WO2002052980A1 - Conditionnement etanche pour produit cosmetique. - Google Patents
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Abstract
La présente invention se rapporte principalement à un conditionnement pour liquide cosmétique, en particulier pour mascara, permettant d'assurer une bonne étanchéité et une présentation soignée. Un conditionnement de ce type comporte, comme représentée sur la figure une flaconnette (1) sur laquelle est monté un essoreur (3), la flaconnette (1) étant associée à une capsule (2) couplée à une tige (20) sur laquelle est montée une brosse. La flaconnette (1) est réalisée en une seule pièce par moulage par injection de matériau plastique en différents points répartis le long de la circonférence d'un moule correspondant, et disposés à proximité de l'ouverture de la flaconnette (1). L'étanchéité est assurée par le contact d'un renflement (24) s'étendant radialement et disposée du côté de cette ouverture (14), en coopération avec une surface cylindrique (101) du col (12) de la flaconnette. La présente invention s'applique principalement à l'industrie cosmétique.
Description
CONDITIONNEMENT ETANCHE POUR PRODUIT COSMETIQUE
La présente invention se rapporte principalement à un conditionnement destiné à contenir un produit cosmétique, liquide ou pâteux, en particulier du mascara.
L'invention s'applique au domaine du conditionnement en cosmétique. Un conditionnement pour produit cosmétique, comme les mascaras, les fards à paupière, les brillants à lèvre ou les souligneurs, se compose habituellement d'une flaconnette ouverte munie d'un essoreur en matériau souple et d'une capsule sur laquelle est solidarisée une tige terminée par un applicateur pour appliquer le produit contenu dans la flaconnette, par exemple une brosse ou un peigne de mascara, un pinceau ou un embout mousse.
La capsule est vissée sur la flaconnette. Lorsque l' applicateur est retiré de la flaconnette, une lèvre interne de l'essoreur, s' étendant radialement, vient en contact avec l'applicateur pour retirer l'excédent de produit.
L'un des aspects les plus importants concerne les problèmes d' étanchéité liés à la volatilité des produits cosmétiques.
Pour obtenir cette étanchéité, par exemple dans le cas d'un verrouillage par vissage, il est connu de l'état de la technique une solution ainsi qu'une variante de cette solution, telles qu'illustrées respectivement aux figures 1 et 1a (agrandissement) d'une part, et aux figures 2 et 2a (agrandissement) d'autre part. Dans les deux cas, la capsule 2 est vissée sur le col de la flaconnette 1 par filetage hélicoïdal 100 selon l'axe longitudinal X'X.
Selon l'état de la technique, l'étanchéité est assurée entre la capsule 2 et le col de la flaconnette 1 par l'intermédiaire de l'essoreur 3 qui est habituellement utilisé en tant que joint du fait de sa souplesse. La déformation de l'essoreur 3 est axiale et essentiellement localisée (force axiale F^ sur la nervure périphérique 4 de la capsule.
Cependant, le vissage n'est efficace que si la force de verrouillage est suffisamment élevée. Dans ces conditions, les surfaces de contact relativement complexes S1 et S2, entre la capsule 2 et l'essoreur 3, et entre l'essoreur 3 et le col de la flaconnette 1 , génèrent des fuites de solvant par capillarité. En outre, un serrage trop vigoureux détériore la portée des contacts par déformation permanente (fluage de la matière plastique) : l'efficacité des fermetures ultérieures est dégradée.
La variante, illustrée par les vues en coupe des figures 2 et 2a, permet de multiplier la force de contact entre la capsule 2 et l'essoreur 3 par la forme en cône de la tête de tige 20 de la capsule. Cet effet de cône permet d'assurer une étanchéité par un effort de serrage moindre que dans le cas précédent, mais l'effet de cône induit une déformation radiale (composante Fr de la force de contact F2) de l'ensemble essoreur - col de flaconnette, qui s'accroît fortement jusqu'à perturber le fonctionnement du filetage, suite aux ouvertures et fermetures répétées effectuées par l'utilisateur. Les surfaces S2 et S3 de fuite par capillarité restent aussi importantes et la déformation par fluage de la matière plastique est accélérée.
De plus, ces solutions connues imposent un jeu axial Z non négligeable et inesthétique entre l'extrémité de la capsule 2 et l'épaulement du col de flaconnette 1. Ce jeu est fonctionnel et permet d'assurer une sécurité de portée entre le joint essoreur et la capsule.
Par ailleurs, seul le vissage est réputé pouvoir réaliser une étanchéité suffisamment efficace pour les produits cosmétiques, et toute autre technique de fermeture est donc a priori rejetée. Ce « préjugé » est renforcé par la sûreté de fermeture considérée comme inégalable que semble offrir le vissage par rapport aux autres moyens de fermeture. Ces avantages supposés masquent les inconvénients du vissage dans son utilisation quotidienne : durée d'ouverture, mouvement rotatif pénible, blocage possible après plusieurs utilisations.
Un but de l'invention est d'assurer une excellente étanchéité du conditionnement.
Plus précisément, l'invention a pour objet un conditionnement pour produit cosmétique, en particulier pour mascara, comportant une flaconnette sur laquelle est monté un essoreur, la flaconnette présentant un col débouchant sur une ouverture, et une capsule couplée à une tige sur laquelle est montée une brosse. L'étanchéité de ce conditionnement est assurée par contact annulaire radial de la capsule directement sur le col de la flaconnette.
Selon des modes de réalisation particuliers :
- le contact annulaire radial est effectué entre un nervurage circonférentiel de la capsule et une zone cylindrique du col de flaconnette, dont les qualités de surface sont réglées ;
- les moyens de verrouillage entre la capsule et la flaconnette sont dissociés de la zone d' étanchéité du col de la flaconnette.
Dans ces conditions, la jonction capsule/flaconnette est avantageusement localisée sur des surfaces de géométrie simple entre le nervurage circonférentiel et la zone cylindrique.
Les forces de contact, générées par un ajustement serré entre les surfaces d'étanchéité, sont dissociées et indépendantes des contraintes exercées sur l'organe de verrouillage. Ainsi, tout relâchement lié au fluage de la matière plastique au niveau du verrouillage n'a pas d'incidence sur les performances d'étanchéité.
La qualité de la jonction peut être optimisée par un travail de finition sur les moules, notamment sur la précision dimensionnelle, la géométrie et l'état de surface des parties moulantes se rapportant au nervurage circonférentiel de la capsule et à la zone cylindrique du col de la flaconnette. En particulier, tout élément technique qui induit des irrégularités de surface, tel que plan de joint, éjecteur, évent, etc., est exclu sur ces parties moulantes.
De plus, les forces de contact d'étanchéité étant radiales, elles induisent une conformation des surfaces de contact l'une sur l'autre, sans composante axiale qui tendrait au contraire à séparer la capsule de la flaconnette.
Un tel effet de conformation permet également d'égaliser les micro-irrégularités de surface et de stabiliser les efforts, tout en compensant les tolérances dimensionnelles de production. Cet effet peut être avantageusement renforcé par un sur-ajustement du serrage du diamètre de nervurage sur le diamètre du col de la flaconnette, en tenant compte de la dureté du matériau et de sa résistance au fluage.
Ainsi, les fuites par capillarité sont fortement réduites, voire éliminées, et la jonction flaconnette - capsule bénéficie d'une tolérance d'ajustement suffisante pour supprimer tout jeu inesthétique entre la capsule et l'épaulement du col de la flaconnette. De plus, cette tolérance permet d'aligner par vissage la capsule sur la flaconnette de manière à ajuster une forme particulière, telle que carrée, polygonale, ovale, etc., de ces pièces.
Le verrouillage entre la capsule et la flaconnette peut être réalisé soit classiquement par vissage, soit par clipsage axial de la capsule sur , la flaconnette pour faciliter le verrouillage/déverrouillage du conditionnement. Le vissage et le clipsage sont réalisés hors des surfaces d'étanchéité selon l'invention.
Afin d'élaborer la mise en place du bon niveau d'étanchéité prévue ci-dessus, l'invention concerne également la technique de fabrication du conditionnement. Classiquement, une flaconnette de ce type est réalisée par injection/soufflage ou extrusion/soufflage. Or le soufflage impose certains types de forme " soufflables " et peut donc limiter la composition chimique des plastiques à ceux qui présentent une transition vitreuse, par exemple le polypropylène ou le polyéthylène.
Un autre but de l'invention est de remédier à ces inconvénients, en particulier elle vise à obtenir un état de surface supérieur là où une grande précision est nécessaire pour l' étanchéité.
Réaliser un emballage moins coûteux par l'utilisation de matériaux courants ou élargir le choix des matériaux utilisables pour permettre la mise en œuvre de nouvelles formes et de nouveaux décors est également un objectif de l'invention, en particulier : les polystyréniques, par exemple en ABS (Acrylo-Butadiène-Styrène) ou SAN (Styrène-Acrylo-Nitrile), les polyesters, par exemple le PET (Poly-Ethylène-Téréphtalate) ou PEN (Poly-Ethylène-Naphtalate), les polyoléfines tels que les PP (Poly- Propylènes) ou PE (Poly-Ethylènes) ou les acétales, tels que le POM (Poly-Oxy-Méthylène). En outre, le choix élargi des matériaux utilisables permet également d'élargir les formules des produits à utiliser, en évitant les réactions possibles tout en diminuant la perméabilité à travers les parois par migration du solvant.
Par ailleurs, un autre but de l'invention est de mettre en œuvre une technologie aussi simple que possible.
La présente invention vise aussi à permettre l'intégration de tout . type d'applicateurs, tels que brosse ou applicateur - mousse, et à permettre une rupture dans les habitudes d'utilisation de ce type de conditionnement en provoquant un effet de nouveauté.
Pour atteindre ces objectifs, l'invention propose de réaliser le moulage en une pièce par la technique soit du soufflage simple, en particulier extrusion/soufflage ou injection/soufflage, soit par injection simple de matériau plastique, c'est-à-dire sans soufflage, en au moins un point situé hors de la zone d'étanchéité mais, avantageusement, au plus près de l'ouverture de la flaconnette. Dans ces conditions, le procédé d'injection garantit la meilleure précision possible à la zone d'étanchéité.
Selon des modes de réalisation particuliers :
- la tige et la capsule sont réalisées par injection d'un même moulage formant une pièce unique ; et
- le matériau utilisé pour réaliser le conditionnement est pris parmi les polystyrènes, les polyoléfines, les polyesters, et les polyacétales.
L'essoreur peut être réalisé en injection de manière traditionnelle, ce qui étend le choix de la matière plastique utilisée (polyéthylène (PE), polypropylène (PP) ou un élastomère) en fonction de la dureté d'essorage souhaitée. L'assemblage de l'essoreur sur la flaconnette se fait généralement par clipsage.
Le conditionnement selon l'invention est en outre particulièrement adapté aux formes oblongues ou allongées, mais peut également convenir à la réalisation de formes difficilement réalisables par les procédés habituels, par exemple la forme carrée ou polygonale à angles vifs. La continuité de toute forme entre la capsule et la flaconnette est alors conservée par l'ajustement de la capsule sur la flaconnette, que ce soit par vissage ou par clipsage.
Avantageusement, la maîtrise de l'épaisseur des parois de la flaconnette grâce à la technique de moulage par injection utilisée, permet d'améliorer sensiblement l'étanchéité par perte de poids, ainsi que la régularité des décors pouvant être réalisée sur ces parois. Le décor peut avantageusement couvrir toute la surface, par exemple par applat de teintes par l'impression de vignettes (" vignettage ") par lithographie ou par procédé offset, en intégrant différents éléments, par exemple le code barre ou au moins une fenêtre sans décor lorsque le matériau est transparent, pour visualiser la teinte du produit contenu dans le flacon.
Il est également avantageux de personnaliser le conditionnement à l'usine, avant remplissage, en fonction de certains critères (la teinte, la formule ou les informations dans la langue du pays) et de commander alors la quantité désirée à partir d'une seule référence.
L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description détaillée ci-après d'exemples de réalisation, en référence aux figures annexées qui représentent, respectivement :
- les figures 1 , 1a, 2, et 2a, des vues en coupe de conditionnements de l'état de la technique, à fermeture par vissage (déjà commentées) ;
- la figure 3, une vue de face d'une flaconnette conforme à l'invention ;
- la figure 4, une vue de face d'une capsule, conforme à l'invention, munie d'une tige et d'un applicateur sous forme de brosse ;
- la figure 5, une vue de face de l'ensemble flaconnette- capsule une fois fermée par clipsage ;
- les figures 6 et 6a, une vue en coupe longitudinale du même ensemble et une partie agrandie de cette coupe ; et
- les figures 7 et 7a, une vue en coupe longitudinale avec un agrandissement partiel d'un autre exemple de conditionnement selon la présente invention, dans le cas d'une fermeture par vissage.
Sur les figures, on a utilisé les mêmes références pour désigner des éléments identiques ou correspondants.
Ainsi qu'il apparaît sur la figure 3, un exemple de flaconnette selon l'invention se présente sous la forme d'un tube allongé 1 , sensiblement cylindrique autour d'un axe X'X. Le tube 1 contient un produit cosmétique, du mascara dans l'exemple de réalisation.
Une partie d'extrémité fermée 10 du tube est formée d'une calotte sensiblement sphérique qui se prolonge par un corps cylindrique 11 de diamètre externe égal à 14 mm. Ce corps cylindrique 11 se prolonge par un autre corps cylindrique 12 d'extrémité ouverte 14, et de diamètre externe légèrement inférieur, égal à 12,5 mm dans cet exemple. Ce tube 12 présente un contact circulaire par un renflement radial 13, de diamètre externe maximal
approximativement égal à 13 mm. Ce renflement 13 forme nervure pour définir une zone de clipsage pour la capsule décrite ci-après.
La figure 4 illustre, en vue de face, une capsule creuse 2 de révolution autour d'un axe qui se confond avec l'axe X'X de la flaconnette 1 après montage, la capsule creuse étant couplée à une tige 20 centrée également autour du même axe. Sur cette tige 20, est montée une brosse 21 , apte à recueillir le mascara contenu dans la flaconnette. Lorsque la capsule 2 est clipsée sur la flaconnette 1 , l'ensemble présente l'aspect illustré à la figure 5. Les surfaces externes de la capsule 2 et de la flaconnette 1 , présentant des formes de type cylindrique ou quasi - cylindrique, assurent avantageusement une quasi - continuité de courbure dans la zone de couplage externe Z1.
Comme il ressort de la vue en coupe du même ensemble capsule-flaconnette, telle qu'illustrée à la figure 6, la capsule 2 et la tige 20 sont formées d'une seule pièce venue de moulage. Le clipsage de la capsule 2 sur la flaconnette 1 est réalisé comme illustré plus précisément sur l'agrandissement de la figure 6a, à partir du bossage 13 qui coopère avec une rainure 22 et un bossage 23 formés sur la face interne 2i de la capsule 2.
Afin d'assurer /'étanchéité pour éviter l'évaporation du mascara, la face interne 2i de la capsule 2 présente un bossage annulaire 24, disposé près de l'extrémité ouverte 14 de la flaconnette 1. L'épaisseur de ce bossage 24 est réglée pour que la surface de contact du bossage vienne en appui serré contre la face externe 1e de la flaconnette 1.
Selon une variante de réalisation, la capsule et la tige sont formées de deux pièces assemblées ou solidarisées (soudage, collage, etc.). La capsule coopère avec la tige par leurs surfaces de contact qui assurent un montage resserré de la tige dans la capsule en réalisant une extrémité de tige de diamètre externe très légèrement supérieur au diamètre interne de la capsule au niveau de la zone de contact.
Comme illustré sur la vue en coupe de la figure 7, et partiellement agrandie en figure 7a, l'invention n'est pas limitée au verrouillage par clipsage. Dans cet exemple, le verrouillage est réalisé par vissage traditionnel 100.
Le contact annulaire radial d'étanchéité est réalisé par le bossage annulaire 24 de la capsule qui prend contact, en ajustement serré, sur une zone cylindrique 101 , présentant un état de surface de haute précision, et formant la partie supérieure du col 12 de la flaconnette 1. Du fait que le contact d'étanchéité est exercé de manière radiale (force F3), les surfaces de contact se conforment l'une sur l'autre sans subir de déformations axiales.
La jonction flaconnette - capsule S4 est maîtrisée avec précision, sans jeu, du fait de la tolérance offerte par la largeur de la zone 101 sur laquelle se règle l' étanchéité.
Toutes les pièces constituant le conditionnement selon l'invention, à savoir la flaconnette, la capsule, la tige et l'essoreur, sont réalisées par moulage par injection, sans soufflage. Un tel procédé permet à partir de buses d'injection de former dans des moules adaptés, et à des températures correspondant à la matière plastique utilisée, des pièces en matière plastique. Afin de rentabiliser ce type moulage, il est réalisé simultanément un nombre de pièces adaptées, par exemple 24, à partir de tiroirs dans lesquels sont disposés les moules.
Les points d'injection à l'extrémité des buses orientées sont avantageusement répartis régulièrement et radialement au niveau d'une extrémité du moule correspondant à une zone dont l'épaisseur doit être rigoureusement calibrée, par exemple lorsque, comme dans le cas présent, cette zone critique correspond à une zone d'étanchéité. A l'autre extrémité, le moule fermé présente un point d'évent pour l'évacuation de l'air contenu dans le moule lors de l'introduction du mandrin. Lors du refroidissement, la
rétractation de matériau se produit alors du côté opposé à la zone d'injection, c'est-à-dire loin de la zone critique.
Les matériaux utilisés pour la flaconnette et la capsule-tige sont, dans l'exemple de réalisation, le PP ou le POM, et pour l'essoreur le PEBD (Polyéthylène butadiène).
Avantageusement, les tiroirs d'ouverture du moule pour démouler la carotte formée lors de l'injection, permet de réaliser la nervure radiale d'étanchéité. Dans ces conditions, les retassures formées par le retrait du matériau utilisé lors du refroidissement, ne se forment pas du côté des zones d'étanchéité et d'assise de l'essoreur.
Claims
1. Conditionnement étanche pour produit cosmétique, en particulier pour mascara, comportant une flaconnette (1) sur laquelle est monté un essoreur (3), la flaconnette (1) présentant un col débouchant sur une ouverture, et une capsule (2) couplée à une tige (20) sur laquelle est montée une brosse (21 ), caractérisé en ce que l'étanchéité est assurée par contact annulaire radial (24) de la capsule (2) directement sur le col (12) de la flaconnette (1).
2. Conditionnement selon la revendication 1 , dans lequel le contact annulaire radial est effectué entre un nervurage circonférentiel (24) de la capsule (2) et une zone cylindrique du col (12) dont les qualités de surface sont réglées.
3. Conditionnement selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les moyens de verrouillage (100 ; 13, 22, 23) entre la capsule et la flaconnette sont dissociés de la zone d'étanchéité (101) du col (12) de la flaconnette.
4. Conditionnement selon la revendication 2 ou 3, dans lequel un ajustement serré entre le nervurage (24) de la capsule et la zone cylindrique du col (12) est prévu.
5. Conditionnement selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les qualités de surface sont réglées par un travail de finition sur les moules relatif à la précision dimensionnelle, la géométrie et l'état de surface des parties moulantes se rapportant au nervurage circonférentiel de la capsule et à la zone cylindrique du col de la flaconnette, excluant de ces parties moulantes tout élément technique induisant des irrégularités de surface.
6. Conditionnement selon la revendication précédente, dans lequel le serrage de l'ajustement est surdimensionné pour provoquer un effet de conformation renforcé entre /es surfaces de contact l'une sur l'autre, en tenant compte de la dureté du matériau et de sa résistance au fluage.
7. Conditionnement selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le verrouillage est réalisé par vissage (100) ou par clipsage axial (13, 22, 23) de la capsule (2) sur la flaconnette (1).
8. Conditionnement selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la flaconnette (1) est réalisée par moulage de matériau plastique en une seule pièce, selon l'une des techniques choisie parmi l'injection, l'extrusion/soufflage, l' injection/soufflage, et le soufflage.
9. Conditionnement selon la revendication précédente, caractérisé en ce que, lorsque le moulage est réalisé par injection de matériau, sans soufflage, l'injection est effectuée en au moins un point situé hors de la zone d'étanchéité et au plus près de l'ouverture de la flaconnette.
10. Conditionnement selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la tige (20) et la capsule (2) forment une pièce unique venant d'un même moulage réalisé par injection.
11. Conditionnement selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le matériau plastique utilisé pour réaliser le conditionnement est choisi parmi les polystyrènes, les polyoléfines, les polyesters et les polyacétales.
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