EP2424681A1 - Dispositif de conditionnement et de distribution du type flacon-poche - Google Patents

Dispositif de conditionnement et de distribution du type flacon-poche

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Publication number
EP2424681A1
EP2424681A1 EP10727052A EP10727052A EP2424681A1 EP 2424681 A1 EP2424681 A1 EP 2424681A1 EP 10727052 A EP10727052 A EP 10727052A EP 10727052 A EP10727052 A EP 10727052A EP 2424681 A1 EP2424681 A1 EP 2424681A1
Authority
EP
European Patent Office
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sheet
pocket
bag
polyethylene
bottle
Prior art date
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Ceased
Application number
EP10727052A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Jean-Philippe Taberlet
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lablabo SA
Original Assignee
Lablabo SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lablabo SA filed Critical Lablabo SA
Publication of EP2424681A1 publication Critical patent/EP2424681A1/fr
Ceased legal-status Critical Current

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    • B32B2439/40—Closed containers
    • B32B2439/60—Bottles

Definitions

  • the present invention relates to a device for packaging and dispensing fluid products, and more particularly to a flexible pouch for a device for packaging and dispensing fluid, liquid or pasty products of the pocket-bottle type, that is to say comprising a flexible pouch placed in a rigid container and associated with a pump or a valve, to keep the fluid in the flexible pouch safe from air in good conditions, and ensure its distribution out of the pocket by operating the pump or valve.
  • the devices for packaging and dispensing fluids of the pocket-bottle type are well known. These devices generally comprise a rigid-shell container in which is placed a retractable flexible bag, which retracts as the product is extracted.
  • the expulsion of the product out of the bag can be obtained by means of an "airless" pump or without air intake, or under the pressure of a propellant gas acting in the bottle on the wall of the bag.
  • a vent is provided, generally in the bottom or in the neck of the bottle, to allow the outside air to penetrate in the space between the bottle and the bag each actuation of the pump and thus allow the bag to retract, maintaining sufficient pressure on its walls.
  • FIG. 1 Another example of a pocket bottle is described in patent FR 2,827,844 relating to a device comprising a sealed flexible bag placed in a rigid bottle, associated with a pump or a valve, in which the pocket comprises a cylindrical wall consisting of a metal or plastic sheet wound on the edges of two flanges, one of which forms the bottom of the pocket and the other a ring for fixing to the flask and at the pump or valve.
  • WO 97.20757 discloses a method of manufacturing a tubular plastic bag for an aerosol, the opening is welded to a ring while the other end is folded and sealed to form the bottom of the bag.
  • the products contained in the bags are often sensitive to oxidation by the action of oxygen in the air and can degrade if air is introduced into the bag due to a lack of sealing. Sealing defects are most often found at the junction of the pocket and the pump. They can also result from a certain porosity of the materials used for the realization of the pocket.
  • the pocket wall of the known devices can form folds by retracting, and these folds may cause tears likely to pass air which then reaches the inside of the pocket, and therefore compromises preserving the integrity of the product contained therein.
  • the folds formed by the wall of the pocket during its retraction generate product retention volumes and thus limit the effectiveness of the distribution thereof.
  • Pouch bottles are commonly manufactured by extrusion or injection of plastics.
  • the bottle can be made by stamping in the case of a wall metal such as aluminum, or by injection or injection blow in the case of a plastic wall, while the flexible bag is generally manufactured by injection blow molding or extrusion blow molding of polyethylene or polypropylene in a suitable mold.
  • the bags can also be made of aluminum sheets or multilayer plastic / aluminum type have good sealing qualities of their wall, as in the patent FR 2,827,844 supra.
  • the pockets of this type are made in the form of superimposed sheets, welded by their edge, adapting to a collar or a rigid ring.
  • the manufacture of such pockets is relatively simple, but it has the disadvantage that the junction area of the two opposite edges of the sheet to form the cylinder has an extra thickness.
  • this extra thickness reveals the thickness of the layer forming the sheet, and the risk of migration of traces of compounds contained in the layer to the product introduced into the bag is not negligible in this unprotected area, especially in the case of a multilayer film comprising a metal layer.
  • 5,248,063 discloses a laminated pouch formed from a multilayer sheet whose edge is covered with a plastic film to prevent delamination of the sheet.
  • a technique for applying a ribbon to the contiguous edges of a sheet wound in a cylinder is described in US Patents 3,066,063 and DE 1729018.
  • the present invention specifically relates to a device for packaging and dispensing fluid product of the pocket-bottle type with good security vis-à-vis the risk of contamination of the products in the pocket.
  • the subject of the invention is also a process for the manufacture of a pocket bottle which can use simple or complex materials according to the intended use, easily recyclable, using minimum quantities of material, for the bottle and for the bag and having a excellent mechanical strength, more particularly excellent impact resistance.
  • the fluid product conditioning and dispensing device is of the type comprising a sealed flexible bag placed in a rigid bottle, associated with a pump or a valve, the bag comprising a cylindrical wall formed by at least one rolled sheet according to a cylinder of which one of the lateral edges is sealingly attached to a solid flange forming the bottom of the bag, and the other is sealingly attached to an annular flange forming a ring for fixing to the bottle, and it is distinguished in particular in that the two longitudinal edges of the sheet are fixed to one another in a sealed manner and the edge of the inner edge is masked by a flexible strip of cover.
  • the cover strip is fixed on each of the two longitudinal edges of the sheet, on either side of their junction on the inner wall of the sheet.
  • the cover strip wraps around the edge of the inner edge of the sheet and folds between the two edges. It is then welded together with the edges of the sheet during the formation of the cylindrical tube.
  • the width of the cover strip varies according to the dimensions of the pocket, but it is generally between 2 and 10 mm, and preferably between 4 and 6 mm.
  • the sheet used to form the wall of the bag may consist of various simple or complex materials, depending on the intended use. Its thickness can vary from approximately 20 ⁇ m to 250 ⁇ m and is preferably between 50 ⁇ m and 150 ⁇ m to ensure the best operating conditions, in particular easy retraction of the bag into the bottle as it becomes available. empty, so as to provide an excellent refund rate, greater than 90%. These values may vary depending on the materials used.
  • the sheet, monolayer or multilayer is fixed by its edges to the periphery of each flange, and closed along a generatrix of the cylinder.
  • the cylindrical pocket comprises a multilayer complex combining several metal films, or a metal sheet coated with a plastic film on at least one of its faces.
  • This multilayer complex is wound on two flanges which can be for example metal or plastic.
  • a particularly advantageous embodiment comprises an aluminum foil interposed between at least two plastic films.
  • Plastic films of multilayer complexes can be selected from polyethylene, polypropylene, polyamide, etc.
  • the multilayer sheet is fixed by its edges to the periphery of each flange, and closed along a generatrix of the cylinder.
  • the multilayer film is a plastic / barrier polymer / plastic material complex, and for example an EVOH film interposed between two polyethylene or polypropylene films.
  • EVOH is an ethylene vinyl alcohol polymer with good gas barrier properties, especially oxygen and water vapor.
  • the complex may also comprise four layers, polyethylene / polyamide / aluminum / polyethylene terephthalate, or polyethylene / polyethylene terephthalate / aluminum / polyethylene.
  • This last multilayer structure has the advantage of facilitating edge-to-edge fixing after winding the sheet, by bonding or by welding, since the inner part of one edge of the sheet is applied to the outer part of the other edge, which is in the same material.
  • Such multilayer composite coating is particularly useful when a tight seal is essential, or when the nature of the product in the pocket requires.
  • an aluminum foil wound on two metal or plastic flanges may be used, two opposite edges of the sheet being welded to one another along a generatrix of the cylinder.
  • a cover strip is placed on the inner face of the sheet forming a tube, on the junction of the two edges, as indicated above.
  • the covering strip is preferably made of a material identical to that constituting the inner layer of the sheet.
  • the cover strip has substantially the same thickness as the inner layer of the sheet.
  • a flexible paperboard sheet or a polymer / paper / polymer complex preferably polyethylene / paper / polyethylene
  • This type of material has the advantage of being much more easily recyclable than PE / PET / aluminum / PE multilayers used in the technical field.
  • the metal sheet, or the multilayer sheet is fixed on the periphery of each of the two flanges, preferably by gluing or welding, depending on the nature of the material used for the flanges.
  • the method of the invention consists firstly in cutting the sheet to the desired size, in welding the two opposite edges of the sheet, from the inside to the outside to form an open tubular pocket which is then fixed through its openings on the flanges, then the bag is introduced into the rigid bottle where it is held by the annular flange forming a ring. Then the cover strip is cut and welded on the sheet, inner side. The sheet is then wound on itself, keeping the cover strip on the inside, and taking care that it covers the contact area between the ends. The welding is then carried out, and a welded tube is obtained, with continuity of the inner zone.
  • the attachment of the edges to one another, then to the flanges can be performed by conventional welding techniques, for example ultrasonic welding, impulse, friction, or heat.
  • the thermal welding technique is more suitable for the materials used for form the wall of the pocket. Fixing can also be done by gluing but only if the products that the bag is intended to contain do not risk any adverse effect resulting from possible contamination by the glue components.
  • the sheet initially has a flattened shape, requiring the use of appropriate tools to shape it and then introduce the product.
  • the operations of filling the bag used in the invention do not require first to empty the bag before proceeding to a partial filling, then to operate in a final step under neutral gas, unlike most known pockets of the technique.
  • One of the advantages of the process of the invention is that it makes it possible to obtain pockets of relatively large volumes (more than 150 ml for example) of perfectly cylindrical shape because of the welding mode.
  • the method according to the present invention has the particular advantage of allowing the manufacture of pouches whose volume is easily adapted to that of the bottle and the amount of product that must be introduced into the bag.
  • This is particularly advantageous industrially since conventional techniques, because of their cost, involve limiting the range of bottles to a few models of predetermined dimensions, and for example it is commonly proposed rigid bottles whose volume is 30, 60 or 90 ml and therefore a bag whose content is 65 ml, for example, can be introduced into a 90 ml bottle, resulting in a large dead volume between the bag and the bottle.
  • the volume of the bag can be easily adapted to that of the bottle by simply adjusting the height and diameter of the cylinders constituting the bag and the bottle, it is possible to reduce the dead volumes.
  • the drop drop tests carried out on the basis of ASTM D 6344-4, showed a significant improvement in impact resistance while the presence of the lap introduces an asymmetry that can damage resistance.
  • the zone of weakness is located on the welding of the two edges to each other and this fragility is even greater than the welding is longer. It is known that the thickness has little influence on the resistance, unlike the length of the weld.
  • the test consists of dropping vertically oriented pocket flasks at a height of 0.6 m to 4 m.
  • Each pocket consists of a multilayer sheet fixed by gluing on two flanges as indicated above.
  • the layers, from the outer layer to the inner layer, are polyethylene / polyethylene terephthalate / aluminum / polyethylene.
  • the thickness of the polyethylene layers is 50 ⁇ m and that of the aluminum and polyethylene terephthalate layers is 12 ⁇ m.
  • the bags according to the invention comprise a polyethylene strip of 100 .mu.m thick.
  • the pockets cylindrical in shape and with a capacity of 100 ml, are filled with water. They are put in place in a rigid polyethylene bottle, the assembly of the bag in the bottle is done by the upper annular ring of the bag, as shown in Figure 4, and a standard pump is snapped onto the neck of the pocket.
  • the weight of each pocket bottle thus mounted is about 150 g.
  • the fall is guided by means of a vertical tube of diameter slightly greater than that of the flasks to maintain their orientation and ensure the regularity of the shock conditions on a hard surface.
  • the orientation of the vial pockets is such that the bottom of the bottle hits the ground first.
  • the tests are made on 3 sets of 20 vials. All the vials have the same size (bottle height: 137 mm, diameter: 42 mm).
  • the first series includes standard pockets with externally folded edges welded internal face to internal face.
  • the second series includes welded edge pockets one on the other, internal face against external face.
  • the third series comprises the pockets according to the present invention.
  • the first test is performed by dropping the bottle from a height of 0.60 m. Flasks resistant to the first test are then subjected to a second test at 1.2 m. Those who resist are then subjected to a third test at 2.0 m, then at 3.3 m and finally at 4.0 m if they resisted the previous tests.
  • Each vial is tested three times at each height.
  • the table shows the number of failures. Thus, all the vials resisted the first test (no failure). In the 1st series (standard pocket) none of the 20 vials withstood the 2.0 m drop. The second-series pocket-bottles withstood 3.3 m but 6/20 did not resist 4.0 m. On the other hand, all the bottle-flasks of the 3rd series (invention) withstood at 4.0 m. There is therefore an improvement in the impact resistance despite the presence of an additional weld.
  • a burst strength measurement test has shown that the pockets according to the invention have a better resistance than the bags made according to conventional techniques.
  • the bursting strength of a multilayer sheet bag identical to that used in the above test is 3.1 bar (3.1 ⁇ 10 5 Pa) whereas that of a standard pocket with folded edge to the outside and welded internal face against internal face is only 1.9 bars (1.9 10 5 Pa) under the same conditions.
  • Figure 1 is a perspective view of a rolled sheet to form a tubular pocket according to a known technique.
  • Figure 2 is a perspective view of a sheet according to the technique of the present invention, with a cover strip on the inner face of the tube.
  • Figure 3 is a perspective view of a variant of the invention where the cover strip is on both sides of the inner edge of the sheet.
  • Figure 4 an exploded view of a pocket bottle whose bottle contains the complete bag comprising the tube of Figure 2 with the two flanges.
  • Figure 1 shows a sheet (1) consisting of an aluminum foil (2) covered on each of its two faces by a layer of polyethylene.
  • the sheet comprises an outer polyethylene film (3) and an inner polyethylene film (4).
  • the sheet (1) wound its two ends are superimposed at the area (5), the inner face near the edge being placed on the outer face close to the other edge.
  • the width of the superposition area of the two edges of the sheet is about 5 mm. The two edges are attached to each other by
  • the width of the sheet is variable and corresponds to the height of the bag, once the tube formed and placed on the flanges.
  • Figure 2 clearly shows the polyethylene strip (6) placed on the inner face of the sheet (1).
  • This band (6) with a width of about 6 mm, covers the overlap of the two edges over the entire width of the sheet (1) and masks the apparent edge of the inner edge.
  • the identity of the material constituting the covering strip (6) and the inner layer on the one hand, and the outer layer of the sheet on the other hand, facilitates the attachment by welding the two edges one over the other , and the cover strip of thickness usually between 50 and 150 microns, on the junction edges. Thermal welding is preferably carried out.
  • the same material in this example polyethylene, is used on the entire inner surface of the sheet which is then in contact with the product in the pocket. There is therefore no break in the quality of the material forming the inner face of the pocket.
  • the polyethylene cover layer makes it possible to mask the edge of the inner edge of the sheet and to avoid any contact of the aluminum with the product introduced into the pocket, and its small thickness, of the order of 50 to 150 ⁇ m, and preferably about 100 microns, causes only negligible extra thickness.
  • Figure 3 shows an alternative embodiment of the invention wherein the cover strip (6) wraps the edge of the inner edge of the sheet (1).
  • FIG. 4 shows the assembly of the sheet (1), wound in a closed cylinder by the covering strip (6), with the flanges (7, 8) and the insertion of the assembly into the rigid bottle (9). ).
  • the annular flange (7) constitutes a fixing ring to the bottle (9) while the solid plate flange (8) constitutes the bottom of the bag.
  • a pump (not shown) carrying a pusher for its actuation, is mounted in a sealed manner on the neck of the pocket, according to the technique of FR 2,827,844.
  • An air circuit (not shown) is provided, according to a usual technique, in the pump or in the annular flange forming a fixing ring to allow the passage of air from outside to the space between the pocket and the bottle.
  • Means are provided for the air circuit to be opened only when the pocket-bottle is used, for example by a known shut-off system which opens only when pressure is applied to the pusher for actuating the pump. so as to allow only a volume of air equivalent to the volume of fluid expelled from the pocket.
  • the shutter means of the air circuit may be constituted by valves, which remain closed until the pump is actuated.
  • this air circuit can be replaced by a simple vent in the bottom of the bottle. If necessary, this vent may be equipped with a valve and a filter.

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Abstract

L' invention concerne un dispositif du type flacon-poche pour le conditionnement et la distribution de produits fluides. Le dispositif comporte une poche souple placée dans un flacon rigide (9), associée à une pompe ou une valve pour l'expulsion du produit contenu dans la poche, la poche comprenant une paroi cylindrique constituée par au moins une feuille (1) enroulée suivant un cylindre dont l'un des bords latéraux est fixé de manière étanche à un flasque (8) plein formant le fond de la poche, et l'autre est fixé de manière étanche à un flasque annulaire (7) formant une bague de fixation au flacon, et les deux bords longitudinaux (3, 5) de la feuille (1) sont fixés l'un sur l'autre de manière étanche et le chant du bord interne est masqué par une bande souple de recouvrement (6). Application à la réduction du risque de contamination du produit contenu dans la poche.

Description

DISPOSITIF DE CONDITIONNEMENT ET DE DISTRIBUTION DU TYPE FLACON-POCHE
La présente invention concerne un dispositif de conditionnement et de distribution de produits fluides, et plus particulièrement une poche souple pour dispositif de conditionnement et de distribution de produits fluides, liquides ou pâteux, du type flacon-poche, c'est-à-dire comportant une poche souple placée dans un récipient rigide et associée à une pompe ou une valve, permettant de conserver le produit fluide dans la poche souple à l'abri de l'air dans de bonnes conditions, et d'assurer sa distribution hors de la poche en actionnant la pompe ou la valve.
Les dispositifs de conditionnement et de distribution de fluides du type flacon-poche sont bien connus. Ces dispositifs comportent généralement un récipient à coque rigide dans lequel est placée une poche souple rétractable, qui se rétracte au fur et à mesure que le produit en est extrait. L'expulsion du produit hors de la poche peut être obtenue au moyen d'une pompe "airless" ou sans reprise d'air, ou sous la pression d'un gaz propulseur agissant dans le flacon, sur la paroi de la poche. Dans le cas de l'expulsion du produit hors de la poche au moyen d'une pompe sans reprise d'air, un évent est prévu, généralement dans le fond ou dans le col du flacon, pour permettre à l'air extérieur de pénétrer dans l'espace situé entre le flacon et la poche à chaque actionnement de la pompe et permettre ainsi à la poche de se rétracter, en maintenant une pression suffisante sur ses parois.
Un exemple de réalisation suivant cette technique est décrit dans le brevet FR 2.723.356 relatif à un dispositif comportant une poche en matière plastique souple, telle que polyéthylène ou polypropylène, placée dans un récipient rigide dont le col comporte une entrée d'air.
Une autre exemple de flacon-poche est décrit dans le brevet FR 2.827.844 relatif à un dispositif comportant une poche souple étanche placée dans un flacon rigide, associée à une pompe ou une valve, dans lequel la poche comprend une paroi cylindrique constituée par une feuille métallique ou de matière plastique enroulée sur les bords de deux flasques dont l'un forme le fond de la poche et l'autre une bague de fixation au flacon et à la pompe ou à la valve.
La demande WO 97.20757 décrit un procédé de fabrication d'une poche tubulaire en matière plastique destinée à un aérosol, dont l'ouverture est soudée sur une bague tandis que l'autre extrémité est repliée et scellée pour former le fond de la poche.
Les produits contenus dans les poches sont souvent sensibles à l'oxydation sous l'action de l'oxygène de l'air et peuvent se dégrader si de l'air s'introduit dans la poche en raison d'un manque d' étanchéité . Les défauts d'étanchéité se rencontrent le plus souvent au niveau de la jonction de la poche et de la pompe. Ils peuvent aussi résulter d'une certaine porosité des matériaux utilisés pour la réalisation de la poche. De plus, la paroi de la poche des dispositifs connus peut former des plis en se rétractant, et ces plis risquent d'entraîner des déchirures susceptibles de laisser passer de l'air qui atteint alors l'intérieur de la poche, et par suite compromet la préservation de 1 ' intégrité du produit qui y est contenu. Enfin, les plis formés par la paroi de la poche au cours de sa rétraction engendrent des volumes de rétention de produit et limitent ainsi l'efficacité de la distribution de celui-ci.
Une technique pour limiter le risque de déchirure de la poche est décrite dans le brevet FR 2.770.834, qui prévoit d'inclure dans la poche, réalisée en matière souple telle que feuille plastique ou d'aluminium, un flotteur libre empêchant une trop forte rétraction de la poche et limitant ainsi les risques de déchirure. Cependant, cette technique a pour inconvénient de former des volumes de rétention importants.
Les flacons-poches sont couramment fabriqués par extrusion ou injection de matières plastiques. Le flacon peut être fabriqué par emboutissage dans le cas d'une paroi métallique telle que l'aluminium, ou par injection ou injection soufflage dans le cas d'une paroi en matière plastique, tandis que la poche souple est généralement fabriquée par injection soufflage ou extrusion soufflage de polyéthylène ou de polypropylène dans un moule adapté.
Les poches peuvent aussi être réalisées en feuilles d'aluminium ou en matières multicouches du type plastique / aluminium présentent de bonnes qualités d'étanchéité de leur paroi, comme dans le brevet FR 2.827.844 précité. Les poches de ce type sont réalisées sous forme de feuilles superposées, soudées par leur bord, s ' adaptant sur un col ou une bague rigide. La fabrication de telles poches est relativement simple, mais elle présente l'inconvénient que la zone de jonction des deux bords opposés de la feuille pour former le cylindre présente une surépaisseur. De plus, cette surépaisseur laisse apparaître l'épaisseur de la couche formant la feuille, et le risque de migration de traces de composés contenus dans la couche vers le produit introduit dans la poche n'est pas négligeable dans cette zone non protégée, surtout dans le cas d'un film multicouche comportant une couche métallique. Le brevet US 5.248.063 décrit une poche laminée formée à partir d'une feuille multicouche dont le chant est recouvert d'un film plastique afin d'éviter le délaminage de la feuille. Une technique pour appliquer un ruban sur les bords jointifs d'une feuille enroulée suivant un cylindre est décrite dans les brevets US 3.066.063 et DE 1729018.
On connaît diverses techniques pour souder l'un à l'autre les deux bords d'une feuille comme dans les brevets FR 2.511.974 et CA 1.003.350, mais il est souvent difficile d'obtenir et de maintenir une bonne étanchéité des soudures des bords des feuilles métalliques, par exemple en aluminium, en raison des déformations et des tensions auxquelles elles sont soumises en cours d'utilisation. Si le soudage est renforcé et forme un pli pour assurer 1 ' étanchéité, il en résulte une nervure qui nuit à la bonne rétraction de la poche et à la restitution des produits qu'elle contient.
Il existe donc un besoin de dispositifs du type flacon- poche, présentant une bonne sécurité en réduisant autant que possible le risque de contamination entre la matière constituant la paroi de la poche et le produit qu'elle contient.
Il existe aussi un besoin de dispositifs du type flacon- poche, de fabrication simple et peu coûteuse, comprenant une poche pouvant s'adapter aisément aux quantités de produits que l'on souhaite y introduire et au volume du flacon, sans volume mort excessif entre poche et flacon, sans perte d'étanchéité et aisément recyclables, tout en procurant une bonne résistance mécanique.
La présente invention a précisément pour objet un dispositif de conditionnement et de distribution de produit fluide du type flacon-poche présentant une bonne sécurité vis- à-vis des risques de contamination des produits contenus dans la poche.
L'invention a également pour objet un procédé de fabri- cation de flacon-poche pouvant utiliser des matériaux simples ou complexes selon l'utilisation envisagée, aisément recyclables, utilisant des quantités minimales de matière, pour le flacon et pour la poche et présentant une excellente résistance mécanique, plus particulièrement une excellente résis- tance aux chocs.
Le dispositif de conditionnement et de distribution de produit fluide suivant la présente invention est du type comportant une poche souple étanche placée dans un flacon rigide, associée à une pompe ou une valve, la poche comprenant une paroi cylindrique constituée par au moins une feuille enroulée suivant un cylindre dont l'un des bords latéraux est fixé de manière étanche à un flasque plein formant le fond de la poche, et l'autre est fixé de manière étanche à un flasque annulaire formant une bague de fixation au flacon, et il se distingue notamment en ce que les deux bords longitudinaux de la feuille sont fixés l'un sur l'autre de manière étanche et le chant du bord interne est masqué par une bande souple de recouvrement .
Suivant une forme de réalisation de l'invention, la bande de recouvrement est fixée sur chacun des deux bords longi- tudinaux de la feuille, de part et d'autre de leur jonction sur la paroi interne de la feuille.
Suivant une autre forme de réalisation de l'invention, la bande de recouvrement enveloppe le chant du bord interne de la feuille et se replie entre les deux bords. Il est alors soudé en même temps que les bords de la feuille lors de la formation du tube cylindrique. La largeur de la bande de recouvrement varie selon les dimensions de la poche, mais elle est généralement comprise entre 2 et 10 mm, et de préférence entre 4 et 6 mm. Comme indiqué plus haut, la feuille utilisée pour former la paroi de la poche peut être constituée de divers matériaux simples ou complexes, selon l'utilisation envisagée. Son épaisseur peut varier de 20 μm à 250 μm environ et est de préférence comprise entre 50 μm et 150 μm pour assurer les meilleures conditions de fonctionnement, en particulier de rétraction aisée de la poche dans le flacon au fur et à mesure qu'elle se vide, de manière à procurer un excellent taux de restitution, supérieur à 90%. Ces valeurs peuvent varier en fonction des matériaux utilisés. La feuille, monocouche ou multicouche, est fixée par ses bords à la périphérie de chaque flasque, et refermée suivant une génératrice du cylindre.
Suivant une forme de réalisation, la poche cylindrique comprend un complexe multicouche associant plusieurs films métalliques, ou une feuille métallique revêtue d'un film plastique sur l'une au moins de ses faces. Ce complexe multicouche est enroulé sur deux flasques qui peuvent être par exemple en métal ou en matière plastique. Une forme particulièrement avantageuse de réalisation comprend une feuille d'aluminium intercalée entre au moins deux films plastiques. Les films plastiques des complexes multicouches peuvent être choisis parmi un polyéthylène, un polypropylène, un polyamide, etc .
La feuille multicouche est fixée par ses bords à la périphérie de chaque flasque, et refermée suivant une génératrice du cylindre.
Suivant une autre forme de réalisation de l'invention, la feuille multicouche est un complexe matière plastique / polymère barrière / matière plastique, et par exemple un film EVOH intercalé entre deux films de polyéthylène ou de polypropylène. L 'EVOH est un polymère éthylène - alcool vinylique offrant de bonnes caractéristiques de barrière aux gaz, en particulier à l'oxygène et à la vapeur d'eau.
Le complexe peut aussi comporter quatre couches, soit polyéthylène / polyamide / aluminium / téréphtalate de poly- éthylène, ou encore polyéthylène / téréphtalate de polyéthylène / aluminium / polyéthylène. Cette dernière structure multicouche présente l'avantage de faciliter la fixation bord sur bord après enroulement de la feuille, par collage ou par soudage, puisque la partie interne d'un bord de la feuille vient s'appliquer sur la partie externe de l'autre bord, qui est dans une même matière.
Un tel revêtement composite multicouche s'avère particulièrement utile lorsqu'une étanchéité rigoureuse est indispensable, ou lorsque la nature du produit contenu dans la poche l'exige.
Suivant une variante, on peut utiliser une feuille d'aluminium enroulée sur deux flasques en métal ou en matière plastique, deux bords opposés de la feuille étant soudés l'un sur l'autre suivant une génératrice du cylindre. Dans tous les cas, une bande de recouvrement est placée sur la face interne de la feuille formant un tube, sur la jonction des deux bords, comme indiqué ci-dessus. La bande de recouvrement est de préférence réalisée dans une matière identique à celle constituant la couche interne de la feuille. Par exemple, il est avantageux d'utiliser une feuille comprenant au moins une couche de polyéthylène comme couche interne, et une bande de recouvrement en un même polyéthylène. Ceci permet d'assurer une continuité de la matière formant la couche interne de la poche en contact avec le produit qui y est introduit. Le produit fluide est donc en contact limité à une seule matière. De plus, une fois soudée, la bande de recouvrement a sensiblement la même épaisseur que la couche interne de la feuille.
Suivant une autre variante, on utilise une feuille de carton souple ou un complexe polymère/papier/polymère, de préférence polyéthylène/papier/polyéthylène . Ce type de matériau présente l'avantage d'être bien plus aisément recyclable que les multicouches PE/PET/aluminium/PE utilisés dans le domaine technique. Comme indiqué ci-dessus, la feuille métallique, ou la feuille multicouche, est fixée sur la périphérie de chacun des deux flasques, de préférence par collage ou par soudage, selon la nature du matériau utilisé pour les flasques.
Le procédé de l'invention consiste tout d'abord à découper la feuille à la dimension voulue, à souder les deux bords opposés de la feuille, de l'intérieur vers l'extérieur pour former une poche tubulaire ouverte que l'on fixe ensuite par ses ouvertures sur les flasques, puis la poche est introduite dans le flacon rigide où elle est maintenue par le flasque annulaire formant bague. Ensuite la bande de recouvrement est découpée puis soudée sur la feuille, côté intérieur. La feuille est alors enroulée sur elle-même, en gardant la bande de recouvrement sur l'intérieur, et en prenant garde qu'elle recouvre bien la zone de contact entre les extrémités. Le soudage est alors réalisé, et on obtient un tube soudé, avec continuité de la zone intérieure.
La fixation des bords l'un sur l'autre, puis sur les flasques, peut s'effectuer par les techniques classiques de soudage, par exemple soudage par ultrasons, par impulsion, par friction, ou thermique. On utilise de préférence la technique du soudage thermique plus adaptée aux matières utilisées pour former la paroi de la poche. La fixation peut aussi se faire par collage mais seulement si les produits que la poche est destinée à contenir ne risquent pas d'effet néfaste résultant d'une éventuelle contamination par les composants des colles. La feuille a initialement une forme aplatie, exigeant de recourir à un outillage adapté pour la mettre en forme et y introduire ensuite le produit. Les opérations de remplissage de la poche utilisée dans l'invention ne nécessitent pas de faire d'abord le vide dans la poche avant de procéder à un remplissage partiel, puis d'opérer dans une dernière étape sous gaz neutre, contrairement à la plupart des poches connues de la technique.
L'un des avantages du procédé de l'invention est qu'il permet d'obtenir des poches de volumes relativement importants (plus de 150 ml par exemple) de forme parfaitement cylindrique en raison du mode de soudage.
Le procédé suivant la présente invention a notamment pour avantage de permettre de fabriquer des poches dont le volume est aisément adapté à celui du flacon et à la quantité de produit que l'on doit introduire dans la poche. Ceci est particulièrement avantageux sur le plan industriel puisque les techniques classiques, en raison de leur coût, impliquent de limiter les gammes de flacons à quelques modèles de dimensions prédéterminées, et par exemple on propose couramment des flacons rigides dont le volume est de 30, 60 ou 90 ml et par conséquent une poche dont le contenu est de 65 ml, par exemple, ne peut être introduite que dans un flacon de 90 ml, d'où résulte un volume mort important entre la poche et le flacon. Suivant la technique de l'invention, le volume de la poche pouvant être aisément adapté à celui du flacon en jouant simplement sur la hauteur et le diamètre des cylindres constituant la poche et le flacon, on peut réduire les volumes morts .
Ceci procure un avantage supplémentaire dans le cas de produits relativement volatils, tels que des alcools, contenus dans la poche, qui peuvent traverser partiellement la paroi, selon les matières utilisées : le volume mort réduit est vite saturé ce qui limite alors les pertes de produit.
De plus, les essais de choc vertical par chute libre ("drop test"), effectués sur la base de la norme ASTM D 6344- 4, ont montré une sensible amélioration de la résistance aux chocs alors que la présence de la bande de recouvrement introduit une dissymétrie susceptible de nuire à la résistance. De plus, la zone de fragilité est située sur la soudure des deux bords l'un à l'autre et cette fragilité est d'autant plus grande que la soudure est plus longue. On sait en effet que l'épaisseur n'a que peu d'influence sur la résistance, contrairement à la longueur de la soudure.
Les essais ont aussi montré que la résistance aux chocs est fortement améliorée lorsque l'assemblage des bords de la feuille formant la poche est fait de telle sorte que la surface interne d'un bord est en contact avec la surface externe de l'autre bord par comparaison avec une poche réalisée suivant les méthodes classiques où les bords sont repliés vers l'extérieur du cylindre, les surfaces internes des bords étant en contact l'une avec l'autre.
Le test consiste à laisser tomber des flacons-poches orientés verticalement sur une hauteur variant de 0,6 m à 4 m. Chaque poche est constituée d'une feuille multicouche fixée par collage sur deux flasques comme indiqué ci-dessus. Les couches, de la couche externe vers la couche interne, sont polyéthylène / téréphtalate de polyéthylène / aluminium / polyéthylène . L'épaisseur des couches de polyéthylène est de 50 μm et celle des couches d'aluminium et de téréphtalate de polyéthylène est de 12 μm. Les poches suivant l'invention comportent une bande de polyéthylène de 100 μm d'épaisseur.
Les poches, de forme cylindrique et d'une capacité de 100 ml, sont remplies d'eau. Elles sont mises en place dans un flacon rigide en polyéthylène, l'assemblage de la poche au flacon se faisant par la bague annulaire supérieure de la poche, comme représenté sur la Figure 4, et une pompe standard est montée par encliquetage sur le col de la poche. Le poids de chaque flacon-poche ainsi monté est d'environ 150 g.
La chute est guidée au moyen d'un tube vertical de diamètre légèrement supérieur à celui des flacons pour maintenir leur orientation et assurer la régularité des conditions de choc sur une surface dure. L'orientation des flacons-poches est telle que le fond du flacon heurte le sol en premier.
Les tests sont faits sur 3 séries de 20 flacons-poches. Tous les flacons-poches ont la même dimension (hauteur du flacon : 137 mm, diamètre : 42 mm) . La 1ère série comprend des poches standard à bords repliés vers l' extérieurs soudés face interne contre face interne. La 2ème série comprend des poches à bords soudés l'un sur l'autre, face interne contre face externe. La 3ème série comprend les poches suivant la présente invention .
Le premier test est effectué en laissant tomber le flacon d'une hauteur de 0,60 m. Les flacons résistant au premier test sont ensuite soumis à un deuxième test à 1,2 m. Ceux qui résistent sont alors soumis à un troisième test à 2,0 m, puis à 3,3 m et enfin à 4,0 m s'ils ont résisté aux tests précédents .
Chaque flacon est testé trois fois à chaque hauteur.
Les résultats des mesures sont indiqués ci-après.
Le tableau indique le nombre d'échecs. Ainsi, tous les flacons-poches ont résisté au 1er test (aucun échec) . Dans la 1ère série (poche standard) aucun des 20 flacons-poches n'a résisté à la chute de 2,0 m. Les flacons-poches de la 2ème série ont résisté à 3,3 m mais 6/20 n'ont pas résisté à 4,0 m. Par contre, tous les flacons-poches de la 3ème série (invention) ont résisté à 4,0 m. On constate donc une amélioration de la résistance aux chocs malgré la présence d'une soudure supplémentaire.
Un essai de mesure de résistance à l'éclatement a montré que les poches suivant l'invention présentent une meilleure résistance que les poches fabriquées suivant les techniques classiques. Ainsi la résistance à l'éclatement d'une poche à feuille multicouche identique à celle utilisée dans le test ci-dessus est de 3,1 bars (3,1 105 Pa) tandis que celle d'une poche standard à bord repliés vers l'extérieur et soudés face interne contre face interne n'est que de 1,9 bars (1,9 105 Pa) dans les mêmes conditions.
Ces résultats sont obtenus sans perte du taux de restitution, c'est-à-dire que la bande de recouvrement n'a pas d'effet négatif sur le taux de restitution. Un exemple de réalisation de flacon-poche conforme à la présente invention est décrit ci-après en référence aux dessins annexés qui représentent :
Figure 1 : une vue en perspective d'une feuille enroulée pour former une poche tubulaire suivant une technique connue. Figure 2 : une vue en perspective d'une feuille suivant la technique de la présente invention, avec une bande de recouvrement sur la face intérieure du tube.
Figure 3 : une vue en perspective d'une variante de 1 ' invention où la bande de recouvrement est sur les deux faces du bord intérieur de la feuille.
Figure 4 : une vue éclatée d'un flacon-poche dont le flacon contient la poche complète comportant le tube de la Figure 2 avec les deux flasques.
La Figure 1 montre une feuille (1) constituée d'une feuille d'aluminium (2) recouverte sur chacune de ses deux faces par une couche de polyéthylène . Ainsi la feuille comprend un film de polyéthylène externe (3) et un film de polyéthylène interne (4) .
Une fois la feuille (1) enroulée, ses deux extrémités se superposent au niveau de la zone (5) , la face interne proche du bord venant se placer sur la face externe proche de l'autre bord. La largeur de la zone de superposition des deux bords de la feuille est d'environ 5 mm. Les deux bords sont rattachés l'un à l'autre par
La largeur de la feuille est variable et correspond à la hauteur de la poche, une fois le tube formé et mis en place sur les flasques.
La Figure 2 montre clairement la bande de polyéthylène (6) placée sur la face interne de la feuille (1) . Cette bande (6), d'une largeur d'environ 6 mm, recouvre le chevauchement des deux bords sur toute la largeur de la feuille (1) et masque le chant apparent du bord interne. L'identité de la matière constituant la bande de recouvrement (6) et la couche interne d'une part, et la couche externe de la feuille d'autre part, facilite la fixation par soudage des deux bords l'un sur l'autre, et de la bande de recouvrement d'épaisseur le plus souvent comprise entre 50 et 150 microns, sur la jonction des bords. On effectue de préférence un soudage thermique.
De plus, la même matière, dans cet exemple le polyéthylène, est utilisée sur toute la surface interne de la feuille qui se trouve ensuite en contact avec le produit dans la poche. Il n'y a donc pas de rupture de la qualité de la matière formant la face interne de la poche. La couche de recouvrement en polyéthylène permet de masquer le chant du bord interne de la feuille et d'éviter tout contact de l'aluminium avec le produit introduit dans la poche, et sa faible épaisseur, de l'ordre de 50 à 150 μm, et de préférence 100 μm environ, n'entraîne qu'une surépaisseur négligeable.
La Figure 3 montre une variante de réalisation de l'invention où la bande de recouvrement (6) enveloppe le chant du bord interne de la feuille (1) .
Cette variante facilite les opérations de soudage en fonction de l'outillage utilisé puisque la bande de recouvrement (6) est d'abord fixée et soudée à l'un des bords de la feuille multicouche (1), puis la feuille est enroulée en cylindre et le soudage des deux bords et de la bande de recouvrement est alors réalisé. Les Figures 2 et 3 représentent les positions respectives de la feuille (1) et de la bande (6) avant l'opération de soudage .
La Figure 4 montre l'assemblage de la feuille (1), enroulée suivant un cylindre fermé par la bande de recouvrement (6), avec les flasques (7, 8) et l'insertion de l'ensemble dans le flacon rigide (9) . Le flasque annulaire (7) constitue une bague de fixation au flacon (9) tandis que le flasque plein en coupelle (8) constitue le fond de la poche. Une pompe (non représentée) portant un poussoir pour son actionnement , est montée de manière étanche sur le col de la poche, suivant la technique du brevet FR 2.827.844.
Un circuit d'air (non représenté) est prévu, suivant une technique usuelle, dans la pompe ou dans le flasque annulaire formant bague de fixation pour permettre le passage de l'air de l'extérieur vers l'espace entre la poche et le flacon. Des moyens sont prévus pour que le circuit d'air soit ouvert uniquement lorsque le flacon-poche est utilisé, par exemple par un système connu d'obturation ne s ' ouvrant qu'en cas de pression sur le poussoir d' actionnement de la pompe de manière à ne laisser entrer qu'un volume d'air équivalent au volume de fluide expulsé de la poche. Par exemple, les moyens d'obturation du circuit d'air peuvent être constitués par des clapets, qui restent fermés tant que la pompe n'est pas actionnée. Suivant une variante (non représentée) ce circuit d'air peut être remplacé par un simple évent dans le fond du flacon. Si nécessaire, cet évent peut être muni d'un clapet et d'un filtre.
Comme le montre la Figure 4, il est aisé de jouer sur la largeur et la hauteur de la feuille pour adapter la poche au volume du flacon et limiter le volume mort entre les deux.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de conditionnement et de distribution de produit fluide du type flacon-poche comportant une poche souple placée dans un flacon rigide, associée à une pompe ou une valve pour l'expulsion du produit contenu dans la poche, la poche comprenant une paroi cylindrique constituée par au moins une feuille enroulée suivant un cylindre dont l'un des bords latéraux est fixé de manière étanche à un flasque plein formant le fond de la poche, et l'autre est fixé de manière étanche à un flasque annulaire formant une bague de fixation au flacon, caractérisé en ce que les deux bords longitudinaux de la feuille sont fixés l'un sur l'autre de manière étanche et le chant du bord interne est masqué par une bande souple de recouvrement .
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bande de recouvrement est fixée sur chacun des deux bords longitudinaux de la feuille, de part et d'autre de leur jonction sur la paroi interne.
3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bande de recouvrement enveloppe le chant du bord interne de la feuille et se replie entre les deux bords.
4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la feuille constituant la paroi est monocouche ou multicouche.
5. Dispositif de conditionnement et de distribution de produit fluide selon la revendication 4, caractérisé en ce que la feuille multicouche comprend une feuille d'aluminium intercalée entre au moins deux films plastiques choisis parmi un polyéthylène, un polypropylène, un polyamide.
6. Dispositif de conditionnement et de distribution de produit fluide selon la revendication 4, caractérisé en ce que la feuille multicouche est un complexe polyéthylène/papier- /polyéthylène
7. Dispositif de conditionnement et de distribution de produit fluide selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la bande de recouvrement est dans une matière identique à la couche interne de la feuille .
8. Dispositif de conditionnement et de distribution de produit fluide selon la revendication 7, caractérisé en ce que la feuille comprend au moins une couche de polyéthylène comme couche interne, et la bande de recouvrement est en un même polyéthylène .
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