FR2753058A1 - Ensemble d'application de produit liquide ou semi liquide - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un ensemble d'application (100) d'un produit liquide ou semi liquide (P) dont les moyens d'essorage (11) comprennent un manchon (12) au travers duquel l'applicateur chargé de produit est amené à passer, ledit manchon (12) étant ouvert en ses deux extrémités et présentant une surface interne apte à retenir par effet de tension superficielle une réserve dudit produit, la force de tension superficielle, s'exerçant entre le manchon et le produit qu'il contient, étant supérieure à la force de tension superficielle, s'exerçant entre l'extrémité libre de l'applicateur et ledit produit.
Description
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La présente invention est relative à un ensemble d'application d'un produit liquide ou semi liquide, tel qu'un produit cosmétique. L'invention concerne plus particulièrement, mais non exclusivement, un ensemble applicateur du type " eye-liner ". D'autres applications dans le domaine cosmétique peuvent être envisagées, telles que notamment les applications de produits capillaires, de sérum liquide, de vernis à ongles, de fard à paupières, de rouge à lèvres liquide ou semi liquide, mascara, etc.. L'invention s'applique également à des domaines
autres que la cosmétique. A titre d'exemple, on peut citer les colles.
Un ensemble applicateur du genre ci-dessus comprend traditionnellement un flacon muni d'un goulot fileté et destiné à contenir un produit liquide ou semi liquide, un capuchon fermant ce flacon par vissage sur le goulot et un applicateur disposé à l'extrémité d'une tige solidaire du capuchon. Cet applicateur comprend généralement aussi des moyens pour essorer l'applicateur et pour essuyer la tige. Le document FR-A-2 470 066 est relatif à un appareil du type ci-dessus dans le goulot duquel est placée une pièce moulée présentant des lèvres formant racles, disposées les unes au dessus des autres, a section transversale triangulaire. Une telle racle permet non seulement d'essuyer la tige, mais également d'essorer
l'applicateur, qui est, en l'occurrence, une brosse.
La demande de brevet EP-A-0 640 302 décrit un applicateur de mascara comprenant un organe d'essorage de forme annulaire et muni d'une pluralité de projections s'étendant radialement vers l'intérieur du réservoir, destinées à racler
l'excès de produit sur l'applicateur lorsque celui-ci est retiré du réservoir.
La demande de brevet français 95/02197 déposée au nom de la demanderesse le 24 février 1995 décrit un ensemble d'application pour produit liquide ou pâteux comportant un essoreur en forme de diabolo en matière élastique déformable, traversé par l'applicateur lors de son extraction hors du réservoir. L'essoreur est apte à essorer la tige et à accroître sa section de passage pour laisser passer l'organe applicateur, lequel à une section transversale supérieure à celle de la
tige.
Le brevet français 2 504 788 décrit un ensemble de maquillage comportant une brosse pénétrant à l'intérieur du réservoir à travers un doigt de gant en caoutchouc souple dont le fond percé constitue une lèvre d'essorage. la lèvre 4) d'essorage est dentelée de sorte que ses dents sont aptes à pénétrer dans les rainures de la brosse, entre deux rangées adjacentes de poils, de façon à exercer
une action d'essorage à l'intérieur des rainures.
D'autres dispositifs d'essorage sont décrits encore dans les brevets français N 2
515 941, 2 579 430, ou 2 580 479.
Les systèmes d'essorage décrits dans tous ces documents sont des organes d'essorage mécaniques dans lesquels l'essorage de la tige et/ou de l'applicateur
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se fait par contact ou friction entre l'essoreur et l'organe à essorer. Cependant ces systèmes produisent des résultats parfois insuffisants, lorsque notamment, l'applicateur est de diamètre sensiblement inférieur au diamètre de la tige qui le porte. C'est le cas notamment pour certains applicateurs portés par une tige dont le diamètre peut varier entre 2,5 et 3 mm, l'applicateur se présentant sous forme d'un organe effilé dont le plus grand diamètre est de l'ordre de 2 mm et dont la pointe à un diamètre de l'ordre de 0,2 mm. Ainsi, lorsqu'un tel applicateur passe dans un organe d'essorage du type de ceux décrits précédemment, on obtient un bon essuyage de la tige. En revanche, I'extrémité libre de l'applicateur n'est pas 1o essorée et conserve une goutte plus ou moins grosse de produit, laquelle goutte
rend ensuite l'application du produit difficile et de mauvaise qualité.
Par ailleurs, dans les dispositifs connus o l'essorage est réalisé par un organe annulaire en matériau élastiquement déformable, présentant un trou fendu, la qualité de l'essorage devient de moins en moins bonne au fil des utilisations du fait de la perte d'élasticité du matériau. De plus, lorsque l'on introduit l'applicateur dans le trou fendu, I'applicateur est soumis à des contraintes pouvant
l'endommager de manière irréversible.
Enfin, dans le dispositif du type à doigt de gant décrit dans le brevet français 2 504 788, évoqué ci-avant, le produit entrant dans le doigt de gant est trop abondant pour assurer une bonne charge de l'applicateur, au détriment de la
finesse de la pointe.
Ainsi, tous ces dispositifs connus sont de deux types. Selon un premier type, I'essoreur est dimensionné au diamètre de l'applicateur de manière à essorer par friction l'applicateur (du type essoreur à trou fendu). Dans ce cas, en raison du faible diamètre du trou fendu en position de repos, I'applicateur est soumis à de fortes contraintes mécaniques, en particulier lors de son introduction, qui peuvent lI'endommager de manière irréversible. De plus, I'essoreur à trou fendu perd de son élasticité au fil des utilisations, ce qui produit inévitablement une diminution de la qualité d'essorage. Selon un second type, le diamètre de l'essoreur est dimensionné au diamètre de la tige, auquel cas, I'applicateur passe au travers de
l'essoreur sans être correctement essoré.
Aussi, est-ce un des objets de la présente invention que de réaliser un dispositif d'essorage permettant un essorage de l'applicateur sur toute sa longueur en supprimant l'effet de goutte à l'extrémité libre de l'applicateur, décrit en référence aux dispositifs de la technique antérieure sans soumettre l'applicateur à des contraintes mécaniques susceptibles de l'endommager de manière irréversible,
notamment lors de son introduction.
C'est un autre objet de l'invention que de fournir avantageusement un dispositif d'essorage comportant en outre des moyens classiques d'essorage pour produire
également un bon essuyage de la tige portant l'applicateur.
D'autres objets encore de la présente invention apparaîtront de manière plus
détaillée dans la description qui suit.
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La demanderesse a découvert de manière surprenante que, dans les ensembles d'application de produits liquides ou semi liquides, les essoreurs classiques à essorage par contact ou friction pouvaient être avantageusement remplacés ou complétés par un nouveau système d'essorage dont le fonctionnement est basé
sur le mécanisme des forces de tension superficielle.
Les objets de l'invention sont atteints au moyen d'un ensemble d'application d'un produit liquide ou semi liquide comportant: un réservoir présentant un fond et destiné à contenir le produit; des moyens de fermeture montés de manière amovible sur le réservoir; un applicateur porté par une tige solidaire des moyens de fermeture et monté de manière à être mis en contact avec le produit à l'intérieur du réservoir, ledit applicateur étant de diamètre inférieur ou égal au diamètre de la tige et ayant une extrémité solidaire de la tige et une extrémité i5 libre, et des moyens d'essorage, caractérisé en ce que les moyens d'essorage comprennent un manchon au travers duquel l'applicateur chargé de produit est amené à passer, ledit manchon étant ouvert en ses deux extrémités et présentant une surface interne apte à retenir par effet de tension superficielle une réserve dudit produit, la force de tension superficielle, s'exerçant entre le manchon et le produit qu'il contient, étant supérieure à la force de tension superficielle,
s'exerçant entre l'extrémité libre de l'applicateur et ledit produit.
Ainsi, sensiblement tout le liquide en excès sur le bout de l'applicateur (sous forme d'une goutte portée par l'extrémité de l'applicateur) est arraché à lI'applicateur, et retenu dans le manchon. La quantité de liquide qui n'est pas retenue dans le manchon se répartit de manière sensiblement uniforme sur toute la hauteur de l'applicateur, en raison de la force de rappel générée par l'élasticité du produit liquide étiré. L'applicateur est ainsi parfaitement lissé, et son extrémité
libre est débarrassée sensiblement de tout produit en excès.
La rhéologie vise au sens de la présente demande l'ensemble des propriétés à l'écoulement d'un produit liquide ou semi liquide, son comportement en réponse à une contrainte donnée et englobe, outre la tension superficielle du produit,
notamment la viscosité du produit.
Les forces de tension superficielle visent, au sens de la présente demande, les forces s'exerçant aux interfaces entre deux phases, notamment entre deux liquides, identiques ou différents, ou entre une surface solide et un liquide. La force de tension superficielle est d'autant plus grande que le travail à fournir pour séparer les deux phases est important. Dans le cas d'une interface liquide/solide, on parle généralement de travail de mouillage (par unité de surface) à fournir pour séparer les deux phases. Le travail nécessaire pour scinder une colonne de liquide en deux est appelé généralement travail de cohésion. Cette force de tension superficielle peut être assimilée à une pression négative ou à une dépression. Dans le cadre de l'invention, et à des fins de simplification, on considérera principalement deux interfaces: une première interface liquide/solide entre la surface interne du manchon et le liquide dans le
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manchon; et une seconde interface liquide/solide entre l'extrémité de l'applicateur
et le liquide sur l'applicateur.
Selon l'invention l'effet d'essorage résulte d'une force de tension superficielle, à la première interface, supérieure, et de préférence nettement supérieure, à la force de tension superficielle à la seconde interface. La différence de force de tension superficielle tient notamment au fait que la surface du manchon sur laquelle s'exerce la force de tension superficielle est supérieure, et de préférence nettement supérieure, à la surface du bout de l'applicateur sur laquelle s'exerce la 0o force. Ainsi, lorsque l'applicateur quitte le manchon chargé de liquide, après l'avoir traversé, le liquide est étiré et forme un pont liquide entre le manchon et l'applicateur. La force exercée du côté du manchon est supérieure à la force exercée du côté de l'applicateur de sorte que, lors de la rupture du pont liquide, une grande partie du liquide en excès sur l'extrémité de l'applicateur est retenue dans l'organe d'essorage, le reste remontant le long de l'applicateur sous forme d'un film sensiblement uniforme. L'effet de goutte mentionné en référence aux
dispositifs de la technique antérieure a disparu.
Les moyens d'essorage peuvent comporter en outre des moyens permettant un essorage par friction de la tige, constitués par exemple d'une zone d'étranglement ménagée dans la partie supérieure du manchon, apte à essuyer
la tige au passage de celle-ci au travers de l'étranglement.
Selon une alternative, les moyens d'essorage par friction de la tige comportent un organe annulaire monté au dessus du manchon, et apte à essuyer ladite tige lors de son passage au travers de l'organe annulaire. L'organe annulaire peut être
constitué d'un matériau thermoplastique ou d'un élastomère thermoplastique.
Typiquement, pour un produit dont la viscosité est comprise entre 1.10-3 Pa.s (1 cp) et 1 Pa.s (10 p), le diamètre du manchon est compris entre 2 mm et 10 mm, la hauteur du manchon jusqu'aux moyens d'essorage de la tige est comprise entre 10 mm et 50 mm. De préférence, pour un produit dont la viscosité est comprise entre 1.10-3 Pa.s (1 cp) et 5.10-' Pa.s (5 p), le diamètre du manchon est tel que l'espace annulaire compris entre la surface interne du manchon et la tige "5 à une largeur radiale ô pouvant aller de quelques pim à 1 mm, la hauteur du manchon jusqu'aux moyens d'essorage de la tige étant comprise entre 10 mm et mm. Selon un mode de réalisation avantageux, la surface interne du manchon est de forme tronconique dont le diamètre diminue dans la direction opposée au fond du réservoir. La force de tension superficielle exercée par l'essoreur sur le liquide, au passage de l'applicateur peut être renforcée en ménageant sur la surface interne du manchon des ailettes disposées parallèlement à l'axe du manchon. D'autres moyens, tels que des fentes, orifices, rainures ou autres reliefs permettent avantageusement d'augmenter la surface d'accrochage du liquide sur les parois
internes du manchon.
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Avantageusement le manchon comporte une ou plusieurs fentes ou orifices permettant en outre l'alimentation du manchon en produit. Ces fentes peuvent être orientées perpendiculairement à l'axe du manchon ou parallèlement à l'axe du manchon. Dans ce dernier cas, les fentes peuvent déboucher sur le bord du
manchon situé en regard du fond du réservoir.
L'invention concerne également un ensemble d'application dans lequel, en position fermée des moyens de fermeture sur le réservoir, I'applicateur est contenu sensiblement à l'intérieur du manchon. Selon une alternative, en position fermée des moyens de fermeture sur le réservoir, I'applicateur est maintenu au
voisinage du fond du réservoir.
Selon une autre alternative encore, le manchon d'essorage est formé par le col du réservoir, le col pouvant avantageusement former un bourrelet annulaire définissant une zone d'étranglement pour l'essorage de la tige, le réservoir étant par exemple réalisé par injection ou par soufflage. De même, les moyens d'essorage de la tige peuvent être constitués d'un élément annulaire distinct monté de manière étanche sur le col. Avantageusement, le manchon est délimité par deux rétreints, un rétreint supérieur formé par un organe annulaire monté de manière étanche sur le col du réservoir, et un rétreint inférieur formé dans le col du réservoir, le produit étant maintenu par effet de tension superficielle entre les
deux rétreints.
Le produit contenu dans l'ensemble d'application peut être un produit capillaire, un sérum liquide, un eye-liner, un fard à paupières, un rouge à lèvres liquide, un
mascara, un vernis à ongles, une colle, etc..
Dans la description qui suit, il sera fait référence aux dessins parmi lesquels: o0 - la figure 1 illustre de manière schématique le principe de fonctionnement
du dispositif d'essorage selon la présente invention; - les figures 2A- 2D représentent des vues de côté de différents modes de réalisation de l'essoreur utilisé dans l'ensemble d'application selon la présente invention; - les figures 3A-3C illustrent encore d'autres modes de réalisation de l'essoreur utilisé dans l'ensemble d'application selon la présente invention; - la figure 4 représente une vue en coupe d'un premier mode de réalisation d'un ensemble d'application selon la présente invention; - la figure 5 représente une vue en coupe d'un second mode de réalisation 4U d'un ensemble d'application selon la présente invention; la figure 6 représente une vue en coupe d'un troisième mode de réalisation d'un ensemble d'application selon la présente invention; - la figure 7 représente un autre mode de réalisation de l'ensemble d'application selon l'invention; et - la figure 8 représente un autre mode de réalisation de l'ensemble
d'application selon l'invention.
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Ainsi que représenté schématiquement en coupe axiale à la figure 1, I'ensemble d'application (représenté de façon globale par la référence 100) selon l'invention comporte principalement un réservoir 1 présentant un fond 2 et dont le corps se termine par un col 3 relié au corps par un épaulement 4. La surface externe du col présente un filetage 5 destiné à coopérer avec un filetage correspondant 6 ménagé sur la surface interne d'un bouchon 7 de diamètre externe sensiblement égal au diamètre externe du corps du réservoir. Le bouchon 7 porte un applicateur 8 monté sur une tige 9. Le diamètre de l'applicateur est au maximum
égal au diamètre de la tige, et de préférence, est inférieur au diamètre de la tige.
1o II peut s'agir d'un élément sensiblement droit de diamètre inférieur ou égal au diamètre de la tige, ou, de préférence, d'un élément effilé dont le plus grand diamètre (extrémité adjacente à la tige) est inférieur ou égal au diamètre de la tige. Dans le cas d'un élément effilé, le diamètre de l'extrémité libre est nettement inférieur au diamètre du manchon. Un cône d'étanchéité 10 est prévu à la base de la tige 9, de manière à obturer de manière étanche l'orifice du réservoir 1 lorsque le bouchon 7 est vissé sur le corps 1. A titre d'exemple non limitatif, l'applicateur peut se présenter sous la forme d'une plume floquée, un feutre, un
pinceau, une brosse, etc..
A l'intérieur du col est monté un essoreur 11 de forme annulaire qui prend appui sur le bord libre du col, et au travers duquel passe l'applicateur 8 pour être mis en contact avec le produit à appliquer afin de se charger en produit. L'essoreur peut être monté de différentes manières sur le col. Selon un premier mode de réalisation, on prévoit au moins une nervure annulaire sur la surface externe de l'essoreur et destinée à être mise en engagement avec une rainure annulaire correspondante prévue sur la surface interne du col. Alternativement, I'essoreur peut être monté simplement à force dans le col. D'autres moyens encore peuvent être prévus pour le montage de l'essoreur sur le col. De même, I'ensemble d'application peut être agencé de façon à ce que, en position fermée du bouchon, I'applicateur séjourne sensiblement dans l'essoreur (figure 6) ou traverse
l'essoreur pour séjourner sensiblement au fond du réservoir (figures 4 et 5).
L'essoreur selon l'invention, dans le mode de réalisation représenté à la figure 1 se présente sous forme d'un manchon 12 ouvert en ses deux extrémités, et de diamètre interne minimum (c'est à dire à son endroit le plus étroit) de préférence
supérieur, et de préférence encore, légèrement supérieur, au diamètre de la tige.
Le manchon présente une surface interne apte à retenir par effet de tension superficielle une réserve de produit P, l'alimentation du manchon pouvant se faire notamment, comme on le verra plus en détail par la suite, par des fentes ou autres orifices appropriés. La quantité de produit retenue à l'intérieur du manchon dépend de sa géométrie, des caractéristiques de surface interne, et de la
rhéologie du produit (en particulier, sa viscosité).
Selon l'invention, en retirant l'applicateur chargé de produit du réservoir, après avoir dévissé le bouchon, I'applicateur est amené à passer au travers du manchon et de la réserve de produit qu'il retient par effet de tension superficielle ou capillarité. Au moment o l'applicateur quitte le manchon, il se forme un pont liquide entre le manchon et l'applicateur. En continuant de remonter l'applicateur
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par rapport au manchon, le pont liquide se casse par rupture de tension superficielle. La force de tension superficielle, à l'interface entre la surface interne du manchon et le liquide, étant supérieure à la force de tension superficielle exercée à l'interface entre le liquide et l'extrémité de l'applicateur, quasiment tout le produit en excès sur l'applicateur est retenu dans le manchon d'essorage. Cette différence de force de tension superficielle tient, hormis aux caractéristiques de surface du manchon, au fait que le volume retenu par effet de tension superficielle dans le manchon est supérieur, et de préférence, nettement 0o supérieur, au volume de la goutte portée par l'applicateur. Cette différence de volume résulte de la différence de surface sur laquelle s'exerce la force de tension superficielle dans le manchon relativement à la surface de l'extrémité de l'applicateur sur laquelle s'exerce la force de tension superficielle. Typiquement, la surface interne du manchon sur laquelle est retenu le liquide par effet de tension superficielle, est égale à au moins 5 fois, et de préférence au moins 10 fois la surface de l'applicateur. Le diamètre interne du manchon (sous l'étranglement), c'est à dire sensiblement au niveau de la surface du liquide dans le manchon, est égal à 5 à 25 fois, le diamètre du bout de l'applicateur. Dans le cas d'un manchon présentant des ailettes ou autres reliefs sur la surface interne du manchon, il s'agit du diamètre pris au fond des ailettes ou des reliefs, c'est à dire le diamètre interne le plus grand. En réalité, plus la différence de diamètre est grande, plus la rupture du pont liquide interviendra rapidement au dessus de la surface du produit dans le manchon, et plus l'effet de goutte sera résolu de manière satisfaisante. Un tel dispositif d'essorage permet, avec sensiblement aucun frottement entre l'extrémité libre de l'applicateur, voire de l'applicateur en entier, et les parois internes manchon, de retenir à l'intérieur du manchon la quasi-totalité du produit en excès sur le bout de l'applicateur 8. A des fins d'illustration, le diamètre du manchon a été représenté volontairement nettement supérieur au diamètre de la tige. Dans la pratique, quelques microns de
différence de diamètre peuvent suffire.
Dans le mode de réalisation illustré à la figure 1, la surface interne du manchon présente des ailettes 25, aptes, comme on le verra plus en détail par la suite à augmenter la surface de rétention de produit par effet de tension superficielle à I'intérieur du manchon. Typiquement, ces ailettes peuvent avoir une profondeur radiale comprise entre 1 et 2 mm. Le diamètre interne de la génératrice formée par le sommet des ailettes, est de préférence légèrement supérieur au diamètre de la tige. Par ailleurs, le manchon se termine en sa partie inférieure par une
partie en biseau 160.
Avantageusement, le manchon forme dans sa partie supérieure, un étranglement 13, dont le diamètre est choisi de manière à essuyer la tige par friction lors de la sortie de l'applicateur du réservoir en vue de l'application du produit, des moyens appropriés telle qu'une fente pouvant être prévus au niveau de l'étranglement, pour éviter l'effet de piston provoqué par la remontée de la tige. De plus, avec un tel étranglement, la rupture du pont liquide s'effectue sous l'étranglement, ou au niveau de l'étranglement. La partie 150 du manchon située au dessus de l'étranglement peut être de diamètre interne supérieur au diamètre interne du
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reste du manchon, de manière à favoriser l'introduction de l'applicateur dans le manchon, et à empêcher la retenue de liquide par effet de tension superficielle dans cette partie. Typiquement, le diamètre interne de la partie 150 peut être de l'ordre de 7 à 8 mm pour un diamètre interne de la partie inférieure du manchon compris entre 2,5 et 4,5 mm. La hauteur de la partie 150 est de l'ordre de 10 mm. En utilisant un matériau déformable élastiquement, on pourra prévoir un étranglement de diamètre légèrement inférieur au diamètre de la tige, mais de préférence supérieur ou égal au diamètre maximum de l'applicateur, et, de io préférence encore, nettement supérieur au diamètre de l'extrémité libre de l'applicateur, de sorte que ce dernier puisse être introduit sensiblement sans contrainte dans le réservoir. En conséquence, l'étranglement, dimensionné au diamètre de la tige, ne produit sensiblement aucune action de friction ou d'essuyage de l'applicateur, ou du moins de l'extrémité libre de l'applicateur. Dans ces conditions, I'applicateur peut être introduit dans le réservoir sans que son
extrémité libre soit endommagée par l'essoreur de la tige.
L'étranglement 13 constitue par ailleurs un moyen supplémentaire de retenue du liquide et augmente la capacité de l'essoreur à retenir le produit par effet de tension superficielle à l'intérieur du manchon, ce qui accélère la rupture du pont liquide, et favorise l'effet d'essorage. Ces moyens d'essorage par friction ne sont cependant pas indispensables. En effet, notamment pour des produits de faible viscosité, l'essorage de la tige peut se faire également par " léchage " par effet de tension superficielle lorsque la tige traverse l'essoreur 11. A cet effet, la tige sera constituée d'un matériau suffisamment lisse de sorte que le liquide n'accroche que faiblement à la surface de la tige, comparativement aux forces de
tension superficielle qu'il rencontre en traversant l'essoreur 1 1.
Le manchon comporte de préférence au moins une fente 14 ou un orifice permettant l'alimentation du manchon afin d'y créer une réserve de produit P, et d'autre part de favoriser la vidange complète du réservoir. Le chargement en produit de l'essoreur peut se faire également par l'orifice inférieur. Comme on le verra plus en détail par la suite, ces fentes ou orifices permettent également d'accroître la capacité du manchon à retenir du produit par capillarité ou effet de
tension superficielle.
Ainsi, en vue de l'application du produit, I'utilisatrice agite de préférence le récipient, éventuellement en le retournant, ce qui provoque une entrée de liquide dans le manchon (soit par le fond, soit par les fentes latérales) à l'intérieur duquel il est maintenu par effet de tension superficielle. Elle dévisse le bouchon du réservoir, ce qui provoque une montée de la tige et de l'applicateur dans le corps du réservoir, I'applicateur étant chargé en produit. La tige 9 traverse la zone d'étranglement 13, au niveau de laquelle elle est essuyée. Le liquide essuyé est maintenu au moins en partie, dans le manchon 12, sous l'étranglement 13, par effet de tension superficielle. L'applicateur traverse ensuite le manchon ou se trouve le produit. Lorsque l'applicateur quitte la partie inférieure du manchon contenant le produit, il se créée un pont liquide 140 entre l'applicateur et le manchon. Du fait de la géométrie et de l'état de surface du manchon, la force de
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tension superficielle exercée par le liquide dans le manchon est supérieure à la force de tension superficielle s'exerçant entre l'applicateur et le liquide, de sorte que, lors de la rupture du pont liquide, le produit en excès porté par l'applicateur (sous forme d'une goutte d'extrémité) est en partie arraché à l'applicateur et reste dans le manchon. Le reste du produit remonte par élasticité le long de
l'applicateur en formant un film fin d'épaisseur sensiblement uniforme.
L'effet de cette rupture de tension superficielle permet d'obtenir un applicateur saturé de produit mais dont l'extrémité ne comporte pas de goutte, ce qui autorise io une application très précise du produit et un trait très fin. Lorsque l'utilisatrice réintroduit l'applicateur dans le réservoir, une partie du produit contenu dans le manchon est repoussée dans le réservoir, le reste étant maintenu dans le
manchon par effet de tension superficielle.
is L'effet d'essorage par effet de tension superficielle est obtenu en choisissant de manière appropriée la géométrie du manchon, ainsi que l'état de surface du manchon. Typiquement, pour un produit dont la viscosité est comprise entre 1.10-3 Pa.s (1 cp) et 1 Pa.s (10 p), le diamètre interne du manchon (dl, figure 2A) est compris entre 2 mm et 10 mm, la hauteur (h, figure 2A) du manchon jusqu'aux moyens d'essorage de la tige est comprise entre 10 mm et 50 mm. De préférence encore, pour un produit dont la viscosité est comprise entre 1.10-3 Pa.s (1 cp) et 5. 10-'1 Pa.s (5 p), le diamètre interne dl du manchon est tel que l'espace annulaire compris entre la surface interne du manchon et la tige à unelargeur radiale 8 de l'ordre de quelques jtm à 1 mm, la hauteur h du manchon jusqu'aux moyens
d'essorage de la tige étant comprise entre 10 mm et 20 mm.
De manière plus spécifique, pour un produit de viscosité moyenne d'environ 50.10-3 Pa.s (50 cp) à 3.10-1 Pa.s (3 p) (par exemple, un eye liner de viscosité de l'ordre de 50.10-3 Pa.s à 70.10-3 Pa.s), on utilise une tige d'un diamètre de 2, 5 3o mm. L'applicateur est d'un diamètre de l'ordre de 2 mm à son extrémité solidaire de la tige, et 0,2 mm à son extrémité libre. Le diamètre interne d, du manchon peut aller de 2,6 mm à 4,5 mm. La hauteur h du manchon jusqu'à l'étranglement est de l'ordre de 15 à 20 mm. L'étranglement est de diamètre interne sensiblement égal au diamètre de la tige. Ainsi, le diamètre minimum de I'essoreur (c'est à dire, le cas échéant, au niveau de l'étranglement) est supérieur au diamètre maximum de l'applicateur (en son extrémité solidaire de la tige) et, dans le cas d'un applicateur de forme effilée, le diamètre minimum de l'essoreur (au niveau de l'étranglement, le cas échéant) est nettement supérieur (au moins 5 fois) au diamètre de l'extrémité libre de l'applicateur. Dans ces conditions, nM l'essorage de l'applicateur s'effectue par effet de tension superficielle, sans friction ou contact physique de l'extrémité libre de l'applicateur, voire de l'applicateur en entier, avec les parois du manchon. L'applicateur peut être introduit dans le réservoir sans risque d'être endommagé. La qualité de
l'essorage reste constante au fil des utilisations.
La capacité de l'essoreur à accrocher le liquide par effet de tension superficielle sera accrue en choisissant de manière appropriée les matériaux formant le manchon. A titre d'exemple, on utilisera un matériau thermoplastique, un
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élastomère, un élastomère thermoplastique, un thermo durcissable (Bakélite, urée formol). Avantageusement, on utilise différents matériaux pour différentes parties de l'essoreur. Avantageusement encore, la surface du manchon peut faire l'objet d'un traitement, tel qu'un traitement électrochimique, ou par effet corona, de manière à accroître la rugosité de la surface interne du manchon. De même, on peut prévoir sur la surface interne du manchon différents reliefs aptes à augmenter encore la surface d'accrochage du liquide dans le manchon, et ainsi améliorer la capacité d'essorage du manchon. Préférentiellement, on io prévoit des fentes, qui, par ailleurs permettent l'alimentation du manchon. On peut également prévoir d'autres reliefs sur la surface interne du manchon, tels que des nervures, ailettes, rainures, stries, ou autres moyens équivalents. Le diamètre interne de la génératrice engendrée par le sommet des reliefs est de préférence, légèrement supérieur au diamètre de la tige. Le diamètre interne au fond des reliefs est quant à lui nettement supérieur au diamètre de l'extrémité
libre de l'applicateur.
La forme de la section transversale de la tige peut être bien évidemment autre que cylindrique de révolution. A titre d'exemple, on utilise des formes ovales,
hexagonales, ou autres, etc..
Les figures 2A-2D illustrent différents modes de réalisation de l'essoreur 11 selon l'invention. Dans le mode de réalisation de la figure 2A, le manchon 12 comporte au moins une fente 14 disposée parallèlement à l'axe A du manchon pour permettre, ainsi que mentionné précédemment, d'une part le chargement de l'essoreur, et également accroître la capacité du manchon à retenir du produit par effet de tension superficielle. L'essoreur comporte un bord annulaire 20 destiné à venir en appui sur le bord libre du col 3 du réservoir. La surface externe de l'essoreur comporte en sa partie située au dessus du rétreint 13, un ou plusieurs bourrelets 21 destinés au montage par claquage de l'essoreur dans le col. Dans le mode de réalisation de la figure 2B, la fente d'alimentation 14 est orientée sensiblement perpendiculairement à l'axe A du manchon 12. Dans le mode de réalisation de la figure 2C, la fente 14 est orientée parallèlement à l'axe A du manchon et débouche sur le bord transversal opposé au bord annulaire 20. Dans le mode de réalisation de la figure 2D, le manchon 12 ne comporte pas de zone d'étranglement. En revanche, la partie 22 du manchon opposée au bord
annulaire 20 est de plus faible diamètre que le reste 23 du manchon 12.
Dans le mode de réalisation de la figure 3A, le manchon comporte sur au moins une partie de sa surface interne, des ailettes ou nervures 25 destinées, ainsi que mentionné précédemment à accroître la surface de rétention du manchon, et ainsi sa capacité à retenir du produit liquide ou semi liquide par effet de tension superficielle. Le diamètre du manchon au sommet des ailettes peut être d'environ 3 mm, pour une tige d'un diamètre d'environ 2,5 mm. Le diamètre du manchon est d'environ 5 mm au fond des ailettes. Le diamètre de l'extrémité libre de l'applicateur est de l'ordre de 0,2 mm. L'extrémité du manchon opposée au bord peut avoir son bord intérieur chanfreiné. Les ailettes constituent par ailleurs une réduction du diamètre du manchon de manière à empêcher la bille (26, il 1 2753058 figures 4-6) d'entrer dans le manchon, le produit entrant dans le manchon dans
l'espace ou les fentes entre deux ailettes adjacentes, et/ou par les fentes 14.
A la figure 3B, la partie du manchon opposée au bord annulaire 20 est de forme tronconique. Le diamètre diminue en direction du bord annulaire 20 de manière à former la zone d'étranglement 13, le liquide étant maintenu principalement dans
la partie supérieure du cône, au voisinage de la zone d'étranglement 13.
A la figure 3C, le manchon 12 a une section transversale interne et externe, io sensiblement en forme de trèfle de manière à accroître la surface et la capacité de rétention du manchon. Selon une alternative, seule la section interne est en forme de trèfle, la section extérieure étant sensiblement circulaire. Le diamètre minimum de la génératrice engendrée par les parties concaves du trèfle est de préférence légèrement supérieur au diamètre de la tige. Le diamètre maximum de la génératrice engendrée par les parties convexes du trèfle est nettement supérieur au diamètre de l'extrémité libre de l'applicateur. Le manchon selon ce mode de réalisation, peut également comporter des fentes ou orifices pour
permettre l'alimentation en produit du manchon.
La figure 4 illustre un ensemble de conditionnement 100 sensiblement similaire à celui illustré à la figure 1. Selon ce mode de réalisation, lorsque le bouchon 7 est vissé sur le réservoir 1, la tige traverse l'essoreur 11, et l'applicateur est situé sensiblement au voisinage du fond 2 du réservoir de manière à tremper dans le produit P. Un élément 26, telle qu'une bille, est disposé dans le réservoir de manière à favoriser l'homogénéisation du mélange avant utilisation. Selon ce mode réalisation, I'essoreur 11 est monté sensiblement dans la hauteur du col 3
du réservoir.
De la même manière que pour le mode de réalisation discuté à la figure 1, l'applicateur, représenté ici sous forme d'un pinceau de plus faible diamètre que le diamètre de la tige, passe au travers des moyens d'essorage en ne subissant sensiblement aucune friction physique avec les parois du manchon, I'essorage de l'applicateur étant réalisé essentiellement par le mécanisme des forces de tension superficielle qui, au passage de l'applicateur, retiennent dans le manchon, lI'essentiel du liquide en excès sur le bout de l'applicateur. En réalité, lorsque l'applicateur est remonté en vue d'une application, il se produit un premier pont liquide entre l'applicateur et la surface du liquide P dans le réservoir. Lors de la rupture de ce pont liquide, le liquide en excès porté par l'applicateur est retenu dans le réservoir, du fait du relativement faible volume de liquide sur l'applicateur comparé au volume de liquide P dans le réservoir. En remontant plus encore l'applicateur, celui-ci est amené à traverser le manchon d'essorage 12, lequel retient par effet de tension superficielle le liquide essuyé sur la surface de la tige par l'étranglement 13. Lorsque l'applicateur quitte le manchon, il se produit un
second pont liquide entre l'applicateur et la surface du liquide dans le manchon.
Lors de la rupture de ce pont liquide, I'excès de produit porté par le bout de l'applicateur est retenu dans le manchon. Une partie minime du liquide en excès, reste sur l'applicateur et remonte le long de l'applicateur, en raison de "l'élasticité"
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du liquide, de manière à former un film sensiblement uniforme sur la surface de l'applicateur. Le conditionnement 100 représenté à la figure 5 diffère de celui de la figure 4 en ce que I'essoreur est constitué en deux parties 120, 121 qui avantageusement,
sont réalisées par bi-injection de deux matériaux choisis de manière appropriée.
La partie 120 forme l'organe d'essorage par friction de la tige. La partie 121 forme l'organe d'essorage par effet de tension superficielle de l'applicateur. La pièce comprend une jupe annulaire 122 surmontée d'un plateau annulaire 1o définissant, d'une part un bord 123 destiné à être mis en appui sur le bord libre du réservoir 1, et d'autre part un organe 124 faisant saillie vers l'intérieur de manière à essuyer la tige 9 lors de la remontée de l'applicateur 8. A l'opposé de la jupe annulaire 122, le plateau porte une seconde jupe annulaire 125 de diamètre supérieur au diamètre de la jupe 122 et dont la surface externe porte un s5 filetage 5 apte à coopérer avec le filetage 6 prévu sur la paroi interne du bouchon 7. De la même manière que pour le manchon 121, l'organe 120 d'essorage de la tige peut être réalisé en un matériau thermoplastique, ou en un élastomère thermoplastique. L'élément 121 comporte une jupe 125 dont le diamètre externe est légèrement inférieur au diamètre interne de la jupe 122. Le diamètre interne de la jupe 125 est légèrement supérieur au diamètre de la tige de manière à permettre un chargement de produit par effet de tension superficielle à l'intérieur de la jupe 125. A l'extérieur de la jupe 125 est prévue un élément 126 définissant une gorge annulaire en U dans laquelle est inséré à force le bord libre de la jupe 122. Le diamètre extérieur de la gorge annulaire est légèrement inférieur au diamètre interne du réservoir 1 de manière à permettre un montage serré, étanche de l'ensemble d'essorage 120, 121 sur le réservoir 1. La jupe 125 présente au moins une fente latérale 14 pour permettre un chargement de l'essoreur. De la même manière que pour le mode de réalisation de la figure 4, lorsque le bouchon 7 est vissé sur le réservoir 1, la tige traverse l'essoreur 121, et l'applicateur est situé sensiblement au voisinage du fond 2 du réservoir de manière à tremper dans le produit P. De la même manière que pour le mode de réalisation de la figure 4, l'applicateur est monté sur la tige de manière à ce qu'un épaulement sensiblement droit 130 soit formé à la jonction entre la tige et l'applicateur, l'applicateur étant, selon ce mode de réalisation, de diamètre inférieur au diamètre de la tige, sur toute la longueur de l'applicateur. Cet épaulement est soit porté par l'applicateur, soit obtenu par le montage de l'extrémité de l'applicateur à l'intérieur de la tige. A titre d'exemple, l'épaulement droit a une largeur radiale comprise entre 0,5 mm et 1,5 mm. Dans cette configuration, il n'y a sensiblement aucune friction ou contact physique entre l'applicateur et les parois de l'essoreur, y compris au niveau de
l'étranglement, dont la fonction est limitée principalement à l'essorage de la tige.
L'épaulement sensiblement droit améliore encore l'effet d'essorage par rupture de tension superficielle. En réalité, l'épaulement produit une zone d'accrochage par effet de tension superficielle, apte à permettre la remontée de la quantité minime
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de liquide en excès qui n'a pas été retenue dans le manchon, après la rupture du
pont liquide entre le manchon et l'applicateur.
L'ensemble d'application représenté à la figure 6 est sensiblement identique à celui de la figure 5. Toutefois, selon ce mode de réalisation, l'applicateur 8 est
une brosse dont les poils peuvent être avantageusement recouverts d'un flocage.
Par ailleurs, à l'inverse des modes de réalisation des figures 4 et 5, lorsque le bouchon 7 est vissé sur le réservoir 1, l'applicateur 8 séjourne à l'intérieur de
l'essoreur dont le remplissage est favorisé par la fente d'alimentation 14.
Dans le mode de réalisation de la figure 7, le col 3 du réservoir 1 constitue le manchon d'essorage 12 par effet de tension superficielle, une partie du réservoir se trouvant dans le col, ce qui permet pour une même longueur de tige 9, d'avoir un ensemble plus compact. Il peut être réalisé par injection ou par soufflage. Le fond 2 du réservoir peut être collé ou soudé de manière étanche sur le reste du réservoir. Dans la version représentée, l'étranglement 13 forme également partie intégrante du col, et est orienté sensiblement vers le fond du flacon de manière à
faciliter et accélérer la rupture du pont liquide entre le manchon et l'applicateur.
Selon une alternative, l'organe d'essorage de la tige est constitué d'une pièce
annulaire rapportée sur le col.
Dans le dispositif représenté à la figure 8, le manchon est également formé par le col (3) du flacon, et est délimité par deux rétreints (13, 13'), un rétreint supérieur (13) formé par un organe annulaire (160) monté de manière étanche sur le col du réservoir, et un rétreint inférieur (13') formé directement dans le col du réservoir,
le produit étant maintenu par effet de tension superficielle entre les deux rétreints.
Cette configuration contribue à améliorer encore la retenue du liquide par effet de
tension superficielle dans le col.
L'ensemble d'application qui vient d'être décrit précédemment en référence aux figures 1 à 8 est particulièrement avantageux en ce qu'il permet d'obtenir un applicateur saturé de produit, mais dont l'extrémité ne comporte pas de goutte de produit en excès, ce qui permet une application très précise et un trait très fin. La fonction de l'étranglement, le cas échéant, étant limitée à l'essorage de la tige, il n'est plus nécessaire de le dimensionner au diamètre de l'applicateur. Cette configuration permet d'obtenir à la fois un bon essorage de la tige (par effet de frottement dans l'étranglement et/ou par effet de tension superficielle dans le manchon) et de l'applicateur (par effet de tension superficielle dans le manchon), et permet, en raison du faible diamètre du bout de l'applicateur relativement au 4 diamètre de l'étranglement et du manchon, de ne pas endommager l'applicateur lors de son introduction dans le réservoir. Par ailleurs, les moyens d'essorage par effet de tension superficielle constituent une réserve de produit, permettant à
l'utilisatrice de pouvoir recharger l'applicateur sans avoir à revisser le capuchon.
De plus, la retenue par effet de tension superficielle, située sous le diamètre d'essorage permet empêcher le produit de passer au dessus de l'essoreur de la tige lorsque le flacon n'a pas son applicateur. L'essorage reste de qualité égale au fil des utilisations, contrairement à certains dispositifs conventionnels discutés
dans le préambule de la présente description.
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La description qui précède a été illustrée en référence à des modes de réalisation
préférés de l'invention. Il est évident que des variantes peuvent y être apportées
sans s'écarter de l'esprit de l'invention telle que revendiquée ci-après.
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Claims (20)
1. - Ensemble d'application (100) d'un produit liquide ou semi liquide (P) comportant; un réservoir (1) présentant un fond (2) et destiné à contenir le produit; des moyens de fermeture (7) montés de manière amovible sur le réservoir; un applicateur (8) porté par une tige (9) solidaire des moyens de fermeture et monté de manière à être mis en contact avec le produit à l'intérieur du réservoir, ledit applicateur étant de diamètre inférieur ou égal au diamètre de la tige, et ayant une extrémité solidaire de la tige et une extrémité libre; et des moyens d'essorage (11,13, 120, 121), caractérisé en ce que les moyens d'essorage comprennent un manchon (12, 125) au travers duquel l'applicateur chargé de produit est amené à passer, ledit manchon étant ouvert en ses deux extrémités et présentant une surface interne apte à retenir par effet de tension superficielle une réserve dudit produit, la force de tension superficielle, s'exerçant entre la surface interne du manchon et le produit qu'il contient, étant supérieure à la force de tension superficielle, s'exerçant entre l'extrémité libre de l'applicateur et
ledit produit.
2. - Ensemble d'application selon la revendication 1 caractérisé en ce que le diamètre de l'applicateur varie entre une valeur maximum en son extrémité solidaire de la tige, et une valeur minimum en son extrémité libre, le diamètre interne des moyens d'essorage étant égal à 5 à 25 fois
la valeur minimum.
3. - Ensemble d'application selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que les moyens d'essorage comportant en outre des moyens (13, 124)
permettant un essorage par friction de la tige.
4. - Ensemble de conditionnement selon la revendication 3 caractérisé en ce que les moyens d'essorage par friction de la tige sont constitués d'une zone d'étranglement (13) ménagée dans la partie supérieure du manchon (12), et apte à essuyer la tige (9) lors de la sortie de l'applicateur du
réservoir (1).
5. - Ensemble de conditionnement selon la revendication 3 caractérisé en ce que les moyens d'essorage par friction de la tige comportent un organe annulaire (124) monté au dessus du manchon (125), et apte à essuyer
ladite tige lors de son passage au travers de l'organe annulaire.
6. - Ensemble d'application selon la revendication 5 caractérisé en ce que l'organe annulaire (124) est constitué d'un matériau thermoplastique ou
d'un élastomère thermoplastique.
7. - Ensemble d'application selon l'une quelconque des revendications 1 à 6
caractérisé en ce que le manchon (12, 125) est constitué d'un matériau thermoplastique, d'un élastomère, d'un élastomère thermoplastique, ou un
thermo durcissable.
16 2753058
8. - Ensemble d'application selon la revendication 5 ou 6 caractérisé en ce
que le manchon (125) et l'organe annulaire (124) sont réalisés par bi-
injection de deux matériaux.
9. - Ensemble de conditionnement selon l'une quelconque des revendications
2 à 7 caractérisé en ce que, pour un produit dont la viscosité est comprise entre 1.10-3 Pa.s (1 cp) et 1 Pa.s (10 p), le diamètre interne du manchon (12, 125) est compris entre 2 mm et 10 mm, la hauteur du manchon jusqu'aux moyens d'essorage (13, 124) de la tige est comprise entre 10
mm et 50 mm.
10. - Ensemble de conditionnement selon la revendication 9 caractérisé en ce que, pour un produit dont la viscosité est comprise entre 1.10-3 Pa.s (1 cp) et 5.10'1 Pa.s (5 p), le diamètre interne du manchon (12, 125) est tel que l'espace annulaire compris entre la surface interne du manchon et la tige à une largeur radiale 8 de l'ordre de quelques pim à 1 mm, la hauteur du manchon (12, 125) jusqu'aux moyens d'essorage (13, 124) de la tige
étant comprise entre 10 mm et 20 mm.
1il. - Ensemble de conditionnement selon l'une quelconque des
revendications 1 à 10 caractérisé en ce que la surface interne du
manchon (12, 125) est de forme tronconique dont le diamètre diminue
dans la direction opposée au fond du réservoir (2).
12. - Ensemble de conditionnement selon l'une quelconque des
revendications 1 à 11 caractérisé en ce que le manchon comporte des
ailettes (25) disposées parallèlement à l'axe (A) du manchon sur au moins une partie de la surface interne du manchon de manière à accroître la
force de tension superficielle exercée sur le produit.
13. - Ensemble de conditionnement selon la revendication 12 caractérisé en
ce que les ailettes (25) ont une largeur radiale comprise entre 1 et 2 mm.
14. - Ensemble de conditionnement selon l'une quelconque des
revendications 1 à 12 caractérisé en ce que le manchon (12, 125)
comporte des moyens (14) permettant l'alimentation du manchon en produit. 15. - Ensemble de conditionnement selon la revendication 14 caractérisé en ce que les moyens d'alimentation comportent au moins une fente (14)
et/ou au moins un orifice traversant la paroi du manchon.
16. - Ensemble d'application selon la revendication 15 caractérisé en ce que la (ou les) fente(s) est (sont) orientée(s) parallèlement à l'axe du manchon.
17 2753058
17. - Ensemble d'application selon la revendication 15 caractérisé en ce que la (ou les) fente(s) est (sont) orientée(s) perpendiculairement à l'axe du manchon. 18. - Ensemble d'application selon la revendication 16 caractérisé en ce que la (ou les) fente(s) débouchent sur le bord du manchon situé en regard du
fond du réservoir.
19. - Ensemble d'application selon l'une quelconque des revendications 14 à
18 caractérisé en ce que, en position fermée des moyens de fermeture (7) sur le réservoir, I'applicateur (8) est contenu sensiblement à l'intérieur du
manchon (12, 125).
20. - Ensemble d'application selon l'une quelconque des revendications 1 à
18 caractérisé en ce que, en position fermée des moyens de fermeture (7) sur le réservoir, I'applicateur (8) est maintenu au voisinage du fond (2) du
réservoir (1).
21. - Ensemble d'application selon l'une quelconque des revendications 1 à
19 caractérisé en ce que le manchon d'essorage est formé par le col du réservoir. 22. - Ensemble d'application selon la revendication I ou 14 caractérisé en ce
que le manchon présente une section transversale en forme de trèfle.
23. - Ensemble d'application selon la revendication 21 caractérisé en ce que le manchon est délimité par deux rétreints (13, 13'), un rétreint supérieur (13) formé par un organe annulaire monté de manière étanche sur le col du réservoir, et un rétreint inférieur (13') formé dans le col du réservoir, le produit étant maintenu par effet de tension superficielle entre les deux rétreints. 24. - Ensemble d'application selon la revendication 21 caractérisé en ce qu'un organe annulaire est monté de manière étanche sur le col de manière à
, permettre l'essorage par friction de la tige.
25. - Ensemble d'application selon l'une quelconque des revendications
précédentes caractérisé en ce que le produit est un produit capillaire, un sérum liquide, un mascara, un eye-liner, un fard à paupières, un rouge à
lèvres liquide, une colle, etc..
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