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FR3070303A1 - Tube equipe d'une capsule a charniere sans embase. - Google Patents

Tube equipe d'une capsule a charniere sans embase. Download PDF

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FR3070303A1
FR3070303A1 FR1757807A FR1757807A FR3070303A1 FR 3070303 A1 FR3070303 A1 FR 3070303A1 FR 1757807 A FR1757807 A FR 1757807A FR 1757807 A FR1757807 A FR 1757807A FR 3070303 A1 FR3070303 A1 FR 3070303A1
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tube
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Original Assignee
CEP TUBES
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Abstract

Le procédé selon l'invention est un 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.

Description

TUBE EQUIPE D'UNE CAPSULE A CHARNIERE SANS EMBASE
La présente invention se rapporte aux tubes souples et à leur procédé de fabrication, et plus particulièrement aux 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 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 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 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 1'inconvénient d'offrir deux passages à la contamination par des agents extérieurs. Un premier passage situé entre la tête du tube et 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 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 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.
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 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 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 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.
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 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 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 n'a jamais été mise en œuvre 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 formés- par le procédé de l'injection. Cet ensemble est soudé à postériori sur la jupe du tube préalablement extrudée.
L'opération de soudure à postériori d'une tête préalablement formée par injection présente néanmoins le grave inconvénient que la soudure est de moindre qualité et nécessite 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 fermé, ce qui présente de grave défaut capsule est significativement plus petit quand le couvercle est que le diamètre de la que le diamètre du tube 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
1'usage et donc à la demande 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 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.
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 à 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 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.
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 1'injection.
Ce défaut est rédhibitoire quelque soient les solutions 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 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) . L'efficacité de la charnière est donc liée à 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 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.
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 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 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, 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 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 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 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, 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 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.
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
1'ensemble monobloc constitué d'un couvercle monté sur une 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 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 rigide indéformable.
soudure
Conjointement de la paror il a été découvert de la supérieure lorsqu'elle est constituer un que l'assemblage par tête du tube lorsqu'elle est mm avec la paroi du moyen comprise entre 0,75 mm et 2,5 ensemble indéformable. Le moyen d'assemblage mm permet de 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 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 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 XX' de l'ensemble monobloc. Ce montage est ainsi facile à réaliser
L'objet de l'invention est également un tube réalisé au moyen du procédé avec au moins une des caractéristiques précédentes.
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 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 par rapport au plan H1. 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 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.
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 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 fixation dans le plan Hi s'inscrit dans un secteur deux radiales RI et R2 passant par un point de 1' du
moyen de
défini par
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 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 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 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 :
— 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, — 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, — 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.
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 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.
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 Hi, et au-dessus de celui-ci, 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.
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 de cône s'inscrit dans un secteur d'au moins 200° autour de 1' 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 331 est situé au voisinage de la ligne de raccord il, 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 ouvert (partie I) .
Le moyen de fixation 32 s'inscrit dans un secteur défini par deux radiales RI 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).
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 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 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 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 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 de la cosmétique.

Claims (9)

  1. REVENDICATIONS
    1. 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).
    Caracté risé en ce que : au moins une face (14) de la première paroi (D constituant la face intérieure du corps ; cylindrique (12) , la deuxième paroi (2) , et 1'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. 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. 3. Tube réalisé au moyen du procédé selon une des revendications 1 ou 2.
  4. 4. Tube selon la revendication 3, caractérisé en ce que la première paroi (1) et la deuxième paroi (2) présentent 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 (il) et dans un secteur d'au moins 200° autour de 1'axe XX'.
  5. 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 H1 .
  6. 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 paroi (2) dans une zone située au voisinage de la ligne de raccord (il) lorsque le couvercle est en position fermée.
  7. 7. Tube selon une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que le bord (331) prend appui simultanément 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. 8. Tube selon la revendication 4 caractérisé en ce que la surface projetée du moyen de fixation (32) dans le plan Hi s'inscrit dans un secteur défini par deux radiales Rl et R2 passant par un point de l'axe XX' et formant l'une avec l'autre un angle inférieur à 120°.
  9. 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'.
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