Brevet FR3070303A1 — publié le 20190301

TUBE EQUIPE D'UNE CAPSULE A CHARNIERE SANS EMBASE La présente invention se rapporte aux tubes souples et leur procédé de fabrication, et plus particulièrement aux 5 tubes destinés à l'industrie de la cosmétique qui demande une résistance aux agents tensio-actifs et des propriétés barrières spécifiques. Ces tubes souples sont habituellement équipés d'un moyen de fermeture, soit amovible du type bouchon à vis, soit fixe du 10 type capsule à charnière. Les capsules fixes sont d'ordinaire monobloc et composées d'une embase fixée sur la tête du tube coiffant ladite tête et d'un couvercle relié à l'embase par une charnière disposée dans un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal du 15 tube. Le couvercle peut ainsi passer d'une position ouverte à une position fermée en basculant dans un plan passant par ledit l'axe longitudinal du tube. Ces capsules sont communément désignées par le terme de capsule service. L'avantage de ces capsules est qu'elles sont d'un usage 20 très commode, car toujours fixées au tube en position ouverte comme fermée et qu'elles ne peuvent donc pas se perdre. Les tubes équipés de ces capsules ont l'inconvénient d'offrir deux passages à la contamination par des agents extérieurs. Un premier passage situé entre la tête du tube et 25 l'embase, et un deuxième passage situé entre l'embase et le couvercle. De plus, l'embase présente un poids élevé, en général de 20 à 30 % du poids de l'ensemble tube/capsule, alors qu'elle ne présente aucune utilité d'usage, sa seule fonction étant d'assurer la liaison entre la tête du tube et le couvercle 30 Il parait donc logique de chercher à supprimer l'embase en fixant directement le couvercle sur la tête du tube. La suppression de l'embase permet simultanément de supprimer un des deux passages précédemment cités, et d'alléger l'ensemble tube/capsule en diminuant ainsi de 20 à 30 % la quantité de 2 matière plastique nécessaire à sa fabrication ce qui contribue à baisser le prix de revient du tube et améliorer son impact écologique. Cependant, la suppression de l'embase pose un problème difficile à résoudre. En effet, dans un tube traditionnel, l'embase est solidement fixée sur l'embout par un moyen de fixation de clipsage ou de vissage de forme annulaire disposé au centre de la tête. L'embase, la charnière et la capsule constituent un ensemble monobloc donc non désolidarisable La charnière du couvercle doit être disposée à la périphérie du tube. La suppression de l'embase oblige à transférer le moyen de fixation de la charnière sur le tube à la périphérie de la tête du tube dans une zone de grande souplesse de ladite tête, ce qui fragilise en pratique l'assemblage par simple clipsage de pièces en contre dépouille. En effet, le clipsage de deux pièces en contre dépouille se désassemble très facilement lorsqu'une des deux pièces est très souple. Les tubes souples sont le plus souvent réalisés par extrusion d'un cylindre dit « jupe » et fermé à l'une de ses extrémités au moyen d'une pièce dite « tête du tube ». La tête du tube est fixée sur la jupe soit par surmoulage soit par soudage. Le procédé dit du « moulage de tête » est une opération spécifique réalisée sur une machine spécifique dite « mouleuse de tête », qui consiste à récupérer le tronçon de cylindre extrudé et surmouler à l'une de ses extrémités la tête lors d'une opération qui réalise simultanément le formage de la tête et son assemblage sur l'extrémité du cylindre extrudé. La tête de tube est ainsi réalisée en polyéthylène lorsque la jupe est en polyéthylène, pour permettre l'opération de soudure ou de surmoulage. 3 L'opération de surmoulage de la tête sur la jupe présente deux intérêts principaux : Remplacer une première opération d'injection de la tête suivie d'une deuxième opération de soudure de la tête sur 5 la jupe par une opération unique de surmoulage. Créer un assemblage jupe/tête de grande qualité. Néanmoins, l'opération de « moulage de tête » par ledit procédé spécifique de surmoulage sur la jupe présente le défaut important de contraindre la forme de la tête dans des 10 caractéristiques qui rendent très difficile, voire impossible, un assemblage de qualité de la tête avec le couvercle lorsque le moyen de fixation de la charnière est assemblé à la périphérie de la tête, c'est-à-dire dans une zone déformable. Pour résoudre cette problématique, de nombreuses 15 solutions ont été tentées, dont aucune ne donne satisfaction. Ces solutions peuvent se regrouper en trois grandes familles : Première famille : les ensembles monoblocs réalisés en une opération d'injection intégrant la jupe du tube, la tête et le couvercle. 20 Deuxième famille : les ensembles constitués d'une tête injectée équipée d'un couvercle, rapportée à postériori sur une jupe préalablement extrudée. Troisième famille : les ensembles constitués d'une jupe extrudée et d'une tête surmoulée sur laquelle un couvercle 25 est fixé à postériori. La première famille présente l'avantage qu'une seule opération d'injection suffit pour réaliser un tube intégrant la jupe, la tête et le couvercle. Ce procédé est le plus simple et donc apparemment le plus séduisant. Mais les tubes obtenus ne 30 répondent pas au cahier des charges de l'industrie de la cosmétique en termes de toucher (souplesse), de propriétés barrières et de résistance aux agents tensio-actifs. C'est la raison pour laquelle cette technologie apparemment séduisante 4 n'a jamais été mise en oeuvre dans les applications destinées à l'industrie de la cosmétique. La deuxième famille présente l'avantage que le couvercle et la tête peuvent constituer un ensemble monobloc préalablement 5 formé-s- par le procédé de l'injection. Cet ensemble est soudé à postériori sur la jupe du tube préalablement extrudée. L'opération de soudure a postériori d'une tête préalablement formée par injection présente néanmoins le grave inconvénient que la soudure est de moindre qualité et nécessite 10 des surfaces de raccord plus importantes que le surmoulage. Par ailleurs, la soudure à postériori de la tête sur la jupe impose que la soudure soit réalisée quand le couvercle est fermé, ce qui présente de grave défaut que le diamètre de la capsule est significativement plus petit que le diamètre du tube 15 d'où la moindre stabilité du tube lorsqu'il est posé verticalement sur son bouchon. Au plan esthétique, le procédé impose que le raccord entre la tête et la jupe soient visible quand la capsule est refermée ce qui est contraire à l'usage et donc à la demande 20 des clients de la cosmétique. La troisième famille réunit tous les avantages fonctionnels demandés : - Une jupe monocouche extrudée ou multicouche coextrudée disposant des propriétés barrières, de 25 souplesse et de tenue aux agents tensio-actifs imposés par l'industrie de la cosmétique. Une tête formée et assemblée sur la jupe selon le procédé traditionnel du « moulage de tête » en une opération unique apportant la qualité du surmoulage. 30 Un couvercle de grand diamètre coiffant la ligne de jonction de la jupe et de la tête. Cependant, l'assemblage du couvercle et de la jupe doit être non démontable. Les solutions existantes consistent 5 assembler par simple encliquetage un moyen de fixation de la charnière sur la tête du tube. Ces solutions de l'art antérieur présentent toutes le défaut rédhibitoire que le couvercle peut être désassemblé sans difficulté de la tête lorsque l'embase 5 est supprimée. En effet, la suppression de l'embase impose que le moyen de fixation soit fixé dans la zone périphérique de la tête qui est souple ce qui facilite le démontage du couvercle par déformation de la tête. 10 Ce défaut inacceptable s'explique également par les contraintes du procédé de moulage de tête qui ne permet pas de démouler les contre dépouilles autorisées par le procédé de l'injection. Ce défaut est rédhibitoire quelque soient les solutions 15 existantes d'assemblage par languette ou par anneau : quel que soit la solution d'assemblage retenue, il est facile de démonter ledit assemblage. D'autre part le couvercle doit impérativement être monté sur une charnière à effet ressort. La charnière à effet ressort 20 est un ensemble monobloc composé de la charnière proprement dite et d'un ou deux tendeurs. L'effet ressort découle de l'allongement du tendeur lors de la rotation de la charnière. Cet allongement est faible, au regard de la géométrie imposée par le dessin de la pièce (déport limité de la charnière). 25 L'efficacité de la charnière est donc liée la faible élasticité et la mémoire de forme du polymère, d'où le choix systématique du polypropylène qui possède ces propriétés de résistance à l'allongement et de mémoire de forme. D'une façon générale les têtes de tube sont toujours 30 réalisées en polyéthylène pour assurer la qualité et la tenue du surmoulage sur la face intérieure de la jupe. La capsule est composée de l'embase, de la charnière et du couvercle. Cet ensemble est toujours réalisé en polypropylène pour permettre l'effet ressort de la charnière. 6 Un tube traditionnel est donc composé d'une jupe et d'une tête en polyéthylène. Ce tube est équipé sans difficulté d'une capsule composée d'une embase, d'une charnière et d'un couvercle en polypropylène, la capsule et le tube étant 5 assemblés mécaniquement. En effet, l'embase, coiffant l'embout rigide du tube, peut être équipée d'un moyen de fixation annulaire par vissage ou clipage sur l'embout, qui garantit la bonne tenue de l'assemblage mécanique. L'assemblage mécanique est indépendant du matériau 10 choisi pour la tête du tube (polyéthylène) et pour l'embase (polypropylène). Si l'assemblage par encliquetage ou vissage d'une pièce en polypropylène sur une pièce en polyéthylène ne pose aucune difficulté, il n'en va pas de même d'un assemblage par soudure, 15 le polypropylène et le polyéthylène présentant des caractéristiques chimiques qui interdisent la fusion des matériaux. L'objet de l'invention est de proposer un tube sans embase et son procédé de fabrication qui répondent aux 20 contraintes de l'industrie de la cosmétique, qui soit plus léger, moins cher et plus esthétique que les solutions actuelles, et enfin dont le couvercle soit fixé sur la tête du tube sans risque de désassemblage. Le procédé selon l'invention est un procédé de 25 réalisation d'un tube souple constitué: d'une première paroi souple formant un corps cylindrique d'axe XX', d'une deuxième paroi fermant une première extrémité du corps cylindrique, ladite deuxième paroi étant ajourée d'un 30 orifice, d'un ensemble monobloc constitué d'un couvercle monté sur une charnière et d'un moyen de fixation de la charnière sur la deuxième paroi, 7 caractérisé en ce que : au moins une face de la première paroi constituant la face intérieure du corps cylindrique, la deuxième paroi, et l'ensemble sont réalisés dans des matériaux appartenant à la 5 famille des polyéthylènes. le formage de la deuxième paroi et son assemblage sur la première paroi sont réalisés simultanément par une opération unique de surmoulage de la deuxième paroi sur la première extrémité du corps cylindrique. 10 le moyen de fixation est assemblé sur la deuxième paroi par soudure ultrason. La face intérieure de la première paroi constituant la jupe du tube, la deuxième paroi constituant la tête du tube et l'ensemble monobloc constitué d'un couvercle monté sur une 15 charnière et d'un moyen de fixation de la charnière sur la deuxième paroi sont en polyéthylène. L'appartenance des matériaux de ces trois constituants à la famille des polyéthylènes permet le surmoulage de la deuxième paroi sur la première paroi et la soudure du moyen de fixation sur la 20 deuxième paroi. De façon surprenante, Il a été découvert qu'une charnière à effet ressort en polyéthylène possédait les mêmes caractéristiques fonctionnelles qu'une charnière à effet ressort en polypropylène lorsqu'elle est fixée sur un support 25 rigide indéformable. Conjointement il a été découvert que l'assemblage par soudure de la paroi de la tête du tube lorsqu'elle est supérieure à 0,75 mm avec la paroi du moyen d'assemblage lorsqu'elle est comprise entre 0,75 mm et 2,5 mm permet de 30 constituer un ensemble indéformable. Le moyen de fixation constitué d'une paroi soudée en appui sur la deuxième paroi et d'au moins un picot dirigé dans l'axe longitudinal du tube forme 8 un ensemble à la fois localement rigide et non désassemblable lorsqu'il est soudé sur la tête du tube. La rigidité de cet ensemble permet le bon fonctionnement de la charnière à effet ressort malgré l'utilisation du 5 polyéthylène pour former l'ensemble monobloc. En effet, la rigidité du support garantit que l'élongation est intégralement répercutée sur le tendeur pendant la rotation du couvercle. Avantageusement le moyen de fixation est assemblé sur la deuxième paroi par un mouvement de translation selon l'axe 10 XX' de l'ensemble monobloc. Ce montage est ainsi facile réaliser L'objet de l'invention est également un tube réalisé au moyen du procédé avec au moins une des caractéristiques précédentes. 15 Avantageusement, la première paroi et la deuxième paroi présentent une ligne de raccord dans un plan H1 perpendiculaire à l'axe XX' et forment un tronc de cône dont la génératrice est une droite D dans une zone située de part et d'autre de la ligne de raccord et dans un secteur d'au moins 200° autour de l'axe 20 XX'. Cette disposition présente le grand avantage que le couvercle peut ainsi prendre directement appui sur la jupe du tube lorsqu'il est en position fermé. Avantageusement, l'axe de rotation de la charnière s'inscrit dans un plan H2 perpendiculaire à l'axe XX' et décalé 25 par rapport au plan Hl. Cette disposition permet que les points de fixation du tendeur sur le couvercle et sur le moyen de fixation soient répartis de part et d'autre de la charnière pour maximiser l'effet ressort. Avantageusement, le couvercle comprend un bord prenant 30 appui sur l'une ou l'autre de la première paroi ou la deuxième paroi dans une zone située au voisinage de la ligne de raccord lorsque le couvercle est en position fermée. Le couvercle peut cacher partiellement ou totalement, la ligne de raccord, ce qui est plus esthétique. 9 Avantageusement, le bord prend appui simultanément sur la première paroi et sur la deuxième paroi dans une zone située de part et d'autre de la ligne de raccord lorsque le couvercle est en position fermée. Le couvercle cache ainsi complètement 5 la ligne de raccord. Cette disposition est permise lorsque la première paroi et la deuxième paroi forment un tronc de cône dont la génératrice est une droite dans la zone située de part et d'autre de la ligne de raccord. Avantageusement, la surface projetée du moyen de 10 fixation dans le plan Hi s'inscrit dans un secteur défini par deux radiales R1 et R2 passant par un point de l'axe XX' et formant l'une avec l'autre un angle inférieur à 120°. L'assemblage par soudure peut donc être réalisé par un moyen de fixation de très petite taille donc d'un poids négligeable au 15 regard du poids du tube et du couvercle, tout en disposant simultanément de la rigidité nécessaire à la qualité de l'effet ressort. La dimension minimum du moyen de fixation est déterminée par la dimension de la charnière dans la mesure où une première 20 extrémité des tendeurs est fixée sur le moyen de fixation. Avantageusement, le moyen de fixation est constitué d'au moins une paroi en appui sur la paroi de la tête du tube et d'au moins un picot dirigé dans l'axe XX'. Cette disposition 25 permet de centrer correctement le moyen de fixation sur la deuxième paroi lors de l'opération de soudure. D'autres avantages pourront encore apparaître à l'homme du métier à la lecture des exemples ci-dessous, illustrés par les figures annexées, donnés à titre d'exemple : 30 - La figure 1 est une vue en perspective d'un tube selon l'invention, le couvercle en position fermée, - La figure 2 est une vue de dessus de la tête du tube sans le couvercle, 10 - La figure 3 est une coupe de la tête du tube du côté de la charnière du couvercle, - La figure 4 est une vue en coupe de la tête du tube du côté opposé à la charnière du couvercle, 5 - La figure 5 est une vue de dessus de la tête du tube, équipée du moyen de fixation, la charnière et le couvercle n'étant pas représentés. - La figure 6 est une vue en perspective de la tête du tube et du moyen de fixation avant assemblage par soudure. 10 Dans la suite de la description on appellera "haut" la partie située du côté de la tête du tube et "bas" la partie opposée. Le tube selon l'invention illustré figures 1 à 6, comprend une première paroi souple 1 formant un corps 15 cylindrique 12 d'axe XX', une deuxième paroi 2 fermant une première extrémité 13 du corps cylindrique 12, et constituant la tête du tube, et un ensemble monobloc 3 constitué d'un couvercle 33 monté sur une charnière 31, et d'un moyen de fixation 32 de la charnière 31 sur la deuxième paroi 2. 20 La paroi 2 est surmoulée sur le corps creux 1 et forme une ligne de raccord 11 avec celui-ci. Cette ligne de raccord 11 défini un plan Hi sensiblement perpendiculaire à l'axe XX'. Le couvercle 33 est articulé au niveau de la charnière 31 dans un plan H2 parallèle à Hu et au-dessus de celui-ci, 25 comme visible figure 3. La charnière comprend deux tendeurs 35 disposés de part et d'autre de l'axe de rotation. La paroi 2 est ajourée d'un orifice 21 qui permet la distribution du produit contenu dans le tube. Cet orifice 21 est fermé par un ergot 34 solidaire du couvercle 33. 30 Dans une zone située de part et d'autre de la ligne de raccord 11, la paroi 1 et la paroi 2 forment un tronc de cône dont la génératrice est une droite D (voir figure 4), ce tronc 11 de cône s'inscrit dans un secteur d'au moins 200° autour de l'axe XX'. Le couvercle 33 comprend un bord 331 qui est en contact avec la tête du tube lorsqu'il est en position fermé. Ce bord 5 331 est situé au voisinage de la ligne de raccord 11, de préférence à cheval sur celle-ci lorsque le couvercle est en position fermée. Comme on peut le voir sur la figure 2 partie II, la ligne de raccord 11 est couverte par le couvercle quand celui-ci est fermé, elle est visible quand le couvercle est 10 ouvert (partie I). Le moyen de fixation 32 s'inscrit dans un secteur défini par deux radiales R1 et R2 passant par un point de l'axe XX' et formant l'une avec l'autre un angle inférieur à 120° (cf. figure 5). 15 Le moyen de fixation est constitué d'au moins une paroi 321 en appui sur la paroi 2 de la tête du tube et d'au moins un picot 322 dirigé dans l'axe XX'. La paroi 2 présente des cavités 20 dans lesquels vont s'insérer les picots 322. Ces picots 322 vont faciliter le positionnement du moyen de fixation 32 sur la 20 paroi 2 avant soudage et participer à la fusion des matériaux du moyen de fixation et de la paroi dans la phase de soudure. Nous allons maintenant décrire le procédé de réalisation du tube selon l'invention. On réalise le corps cylindrique 12 en extrudant ou 25 coextrudant puis en tronçonnant à la bonne longueur la première paroi 1 puis on surmoule la deuxième paroi 2 formant la tête du tube sur la première extrémité 13 du corps cylindrique 12. On réalise par injection l'ensemble monobloc 3 constitué du couvercle 33 monté sur la charnière 31 et du moyen de fixation 30 32. On soude par ultrason le moyen de fixation 32 sur la deuxième paroi 2. Le tube obtenu présente la même qualité d'assemblage de la jupe et de la tête qu'un tube traditionnel. Il présente 12 également la qualité d'un assemblage indissociable du couvercle et de la tête. Ce tube est beaucoup plus léger, plus économique et plus fonctionnel que les tubes de l'art antérieur utilisés dans 5 l'industrie REVENDICATIONS1. Procédé de réalisation d'un tube souple constitué: d'une première paroi souple (1) formant un corps cylindrique (12) d'axe XX'. d'une deuxième paroi (2) fermant une première extrémité (13) du corps cylindrique (12), ladite deuxième paroi (2) étant ajourée d'un orifice (21). d'un ensemble monobloc (3) constitué d'un couvercle (33) monté sur une charnière (31) et d'un moyen de fixation (32) de la charnière (31) sur la deuxième paroi (2). Caractérisé en ce que : au moins une face (14) de la première paroi (1) constituant la face intérieure du corps cylindrique (12), la deuxième paroi (2), et l'ensemble (3) sont réalisés dans un matériau appartenant à la famille des polyéthylènes. le formage de la deuxième paroi (2) et son assemblage sur la première paroi (1) sont réalisés simultanément par 'une opération unique de surmoulage de la deuxième paroi (2) sur la première extrémité (13) du corps cylindrique (12). le moyen de fixation (32) est assemblé sur la deuxième paroi (2) par soudure ultrason. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de fixation (32) est assemblé sur la deuxième paroi (2) par un mouvement de translation selon l'axe XX' de l'ensemble monobloc (3). 3. Tube réalisé au moyen du procédé selon une des revendications 1 ou 2. 4. Tube selon la revendication 3, caractérisé en ce que la première paroi (1) et la deuxième paroi (2) présentent 14 une ligne de raccord (11) dans un plan H1 perpendiculaire à l'axe XX' et forment un tronc de cône dont la génératrice est une droite (D) dans une zone située de part et d'autre de la ligne de raccord (11) et dans un secteur d'au moins 200° autour 5 de l'axe XX'. 5. Tube selon la revendication 4 caractérisé en ce que l'axe de rotation de la charnière (31) s'inscrit dans un plan H2 perpendiculaire à l'axe XX' et décalé par rapport au plan 10 Hl. 6. Tube selon une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que le couvercle (33) comprend un bord (331) prenant appui sur l'une ou l'autre de la première paroi (1) ou la deuxième 15 paroi (2) dans une zone située au voisinage de la ligne de raccord (11) lorsque le couvercle est en position fermée. 7. Tube selon une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que le bord (331) prend appui simultanément 20 sur la première paroi (1) et sur la deuxième paroi (2) dans une zone située de part et d'autre de la ligne de raccord (11) lorsque le couvercle est en position fermée. 8. Tube selon la revendication 4 caractérisé en ce que 25 la surface projetée du moyen de fixation (32) dans le plan Hi s'inscrit dans un secteur défini par deux radiales R1 et R2 passant par un point de l'axe XX' et formant l'une avec l'autre un angle inférieur à 120°. 30 9. Tube selon une des revendications 3 à 8 caractérisé en ce que le moyen de fixation (32) est constitué d'au moins une paroi (321) en appui sur la deuxième paroi (2) et d'au moins un picot (322) dirigé dans l'axe XX'.