporte un organe de diffusion de produit 32. L'ensemble de distribution 18 permet de distribuer le deuxième produit dans le corps creux 12, au sein du premier produit. L'ensemble de distribution 18 est disposé dans le volume d'injection 22 du corps creux 12. Il définit un passage de circulation du deuxième produit depuis une entrée du 25 deuxième produit dans la tige 14 jusqu'à au moins une sortie d'éjection 30 située dans l'organe de diffusion 32. Dans l'exemple représenté sur les figures 1 et 2, l'ensemble de distribution 18 présente plusieurs sorties d'éjection 30 réparties autour de l'axe X. L'ensemble de distribution 18 comprend ici entre 4 et 20 sorties d'éjection 30. Le 30 diamètre des sorties d'éjection 30 est compris entre 0,5 mm et 2 mm. Cela permet notamment une diffusion relativement homogène. Chaque sortie d'éjection 30 est située à distance transversalement de la tige 14 et débouche dans le volume d'injection 22 en amont du mélangeur 16. La tige 14 définit un canal central 34 de passage du deuxième produit. 3042127 5 Le canal central 34 s'étend depuis l'extrémité amont 27 de la tige et débouche en aval dans l'organe de diffusion 32 par des ouvertures 36 qui sont réparties angulairement autour de l'axe X. L'organe de diffusion 32 délimite chaque sortie d'éjection 30. Il comprend ici une 5 pluralité de bras creux 38, faisant saillie radialement par rapport à la tige 14. Chaque bras creux 38 s'étend depuis le canal central 34 et s'écarte radialement par rapport à l'axe principal X. La tige 14 et l'organe de diffusion 32 sont ici formés de trois parties assemblées par vissage. En particulier, l'organe de diffusion 32 est réalisé par impression 3D 10 métallique, de préférence en aluminium. Chaque bras creux 38 définit un canal secondaire 40 débouchant par au moins une sortie d'éjection 30 respective. Chaque canal secondaire 40 s'étend radialement depuis au moins une ouverture 36 jusqu'à la sortie d'éjection 30. Toutes les sorties d'éjection 30 du deuxième produit sont ici situées axialement en 15 amont du mélangeur statique 16. Elles s'étendent avantageusement autour de l'axe X suivant un cercle de centre passant par l'axe X, et situé dans un plan perpendiculaire à l'axe principal X. Elles sont ainsi réparties, de préférence uniformément, sur la périphérie circulaire de la tige 14. Le mélangeur 16 est un mélangeur statique. Il est monté fixe dans le volume 20 d'injection 22 du corps creux 12. Le mélangeur 16 définit un trou central 29 d'axe X. La tige mobile 14 est insérée à travers le trou central 29. Elle traverse le mélangeur 16. Le mélangeur 16 s'étend radialement dans l'espace annulaire entre la surface interne du corps creux 12 et la surface extérieure de la tige 14. Il est espacé de la tige 14 25 d'une distance inférieure à 1 mm, avantageusement inférieure à 0,1 mm. Il vient ainsi au plus près de la tige, à un jeu fonctionnel près, pour le déplacement de la tige. Le mélangeur 16 est sensiblement en contact avec la surface interne du corps creux 12. Le mélangeur statique 16 est propre à mélanger partiellement et à disperser les produits circulant dans le corps creux, sans qu'il soit nécessaire d'avoir recours à des 30 parties rotatives. En entrée du mélangeur statique 16, la composition cosmétique comprend les premier et deuxième produits. Les premier et deuxième produits sont au moins en partie immiscibles. Le premier produit est un produit cosmétique, du type gel. Le deuxième produit est, par exemple, une phase huileuse. 35 En sortie du mélangeur statique 16, la composition cosmétique présente un effet marbré formé par le mélange des premier et deuxième produits. 3042127 6 Le mélangeur statique comprend ici un treillis tridimensionnel de barres. Les barres sont inclinées par rapport à l'axe X, suivant des inclinaisons variées et sécantes. Les barres séparent la composition en couches de premier et deuxième produits et les dispersent sur toute la périphérie du corps creux 12. 5 Le mélangeur statique 16 est, par exemple, une combinaison d'au moins un, et préférentiellement d'au moins trois éléments de mélangeur statique SMX ou SMX plus de Sulzer O. Le clapet coupe-veine 20 est monté à l'extrémité inférieure 28 de la tige 14. Le clapet coupe-veine 20 a, par exemple, sensiblement la forme d'un cône 10 tronqué. Le clapet 20 est monté sur la tige 14 au niveau du sommet du cône tronqué et le cône s'étend en-dessous de sa pointe. Le clapet coupe-veine 20 est mobile conjointement en translation avec la tige 14. Il est apte à être déplacé par la tige mobile 14 entre la position supérieure d'obturation de la sortie principale 26 d'éjection de la composition et la position ouverte de remplissage d'un 15 récipient. Dans la position d'obturation, le clapet coupe-veine 20 est en contact périphérique avec la surface interne du corps creux 12 au niveau de son extrémité inférieure. Il obture l'espace annulaire défini entre la tige 14 et le corps creux 12. Le clapet coupe-veine ferme hermétiquement la sortie principale 26. L'étanchéité est notamment assurée par un 20 contact métal-métal. Dans la position ouverte, la tige 14 a été déplacée vers le bas le long de l'axe principal X par rapport à la position d'obturation. Le clapet coupe-veine 20 est disposé à l'écart de la surface interne du corps creux 12 et définit un passage annulaire de distribution de la composition. Une composition cosmétique peut donc sortir par la sortie 25 principale 26. Une machine d'injection 100 comprenant un bec d'injection 10 tel que décrit précédemment va maintenant être décrite, en référence à la figure 3. La machine d'injection 100 comprend un réservoir 102 de premier produit et un ensemble de convoyage 104 de premier produit. Elle comprend en outre un module 30 d'injection 106 comprenant au moins un bec 10 tel que décrit plus haut, un réservoir de deuxième produit 110, et un ensemble de convoyage de deuxième produit 112. La machine 100 comporte également un ensemble d'amenée 108 de récipients successifs, en regard du bec, et un support de récipient 114. Le réservoir 102 de premier produit reçoit un volume de premier produit 35 cosmétique, par exemple sous forme d'un gel. 3042127 7 L'ensemble de convoyage 104 de premier produit s'étend entre une sortie du réservoir 102 en amont et le module d'injection 106 en aval. Il est relié en aval à l'entrée d'introduction 24 du bec d'injection 10. L'ensemble de convoyage 104 comprend ici une première pompe à piston 116. 5 La première pompe à piston 116 est apte à doser la quantité de premier produit injecté dans le bec d'injection 10 à chaque remplissage d'un récipient. Cette quantité est réglable. Le module d'injection 106 est ici séparable d'un seul tenant du reste de la machine d'injection 100, ce qui permet d'utiliser la machine 100 pour réaliser le remplissage de 10 récipients avec une composition homogène comprenant uniquement du premier produit cosmétique, en utilisant un bec 10 dépourvu de mélangeur statique et d'ensemble de distribution 18 de deuxième produit. Le réservoir de deuxième produit 110 reçoit un volume de deuxième produit cosmétique, par exemple une phase huileuse. 15 L'ensemble de convoyage 112 de deuxième produit s'étend entre une sortie du réservoir 110 et l'ensemble de distribution 18 de deuxième produit du bec d'injection 10. L'ensemble de convoyage 112 comprend ici une deuxième pompe à piston 118. La deuxième pompe à piston 118 est apte à doser la quantité de deuxième produit injecté dans l'ensemble de distribution 18 à chaque remplissage d'un récipient. Cette 20 quantité est réglable. La deuxième pompe à piston 118 est synchronisée à la première pompe à piston 116. Un dosage simultané des deux produits passant dans le bec d'injection est réalisé. Le rapport de la quantité de matière du premier produit sur la quantité de matière du deuxième produit, passant dans le bec d'injection, est commandé pour être égal à un 25 rapport prédéfini. Le support 114 est configuré pour maintenir successivement chaque récipient à remplir dans une position de remplissage sous le bec 10. Dans la position de remplissage, le récipient est apte à être rempli par le bec d'injection 10. Il est, par exemple, situé sous la sortie principale 26 du bec d'injection 10. 30 Dans un mode de réalisation particulier, le support 114 est propre à entraîner en rotation le récipient lors de son remplissage. Le support 114 comprend un moteur entraînant en rotation le récipient. L'ensemble d'amenée 108 de réservoirs successifs est apte à transporter des récipients destinés à être rempli par la machine d'injection 100 jusqu'au support 114 avant 35 leur remplissage, puis à les déplacer à l'écart du support 114 après remplissage. 3042127 8 Un procédé de remplissage successif de récipients, mettant en oeuvre la machine d'injection 100 décrite précédemment, va maintenant être décrit. Chaque récipient à remplir est successivement transporté et placé en regard du bec d'injection 10 par l'ensemble d'amenée 108. Pour chaque récipient, le clapet coupe- 5 veine 20 du bec d'injection 10 est déplacé en position ouverte par descente de la tige 14. Une dose de premier produit est injectée dans le corps creux 12 depuis l'ensemble de convoyage 104 du premier produit par l'entrée d'introduction 24 du premier produit. Une dose de deuxième produit est injectée simultanément dans le corps creux à travers l'ensemble de distribution 18 du deuxième produit depuis l'ensemble de 10 convoyage 112 du deuxième produit. Le deuxième produit est distribué jusqu'à la ou aux sorties d'éjection 30 en amont du mélangeur 16. Le premier produit et le deuxième produit descendent alors à travers le mélangeur 16 où ils sont partiellement mélangés pour former la composition cosmétique ayant un 15 aspect visuel marbré. La composition cosmétique s'écoule à travers la sortie et remplit progressivement le récipient. Lorsque le récipient est rempli, le clapet coupe-veine 20 est déplacé en position supérieure d'obturation par remontée de la tige 14 le long de l'axe X. Ce procédé se répète successivement pour tous les récipients à remplir. 20 Le bec d'injection selon l'invention et le module d'injection associé permettent donc de convertir facilement une machine d'injection classique en une machine d'injection permettant de remplir des récipients avec une composition cosmétique présentant un effet marbré. Pour cela, le bec d'injection classique est remplacé par le bec d'injection selon 25 l'invention et un ensemble de convoyage de deuxième produit est relié à l'ensemble de distribution du deuxième produit. Cette disposition permet de remplir des récipients avec une composition cosmétique présentant un effet marbré, de façon plus économique et adaptable à différents types de machines. 30 Dans une variante, le récipient est entraîné en rotation autour de son axe par le support 114 pendant l'écoulement de la composition cosmétique, ce qui modifie l'effet marbré obtenu. Dans encore une autre variante, le passage de circulation de produit défini par l'ensemble de distribution 18 est situé à l'extérieur de la tige 14 et non dans la tige 14. 35 REVENDICATIONS1.- Bec d'injection (10) destiné au remplissage d'un récipient avec une composition cosmétique comportant au moins deux produits cosmétiques, le bec d'injection (10) comprenant : - un corps creux (12), définissant un volume d'injection (22) de produits, au moins une entrée d'introduction (24) du premier produit et une sortie principale (26) d'éjection de la composition cosmétique, - une tige (14) d'axe principal (X), montée mobile dans le corps creux (12), - un clapet coupe-veine (20) monté à une extrémité libre (28) de la tige (14), le clapet (20) étant apte à être déplacé par la tige (14) mobile entre une position d'obturation de la sortie principale d'éjection (26) de la composition et une position ouverte de remplissage d'un récipient, caractérisé en ce qu'il comporte : - un mélangeur (16) statique monté fixe dans le corps creux (12), la tige (14) traversant le mélangeur (16), et - un ensemble de distribution (18) d'un deuxième produit, débouchant dans le corps creux (12) en amont du mélangeur (16). 2.- Bec d'injection (10) selon la revendication 1, dans lequel l'ensemble de distribution (18) du deuxième produit comprend un canal central (34) d'injection du deuxième produit ménagé à travers la tige mobile (14). 3.- Bec d'injection (10) selon la revendication 2, dans lequel l'ensemble de distribution (18) du deuxième produit comprend un organe de diffusion (32) dans lequel débouche le canal central (34) d'injection, l'organe de diffusion (32) définissant au moins une sortie d'éjection (30) située à distance transversalement de la tige (14). 4.- Bec d'injection (10) selon la revendication 3, dans lequel l'organe de diffusion (32) comprend une pluralité de bras creux (38) s'étendant depuis le canal central (34) d'injection et s'écartant radialement par rapport à l'axe principal (X). 5.- Bec d'injection (10) selon la revendication 4, dans lequel les bras creux (38) comprennent chacun au moins une sortie d'éjection (30). 3042127 10 6.- Bec d'injection (10) selon la revendication 5, dans laquelle les sorties d'éjection (30) du deuxième produit sont réparties, de préférence uniformément, sur la périphérie circulaire de la tige (14). 5 7.- Bec d'injection (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la tige (14) est mobile en translation le long de l'axe principal (X) à travers le mélangeur (16). 8.- Bec d'injection (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, 10 dans lequel le mélangeur (16) définit un trou central (29), la tige (14) mobile s'étendant à travers le trou central (29). 9.- Bec d'injection (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le corps (12) présente une surface interne délimitant le volume d'injection 15 (22), le mélangeur (16) s'étendant radialement dans l'espace annulaire entre la surface interne et la tige (14), le mélangeur (16) étant espacé de la tige (14) d'une distance inférieure à 1 mm. 10.- Module d'injection (106) comprenant un bec d'injection (10) selon l'une 20 quelconque des revendications précédentes, un réservoir de deuxième produit (110), et un ensemble de convoyage de deuxième produit (112) raccordant le réservoir de deuxième produit (110) à l'ensemble de distribution (18) du deuxième produit sur le bec d'injection (10). 25 11.- Machine d'injection (100) comprenant un module d'injection (106) selon la revendication 10, un réservoir de premier produit (102) et un ensemble de convoyage de premier produit (104) raccordant le réservoir de premier produit (102) à l'entrée d'introduction (24) du bec d'injection (10) et un ensemble d'amenée (108) de récipients successifs à remplir, disposé en regard du bec (10). 30