EP1765685A1 - Tubes souples legers en matiere plastique et leur procede de fabrication - Google Patents

Tubes souples legers en matiere plastique et leur procede de fabrication

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EP1765685A1
EP1765685A1 EP05786072A EP05786072A EP1765685A1 EP 1765685 A1 EP1765685 A1 EP 1765685A1 EP 05786072 A EP05786072 A EP 05786072A EP 05786072 A EP05786072 A EP 05786072A EP 1765685 A1 EP1765685 A1 EP 1765685A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
skirt
tube
weight
capsule
flexible tube
Prior art date
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EP05786072A
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German (de)
English (en)
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EP1765685B1 (fr
Inventor
Michel Bosshardt
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Albea Tubes France SAS
Original Assignee
Cebal SAS
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Publication date
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Application filed by Cebal SAS filed Critical Cebal SAS
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Priority to PL08017038T priority patent/PL2022724T3/pl
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Application granted granted Critical
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D35/00—Pliable tubular containers adapted to be permanently or temporarily deformed to expel contents, e.g. collapsible tubes for toothpaste or other plastic or semi-liquid material; Holders therefor
    • B65D35/02—Body construction
    • B65D35/10—Body construction made by uniting or interconnecting two or more components
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D47/00—Closures with filling and discharging, or with discharging, devices
    • B65D47/04—Closures with discharging devices other than pumps
    • B65D47/06—Closures with discharging devices other than pumps with pouring spouts or tubes; with discharge nozzles or passages
    • B65D47/08—Closures with discharging devices other than pumps with pouring spouts or tubes; with discharge nozzles or passages having articulated or hinged closures
    • B65D47/0804—Closures with discharging devices other than pumps with pouring spouts or tubes; with discharge nozzles or passages having articulated or hinged closures integrally formed with the base element provided with the spout or discharge passage

Definitions

  • the invention relates to the field of flexible plastic tubes for storing and dispensing liquid to pasty products. It relates more particularly to flexible plastic tubes of large capacity, typically having a capacity greater than or equal to 150 ml.
  • a flexible tube is made by assembling two separately manufactured parts: a flexible cylindrical skirt of given length (typically 3 to 5 times the diameter) and a head comprising a neck provided with a dispensing orifice and a shoulder connecting said neck with cylindrical skirt.
  • the plastic head can be molded separately and then welded to one end of the skirt but it is advantageously molded and welded autogenously to the skirt using either an injection molding technique (FR 1 069 414) or a technique compression molding of an extruded blank (FR 1 324 471).
  • the cylindrical skirt can be obtained industrially in two different ways.
  • tubes intended for storing and dispensing cosmetic products it is generally obtained by extrusion or direct coextrusion of several plastics, in the form of a cylindrical hollow extrudate.
  • the tube having such a skirt is in this case called "plastic tube”.
  • a plastic strip is generally used which is shaped into a cylinder by matching (contact or superimposition) of its two longitudinal edges ( see for example US 1,007,779) and then longitudinal weld along these edges.
  • the tube having such a skirt - which is often made of a multilayer plastic material with a barrier layer - is in this case called "rolled tube".
  • the tube is delivered to the conditioner, the head down and the dispensing orifice closed - for example by a cap screwed onto the neck - so that it fills the tube by the open end of the tube.
  • the tubes are placed vertically, grouped and sheaves. The sheaves are stacked on one another forming a large number of layers whose thickness corresponds to the axial length of the tube, which typically leads to stack of about fifteen layers for truck transport.
  • the tube is filled, its open end is flattened so as to perform a weld which, by the meeting of wall portions facing each other following the flattening, seals the product thus conditioned (so-called transversal or final weld).
  • the diameter of the skirt is typically between 40 mm and 60 mm
  • the thickness of the skirt of the prior art is systematically greater than 0.5 mm, that it is (co ) extruded ,. laminated, or obtained by extrusion blow molding.
  • the embodiment of the skirt it must undergo a large number of manipulations until the filled tube has been sealed by the final weld, These manipulations are necessary firstly to perform transfers between different manufacturing stations and secondly to ensure sufficient mechanical support during manufacturing operations or shaping (assembly of the head and the skirt, printing on the skirt, corking, ).
  • the tube Upon arriving at a manufacturing or forming station, the tube is driven from a holding device mounted on a transfer chain (for example a pin, a nacelle or a mandrel) to a mandrel on which it is fitted most of time without play and even with a slight tightening.
  • a transfer chain for example a pin, a nacelle or a mandrel
  • the operation is complete, it is extracted from the mandrel and directed to a new holding device associated with another transfer chain to drive it to another manufacturing station.
  • Flexible tubes that have skirts large diameter do not have sufficient rigidity if the thickness of said skirts is less than 0.5 mm. They are exposed, particularly at their open end, to a high risk of folding either during the fitting on the mandrel, or during the extraction of the mandrel. To limit this risk, it could increase the clearance between the skirt and the mandrel but this would result in less good maintenance of the skirt during the manufacturing operation or shaping and could result in insufficient quality: less accuracy the positioning of the head on the skirt which can lead to a defect of welding between the head and the skirt, bad plating of the skirt on the mandrel causing printing defects (offset printing or flexography on cylindrical wall of tubular bodies), etc.
  • the stacked tubes located in the lower layers must support the weight of the sheaves stacked above and they are often deteriorated at the open end of their skirt if it does not have the desired rigidity.
  • the open end of the tube has a geometry which is less repetitive since the thickness is small (greater influence of the residual stresses on the shape of the free end of the skirt), which leads to difficulties when automatically filling the tube.
  • bottles are made in one piece by extrusion-blow molding: one extrudes a thick tube that is clamped away from the die (obtaining a parison) and then inflates the inside of the parison by sending air under low pressure through the axis of the die, the wall of the parison tapering and coming to press against the walls of a mold that gives the final shape of the bottle.
  • extrusion-blow molding US Pat. No.
  • WELLA 6,082,563
  • WELLA describes a manufacturing process by which the constituent plastic material of the wall of the parison is partially modified by adding blowing agents.
  • the blowing agents are introduced into an intermediate layer during coextrusion.
  • the thickness of the expanded layer is, after extrusion and before blowing, equal to or greater than 3 mm. After blowing it is of the order of 500 microns, that is to say close to the thickness of a flexible tube skirt.
  • the lightening of an expanded layer with a blowing agent is only possible in this case because a thick parison of at least 3 mm is extruded.
  • the skirt of the tube must be obtained directly by extrusion with a thickness at least six times lower, under conditions such that it is difficult or impossible, to control the action of the swelling agent in the screw and then in the convergent zone of the extruder, so that a skirt is obtained with an expanded extruded layer with irregularities of large thickness, which does not allow to provide acceptable industrial packaging.
  • blowing agents entails an additional cost.
  • the Applicant has sought to obtain a flexible tube of great capacity as light as possible, which has a cylindrical skirt as strong and rigid as that of standard tubes, while offering the user a comfortable grip and resistance to stress cracking comparable to that of standard tubes.
  • the goal is to significantly reduce (at least 30%) the weight of the tubes while maintaining an acceptable mechanical behavior compatible with the constraints of manufacture and with its use by the consumer.
  • these tubes are mainly intended for the cosmetics market, they must also have equivalent compatibility to these products, in particular to guarantee a low permeability to liquids (water, alcohols, oils and other fatty substances, etc.). ), and this low permeability to liquids should result in limited weight losses. It is also desirable that they have an acceptable permeability to water vapor and flavorings.
  • a first object of the invention is a method of manufacturing a flexible tube comprising a cylindrical skirt and a dispensing head (that is to say provided with a dispensing orifice), comprising at least the following steps: a) extruding a cylindrical sleeve b) cutting the sleeve so as to produce a tube skirt to the desired length; c) molding of the flexible tube head; d) fixing the head on one end of the skirt; characterized in that the extruded sleeve has a thickness of between 0.2 and 0.4 mm, preferably between 0.25 mm and 0.35 mm and in that it comprises high density polyethylene (PE, HD), with a density of between 0.935 g / cm 3 and 0.97 g / cm 3, preferably greater than 0.945 g / cm 3, in a proportion by weight greater than 55%, preferably 70%.
  • PE high density polyethylene
  • the sleeve also comprises low-density polyethylene (PE, BD) with a density of between 0.86 g / cm 3 and 0.93 g / cm 3, in a proportion by weight of less than 45%, preferably 30%, and of which more than 50%, preferably more than 90% by weight, is a PE.
  • PE low-density polyethylene
  • BDL Linear BD
  • This method incorporates the conventional steps of manufacturing a plastic tube, the skirt of which comes from the cutting of an extruded sleeve, but this sleeve is particularly thin and comprises a plastic material different from that of plastic tubes of the prior art.
  • the sleeve is obtained by extrusion of a mixture PE, HD + PE, BD (more than half being PE, BDL) or by coextrusion of several coaxial layers, PE, HD, PE. BD (more than half being PE, BDL), or layers of PE mixtures.
  • the plastic tubes. thus_ realized offer . the best characteristics (with respect to all the manufacturing and use constraints) when the sleeve has been made with more than 90% by weight of PE. HD and less than 10% by weight of PE.BDL.
  • Another object of the invention is a flexible tube having a dispensing head and a cylindrical skirt of plastic or metalloplastic material, of diameter greater than 44 mm, more particularly greater than 49 mm, characterized in that said cylindrical skirt has a thickness between 0.2 mm and 0.4 mm, preferably between 0.25 mm and 0.35 mm, in that it comprises high-density polyethylene (PE HD) with a density of between 0.935 g / cm 3 and 0.97 g / cm 3, preferably greater than 0.945 g / cm 3, in a weight proportion greater than 55%, preferably 70%.
  • PE HD high-density polyethylene
  • the cylindrical skirt also comprises low density polyethylene (PE, BD) with a density of between 0.86 g / cm3 and 0.93 g / cm3, in a proportion by weight of less than 45%, preferably 30%, and of which more than 50%, preferably more than 90% by weight, is a PE.
  • PE low density polyethylene
  • BDL Linear DB
  • the tube according to the invention is a plastic tube or a rolled tube having a head provided with a dispensing orifice and a cylindrical skirt of large diameter, typically greater than 44 mm.
  • the head generally comprises a neck which encloses the dispensing orifice and a shoulder which connects the neck to the skirt.
  • the skirt is cylindrical but its section is not necessarily circular. In fact, the tube is here described in its filling configuration, before completion of the final transversal weld which seals the packaged product.
  • the skirt may have a circular or elliptical orthogonal section or any other shape
  • flexible tubes have skirts composed mainly or entirely of PE. BD.
  • a tube according to the invention having the same diameter as a traditional tube has a thinner skirt but composed predominantly - or in full - of PE.HD. If the PE.HD is not alone, the skirt may be made of a single material, for example a blend resulting from a mixture according to the invention of PE.HD and PE.BD, the major part of which is a Linear PE.BD.
  • PE.BDL and the percentage of PE.HD within such a blend can be determined for example using two complementary techniques: Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), for example using a spectrometer FTIR Nicolet 510P and Differential Scanning Calorimetry, for example using a complete Perkin Elmer DSC 7 analysis system, this method can itself be implemented in a conventional manner (up-down cycle - temperature rise), that is, when necessary, according to the method SIST (Stepwise Isothermal Technical Segregation.
  • FTIR Fourier transform infrared spectroscopy
  • SIST Stepwise Isothermal Technical Segregation.
  • the skirt, laminated or coextruded may also be made of a multilayer material comprising PE.HD layers, PE.BD layers, the major part of which is a PE.Bpjinéaire, and / or layers of PE mixtures. HD + PE.BD.
  • the skirt may have, due to its lower thickness, a resistance to radial penetration identical or lower than that of a skirt of the prior art while by presenting, despite this lower thickness, a similar or better resistance to buckling and bending under the effect of the same compressive axial force.
  • the PE.BD was supposed to be the only material capable of satisfy, provided however that it is in the form of a sufficiently thick layer. Contrary to appearances, the use of a material more rigid than the PE. BD to compensate for loss of rigidity due to thinning is not obvious.
  • This shape memory is often characterized by the angle obtained after folding and elastic return of a band of constant thickness: the larger the angle, the higher the shape memory is important; conversely, the weaker the angle, the better is its ability to keep the new form, translated by the Anglo-Saxon term of "dead fold".
  • the metal tubes have a very good ability to wrinkle while the plastic tubes have a wrinkle ability generally poor or poor.
  • the Applicant has found that, thanks to the significant decrease in the thickness of its wall, the tube has a better property at "dead fold", that is to say a better ergonomics of use despite the use of a material (PE.HD) more rigid than PE. BD.
  • the outer layers are preferably PE. HD: this results in slightly better axial buckling resistance.
  • the PE.HD outer layers are less sensitive to stress cracking.
  • the EP. HD has a much lower liquid permeability than PE. BD, in a ratio such that the decrease in thickness does not cause a degradation of the liquid barrier properties (water, alcohols, oils and other fatty substances that may be contained in the cosmetic product to be packaged), which maintains the performance in terms of acceptable weight losses.
  • the liquid barrier properties water, alcohols, oils and other fatty substances that may be contained in the cosmetic product to be packaged
  • PE.BD if it exists in the skirt, is a minor constituent material, limited to 30% by weight, preferably 10%. It consists for the most part of linear PE.BD (or PE.BDL), that is to say a polyethylene copolymer comprising non-polar alphaolefins (such as butene or hexene) whose molecules have only side chains short and regular.
  • linear PE.BD is recommended to improve on the one hand the weldability of the skirt and on the other hand the resistance to stress cracking.
  • Stress cracking is a property related to long-term behavior: by immersing the material under stress in a surfactant liquid, cracking appears after a certain time. This phenomenon, very important in the case of polyethylene, strongly depends on the surface tension exerted by the medium, the molecular weight and the morphology of the polymer. It is known that cracking occurs all the more quickly as the stress is high and that the material (polyethylene in this case) has a significant melt index (“melt index").
  • the linear PE.BDL (PE.BDL) is in a proportion by weight greater than 50%.
  • This proportion is preferably higher as the proportion of PE.BD is important in the material of the skirt. This makes it possible to improve the weldability and resistance to stress cracking of the skirt. So, for a melange 70% PE. HD + 30% PE. BD, the latter should preferably be greater than 90% by weight of PE.BDL.
  • the plastic and laminated tubes offer the best characteristics relating to all the constraints of manufacture and use when the skirt comprises more than 90% by weight of PE . HD and less than 10% by weight of PE.BDL.
  • the flexible tube also has a lightened dispensing head to which must be attached a plug or a dispensing tip, such as a service capsule.
  • the tube head comprises a neck surrounding the dispensing orifice and a shoulder connecting said neck to the skirt and it is on said neck that is fixed that plug or this capsule-service.
  • a neck provided with a securing means such as a snap-fitting bead is preferred to a neck provided with a screw thread, which is more sensitive to stress cracking.
  • the thickness of the goulpt and. of . the shoulder at a value typically less than 1 . mm.
  • Said head is preferably made of a material which comprises high density polyethylene (HDPE), with a density of between 0.935 g / cm 3 and 0.97 g / cm 3, preferably greater than 0.945 g / cm 3, in a proportion by weight greater than 55%, preferably 70%.
  • the head also comprises low density polyethylene (PE, BD) with a specific gravity of between 0.86 g / cm 3 and 0.93 g / cm 3, in a proportion by weight of less than 45%, preferably 30%, and more than 50%, preferably more than 90% by weight, is a linear PE.BD (PE.BDL)
  • the tube has a head composed predominantly - or totally - of PE. HD.
  • the head may be made of a single material, for example a blend resulting from a mixture according to the invention of PE. HD and PE.BD, most of which is a linear PE.BD.
  • the head can also have a multi-layer wall with PE layers. HD and / or PE. BD, most of which is an EP. BD linear, and / or mixtures PE.HD + PE.BD.
  • the head can be molded separately and then welded to one end of the skirt, but it can also be molded and welded autogenously to the skirt.
  • This multilayer head can be obtained either by co-injection according to a process such as that described in EP 1 123 241, or by compression molding of a coextruded blank.
  • the head may have a neck and a shoulder less than 1 mm thick.
  • a te! tube has a substantial saving in weight: while a standard tube typically weighs between 0.80 and 1.10 g per centilitre of useful volume, a tube according to the invention of the same capacity weighs between 0.55 and 0.80 g by cl of useful volume. Thus, only with the flexible tube, a weight gain of 30% is obtained. .. _This gain can. to be, still increased if one continues the effort of lightening on the cork.
  • Another object of the invention is a tube such as the flexible tube described above, also provided with a stopper,
  • This stopper can be a lighter service capsule so that the tube + capsule-service assembly has a mass between 0.80 and 1.10 g / cl of useful volume of product to be dispensed against a value of between 1.20 and 1.80 g / cl for the prior art dispensing tubes.
  • the new tube provided with its new service capsule has a weight approximately identical to that of the tube alone of the prior art: the gain is reflected in a weight reduction equivalent to the weight of the capsule. service!
  • the capsule-service itself has been designed in a particular way, with a thickness and height as low as possible.
  • the capsule-service has an overall structure identical to that of the service capsules of the prior art, which comprise a base intended to be fixed irreversibly on the head of the tube and a cap pivoting around a hinge located at the periphery of the base and the cap, the cap from closing a hole formed on the base and in communication with the dispensing orifice of the tube head.
  • the base comprises a tray, provided with said orifice, a fixing skirt and an outer lateral skirt, generally cylindrical and configured so that it is approximately in the extension of the skirt of the tube, when the service capsule is fixed. on said tube.
  • the service capsule has a thick and rigid base, in particular to have a clear opening, the cap pivoting about a fixed axis connected to the tube.
  • the rigidity of the base also made it possible to rapidly unmold the capsule-service using the conventional positioning of the extractor assisting the demolding of the capsule-service: the latter comes into abutment on the open end of the outer side skirt.
  • the rigidity was ensured on the one hand by the thickness of the walls of the base and on the other hand by the presence of radial ribs, at least 6, typically 8, attached to the inner surface of the outer side skirt and to the surface internal plateau. These notably prevented the outer side skirt from deforming, or even turning around like a sock, when the extractor was activated to demold the entire capsule-service.
  • the service capsule has been designed in order to reduce the weight, reduce the cooling times after molding and facilitate demolding. This is why the thickness of the wall of the plate, that of the outer lateral skirt and that of the cap has been decreased, especially at the level of the upper part of the finger grip.
  • the extractor is placed differently and bears on the open end of the fixing skirt which has not not thinned.
  • the capsule-service according to the invention thus has at least one, and preferably all, of the following geometrical features:
  • the inner surface of the base is free from any stiffening radial rib; it contains at most one longitudinal rib which serves for the angular orientation of the service capsule relative to the decoration of the skirt of the flexible tube (indexing);
  • the fixing skirt is relatively thicker than the rest of the service capsule: by applying to the mold the extractor on the open end of the said fixing skirt, the entire capsule can be demolded easily despite its thinned portions; and although it is not supported by radial ribs; thus, the fixing skirt is thicker, typically a few tenths of a millimeter, than the rest of the capsule service, including the tray and the outer side skirt.
  • the cap has on its inner face an undercut wall at the upper part of the fingertip; in the prior art, there was defined at this location a vertical wall, which had the advantage of facilitating demolding and disadvantage of greatly increase the thickness and thus weigh down the cap.
  • the wall is in cant and if one seeks to maintain a constant thickness, this part in cant results in an undercut difficult to unmold if one uses a standard tool, that is to say in the absence of slide-type sliding tool or upward shim.
  • the Applicant has found that it is still possible to achieve an undercut with a slope less than 35 ° without having any particular difficulty in demolding with a standard mold, but using an extractor acting in the center of the cap.
  • the cap has, facing the upper part of the finger grip, a wall inclined at an angle less than 35 ° - with respect to the axis of the capsule - towards the inside of the base of the capsule.
  • the geometry of the outer side skirt is preferably defined, in particular its height, so that when the service capsule is fastened to the tube head, the open end of said outer side skirt is a distance d as small as possible from the shoulder of the tube, typically a mean distance of between 0.1 and 0.7 mm, preferably between 0.2 and 0.5 mm.
  • the dimensional manufacturing tolerances imposed on the tube head and the service capsule are suitably defined.
  • the minimum distance LI between the end of the outer side skirt and the point of contact on the bead of the fixing skirt is made to be greater than L2-d, L2 being the maximum distance between the contact on the bead of the neck and the point of the shoulder being in line with the axial extension of the outer side skirt of the capsule-service.
  • the shoulder of the tube is advantageously provided with a sidewalk around which the open end of the outer side skirt engages with a radial clearance as low as possible, typically an average radial clearance less than 0.5 mm, preferably 0.3 mm.
  • the capsule-service must be generally indexed, namely placed in a precise angular position relative to a decoration of the skirt of the tube.
  • the very reliable but rather heavy indexing means described in EP-B-0 633 197 may, where possible, be replaced by a single longitudinal rib attached to the inner surface of the outer side skirt which is trapped between two studs of low extent and low height, located on the shoulder.
  • the attachment of the service capsule on the tube is effected by a driving movement and rotation.
  • the capsule is immobilized in axial displacement, for example by means of complementary snap-fastening means of the fixing skirt and the neck described above.
  • the base of the longitudinal rib comes into contact with the top wall of the first stud which slopes gently in the circumferential direction.
  • the longitudinal rib follows the top wall which, like a cam surface, imposes a certain axial translation to the outside of the tube. Arriving at the end of the cam path, the end of the longitudinal rib is no longer supported, elastically releases and is trapped in the interval between the two pads.
  • the relief of the second stud is less progressive so that the latter acts as a stop and prevents the longitudinal rib from continuing to move angularly.
  • the upper part of the mandrel which serves as a mold part at the tube head advantageously has two protuberances which serve as "cores" for the formation of these pads, so that these are made with a constant thickness and have a hollow towards the inside of the tube.
  • the longitudinal rib attached to the inner surface of the outer side skirt and used for indexing is advantageously located in the median plane of the hinge: this facilitates the feeding of the narrow channels defining the different parts of the hinge (tensioning elements and ch ⁇ rayne proper) and this improves the mechanical strength of the capsule when the cap is requested at the opening.
  • Figure 1 illustrates, in diametral section, a 150 ml tube of the prior art, provided with a service capsule, for the storage and distribution of shamp ⁇ ing.
  • Figure 2 illustrates, in diametral section, a tube according to the invention of the same capacity as that of Figure 1, and for the same application.
  • FIG. 3 illustrates, in diametral section, a detail of the tube of FIG. 2.
  • FIG. 4 illustrates, in diametral section, a detail of the molding tool of a lighter service capsule according to the invention, situated at the level of the cap.
  • the flexible tubes presented in this example offer a useful volume of 150 ml for the shower gel that they are intended to contain.
  • a tube of the prior art is illustrated in FIG. 1.
  • a particular tube according to the invention is illustrated in FIG. 2.
  • This tube may be equipped with a service capsule such as that illustrated in FIG. 3 and molded in a tooling of which a detail is illustrated in Figure 4.
  • the tube 110 of the prior art has a diameter D of 50 mm and an overall height (greater than H + h) close to 175 mm. It has a skirt 120 and a dispensing head 130 provided with a neck 131 and a shoulder 132 for connecting said neck to said skirt.
  • the skirt 120 is PE.BD. It has a thickness ei of 0.6 mm, which gives the tube dispenser shower gel a certain rigidity.
  • the head 130 is also in PE.BD.
  • the shoulder 132 has a thickness e2 of 1.1 mm.
  • the weight of the tube according to the prior art is 16.4 g.
  • the service capsule 140 comprises a base 141 intended to be fixed irreversibly on the neck 131 of the tube and a cap 142 pivoting about a hinge 143 located at the periphery of the base and the cap, the cap sealing a orifice 150 formed on the base 141.
  • the base 141 comprises a plate 1411, provided with the dispensing orifice and an outer lateral skirt 1410 cylindrical and configured so that it is approximately in the extension of the skirt 120 of the tube .
  • the service cap 140 according to the prior art has a thick and rigid base.
  • the rigidity is supported by the presence of 8 radial ribs 144, attached to the inner surface of the outer side skirt 1410 and to the inner surface of the plate 1411.
  • the lip 142 has, at the top portion 147 of the fingertip , a vertical wall 148.
  • the tube + capsule-service set weighs 26 g.
  • the tube 210 has a diameter D 1 of 50 mm neighbor and an overall height (H + h ') close to 173 mm. It has a skirt 220 and a dispensing head 230 provided with a neck 231 of diameter approximately 20 mm and a shoulder 232 intended to connect said neck to said skirt.
  • the skirt 220 is PE.HD. It has a thickness é1 of 0.35 mm, which gives the shower gel dispenser tube a greater flexibility, acceptable by all users.
  • the head 230 is also PE.HD.
  • the shoulder 232 has a thickness e2 of 1 mm.
  • the weight of this tube is 1 1 g.
  • the centering studs 235 are made with a constant thickness, that is to say having a hollow towards the inside of the tube.
  • This tube is provided with a service capsule 240 made of polypropylene, with a height h equal to 22.7 mm.
  • the service capsule 240 comprises a base 241 intended to be fixed irreversibly on the neck 231 of the tube and a cap 242 pivoting about a hinge 243 located at the periphery of the base and the cap, the cap closing off a orifice 250 formed on the base 241.
  • the cap 242 pivots around the hinge 243 when the user exerts a force in the upper part 247 of the finger grip located on the cap.
  • the base 241 comprises a plate 2411 surrounded by an outer cylindrical lateral skirt 2410, configured so that it is approximately in line with the skirt 220 of the tube.
  • the service capsule 240 does not have 8 radial ribs to improve its rigidity, but only one longitudinal rib 245, thin and of low radial height, attached to the inner surface of the outer lateral skirt 2410.
  • This longitudinal rib 245 allows indexing the capsule-service relative to the tube skirt, by trapping between two small and low-height studs located on the shoulder 230.
  • One of these pads is illustrated in Figure 2 with the reference 235.
  • the capping 242 has, at the level of the upper portion 247 of the finger grip, a wall 248 in a slope, inclined at about 25 ° with respect to the axis of the capsule and oriented towards the inside of the base 241 of the capsule 240.
  • the axis of the capsule is the axis of the mounting skirt 246. It coincides with the axis of the tube when the service capsule is fixed on said tube.
  • the attachment means of the service capsule on the tube head are snap beads disposed on the one hand on a fastening skirt 246 attached to the plate 2411 and on the other hand on the neck 231 of the tube head.
  • the geometry of the outer side skirt 241 has been defined, in particular its height h 1 , so that when the service capsule 240 is fixed on the tube head, the open end of the outer side skirt 2410 is close of the shoulder 230 of the tube, typically at a distance of less than 0.5 mm from the
  • the manufacturing dimensional tolerances imposed on the tube head and the capsule service are defined so that the distance minimum LI between the end of the outer side skirt 2410 and the point of contact on the bead 2460 of the skirt of
  • fixation 246 is greater than L2-d, where L2 is the maximum distance between the point of contact on the bead 2310 of the neck 231 and the point of the shoulder 2320.
  • the tube + capsule-service assembly weighs 16.7 g.
  • the fixing skirt 246 on the neck 231 has a thickness of 0 1, 2 mm, greater than that of the rest of the service capsule, in particular the outer side wall 2410 (0.9 mm).
  • the fastening skirt 246 also has a discontinuous snap-in bead (in the form of regularly distributed grains of rice) cooperating with the snap-fitting bead 2310 of the neck 231.
  • PE.HD 120 ⁇ m
  • PE.BDL 1 10 ⁇ m
  • PE.HD 120 ⁇ m
  • the flexibility of the tube skirt is characterized by the value of a force necessary to obtain a certain radial depression after a certain time. The lower this value, the more flexible the tube. Moreover, by comparing the values corresponding to two different radial depressions, one can evaluate the comfort of use (of "grip") by noting the difference to the proportionality: if the value corresponding to a double radial depression is greater at double the corresponding effort, the tube opposes increasing resistance to the action of the user. The more the difference between these values is import ⁇ nt, the more the tube is difficult to empty. Conversely, if the value corresponding to a double radial depression is less than twice the corresponding effort, the tube empties easily. The greater the difference between these values, the more the tube tends to collapse abruptly, which may surprise the user with a larger output stream than expected.
  • the flexibility can be measured with standardized bending tests using the method of the support blade: a skirt half is cut in a diametral plane and then recessed at its ends on a support. The top of the arch thus formed is driven by an axial device bearing on the generatrix of the top of the arch. The value of the driving force corresponding to two given deflections is measured: for example 5 mm and 10 mm.
  • the skirts of the tubes B to D according to the invention are more flexible than the skirts of the prior art (Tube A), on the other hand that the gap to the proportionality is of the same order of magnitude (ratios between forces of between 2.6 and 2.8 for a double depression): the tubes according to the invention are more flexible than that of the prior art while presenting a comfort of use identical.
  • the machinability of the tube is characterized by the ability of the skirt to withstand an axial compressive force.
  • the skirt is cut to a given length (80 mm in this case), one of the free ends of the sleeve thus obtained is fitted and a force distributed over the circumference is applied to the other free end, with the aid of a plateau that sinks at a constant speed in the axial direction of the sleeve.
  • the value of the compression peak is measured just before folding or buckling of the sleeve.
  • PE.BD tube of thickness 0.5 has a lot of memory (it comes back to 128 ° (for a complete memory, the angle after elastic return would be 180 °), whereas for the tube in PE.HD 0.35 thickness, the angle after elastic return is equal to only 61. It is close to the behavior of the flexible metal tube.
  • a standard (non-lowered) truck can carry 66 pallets of 50 mm diameter tubes (150 ml capacity), or about 140,000 tubes.
  • FIG. 4 illustrates, in diametral section, a detail of the molding tool 300 of a lighter service capsule according to the invention such as the capsule 240.
  • the tooling is in several parts: an upper part 310, a part lower part 320 provided with an extractor 330.
  • the pivoting cap of the service capsule is made by molding in the cavity 342.
  • the lower part 320 of the mold comprises a wall 321 which delimits the upper part 2421 (external) of the fingertip and a wall 322 located on the other side of the wall 321 and facing the inside of the cap.
  • the wall 322 was vertical, which had the advantage of facilitating demolding and the disadvantage of greatly increasing the thickness and thus weigh down the cap.
  • the Applicant has found that one could still achieve a wall 322 with an undercut of less than 35 ° slope without having difficulty in demolding with a standard mold, that is to say without drawer or shim, but using an extractor 330 acting in the center of the cap.
  • the cap has, facing the upper part 247 of the finger grip, an inclined wall - an angle less than 35 ° with respect to the axis of the capsule-service - to the inside of the base of the capsule.
  • the axis of the service capsule is the axis 250 of the fixing skirt whose cavity is indicated by the reference 346. It coincides with the axis of the tube when the service capsule is fixed on said tube.

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Abstract

Tube souple (210) ayant une tête de distribution (230) et une jupe cylindrique (220) en matière plastique ou métalloplastique, de diamètre supérieur à 40 mm, caractérisé en ce que ladite jupe cylindrique a une épaisseur inférieure à 0,40 mm, en ce qu'elle comprend au moins 70 % en poids, de polyéthylène haute densité (PE. HD), de masse spécifique comprise entre 0,935 g/cm3 et 0,97 g/cm3, et en ce qu'elle comprend au plus 30 % en poids, de polyéthylène basse densité (PE. BD), de masse spécifique comprise entre 0,86 g/cm3 et 0,93 g/cm3, et dont plus de 50 % est un PE. BD linéaire. Capsule-service (240) exempte de nervures radiales, possédant une jupe de fixation (246) plus épaisse que le reste de la paroi de la capsule-service et une coiffe ayant, au regard de la partie supérieure de la prise de doigt, une paroi inclinée vers l'intérieur de la base de la capsule, avec un angle d'inclinaison inférieur à 35°. L'ensemble tube et capsule-service fournit un conditionnement particulièrement léger parfaitement machinable en grandes cadences.

Description

TUBES SOUPLES LEGERS EN MATIERE PLASTIQUE ET LEUR PROCEDE DE
FABRICATION
DOMAINE TECHNIQUE
L'invention concerne le domaine des tubes souples en matière plastique destinés à stocker et distribuer des produits liquides à pâteux. Elle concerne plus particulièrement les tubes souples en matière plastique de grande capacité, ayant typiquement une contenance supérieure ou égale à 150 ml.
ETAT DE LA TECHNIQUE
Sous l'incitation notamment de la Directive européenne 94.62 portant sur la réduction du poids des emballages, les industriels cherchent à diminuer la quantité de matière plastique à consommer et à recycler.
Pour appliquer les dispositions- de- cette. Directive aux tubes souples, une première démarche consiste à diminuer l'épaisseur de leurs parois. Une telle solution a été adoptée sans problème pour les tubes de petite capacité, possédant une jupe souple de petit diamètre. Cependant, une simple diminution d'épaisseur de la jupe ou de l'épaule trouve ses limites dans la tenue mécanique du tube, notamment pour les tubes de contenance supérieure à 150 ml dont la grande majorité possède des diamètres supérieurs à 40 mm, et plus particulièrement, les problèmes de tenue mécanique s'amplifiant avec le diamètre, pour les tubes de diamètre de jupe supérieur à 45 mm. Avec de telles géométries, la rigidité de la jupe devient insuffisante et rend sa manipulation malaisée tant au cours de la fabrication du tube qu'au cours de son remplissage et de son utilisation. Pour des raisons pratiques, les tubes souples ont une contenance typiquement inférieure à 400-500 ml, avec un diamètre inférieur à 60 mm, car au-delà de ces dimensions, ils deviennent peu maniables et sont remplacés par des flacons rigides. En général, un tube souple est réalisé par assemblage de deux pièces fabriquées séparément: une jupe souple cylindrique de longueur donnée (typiquement 3 à 5 fois le diamètre) et une tête comprenant un goulot muni d'un orifice de distribution et une épaule reliant ledit goulot à la jupe cylindrique. La tête en matière plastique peut être moulée séparément puis soudée sur une extrémité de la jupe mais celle-ci est avantageusement moulée et soudée de façon autogène à la jupe en utilisant soit une technique de moulage par injection (FR 1 069 414) soit une technique de moulage par compression d'une ébauche extrudée (FR 1 324 471 ). Suivant l'utilisation du tube, la jupe cylindrique peut être obtenue industriellement de deux manières différentes. Pour les tubes destinés à stocker et distribuer des produits cosmétiques, elle est en général obtenue par extrusion ou coextrusion directe de plusieurs matières plastiques, sous forme d'un extrudat creux cylindrique. Le tube possédant une telle jupe est dans ce cas appelé "tube plastique ". Pour des tubes destinés à stocker et distribuer des produits de grande consommation à faible coût, on utilise en général une bande en matière plastique que l'on met en forme de cylindre par mise en correspondance (contact ou superposition) de ses deux bords longitudinaux (voir par exemple US 1 007 779) puis soudure longitudinale le long de ces bords. Le tube possédant une telle jupe - qui est souvent en un matériau plastique multicouche avec une couche barrière - est dans ce cas appelé "tube laminé".
Après assemblage de la jupe et de la tête, le tube est livré au conditionneur , la tête en bas et l'orifice de distribution obturé - par exemple par un bouchon vissé sur le goulot - pour que celui-ci remplisse le tube par l'extrémité restée ouverte du tube. Pour faciliter leur transport vers le conditionneur, les tubes sont placés verticalement, regroupés et gerbes. Les gerbes sont empilées les unes sur les autres formant ainsi un grand nombre de couches dont l'épaisseur correspond à la longueur axiale du tube, ce qui conduit typiquement à des empilαges d'une quinzaine de couches pour un transport en camion. Une fois arrivé chez le conditionneur, le tube est rempli, son extrémité ouverte est aplatie de façon à effectuer une soudure qui, par la réunion des portions de paroi mises en vis-à-vis à la suite de l'aplatissement, scelle le produit ainsi conditionné (soudure dite transversale ou finale).
Une autre façon de réaliser un tube souple est par exemple décrite dans le brevet US 5 632 951 : on réalise par extrusion soufflage un flacon à paroi mince et on coupe le fond du flacon de façon à obtenir un objet très semblable aux tubes souples précédents, se différenciant néanmoins d'eux par Ia présence de lignes de soudure qui s'étendent sur la totalité de la surface extérieure, tête incluse.
Pour des tubes de grande contenance, dont le diamètre de la jupe est typiquement compris entre 40 mm et 60 mm, l'épaisseur de la jupe de l'art antérieur est systématiquement supérieure à 0,5 mm, que celle-ci soit (co)extrudée,. laminée, ou obtenue par extrusion-soufflage. En effet, quel que soit le mode de réalisation de la jupe, celle-ci doit subir un grand nombre de manipulations jusqu'à ce que le tube rempli ait été scellé par la soudure finale, Ces manipulations sont nécessaires d'une part pour effectuer les transferts entre postes de fabrication différents et d'autre part pour assurer un maintien mécanique suffisant lors des opérations de fabrication ou de façonnage (assemblage de la tête et de la jupe, impression sur la jupe, bouchonnage, ...). En arrivant à un poste de fabrication ou de façonnage, le tube est entraîné d'un dispositif de maintien monté sur une chaîne de transfert (par exemple un picot, une nacelle ou un mandrin) vers un mandrin sur lequel il est emmanché la plupart du temps sans jeu et même avec un léger serrage. Un fois l'opération achevée, il est extrait du mandrin et dirigé vers un nouveau dispositif de maintien associé à une autre chaîne de transfert pour le conduire vers un autre poste de fabrication. - A -
Les tubes souples qui possèdent des jupes de grand diamètre ne présentent pas une rigidité suffisante si l'épaisseur desdites jupes est inférieure à 0,5 mm. Ils sont exposés, particulièrement au niveau de leur extrémité ouverte, à un fort risque de pliage soit au cours de l'emmanchement sur le mandrin, soit au cours de l'extraction du mandrin. Pour limiter ce risque, on pourrait augmenter le jeu entre la jupe et le mandrin mais cela se traduirait par un moins bon maintien de la jupe au cours de l'opération de fabrication ou de façonnage et pourrait avoir pour conséquence une qualité insuffisante: moindre précision du positionnement de la tête sur la jupe pouvant entraîner un défaut de soudure entre tête et jupe, mauvais placage de la jupe sur le mandrin entraînant des défauts d'impression (impression offset ou flexographie sur paroi cylindrique de corps tubulaires), etc..
D'autre part, lors de leur transport vers le conditionneur, les tubes gerbes situés dans les couches inférieures doivent supporter le poids des gerbes empilées au- dessus et ils sont souvent détériorés au niveau de l'extrémité ouverte de leur jupe si celle-ci ne présente pas la rigidité voulue.
Enfin, même non détériorée, l'extrémité ouverte du tube a une géométrie d'autant moins répétitive que l'épaisseur est faible (plus grande influence des contraintes résiduelles sur la forme de l'extrémité libre de la jupe), ce qui entraîne des difficultés lors du remplissage automatique du tube.
Tous ces problèmes étant exacerbés par les grandes quantités et les grandes cadences visées pour la fabrication de ce type de conditionnement, il a été établi que, dans la pratique, de tels tubes devaient avoir une épaisseur supérieure à 0,5 mm environ pour présenter une machinabilité et une transportabilité acceptables.
Les tentatives d'allégement des tubes souples passant par une diminution sensible de l'épaisseur du tube n'ont donc pas conduit jusqu'à présent à une exploitαtion industrielle économiquement rentable. D'autres tentatives d'allégement ont été menées par la demanderesse en s'appuyant sur une technique développée pour des flacons. Les flacons sont réalisés en une pièce par extrusion-soufflage: on extrude un tube épais que l'on pince à distance de la filière (obtention d'une paraison) puis on gonfle l'intérieur de la paraison en envoyant de l'air sous faible pression à travers l'axe de la filière, la paroi de la paraison s'amincissant et venant se plaquer contre les parois d'un moule qui donne la forme finale du flacon. Pour ce type de conditionnement, le brevet US 6 082 563 (WELLA) décrit un procédé de fabrication par lequel on modifie partiellement la matière plastique constitutive de la paroi de la paraison par ajout d'agents gonflants. Les agents gonflants sont introduits dans une couche intermédiaire au cours de la coextrusion. L'épaisseur de la couche expansée est, après extrusion et avant soufflage, égale ou supérieure à 3mm. Après soufflage elle est de l'ordre de 500 μm, c'est-à-dire voisine de l'épaisseur d'une jupe de tube souple.
En fait, l'allégement parjéalisation d'une couche expansée àj'aide d'un agent gonflant est seulement possible dans ce cas parce que l'on extrude une paraison épaisse d'au moins 3mm. Pour les procédés classiques de fabrication en grandes séries et en grandes cadences des tubes souples, la jupe du tube doit être obtenue directement par extrusion avec une épaisseur au moins six fois plus faible, dans des conditions telles qu'il est difficile, voire impossible, de contrôler l'action de l'agent gonflant dans la vis puis dans la zone convergente de l'extrudeuse, de sorte que l'on obtient une jupe avec une couche extrudée expansée avec des irrégularités d'épaisseur importantes, ce qui ne permet pas de proposer un conditionnement industriel acceptable. Enfin, l'introduction d'agents gonflants entraîne un surcoût. PROBLEME POSE
La demanderesse a cherché à obtenir un tube souple de grande contenance le plus léger possible, qui possède une jupe cylindrique aussi résistante et rigide que celle des tubes standards, tout en offrant à l'utilisateur un confort de prise en main ainsi qu'une résistance à la fissuration sous contrainte comparables à celle des tubes standards.
Le but est de réduire significativement (au moins 30 %) le poids des tubes tout en conservant un comportement mécanique acceptable compatible avec les contraintes de fabrication et avec son utilisation par le consommateur. De plus, dans la mesure où ces tubes sont essentiellement destinés au marché des produits cosmétiques, ils doivent également présenter une compatibilité à ces produits équivalente, notamment garantir une faible perméabilité aux liquides (eau, alcools, huiles et autres corps gras,...), et cette faible perméabilité aux liquides doit se traduire par des pertes en poids limitées. Il est souhaitable également qu'ils présentent une perméabilité acceptable à la vapeur d'eau et aux arômes.
OBJET DE L'INVENTION
Un premier objet de l'invention est un procédé de fabrication d'un tube souple comportant une jupe cylindrique et une tête de distribution (c'est-à-dire munie d'un orifice de distribution), comportant au moins les étapes suivantes: a) extrusion d'un manchon cylindrique b) découpe du manchon de façon à réaliser une jupe de tube à Ia longueur désirée; c) moulage de la tête de tube souple; d) fixation de la tête sur une extrémité de la jupe; caractérisé en ce que le manchon extrudé a une épaisseur comprise entre 0,2 et 0,4 mm, de préférence entre 0,25 mm et 0,35 mm et en ce qu'il comprend du polyéthylène haute densité (PE, HD), de masse spécifique comprise entre 0,935 g/cm3 et 0,97 g/cm3, de préférence supérieure à 0,945 g/cm3, dans une proportion pondérale supérieure à 55%, de préférence 70%. Avantageusement, le manchon comprend également du polyéthylène basse densité (PE, BD), de masse spécifique comprise entre 0,86 g/cm3 et 0,93 g/cm3, dans une proportion pondérale inférieure à 45%, de préférence 30%, et dont plus de 50%, de préférence plus de 90% en poids, est un PE. BD linéaire (PE. BDL),
Ce procédé reprend les étapes classiques de fabrication d'un tube plastique, dont la jupe provient de la découpe d'un manchon extrudé, mais ce manchon est particulièrement mince et comporte une matière plastique différente de celle des tubes plastiques de l'art antérieur. Le manchon est obtenu par extrusion d'un mélange PE, HD + PE, BD (plus de la moitié étant du PE, BDL) ou encore par co-extrusion de plusieurs couches co-axiales, en PE, HD, en PE. BD (plus de la moitié étant du PE. BDL), ou encore de couches de mélanges PE. HD
+ PE. BD. Pour une épaisseur donnée, comprise entre 0,2 et 0,4 mm, les tubes plastiques. ainsi_ réalisés offrent . les_ meilleures caractéristiques (vis-à-vis de l'ensemble des contraintes de fabrication et d'utilisation) lorsque le manchon a été réalisé avec plus de 90% en poids de PE. HD et moins de 10% en poids de PE.BDL.
L'intérêt d'un tel procédé s'observe surtout pour les tubes plastiques de grand diamètre, à partir de 34mm et surtout au delà de 44 mm, car ceux-ci, beaucoup plus légers que les tubes standard de même contenance, possèdent une jupe cylindrique rigide qui offre un bon compromis entre les contraintes de fabrication en grandes séries et les contraintes d'utilisation par le consommateur, La bonne tenue à la fissuration sous contrainte est assurée par la forte proportion en PE. HD et en PE.BDL. Les tubes laminés, de diamètre supérieur à 44 mm, présentent également ces propriétés avantageuses. Un autre objet de l'invention est un tube souple ayant une tête de distribution et une jupe cylindrique en matière plastique ou métalloplastique, de diamètre supérieur à 44 mm, plus particulièrement supérieur à 49 mm, caractérisé en ce que ladite jupe cylindrique a une épaisseur comprise entre 0,2 mm et 0,4 mm, de préférence entre 0,25 mm et 0,35 mm, en ce qu'elle comprend du polyéthylène haute densité (PE. HD), de masse spécifique comprise entre 0,935 g/cm3 et 0,97 g/cm3, de préférence supérieure à 0,945 g/cm3, dans un proportion pondérale supérieure à 55%, de préférence 70%. Avantageusement, la jupe cylindrique comprend également du polyéthylène basse densité (PE. BD), de masse spécifique comprise entre 0,86 g/cm3 et 0,93 g/cm3, dans une proportion pondérale inférieure à 45%, de préférence 30%, et dont plus de 50%, de préférence plus de 90% en poids, est un PE. BD linéaire (PE. BDL).
Le tube selon l'invention est un tube plastique ou un tube laminé possédant une tête munie d'un orifice de distribution et une jupe cylindrique de grand diamètre, typiquement supérieur à 44 mm. La tête comprend en général un goulot qui eηtourej'orifice de distribution et une épaule qui relie le goulot à la jupe. La jupe est cylindrique mais sa section n'est pas forcément circulaire. En fait, le tube est ici décrit dans sa configuration de remplissage, avant réalisation de la soudure transversale finale qui scelle le produit conditionné. La jupe peut avoir une section orthogonale circulaire ou elliptique ou de toute autre forme
(celle-ci est imposée par la périphérie de l'épaule qui est fixée sur l'extrémité de la jupe) mais, au cours de la fabrication du tube, elle est en général emmanchée sur un manchon cylindrique à section circulaire et c'est pourquoi nous nous référons ici à un diamètre. Il va de soi que pour une jupe de section non circulaire, c'est son périmètre qui doit être supérieur à π*44 soit environ 138 mm. Pour une jupe elliptique, si a est le demi grand axe et b le demi petit axe, ψ\a ^b ) est supérieur à 44 mm.
Traditionnellement, les tubes souples possèdent des jupes composées majoritairement - ou en totalité - de PE. BD. Un tube selon l'invention ayant le même diamètre qu'un tube traditionnel possède une jupe plus mince mais composée majoritairement - ou en totalité - de PE.HD. Si le PE.HD n'est pas seul, la jupe peut être constituée en un matériau unique, par exemple un blend résultant d'un mélange selon l'invention de PE.HD et de PE.BD, dont la majeure partie est un PE.BD linéaire. La présence de PE.BDL et le pourcentage de PE.HD au sein d'un tel blend peuvent être déterminés par exemple en utilisant deux techniques complémentaires: la spectrométrie infra-rouge à transformée de Fourier (IRTF), en utilisant par exemple un spectromètre FTIR Nicolet 510P et la calorimétrie différentielle à balayage (Differential Scanning Calorimetry), par exemple en utilisant un système complet d'analyse Perkin Elmer DSC 7, cette méthode pouvant elle-même être mise en oeuvre soit de manière classique (cycle montée - descente - montée en température), soit, quand cela s'avère nécessaire, selon la méthode SIST (Stepwise Isothermal Ségrégation Technique.
La jupe, laminée ou coextrudée, peut également être constituée en un matériau multicouche comprenant des couches de PE.HD, des couches de PE.BD, dont la , majeure_ partie est un PE.Bpjinéaire, et/pu des couches de mélanges PE.HD + PE.BD.
La demanderesse a constaté que, constituée d'un matériau plus rigide, la jupe peut présenter, grâce à son épaisseur plus faible, une résistance à l'enfoncement radial identique, voire inférieure, à celle d'une jupe de l'art antérieur tout en présentant, en dépit de cette épaisseur plus faible, une résistance égaie ou meilleure au flambage et au pliage sous l'effet d'un même effort axial compressif. Autrement dit, en combinant l'épaisseur et la nature du matériau constitutif, on peut répondre aux exigences contradictoires de machinabilité, de souplesse et de confort d'utilisation, que le PE.BD était jusqu'à présent sensé être le seul matériau capable de satisfaire, à condition toutefois de se présenter sous la forme d'une couche suffisamment épaisse. Contrαirement aux apparences, l'emploi d'un matériau plus rigide que le PE. BD pour compenser la perte de rigidité due à l'amincissement ne s'impose pas à l'évidence. En effet, on sait d'expérience que l'emploi de matériaux plus rigides entraîne une perte d'ergonomie d'utilisation. La prise en main du tube est en effet moins facile, le tube n'est plus assez souple ( on extrait moins facilement le produit par simple application d'une pression sur la paroi de la jupe) ou a un comportement trop élastique: le produit à peine sorti de l'orifice, est réabsorbé à l'intérieur du tube dès que la pression sur la jupe diminue. De plus, il est souhaitable d'éviter que le tube reprenne facilement sa forme initiale, car , en un tel cas, l'utilisateur ne se rend pas compte de la quantité de produit qu'il contient encore. Une telle propriété est illustrée par l'ampleur du retour élastique du matériau après déformation plastique par pliage: plus ce retour est important, plus la "mémoire de forme" est importante et dégrade l'ergonomie d'utilisation. Cette mémoire de forme est souvent caractérisée par l'angle obtenu après pliage et retour élastique d'un bande d'épaisseur constante: plus l'angle est important, plus la mémoire de forme est importante; inversement, plus l'angle est faible, meilleure est son aptitude à garder la nouvelle forme, traduite par le terme anglo-saxon de "dead fold" ("pli mort"). Les tubes métalliques présentent une très bonne aptitude au pli mort alors que les tubes plastiques ont une aptitude au pli mort en général mauvaise ou médiocre. Dans le cas présent, la demanderesse a constaté que, grâce à la diminution notable de l'épaisseur de sa paroi, le tube présente une meilleure propriété au "pli mort", c'est-à-dire une meilleure ergonomie d'utilisation malgré l'emploi d'un matériau (le PE. HD) plus rigide que le PE. BD.
Dans le cas où la jupe est en un matériau multicouche, les couches extérieures sont de préférence en PE. HD: il en résulte une résistance au flambage axial légèrement meilleure. De plus, les couches extérieures en PE.HD sont moins sensibles à la fissuration sous contrainte. D'autre part, le PE. HD présente une perméabilité aux liquides nettement inférieure à celle du PE. BD, dans un rapport tel que la diminution d'épaisseur n'entraîne pas une dégradation des propriétés barrière aux liquides (eau, alcools, huiles et autres corps gras susceptibles d'être contenus dans le produit cosmétique à conditionner), ce qui maintient les performances en terme de pertes en poids acceptables. On constate d'autre part une légère amélioration des propriétés barrière à Sa diffusion des gaz et des arômes.
Selon l'invention, le PE.BD, s'il existe dans la jupe, en est un matériau constitutif minoritaire, limité à 30% en poids, de préférence 10%. Il est en majeure partie constitué de PE.BD linéaire (ou PE.BDL), c'est-à-dire un polyéthylène copolymère comportant des alphaoléfines non polaires (telle que butène! ou hexènel ) dont les molécules ne présentent que des chaînes latérales courtes et régulières. L'ajout de PE.BD linéaire est recommandé pour améliorer d'une part la soudabilité de la jupe et d'autre part la résistance à la fissuration sous contrainte.
La fissuration sous contrainte (en anglais "stress cracking") est une propriété relative au comportement à long terme: en immergeant le matériau sous contrainte dans un liquide tensioactif, on voit apparaître une fissuration au bout d'un certain temps. Ce phénomène, très important dans le cas du polyéthylène, dépend fortement de la tension superficielle exercée par le milieu, de la masse molaire et de la morphologie du polymère. On sait que la fissuration se produit d'autant plus rapidement que la contrainte est élevée et que le matériau (le polyéthylène en l'occurrence) a un indice de fluidité ("melt index") important.
Le PE.BD linéaire (PE.BDL) se trouve en proportion pondérale supérieure à 50%.
Cette proportion est de préférence d'autant plus forte que la proportion en PE.BD est importante dans le matériau de la jupe. Ceci permet d'améliorer la soudabilité et la tenue à la fissuration sous contrainte de la jupe. Ainsi, pour un mélαnge 70% PE. HD + 30% PE. BD, ce dernier devrait de préférence être à plus de 90% en poids du PE.BDL.
Pour une épaisseur donnée, comprise entre 0,2 et 0,4 mm, les tubes plastiques et laminés offrent les meilleures caractéristiques relatives à l'ensemble des contraintes de fabrication et d'utilisation lorsque la jupe comporte plus de 90% en poids de PE. HD et moins de 10% en poids de PE.BDL.
De préférence, le tube souple possède également une tête de distribution allégée sur laquelle doit être fixé un bouchon ou un embout distributeur, tel qu'une capsule-service. En général, la tête de tube comprend un goulot entourant l'orifice de distribution et une épaule reliant ledit goulot à la jupe et c'est sur ledit goulot qu'est fixé ce bouchon ou cette capsule-service. Dans le cadre de l'invention, un goulot muni d'un moyen de solidarisation tel qu'un bourrelet d'encliquetage est préféré à un goulot muni d'un filet de vissage, plus sensible à la fissuration sous contrainte, On peut ainsi limiter l'épaisseur du goulpt et. de. l'épaule, à une valeur typiquement inférieure à 1. mm. Ladite tête est de préférence en un matériau qui comprend du polyéthylène haute densité (PE. HD), de masse spécifique comprise entre 0,935 g/cm3 et 0,97 g/cm3, de préférence supérieure à 0,945 g/cm3, dans un proportion pondérale supérieure à 55%, de préférence 70%. Avantageusement, la tête comprend également du polyéthylène basse densité (PE, BD), de masse spécifique comprise entre 0,86 g/cm3 et 0,93 g/cm3, dans une proportion pondérale inférieure à 45%, de préférence 30% et dont plus de 50%, de préférence plus de 90% en poids, est un PE.BD linéaire (PE.BDL)
Selon cette modalité de l'invention, le tube possède une tête composée majoritairement - ou en totalité - de PE. HD. Si le PE. HD n'est pas seul, la tête peut être constituée en un matériau unique, par exemple un blend résultant d'un mélange selon l'invention de PE. HD et de PE.BD, dont la majeure partie est un PE.BD linéaire. La tête peut également avoir une paroi multi-couches avec des couches en PE. HD et/ou en PE. BD, dont la majeure partie est un PE. BD linéaire, et/ou en mélanges PE.HD+PE.BD. La tête peut être moulée séparément puis soudée sur une extrémité de la jupe mais elle peut également être moulée et soudée de façon autogène à la jupe. Cette tête multicouche peut être obtenue soit par co-injection selon un procédé tel que celui décrit dans EP 1 123 241 , soit par moulage compression d'une ébauche co-extrudée.
Les meilleurs résultats (soudabilité, confort d'utilisation, perte de poids, etc..) sont obtenus lorsque la tête a été réalisée avec plus de 90% en poids de PE. HD et moins de 10% en poids de PE. BDL,
De la sorte, la tête peut posséder un goulot et une épaule d'épaisseur inférieure à 1 mm. Un te! tube présente une économie de poids substantielle: alors qu'un tube standard pèse typiquement entre 0,80 et 1 ,10 g par centilitre de volume utile, un tube selon l'invention de même contenance pèse entre 0,55 et 0,80 g par cl de volume utile. On obtient ainsi, uniquement avec le tube souple, un gain en poids d'emballage de J'ordre de_ 30 %..._Ce_ gain peut. être, encore augmenté si l'on poursuit l'effort d'allégement sur le bouchon.
Un autre objet de l'invention est un tube comme le tube souple décrit ci-dessus, muni également d'un bouchon, Ce bouchon peut être une capsule-service allégée de telle sorte que l'ensemble tube + capsule-service a une masse comprise entre 0,80 et 1 , 10 g/cl de volume utile de produit à distribuer contre une valeur comprise entre 1 ,20 et 1 ,80 g/cl pour les tubes distributeurs de l'art antérieur. Ainsi, grâce à l'invention, le nouveau tube muni de sa nouvelle capsule-service a un poids à peu près identique à celui du tube seul de Fart antérieur: le gain se traduit par une diminution de poids équivalente au poids de la capsule-service !
Pour atteindre un tel gain en poids, la capsule-service a elle-même été conçue de façon particulière, avec une épaisseur et une hauteur aussi faibles que possible. La capsule-service a une structure d'ensemble identique à celle des capsules services de l'art antérieur, qui comprennent une base destinée à être fixée de façon irréversible sur la tête du tube et une coiffe pivotant autour d'une charnière située à la périphérie de la base et de la coiffe, la coiffe venant obturer un orifice ménagé sur la base et en communication avec l'orifice de distribution de la tête de tube. La base comprend un plateau, muni dudit orifice, une jupe de fixation et une jupe latérale extérieure, en général cylindrique et configurée de telle sorte qu'elle se trouve approximativement dans le prolongement de la jupe du tube, lorsque la capsule-service est fixée sur ledit tube. Dans une telle configuration, l'extrémité ouverte de cette jupe latérale extérieure épouse approximativement le contour périphérique de l'épaule. La jupe de fixation est une jupe cylindrique interne, munie par exemple d'un bourrelet d'encliquetage. Elle est destinée à être emmanchée autour du goulot du tube. La capsule-service selon l'art antérieur a une base épaisse et rigide, notamment pour avoir une ouverture franche, la coiffe pivotant autour d'un axe fixe lié au tube. La rigidité de la base permettait aussi de démouler rapidement la capsule-service en utilisant le positionnement classique de l'extracteur aidant au démoulage de la capsule-service: ce dernier arrive en appui sur l'extrémité ouverte de la jupe latérale extérieure. La rigidité était assurée d'une part par l'épaisseur des parois de la base et d'autre part par la présence de nervures radiales, au moins 6, typiquement 8, attachées à la surface interne de la jupe latérale extérieure et à la surface interne du plateau. Celles-ci empêchaient notamment que la jupe latérale extérieure ne se déforme, voire ne se retourne comme une chaussette, lorsque l'extracteur était activé pour démouler l'ensemble de la capsule-service.
Dans l'esprit de l'invention, la capsule-service a été conçue dans le but de diminuer le poids, de diminuer les durées de refroidissement après moulage et de faciliter le démoulage. C'est pourquoi on a diminué l'épaisseur de la paroi du plateau, celle de la jupe latérale extérieure et celle de la coiffe, notamment au niveau de la partie supérieure de la prise de doigt. On a supprimé égαlement l'ensemble des nervures radiales, mais en définissant un protocole de démoulage particulier, différent de celui pratiqué dans l'art antérieur: l'extracteur est placé différemment et prend appui sur l'extrémité ouverte de la jupe de fixation qui n'a pas été amincie. La capsule-service selon l'invention présente ainsi au moins l'une, et de préférence l'ensemble, des particularités géométriques suivantes:
• la surface interne de la base est exempte de toute nervure radiale rigidifiante; elle contient au plus une nervure longitudinale qui sert à l'orientation angulaire de la capsule-service par rapport au décor de la jupe du tube souple (indexation);
• la jupe de fixation est relativement plus épaisse que le reste de la capsule-service: en appliquant au démoulage l'extracteur sur l'extrémité ouverte de ladite jupe de fixation, on peut démouler facilement l'ensemble de la capsule malgré ses parties amincies et bien qu'elle ne soit pas soutenue par des nervures radiales; ainsi, la jupe de fixation est plus épaisse, typiquement de quelques dixièmes de millimètre, que le reste de la capsule-service, notamment le plateau et la jupe latérale extérieure.
• la coiffe présente sur sa face interne une paroi en contre-dépouille au niveau de la partie supérieure de la prise de doigt; dans l'art antérieur, on définissait à cet endroit une paroi verticale, ce qui avait pour avantage de faciliter le démoulage et pour inconvénient d'augmenter fortement l'épaisseur et donc d'alourdir la coiffe. En effet, au droit de la partie supérieure de la prise de doigt, la paroi est en dévers et si l'on cherche à conserver une épaisseur constante, cette partie en dévers se traduit par une contre-dépouille difficile à démouler si l'on utilise un outillage standard, c'est-à-dire en l'absence d'outillage coulissant de type tiroir ou cale montante. La demanderesse a trouvé que l'on pouvait réaliser quand même une contre-dépouille avec une pente inférieure à 35° sans avoir de difficulté particulière au démoulage avec un moule standard, mais en utilisant un extracteur agissant au centre de la coiffe. Ainsi moulée, la coiffe a, au regard de la partie supérieure de la prise de doigt, une paroi inclinée d'un angle inférieur à 35° - par rapport à l'axe de la capsule - vers l'intérieur de la base de la capsule.
On définit d'autre part de préférence la géométrie de la jupe latérale extérieure, notamment sa hauteur, de telle sorte que, lorsque la capsule- service est fixée sur la tête de tube, l'extrémité ouverte de ladite jupe latérale extérieure se trouve à une distance d aussi faible que possible de l'épaule du tube, typiquement une distance moyenne comprise entre 0,1 et 0,7 mm, de préférence entre 0,2 et 0,5 mm. Pour cela, les tolérances dimensionnelles de fabrication imposées à la tête de tube et à la capsule-service sont définies de manière appropriée. Ainsi, si les moyens de fixation de la capsule-service sur la tête de tube sont des bourrelets d'encliquetage disposés d'une part sur une jupe de fixation attachée au plateau de la capsule et d'autre part sur le goulot de la tête de tube, on fait en sorte que la distance minimale LI entre l'extrémité de la jupe latérale extérieure et le point de contact sur le bourrelet de la jupe de fixation soit supérieure à L2-d, L2 étant la distance maximale entre le point de contact sur le bourrelet du goulot et le point de l'épaule se trouvant au droit du prolongement axial de la jupe latérale extérieure de la capsule-service. De la sorte, l'extrémité de la jupe latérale extérieure de la base de la capsule- service se trouve immédiatement en appui local sur l'épaule dès que l'utilisateur manipule le tube et ceci confère à l'ensemble de la capsule-service une rigidité inattendue et suffisante malgré l'absence de nervures et la faible épaisseur du plateau. Pour améliorer encore la rigidité de l'ensemble, l'épaule du tube est avantageusement munie d'un trottoir autour duquel l'extrémité ouverte de la jupe latérale extérieure s'emmanche avec un jeu radial aussi faible que possible, typiquement un jeu radial moyen inférieur à 0,5 mm, de préférence 0,3 mm.
Par ailleurs, la capsule-service doit être en général indexée, à savoir placée dans une position angulaire précise par rapport à un décor de la jupe du tube. Les moyens d'indexation très fiables mais assez pondéreux décrits dans EP - B - O 633 197 peuvent, lorsque cela est possible, être remplacés par une simple nervure longitudinale attachée à la surface interne de la jupe latérale extérieure qui est piégée entre deux plots de faible étendue et de faible hauteur, situés sur l'épaule. La fixation de la capsule-service sur le tube s'effectue par un mouvement d'enfoncement puis de rotation. Au cours de l'enfoncement, la capsule est immobilisée en déplacement axial grâce par exemple aux moyens d'encliquetage complémentaires de la jupe de fixation et du goulot décrits plus haut. Puis, au cours de la rotation, la base de la nervure longitudinale entre en contact avec la paroi sommitale du premier plot qui monte en pente douce dans le sens circonférentiel. De la sorte, grâce à l'élasticité d'ensemble de la capsule et de la tête de tube, la nervure longitudinale suit cette paroi sommitale qui, telle une surface de came, lui impose une certaine translation axiale vers l'extérieur du tube. Arrivée au bout du chemin de came, l'extrémité de la nervure longitudinale ne trouve plus d'appui, se relâche élastiquement et se trouve piégée dans l'intervalle compris entre les deux plots. Le relief du deuxième plot est moins progressif de sorte que ce dernier fait office de butée et empêche la nervure longitudinale de continuer à se déplacer angulairement.
Ici aussi, toujours dans le souci d'alléger, la partie supérieure du mandrin qui sert de partie de moule à la tête de tube possède avantageusement deux protubérances qui servent de "noyaux" à la formation de ces plots, de sorte que ces derniers sont réalisés avec une épaisseur constante et présentent un creux vers l'intérieur du tube.
Enfin, la nervure longitudinale attachée à la surface interne de la jupe latérale extérieure et servant à l'indexation est avantageusement située dans le plan médiateur de la charnière: cela facilite l'alimentation des fins canaux délimitant les différentes parties de la charnière (éléments tendeurs et chαrnière proprement dite) et cela améliore la tenue mécanique de la capsule lorsque la coiffe est sollicitée à l'ouverture.
La figure 1 illustre, en coupe diamétrale, un tube de 150 ml de l'art antérieur, muni d'une capsule-service, destiné au stockage et à la distribution de shampόing.
La figure 2 illustre, en coupe diamétrale, un tube selon l'invention de même contenance que celui de la figure 1 , et destiné à la même application.
La figure 3 illustre, en coupe diamétrale, un détail du tube de la figure 2.
La figure 4 illustre, en coupe diamétrale, un détail de l'outillage de moulage d'une capsule-service allégée selon l'invention, situé au niveau de la coiffe.
EXEMPLE
Les tubes souples présentés dans cet exemple offrent un volume utile de 150 ml pour le gel douche qu'il sont destinés à contenir. Un tube de l'art antérieur est illustré en figure 1. Un tube particulier selon l'invention est illustré en figure 2. Ce tube peut être équipé d'une capsule-service telle que celle illustrée en figure 3 et moulée dans un outillage dont un détail est illustré en figure 4.
Géométries et gains en poids ffiqures 1 , 2 et 3)
Le tube 110 de Fart antérieur a un diamètre D de 50 mm et une hauteur hors tout (supérieure à H+h) voisine de 175 mm. Il a une jupe 120 et une tête de distribution 130 munie d'un goulot 131 et d'une épaule 132 destinée à relier ledit goulot à ladite jupe. La jupe 120 est en PE.BD. Elle a une épaisseur ei de 0,6 mm, ce qui confère au tube distributeur de gel douche une certaine rigidité. La tête 130 est également en PE.BD. L' épaule 132 a une épaisseur e2 de 1 ,1 mm .
Le poids du tube selon l'art antérieur est de 16,4 g.
Ce tube est muni d'une capsule-service 140 en polypropylène, de hauteur h = 25,2 mm. La capsule-service 140 comprend une base 141 destinée à être fixée de façon irréversible sur le goulot 131 du tube et une coiffe 142 pivotant autour d'une charnière 143 située à la périphérie de la base et de la coiffe, la coiffe venant obturer un orifice 150 ménagé sur la base 141. La base 141 comprend un plateau 1411, muni de l'orifice de distribution et une jupe latérale extérieure 1410 cylindrique et configurée de telle sorte qu'elle se trouve approximativement dans le prolongement de la jupe 120 du tube. La capsule- service 140 selon l'art antérieur a une base épaisse et rigide. La rigidité est confortée par la présence de 8 nervures radiales 144, attachées à la surface interne de la jupe latérale extérieure 1410 et à la surface interne du plateau 1411. LgjΞoiffe 142 présente,, au niveau de la partie supérieure 147 de la prise de doigt, une paroi 148 verticale.
L'ensemble tube + capsule-service pèse 26 g.
Le tube 210 selon l'invention a un diamètre D1 de voisin de 50 mm et une hauteur hors tout (H + h') voisine de 173 mm. Il a une jupe 220 et une tête de distribution 230 munie d'un goulot 231 de diamètre 20 mm environ et d'une épaule 232 destinée à relier ledit goulot à ladite jupe. La jupe 220 est en PE.HD. Elle a une épaisseur e'1 de 0,35 mm, ce qui confère au tube distributeur de gel douche une plus grande souplesse, acceptable par tous les utilisateurs.
La tête 230 est également en PE.HD. L' épaule 232 a une épaisseur e'2 de 1 mm. Le poids de ce tube est de 1 1 g. On pourrait encore définir localement des épaisseurs plus faibles, de l'ordre de 0,5 mm. Les plots de centrage 235 sont réalisés avec une épaisseur constante, c'est-à-dire présentant un creux vers l'intérieur du tube.
Ce tube est muni d'une capsule-service 240 en polypropylène, de hauteur h' égale à 22,7 mm. La capsule-service 240 comprend une base 241 destinée à être fixée de façon irréversible sur le goulot 231 du tube et une coiffe 242 pivotant autour d'une charnière 243 située à la périphérie de la base et de la coiffe, la coiffe venant obturer un orifice 250 ménagé sur la base 241. La coiffe 242 pivote autour de la charnière 243 lorsque l'utilisateur exerce un effort dans la partie supérieure 247 de la prise de doigt située sur la coiffe. La base 241 comprend un plateau 2411 entouré par une jupe latérale extérieure 2410 cylindrique, configurée de telle sorte qu'elle se trouve approximativement dans le prolongement de la jupe 220 du tube. La capsule-service 240 ne possède pas 8 nervures radiales pour améliorer sa rigidité, mais une seul nervure longitudinale 245, mince et de faible hauteur radiale, attachée à la surface interne de la jupe latérale extérieure 2410. Cette nervure longitudinale 245 permet d'indexer la capsule-service par rapport à la jupe de tube, par piégeage entre deux plots de faible étendue et de faible hauteur, situés sur l'épaule 230. L'un de ces plots est illustré sur la figure 2 avec la référence 235. La coiffe 242 présente, au niveau de la partie supérieure 247 de la prise de doigt, une paroi 248 en dévers, inclinée d'environ 25° par rapport à l'axe de la capsule et orientée vers l'intérieur de la base 241 de la capsule 240. L'axe de la capsule est l'axe de la jupe de fixation 246. Il coïncide avec l'axe du tube lorsque la capsule-service est fixée sur ledit tube.
Les moyens de fixation de la capsule-service sur la tête de tube sont des bourrelets d'encliquetage disposés d'une part sur une jupe de fixation 246 attachée au plateau 2411 et d'autre part sur le goulot 231 de la tête de tube. On α défini la géométrie de la jupe latérale extérieure 241, notamment sa hauteur h1, de telle sorte que, lorsque la capsule-service 240 est fixée sur la tête de tube, l'extrémité ouverte de la jupe latérale extérieure 2410 est à proximité de l'épaule 230 du tube, typiquement à une distance d inférieure à 0,5 mm du
5 point 2320 de l'épaule se trouvant au droit du prolongement axial de la jupe latérale extérieure 2410. Pour cela, les tolérances dimensionnelles de fabrication imposées à la tête de tube et à la capsule-service sont définies de manière à ce que la distance minimale LI entre l'extrémité de la jupe latérale extérieure 2410 et le point de contact sur le bourrelet 2460 de la jupe de
?o fixation 246 soit supérieure à L2-d, L2 étant la distance maximale entre le point de contact sur le bourrelet 2310 du goulot 231 et le point de l'épaule 2320. De la sorte, l'extrémité de la jupe latérale extérieure de la base de la capsule- service se trouve immédiatement en appui local sur l'épaule dès que l'utilisateur manipule le tube et ceci confère à l'ensemble de la capsule-service
/5 une rigidité inattendue et suffisante malgré l'absence de nervures et la faible épaisseur du plateau L'ensemble tube + capsule-service pèse 16,7 g.
D'autre part, la jupe de fixation 246 sur le goulot 231 a une épaisseur de 0 1 ,2 mm, plus importante que celle du reste de la capsule-service, notamment la paroi latérale extérieure 2410 (0,9 mm). En appliquant au démoulage un extracteur exclusivement sur l'extrémité ouverte de celle-ci, on peut facilement démouler l'ensemble de la capsule malgré ses parties amincies et bien qu'elle ne soit pas soutenue par des nervures radiales. La jupe de fixation 246 possède 5 également un bourrelet d'encliquetage discontinu ( sous forme de grains de riz régulièrement répartis) coopérant avec le bourrelet d'encliquetage 2310 du goulot 231.
On constate ainsi que, grâce à l'invention, le poids du tube distributeur est 3o passé de 26 g à 16,7 g, soit un gain de près de 36%. D'αutre tubes ont été réalisés avec des jupes d'épaisseur 0,35 mm et constituées des matériaux suivants:
• entièrement en PE. HD
• biend PE.HD 70% + PE.BDL 30% • jupe co-extrudée de structure: PE.HD (120 μm) / PE.BDL (1 10 μm) / PE.HD (120 μm)
• jupe co-extrudée de structure: PE.BDL (50 μm) / PE.HD (240 μm) / PE.BDL (60 μm)
• jupe co-extrudée de structure: blend PE.HD 70% + PE.BDL 30% (170 μm)/ couche adhésive EMA (10 μm) / EVOH (15 μm) / couche adhésive EMA
(10 μm) / blend PE.HD 70% + PE.BDL 30% (170 μm) avec EMA = polymère d'acrylate de méthyle et EVOH = copolymère (éthylène, alcool vinylique)
Les gains en poids sont équivalents. Le confort d'utilisation est équivalent. Mais on constate que plus la teneur en PE. BD augmente, moins la machinabilité est bonne.
Caractérisation du comportement mécanique des jupes
Tests permettant d'estimer la souplesse et le confort d'utilisation (Efforts d'enfoncement radial)
On caractérise la souplesse de la jupe de tube par la valeur d'un effort nécessaire pour obtenir un certain enfoncement radial au bout d'un certain temps. Plus cette valeur est faible, plus le tube est souple. De plus, en comparant les valeurs correspondant à deux enfoncements radiaux différents, on peut évaluer le confort d'utilisation (de "prise en main") en notant l'écart à la proportionnalité: si la valeur correspondant à un enfoncement radial double est supérieure au double de l'effort correspondant, le tube oppose une résistance croissante à l'action de l'utilisateur. Plus l'écart entre ces valeurs est importαnt, plus le tube se montre difficile à vider. Inversement, si la valeur correspondant à un enfoncement radial double est inférieure au double de l'effort correspondant, le tube se vide facilement. Plus l'écart entre ces valeurs est grand, plus le tube a tendance à se collapser brutalement, ce qui peut surprendre l'utilisateur avec un flux de produit sortant plus important que prévu.
La souplesse peut être mesurée avec des essais de flexion standardisés faisant appel à la méthode de la lame d'appui: une moitié de jupe est découpée suivant un plan diamétral puis encastrée par ses extrémités sur un support. On enfonce le sommet de l'arche ainsi formée à l'aide d'un dispositif axial venant en appui sur la génératrice du sommet de l'arche. On mesure la valeur de l'effort d'enfoncement correspondant à deux déflexions données : par exemple 5 mm et 10 mm.
Le tableau suivant montre la valeur des efforts (en N) relatifs à ces deux enfoncements pour des jupes de diamètre 50 ayant les structures décrites précédemment:
On constate d'une part que les jupes des tubes B a D selon l'invention sont plus souples que les jupes de l'art antérieur (Tube A), d'autre part que l'écart à la proportionnαlité est du même ordre de grandeur (ratios entre efforts compris entre 2,6 et 2,8 pour un enfoncement double): les tubes selon l'invention sont plus souples que celui de l'art antérieur tout en présentant un confort d'utilisation identique.
Test permettant d'évaluer la machînabilité
On caractérise la machinabiϋté du tube par l'aptitude de la jupe à résister à un effort axial en compression.
On coupe la jupe à une longueur donnée (80 mm en l'occurrence), on encastre une des extrémités libres du manchon ainsi obtenu et applique sur l'autre extrémité libre un effort reparti sur toute la circonférence, à l'aide d'un plateau qui s'enfonce à vitesse constante dans la direction axiale du manchon. On mesure la valeur du pic de compression juste avant pliage ou flambage du manchon.
Le tableau suivant montre la valeur des efforts maximum (en N) obtenus avec les précédents types de jupe (diamètre 50 mm).
Ces résultats montrent que le tube B, dont la jupe est entièrement en PE.HD présente, malgré sa faible épaisseur, une meilleure aptitude à la machinabilité que le tube de l'art antérieur. Les tubes ayant des jupes avec mélange PE.BD et PE.HD présentent également une bonne aptitude, le mélange 70% PE.HD, 30% PE.BDL ayant un comportement comparable à celui du tube de l'art antérieur.
Tests permettant d'estimer l'aptitude au "pli mort"
On constate qu'un tube en PE.BD d'épaisseur 0,5 a beaucoup de mémoire (il revient à 128 ° (pour une mémoire complète, l'angle après retour élastique serait de 180°), alors que pour le tube en PE.HD d'épaisseur 0,35, l'angle après retour élastique est égal à seulement 61 °. On se rapproche du comportement du tube souple métallique.
Illustration du gain en poids pour les charges de camion
Un camion standard (non surbaissé) peut transporter 66 palettes de tubes de diamètres 50 mm (contenance 150ml) soit environ 140 000 tubes.
Avec un gain de 9,3 g par tube nous gagnons environ 1 ,3 tonne. Outre le gain lié à une meilleure tenue des tubes des palettes inférieures, le camion transporte une charge notablement plus faible et de ce fait économise de l'énergie, ce qui, de plus, permet de diminuer l'émission de gaz carbonique dans l'atmosphère. Démoulαqe d'une capsule-service allégée présentant une contre-dépouille au niveau de la prise de doigt f Figure 4).
La figure 4 illustre, en coupe diamétrale, un détail de l'outillage de moulage 300 d'une capsule-service allégée selon l'invention telle que la capsule 240. L'outillage est en plusieurs parties: une partie supérieure 310, une partie inférieure 320 munie d'un extracteur 330. La coiffe pivotante de la capsule- service est réalisée par moulage dans la cavité 342. La partie inférieure 320 du moule comprend une paroi 321 qui délimite la partie supérieure 2421 (externe) de la prise de doigt et une paroi 322 située de l'autre côté de la paroi 321 et orientée vers l'intérieur de la coiffe. Dans l'art antérieur, la paroi 322 était verticale, ce qui avait pour avantage de faciliter le démoulage et pour inconvénient d'augmenter fortement l'épaisseur et donc d'alourdir la coiffe. La demanderesse a trouvé que l'on pouvait réaliser quand même une paroi 322 avec une contre-dépouille de pente inférieure à 35° sans avoir de difficulté au démoulage avec un moule standard, c'est-à-dire sans tiroir ou cale montante, mais en utilisant un extracteur 330 agissant au centre de la coiffe. Ainsi moulée, la coiffe a, au regard de la partie supérieure 247 de la prise de doigt, une paroi inclinée - d'un angle inférieur à 35° par rapport à l'axe de la capsule-service - vers l'intérieur de la base de la capsule. L'axe de la capsule-service est l'axe 250 de la jupe de fixation dont la cavité est signalée par la référence 346. Il coïncide avec l'axe du tube lorsque la capsule-service est fixée sur ledit tube.
AVANTAGES
• diminution de l'énergie consacrée à la mise en forme des tubes, à leur soudure et à leur recyclage
• bonne résistance au stress cracking
• barrière aux liquides et aux parfums améliorée.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de fabrication d'un tube souple comportant une jupe cylindrique et une tête de distribution, comportant au moins les étapes suivantes: 5 a) extrusion d'un manchon cylindrique b) découpe du manchon de façon à réaliser une jupe à la longueur désirée; c) moulage de la tête de tube souple; d) fixation de la tête sur une extrémité de la jupe; caractérisé en ce que le manchon extrudé a une épaisseur comprise entre 0,
2 m et 0,4 mm, de préférence entre 0,25 mm et 0,35 mm et en ce qu'il comprend du polyéthylène haute densité (PE.HD), de masse spécifique comprise entre
0,935 g/cm3 et 0,97 g/cm3, de préférence supérieure à 0,945 g/cm3, dans une proportion pondérale supérieure à 55%, de préférence 70%.
/5 2. Procédé de fabrication selon la revendication 1 dans lequel ledit manchon comprend également du polyéthylène basse densité (PE. BD), de masse spécifique comprise entre 0,86 g/cm3 et 0,93 g/cm3, dans une proportion pondérale inférieure à 45%, de préférence 30%, et dont plus de 50%, de préférence plus de 90% en poids, est un PE.BD linéaire (PE.BDL).
20
3. Procédé de fabrication selon la revendication 1 ou 2 dans lequel on extrude Un manchon comprenant au moins 90 % en poids de PE.HD et au plus 10% de PE.BDL.
25 4. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 dans lequel on extrude un manchon d'épaisseur supérieure à 34 mm.
5. Tube souple (210) ayant une tête de distribution (230) et une jupe cylindrique
(220) en matière plastique ou métalloplastique, de diamètre supérieur à
30 44 mm, caractérisé en ce que ladite jupe cylindrique a une épaisseur comprise entre 0,2 mm et 0,4mm, de préférence entre 0,25 et 0,35mm, en ce qu'elle comprend du polyéthylène haute densité (PE.HD), de masse spécifique comprise entre 0,935 g/cm3 et 0,97 g/cm3, de préférence supérieure à 0,945 g/cm3, dans une proportion pondérale supérieure à 55%, de préférence 70%.
6. Tube selon la revendication 5 caractérisé en ce que ladite jupe comprend également du polyéthylène basse densité (PE. BD), de masse spécifique comprise entre 0,86 g/cm3 et 0,93 g/cm3, dans une proportion pondérale inférieure à 45%, de préférence 30%, et dont plus de 50%, de préférence plus de 90% en poids, est un PE.BD linéaire (PE.BDL).
7. Tube souple selon la revendication 5 ou 6 dans lequel le diamètre de la jupe est supérieur à 45 mm
8. Tube souple selon l'une quelconque des revendications 5 à 7 dans lequel la jupe comprend au moins 90% en poids, de polyéthylène haute densité (PE.HD).
9. Tube souple selon l'une quelconque des revendications 5 à 8 dans lequel la jupe comprend au plus 10% de polyéthylène basse densité (PE.BD).
10. Tube souple selon l'une quelconque des revendications 5 à 9 caractérisé en ce que Iq tête de distribution est munie d'un bourrelet d'encliquetage, destiné à la fixation d'un bouchon ou d'un embout distributeur, tel qu'une capsule-service.
1 1. Tube souple selon l'une quelconque des revendications 5 à 10 caractérisé en ce que la tête de distribution comprend du polyéthylène haute densité (PE.HD), de masse spécifique comprise entre 0,935 g/cm3 et 0,97 g/cm3, de préférence supérieure à 0,945 g/cm3, dans une proportion pondérale supérieure à 55%, de préférence 70%.
12. Tube souple selon l'une quelconque des revendications 5 à 10 caractérisé en ce que la tête de distribution comprend également du polyéthylène basse densité (PE. BD), de masse spécifique comprise entre 0,86 g/cm3 et 0,93 g/cm3, dans une proportion pondérale inférieure à 45%, de préférence 30%, et dont plus de 50%, de préférence plus de 90% en poids, est un PE.BD linéaire (PE.BDL).
13. Tube souple selon la revendication 1 1 ou 12 dans lequel la tête de distribution comprend au moins 90% en poids de polyéthylène haute densité (PE. HD) et au plus 10% en poids de polyéthylène basse densité linéaire (PE.BDL).
14. Tube souple selon l'une quelconque des revendications 5 à 13 dans lequel la tête comprend une épaule dont l'épaisseur est inférieure à 1 millimètre.
15 Tube souple selon l'une quelconque des revendications 5 à 14 caractérisé en ce qu'il a un diamètre supérieur ou égal à 50 mm et qu'il pèse moins de 0,80 g par centilitre de volume utile offert au produit qu'il est destiné à contenir.
16. Ensemble d'un tube souple (210) muni d'un bouchon (240) caractérisé en ce qu'il comporte un tube souple selon les revendications 5 à 15.
17. Capsule-service (240) munie d'une coiffe (242) et d'une base (241 ) comprenant un plateau (241 1 ), une jupe (246) de fixation et une jupe latérale extérieure (2410) caractérisée en ce que la jupe de fixation (246) est plus épaisse, typiquement de quelques dixièmes de millimètre, que le plateau (241 1 ) et la jupe latérale extérieure (2410).
18. Capsule-service (240) selon la revendication 19 caractérisée en ce que la surface interne de la base (241 ) est exempte de toute nervure radiale attachée au plateau (241 1 ) et à la jupe latérale extérieure (2410).
19. Capsule-service (240) selon la revendication 17 ou 18, caractérisée en ce que la paroi interne de la coiffe (242) au regard de la partie supérieure (247) de la prise de doigt est inclinée d'un angle inférieur à 35° par rapport à l'axe de la capsule-service et orientée vers l'intérieur de la base (241 ) de ladite capsule-service.
20. Capsule-service (240) selon l'une quelconque des revendications 17 à 19, caractérisée en ce que sa base est munie d'une nervure longitudinale (245) attachée à la surface interne de la jupe latérale extérieure (2410).
21. Capsule-service (240) selon la revendication 20 dans laquelle ladite nervure longitudinale (245) est située dans le plan médiateur de la charnière (243).
22. Ensemble selon la revendication 16 caractérisé en ce que ledit bouchon est une capsule-service selon l'une quelconque des revendications 19 à 21.
23. Ensemble selon la revendication 16 ou 22 dans lequel la capsule-service et l'épaule du tube sont munis de moyens d'indexation, la capsule-service présentant une nervure longitudinale (245) attachée à la surface interne de la jupe latérale extérieure (2410), l'épaule (230) présentant deux plots (235) de faible étendue, de faible hauteur et espacés angulairement, la nervure longitudinale étant piégée dans l'espace séparant lesdits deux plots.
24. Ensemble selon la revendication 23 dans lequel l'épaule du tube présente des plots (235) d'épaisseur constante, c'est-à-dire orientés vers l'extérieur du tube et présentant un creux vers l'intérieur du tube.
25. Ensemble selon la revendication 22 ou 23 dans lequel l'extrémité ouverte de la jupe latérale extérieure (2410) se trouve à une distance moyenne de l'épaule du tube comprise entre 0,1 mm et 0,7 mm, de préférence entre
5 0,2 mm et 0,5 mm,
26. Ensemble selon la revendication 25 dans lequel l'épaule (230) du tube est munie d'un trottoir autour duquel l'extrémité ouverte de la jupe latérale extérieure (2410) s'emmanche avec un jeu radial moyen inférieur à 0,5 mm,
/o de préférence inférieure à 0,3 mm.
27. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 22 à 26 caractérisé en ce que le diamètre du tube est supérieur à 50 mm et en ce qu'il pèse moins de 1 ,1 g par centilitre de volume utile offert au produit qu'il est destiné à
/5 stocker et distribuer.
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