WO2008135657A2 - Surmoulage d'une tète de tube sur une extrémité de jupe permettant d'obtenir un tube ayant un taux de restitution élevé - Google Patents

Surmoulage d'une tète de tube sur une extrémité de jupe permettant d'obtenir un tube ayant un taux de restitution élevé Download PDF

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    • Y10T428/13—Hollow or container type article [e.g., tube, vase, etc.]

Definitions

  • the invention relates to the field of flexible tubes dispensing creamy or pasty products, typically cosmetic, food, pharmaceutical, parapharmaceutical, etc. products.
  • the flexible tubes concerned have a head of plastic material (s) and a cylindrical skirt (axisymmetric or not) essentially comprising one or more layers of plastic, ⁇ optionally with a thin intermediate metal layer.
  • the skirt is flexible so that it can be deformed under the effect of a pressure exerted for example by the hand and that it follows an expulsion of a portion of the product contained in the tube,
  • L ' invention relates more particularly to the flexible tubes made by injection overmoulding of the tube head on one end of the flexible skirt,
  • a flexible tube is made by assembling two separately manufactured parts: a flexible cylindrical skirt of given length (typically 3 to 5 times the diameter) and a head comprising a neck with dispensing orifice and a shoulder connecting said neck to the cylindrical skirt.
  • the head of plastic material (s) may be molded separately and then welded to one end of the flexible skirt but it is advantageously molded and welded autogenously to the skirt using either an injection molding technique (FR 1 097 707) is a compression molding technique of an extruded blank (FR 1 324471).
  • the skirt is fitted around a punch, one of its ends protruding slightly from the end of the punch, said punch end serving as a mold for producing the inner surface of the tube head.
  • a matrix is used which is placed facing the end of the punch, the impression of this matrix defining the outer surface of the shoulder and the neck.
  • the end of the skirt protruding from the punch is trapped in the cavity defined by the end of the punch and the imprint of the matrix.
  • the plastic material - under the effect of the injection or under that of compression - comes into contact with the end of the skirt and, being at a temperature above their respective Vicat softening points, the plastics of the head and skirt are intimately welded together without further heat or material. After a slight hold under pressure (of the order of a few seconds) and cooling, the head, molded in the desired dimensions, remains welded firmly to the skirt.
  • the present invention follows the technique of injection molding, which makes it possible to obtain heads of complex shapes, such as heads provided with pivoting caps. It relates to flexible tubes made with substantially plastic skirts, which do not correspond to those of the tubes described for example in the French patent application FR 2 220 3 ⁇ 5, where the end of the metallo-plastic skirt can be rolled on more than 180 ° inwards before overmolding the head. It is clear that, to achieve such a tube, it is necessary that the cumulative thickness of the metal layers of the skirt is large enough that the overall mechanical behavior of the laminate allows a large deformation without the stored elastic energy is a problem after overmolding of the head and removal of the molding die.
  • the skirt essentially comprises one or more layers of plasic material (s), possibly with a thin intermediate metal layer, the thickness of which is too small to modify the overall mechanical behavior of the layers of plastic material (s).
  • s plasic material
  • the skirt structures it is not conceivable to perform as in FR 2 220 365 an end winding over more than 180 ° without risking the formation of many erratic folds and the formation of a large elastic energy. stored in the deformed part that would only ask to be released after overmolding of the head and could only weaken the soldering done.
  • the known tubes have the economic and ecological disadvantage of being difficult to completely empty of their contents, so that the consumer is dissatisfied with not being able to use all the product contained in a tube which he has sometimes paid dearly ( case of certain cosmetic creams), for the same reason, the citizen anxious to preserve the environment is dissatisfied to see a large part of these products remained stuck inside the tube with the latter in discharge and thus pollute the environment during storage and / or waste treatment.
  • the object of the invention is to provide flexible tubes that are easy to empty completely, that is to say having a particularly high degree of restitution, typically greater than 90% or even 95%, whatever the shape and the geometric structure.
  • the head that is to say a head having a substantially cylindrical neck provided with the dispensing orifice and a substantially frustoconical shoulder connecting the flexible skirt to said neck or a head having a transverse top wall, substantially perpendicular to the axis of the tube, provided with the dispensing orifice and possibly connected to a pivoting cap by means of a hinge, said cap being intended to close said dispensing orifice.
  • the conventional tube head having a substantially cylindrical neck and a substantially frustoconical shoulder, has long been overmolded on a skirt end. From the 50s, it was recommended to shrink the end of the skirt before performing overmolding, the diameter decrease of said skirt end being imposed by the imprint itself of the matrix.
  • the head comprises "a narrow marginal band defined that covers, and with which is fused, a marginal narrow band of one of the ends (of the skirt), extending both on a portion of the (skirt) and on a portion of the top (of the shoulder) to form an area joining a circumferential continuous portion
  • the narrow marginal band of the (skirt) extending partially over the upper face of the head.
  • Such a fused surface makes it possible to obtain "a strong continuous fusion joint on (the) periphery as well as vertically” and “contributes to the resistance to axial tensions and solidifies the container in a vital place, avoiding the deformations of the container during the filling and manipulations ".
  • the Applicant has therefore sought to develop a method which makes it possible to obtain a flexible tube having a high restitution ratio, typically greater than 90%, or even 95%, in particular a method making it possible to manufacture a tube whose head has a transverse top wall connected to a pivoting cap, but because of the economic constraints imposed by the use of machines at high speeds, also making tubes with more conventional head shapes.
  • a first object according to the invention is a method of manufacturing a flexible tube comprising a substantially cylindrical flexible skirt and a head comprising a transverse wall, typically flat or frustoconical, of medium thickness e and provided with a dispensing orifice, said method comprising the steps of: a) providing a substantially cylindrical tubular blank of thickness E and having at least one polymeric plastic material on its inner face; b) inserting said tubular blank around a substantially cylindrical tool, called a punch, having an axis and an orthogonal section whose outer contour matches the shape of the skirt to be produced, remm ⁇ nchement being performed such that an end portion of said tubular blank protrudes a height H of the side wall of said punch; c) bringing a matrix to the right of said punch so that after contacting the die and the punch, the union of the impressions of the punch and the die results in the formation of a cavity having the shape of the head to obtain, said end portion being trapped in said cavity; d) contacting said punch and said die;
  • the term cylinder is associated with any surface generated by a straight line which describes a closed curve while remaining parallel to itself.
  • the flexible skirt is said to be substantially cylindrical in that it may have a cylindrical shape (the orthogonal section is a closed curve), or prismatic (the prism is a special case of the cylinder in which the curve is a polygon), preferably in the latter case with rounded corners.
  • the blank currently has a substantially circular orthogonal section and, after fitting on the punch, it has the shape of the future skirt, that is to say generally an orthogonal circular or elliptical section following the shape imposed by said punch.
  • the transverse wall of the head may be flat, extending generally perpendicular to the axis of the skirt. It may also correspond to a frustoconical shoulder, for example connecting the skirt to a neck provided with a dispensing orifice. This head may be inscribed within the space delimited by the skirt, but it may also protrude laterally from said skirt.
  • skirt for example being provided with a pivoting cap
  • a dispensing orifice centered, that is to say located at the right of the axis of the skirt, or off-center, particularly in the
  • heads with a pivoting cap we shall designate, by central cavity, central cavity or central part, the respective portions of the cavity of the matrix, the mold cavity and the head in the right of the punch.
  • a substantially cylindrical blank intended to form the skirt
  • This blank can be obtained from a cylindrical sleeve which is cut to the desired length, the sleeve is itself obtained by extrusion or by rolling-welding.
  • the fitting on the punch is made in such a way that the blank covers the wall without play.
  • the stamp of the punch at least at the level of the upper part of said punch, on a height typically close to the value of the diameter of said punch,
  • the matrix may consist of several parts, with at least one central die intended to be placed in line with the punch, so that after contacting the die and the punch, the union of the punch and the die impressions lead to the formation of a cavity having the shape of the central part of the head to obtain: shoulder and neck for a conventional tube head or base of a head with pivoting cap, the actual cap being obtained by molding in a lateral cavity formed in the matrix.
  • the head is injection molded with a plastic material, typically a polyolefin, preferably a high density polyethylene, or a polypropylene.
  • a plastic material typically a polyolefin, preferably a high density polyethylene, or a polypropylene.
  • the central part of the head is made by injecting the plastic material by at least one channel opening near the axis of the punch, so that the material flows into the cavity in a generally radial centrifugal movement to contact the end portion of the tubular blank, exerting a substantially radial pressure on the inner side surface of said end portion .
  • the head when the head has a pivoting cap, the head is molded - at least in its outer layer - with a polypropylene, a co- or terpolymer polypropylene or a polypropylene polymer and the skirt consists of a multilayer, whose inwardly oriented outer layer comprises polypropylene, typically a random copolymer of polypropylene with a mass proportion of up to 50% of one or more aliphatic group-free polyolefins
  • Other combinations of materials are possible, among which:
  • Polypropylene obtained by metallocene catalysis.
  • the matrix used in the context of the process according to the present invention has the right to punch.
  • a particular geometry i) at the periphery, the lateral wall of the cavity facing the punch remains substantially axial; ii) at the periphery, the impression has a depth greater than the height H overflowing with the end portion, so that said end portion 0 does not abut on the bottom of said matrix impression and that the injected plastic material must flow into an annular peripheral area above the top edge of said end portion; iii) the bottom of the die has an annular boss which obstructs the flow of plastic to said annular peripheral area, the outer edge of said annular boss and the inner edge of said end portion being one the other spacing of a value less than the average thickness e of said transverse wall, preferably less than e / 2.
  • the outer edge of the annular boss is substantially at the same level as the top edge of the end portion, preferably slightly below, the K-level gap being typically less than half the average thickness. of the transverse wall, and at a radial distance J close to half the mean thickness e of the transverse wall, preferably between e / 4 and 3e / 4.
  • the passage of the obstacle by the plastic material during its flow towards the annular peripheral zone of the cavity located above the tubular blank results in a throttling which causes a local increase of the shear inside the flow of material and an increase in the scission imposed on the top of the end portion of the skirt, thereby facilitating the deformation and flow of the constituent material of said end portion.
  • the parameters J and K are to be determined according to the case of the species, according to the geometries and materials used.
  • the top of the annular boss is slightly lower than the top edge of the tubular blank (conventional orientation: the tube is presented head up).
  • the throttling also causes a local increase in pressure against the side wall of the end portion, so that said end portion is strongly pressed against the inner side wall of the die, thereby reducing the risk of uncontrolled flow of the plastic material of the head on the outer side wall of the skirt.
  • the annular peripheral zone of the cavity located above the top edge of the tubular blank, can be connected to a lateral cavity, for example to form a pivoting cap, without there being any risk of formation of burr at the hinge connecting the base to the cap.
  • This zone may be of small dimension, with a radial width corresponding to E + J, typically less than E + e / 2, giving this zone a height C at least equal to e / 4 and close to or less than the thickness.
  • e of the transverse wall the weld between head and tube has a small thickness, with an upper annular peripheral portion having a mechanical behavior close to that of the skirt, It can also reduce the volume occupied by this annular peripheral portion by providing a wall oblique at the periphery of the annular boss.
  • the end portion was narrowed, the diameter decrease of said skirt end being imposed by the imprint of the matrix itself.
  • the side wall of the die cavity follows the shape of the tubular sleeve and imposes no shrinkage.
  • the plastic material flows subtantially radially into a frustoconical cavity and arrives tangentially to the narrowing portion of the end portion.
  • the plastic material arrives frontally against the inner face of the end portion, and a portion of said plastic material can escape through a constriction above the tubular blank.
  • the periphery of the punch head is chamfered so as to make the height of the contact surface between head and skirt significantly greater.
  • the periphery of the punch head is chamfered so as to increase the contact surface between the head and the skirt.
  • the angle of the chamfer with respect to the vertical is between 30 ° and 60 ° and the height of the chamfer is of the order of twice the average thickness of the head.
  • the die and the punch are arranged so that their side walls are, after contacting said die and said punch, in the vicinity of the end portion of the tubular blank, distant from a value slightly less than the thickness of the tubular blank, thus typically forming a clamping of 0.1 mm, so that said tubular blank is held firmly to a height of between one and five times the overhanging height H of said portion of end, 0
  • the matrix consists of three pieces: a top piece comprising at least the central fingerprint which collaborates with the top wall of the punch
  • the matrix comprises an upper part comprising at least the central cavity which collaborates with the top wall of the punch to form the central part. head and
  • this lower part comprises two lower parts movable relative to each other, sliding in a direction passing through the axis, and the mutual approximation w allows to press the upper end of the tubular blank against the punch.
  • the steps d) and e) of the method, relating to the injection, are then replaced by the following steps: d 1 ) plating of the upper end of the tubular blank against the punch with the aid of the lower part of the matrix;
  • Figure 1 illustrates, enlarged, the detail delimited by a circle marked "D" in the illustration of Figure 5.
  • the tubular blank is drawn.
  • FIG. 2 shows a first exemplary embodiment, the head of the tube having a generally flat transverse top wall.
  • FIG. 3 shows a second exemplary embodiment, the head of the tube having a generally flat transverse top wall connected to a rotatable cap, molded unfolded at 180 ° with respect to said top wall.
  • Figure 4 shows the molding tooling used to make the tube of Figure 3, before the punch and die are contacted to make the molding cavity.
  • FIG. 5 shows the molding tooling used to produce the tube of FIG. 3, after bringing the different parts of the die closer together and bringing the latter into contact with the punch. In this figure, as in the previous one, the tubular blank is not shown.
  • a matrix (21 + 22) is brought to the right of the punch 10 and the end portion 41 is trapped in the cavity 30 formed by the union of the imprint of the matrix (21 + 22) and the upper face of the punch.
  • a plastic is injected into said cavity until it comes into contact with the end portion 41 so that it is welded to the skirt, without any additional heat or material,
  • the side wall 222 of the central cavity is substantially vertical, so that the end portion 41 undergoes no significant shrinkage.
  • the imprint of the matrix is at a depth greater than the height H protruding from the end portion 41, and has an annular boss 25 obstructing the flow of the plastic material.
  • the head is injection molded with a high density polyethylene. It is produced by injecting the plastic material through a channel 23 opening into the cavity 30 at the axis 100 of the punch 10, so that the material flows into the cavity in a generally radial centrifugal movement to come into contact with the end portion 41, exerting a substantially radial pressure on the inner lateral surface 43 of said end portion.
  • the imprint of the matrix 21 + 22 has a depth greater than the height H overflowing with the end portion 41, so that said end portion does not abut on the bottom of the imprint and that the injected plastic material can flow laterally over the top edge 42 of said end portion.
  • the plastic material whose direction of flow is generally radial centrifugal, must overcome an obstacle constituted by the annular boss 25.
  • the peripheral edge 26 of the annular boss 25 is a few tenths of a millimeter below the level of the top edge 42 of the end portion.
  • K is between 0.1 and 0.3 mm.
  • the radial distance J is equal to 0.5 mm.
  • the passage of the obstacle by the plastic material during its flow towards the annular peripheral zone 31 results in a constriction 32 which causes a local increase in the shear inside the material flow and an increase in the splitting imposed on the top of the end portion 41 of the tubular blank, thereby facilitating the deformation and flow of the constituent material of said end portion.
  • the annular peripheral zone 31 of the cavity 30 which is situated above the tubular blank 41 has a radial width of the order of 0.8 mm and a height C close to 1 mm. In this way, the weld between head and tube has a small extra thickness, with an upper annular peripheral area having a mechanical behavior close to that of the skirt,
  • the peripheral wall 27 of the boss is vertical. It would have been possible to reduce the volume occupied by the annular peripheral portion 31 by making this wall 27 oblique.
  • the periphery 11 of the punch head 10 is chamfered so as to increase the contact area between the head and the skirt.
  • the angle of the chamfer with respect to the vertical is equal to 40 ° and the height of the chamfer is order of twice the average thickness e of the head.
  • the flexible tube thus produced has a welding zone between head and tube of characteristic shape: it has an upper annular peripheral portion 7 with a radial width of the order of 0.8 mm and a height C of the order of one millimeter.
  • the flexible tube 1 'to be produced comprises a flexible cylindrical skirt 4 of elliptical orthogonal section and thickness 0.400 mm and a head 2' comprising a flat transverse wall 3 ', extending in a plane orthogonal to the axis of the skirt, provided with a dispensing orifice and connected to a cap 9 by means of a hinge 8.
  • the cap is provided with a protrusion 91 facilitating the taking of the cap when the latter is in the closed position. It is also provided with a sealing skirt 92 which enters the inside of the dispensing orifice and closes the latter when the cap 9 is closed.
  • the shaping process is identical to that described above.
  • the matrix used comprises a lateral cavity 34 making it possible to make the pivoting cap 9.
  • the lateral cavity 34 is connected to the central cavity 33 by a channel whose imprint makes it possible to produce the hinge.
  • the matrix consists of three parts: an upper part 21 having at least the central cavity that collaborates with the top wall the punch to form the central portion 3 'of the head and two lower parts 22a and 22b that can be slid in a direction perpendicular to the axis 100 and passing through the latter, and the mutual approximation allows to press the upper end of the tubular blank 40 against the punch.
  • the two lower parts are assembled, through a conical interlock, to the upper part.
  • the matrix 21 + 22a + 22b and the punch 10 are arranged such that their side walls 12 and 222 are, after contacting said die and said punch, in the vicinity of the end portion 41 of the tubular blank 40 0.3 mm, so that said tubular blank is held firmly over a height of at least 10 mm.
  • the entire head (base 3 'and cap 9) is made by injection of high density polyethylene, the plastic material arrives in the cavity at the injection point 23 located near the axis 100, flows radially until reaching abutment against the inner face 43 of the end portion 41, fills the recess 45 delimited by the chamfered zone 11 of the punch 10 and the end portion 41 and then the locally rising pressure can be reached m the throttle 32 to fill the annular peripheral zone 31 to form an upper annular portion 7 'of the welded zone.
  • a conduit allows the plastic material to pass into the side cavity to form the cap 9.

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Abstract

Procédé de fabrication d'un tube souple (1), dans lequel une ébauche tubulaire (40) est emmanchée autour d'un poinçon de telle sorte qu'une portion d'extrémité (41) de ladite ébauche tubulaire déborde d'une hauteur H de la paroi latérale (12) dudit poinçon, une matrice (21 + 22) est amenée au droit dudit poinçon et ladite portion d'extrémité est emprisonnée dans la cavité ainsi formée, on injecte une matière plastique dans ladite cavité jusqu'à ce que celle-ci arrive au contact de ladite portion d'extrémité de sorte qu'elle se soude avec la jupe, sans apport supplémentaire de chaleur ou de matière. L'empreinte de la matrice utilisée se trouve à une profondeur supérieure à la hauteur H débordante de la portion d'extrémité, et présente un bossage annulaire (25) faisant obstacle à l'écoulement de la matière plastique, le bord extérieur (26) dudit bossage annulaire et le bord intérieur (46) de ladite portion d'extrémité se trouvant l'un de l'autre distants d'une valeur inférieure à l'épaisseur moyenne e de ladite paroi transversale.

Description

SURMOULAGE D'UNE TETE DE TUBE SUR UNE EXTREMITE DE JUPE PERMETTANT D'OBTENIR UN TUBE AYANT UN TAUX DE RESTITUTION ELEVE
DOMAINE TECHNIQUE
L'invention concerne le domaine des tubes souples distributeurs de produits crémeux ou pâteux, typiquement des produits cosmétiques, alimentaires, pharmaceutiques, parapharmaceutiques, etc. Les tubes souples concernés présentent une tête en matière(s) plastique(s) et une jupe cylindrique (axisymétrique ou non) comportant essentiellement une ou plusieurs couches en matières plastiques, ι éventuellement avec une fine couche métallique intermédiaire. La jupe est souple de telle sorte qu'elle peut se déformer sous l'effet d'une pression exercée par exemple par la main et qu'il s'en suit une expulsion d'une partie du produit contenu dans le tube, L'invention concerne plus particulièrement les tubes souples réalisés par injection surmoulage de la tête de tube sur une extrémité de la jupe souple,
ETAT DE LA TECHNIQUE
En général, un tube souple est réalisé par assemblage de deux pièces fabriquées séparément: une jupe souple cylindrique de longueur donnée (typiquement 3 à 5 fois le diamètre) et une tête comprenant un goulot avec orifice de distribution et une épaule reliant ledit goulot à la jupe cylindrique. La tête en matière(s) plastique(s) peut être moulée séparément puis soudée sur une extrémité de la jupe souple mais celle-ci est avantageusement moulée et soudée de façon autogène à la jupe en utilisant soit une technique de moulage par injection (FR 1 097 707) soit une technique de moulage par compression d'une ébauche extrudée (FR 1 324471).
Dans ces deux techniques, la jupe est emmanchée autour d'un poinçon, une de ses extrémités dépassant légèrement de l'extrémité du poinçon, ladite extrémité de poinçon servant de moule pour la réalisation de la surface interne de la tête de tube. Dans ces deux techniques, on utilise une matrice qui est placée en regard de l'extrémité du poinçon, l'empreinte de cette matrice définissant la surface extérieure de l'épaule et du goulot, La différence principale entre ces procédés réside dans le fait que ces outillages sont d'abord plaqués fermement l'un contre l'autre avant l'injection de la matière plastique dans le premier cas et que c'est leur rapprochement mutuel qui entraîne la compression d'un ébauche extrudée dans le second cas.
Dans les deux cas, l'extrémité de la jupe débordant du poinçon est emprisonnée dans la cavité délimitée par l'extrémité du poinçon et l'empreinte de ia matrice. La matière plastique - sous l'effet de l'injection ou sous celui de la compression - vient au contact de l'extrémité de la jupe et, se trouvant à une température supérieure à leurs points de ramollissement Vicat respectifs, les matières plastiques de la tête et de la jupe se soudent intimement entre elles sans autre apport de chaleur ou de matière. Après un léger maintien sous pression (de l'ordre de quelques secondes) et refroidissement, la tête, moulée dans les dimensions voulues, reste soudée fermement à la jupe.
La présente invention suit la technique du surmoulage par injection, qui permet l'obtention de têtes de formes complexes, telle que des têtes munies de coiffes pivotantes. Elle concerne des tubes souples réalisés avec des jupes essentiellement plastiques, qui ne correspondent pas à celles des tubes décrits par exemple dans la demande de brevet français FR 2 220 3ό5, où l'extrémité de la jupe métallo-plastique peut être enroulée sur plus de 180° vers l'intérieur avant que le surmoulage de la tête soit effectué. Il est clair que, pour réaliser un tel tube, il faut que l'épaisseur cumulée des couches métalliques de la jupe soit suffisamment importante pour que le comportement mécanique global du laminé permette une grande déformation sans que l'énergie élastique emmagasinée ne pose de problème après le surmoulage de la tête et le retrait de la matrice de moulage. Ici, dans le cadre de la présente invention, la jupe comporte essentiellement une ou plusieurs couches en mαtière(s) plαstique(s), éventuellement avec une fine couche métallique intermédiaire, dont l'épaisseur est trop faible pour modifier le comportement mécanique global des couches en matière(s) plastique(s). Avec de telles structures de jupe, il n'est pas envisageable d'effectuer comme dans FR 2 220 365 un enroulement d'extrémité sur plus de 180° sans risquer la formation de nombreux plis erratiques ainsi que la formation d'une importante énergie élastique emmagasinée dans la partie déformée qui ne demanderait qu'à se libérer après le surmoulage de la tête et ne pourrait que fragiliser ainsi la soudure effectuée.
Les tubes connus présentent le désavantage tant économique qu'écologique d'être difficiles à vider complètement de leur contenu, de sorte que le consommateur est mécontent de ne pas pouvoir utiliser tout le produit contenu dans un tube qu'il a parfois payé fort cher (cas de certaines crèmes cosmétiques), pour la même raison, le citoyen soucieux de préserver l'environnement est mécontent de voir une- grande partie de ces produits restée collée à l'intérieur du tube partir avec ce dernier en décharge et ainsi polluer l'environnement au cours du stockage et/ou du traitement des déchets.
L'invention a pour but de réaliser des tubes souples faciles à vider complètement, c'est-à-dire présentant un taux de restitution particulièrement élevé, typiquement supérieur à 90%, voire 95 %, quelle que soit la forme et la structure géométrique de la tête, c'est-à-dire une tête présentant un goulot sensiblement cylindrique muni de l'orifice de distribution et une épaule sensiblement tronconique reliant la jupe souple audit goulot ou une tête présentant une paroi sommitale transversale, sensiblement perpendiculaire à l'axe du tube, munie de l'orifice de distribution et éventuellement reliée à une coiffe pivotante par l'intermédiaire d'une charnière, ladite coiffe étant destinée à obturer ledit orifice de distribution. - A -
La tête de tube conventionnelle, comportant un goulot sensiblement cylindrique et une épaule sensiblement tronconique, est réalisée depuis longtemps en surmoulage sur une extrémité de jupe. Dès les années 50, il a été recommandé de rétreindre l'extrémité de la jupe avant de réaliser le surmoulage, la diminution de diamètre de ladite extrémité de jupe étant imposée par l'empreinte même de la matrice. Ainsi, dès le brevet français FR 1 136438 publié en 1956, la jonction entre la matière plastique moulée et la jupe est décrite ainsi (revendication 1): la tête comporte "une étroite bande marginale (...) que recouvre, et avec laquelle est fusionnée, une bande étroite marginale de l'une des extrémités (de la jupe), s'étendant à la fois sur une partie de la (jupe) et sur une partie du dessus (de l'épaule) afin de former une aire de jonction affectant une partie continue circonférentielle (...), l'étroite bande marginale de la (jupe) s'étendant partiellement sur la face supérieure de la tête." Un telle surface fusionnée permet d'obtenir "un fort joint par fusionnement continu sur (la) périphérie ainsi que verticalement " et "contribue à la résistance aux tensions axiales et solidifie te récipient en un endroit vital, en évitant les déformations du récipient durant le remplissage et les manipulations".
Une telle configuration spatiale, qui confère une réelle solidité à la périphérie de l'épaule, a été systématiquement privilégiée dans la quasi-totalité des procédés de fabrication de tube souple par surmoulage-injection de la tête sur la jupe. Une telle solidité se traduit également par une grande rigidité de la périphérie de l'épaule de sorte que le taux de restitution du tube reste médiocre, Récemment, des tentatives pour rendre l'épaule plus souple, donc plus facilement écrasable, ont été décrites dans les demandes de brevet JP 2001 287755 et WO 2006/089434.
Toutefois, ces techniques ne peuvent s'appliquer qu'à une tête de tube conventionnelle, présentant une épaule sensiblement tronconique. Pour réaliser des têtes de tube plates munies d'une coiffe pivotante telles que celles présentées dans le modèle français 98 7300 publié sous les numéros 535 807 à 535 814 (L'Oréal), la demanderesse a proposé une solution dans le brevet FR 2 81 1 967 qui consiste à réaliser une tête plate transversale muni d'un orifice de grand diamètre entouré par une paroi cylindrique circulaire s'étendant vers l'intérieur du tube, destinée à la fixation irréversible d'un bouchage rigide comprenant une base et une coiffe pivotante. La grande rigidité de l'assemblage ainsi réalisé ne permet pas d'obtenir un taux de restitution satisfaisant, même après introduction de cavités ménagées sur la tête plate et dont le fond forme des sortes d'épaules "internes".
La demanderesse a donc cherché à mettre au point un procédé qui permette d'obtenir un tube souple présentant un taux de restitution élevé, typiquement supérieur à 90 %, voire 95%, en particulier un procédé permettant de fabriquer un tube dont la tête présente une paroi sommitale transversale reliée à une coiffe pivotante mais, en raison des contraintes économiques imposées par l'emploi de machines à grandes cadences, permettant également de fabriquer des tubes avec des formes de têtes plus conventionnelles.
DESCRIPTION DE L'INVENTION
Un premier objet selon l'invention est un procédé de fabrication d'un tube souple comportant une jupe souple sensiblement cylindrique et une tête comprenant une paroi transversale, typiquement plate ou tronconique, d'épaisseur moyenne e et munie d'un orifice de distribution, ledit procédé comprenant les étapes suivantes: a) se munir d'une ébauche tubulaire sensiblement cylindrique d'épaisseur E et comportant au moins une matière plastique polymérique sur sa face interne; b) emmancher ladite ébauche tubulaire autour d'un outillage sensiblement cylindrique, appelé poinçon, présentant un axe et une section orthogonale dont le contour externe épouse la forme de la jupe à réaliser, remmαnchement étant effectué de telle sorte qu'une portion d'extrémité de ladite ébauche tubulaire déborde d'une hauteur H de la paroi latérale dudit poinçon; c) amener une matrice au droit dudit poinçon de façon à ce qu'après mise en contact de la matrice et du poinçon, l'union des empreintes du poinçon et de la matrice résulte en la formation d'une cavité ayant la forme de la tête à obtenir, ladite portion d'extrémité étant emprisonnée dans ladite cavité; d) mettre en contact ledit poinçon et ladite matrice; e) injecter de la matière plastique fondue dans ladite cavité afin d'obtenir ladite tête, la matière plastique étant injectée en au moins un point de la partie centrale de la cavité de façon à ce qu'elle s'écoule dans ladite cavité selon un mouvement globalement radial centrifuge pour arriver au contact de ladite portion d'extrémité et à ce qu'elle se soude avec au moins la matière plastique de la face interne de ladite portion d'extrémité, sans apport supplémentaire de chaleur ou de matière; caractérisé en ce qu'on utilise une matrice dont l'empreinte présente les caractéristiques géométriques suivantes: i) en périphérie, la paroi latérale de l'empreinte au regard du poinçon reste sensiblement axiale; ii) le fond de l'empreinte se trouvant au droit de l'ébauche tubulaire se trouve à une profondeur supérieure à la hauteur H débordante de la portion d'extrémité, de sorte ladite portion d'extrémité n'arrive pas en butée sur le fond de ladite empreinte de matrice et que la matière plastique injectée doit s'écouler dans une zone périphérique annulaire située au-dessus de la tranche sommitale de ladite portion d'extrémité (orientation conventionnelle: le tube est présenté tête en haut); iii) le fond de la matrice présente un bossage annulaire qui fait obstacle à l'écoulement de la matière plastique vers ladite zone périphérique annulaire, le bord extérieur dudit bossage annulaire et le bord intérieur de ladite portion d'extrémité se trouvant l'un de l'autre distants d'une valeur inférieure à l'épaisseur moyenne de ladite paroi transversale. Dαns le cadre de cette invention, le terme cylindre est associé à toute surface engendrée par une droite qui décrit une courbe fermée en restant parallèle à elle-même, Ainsi, la jupe souple est dite sensiblement cylindrique en ce sens qu'elle peut avoir une forme cylindrique (la section orthogonale est une courbe fermée) , voire prismatique (le prisme est un cas particulier du cylindre dans lequel la courbe est un polygone), de préférence dans ce dernier cas avec des angles arrondis. En pratique, l'ébauche a à l'heure actuelle une section orthogonale sensiblement circulaire et, après emmanchement sur le poinçon, elle présente la forme de la future jupe, c'est-à-dire en général une section orthogonale circulaire ou elliptique suivant la forme imposée par ledit poinçon.
La paroi transversale de la tête peut être plate, s'étendant en général perpendiculairement à l'axe de la jupe. Elle peut également correspondre à une épaule tronconique, reliant par exemple la jupe à un goulot muni d'un orifice de distribution, Cette tête peut être inscrite à l'intérieur de l'espace délimité par la jupe mais elle peut aussi déborder latéralement de ladite jupe, par exemple en étant munie d'une coiffe pivotante, Elle est munie d'un orifice de distribution, centré, c'est-à-dire situé au droit de l'axe de la jupe, ou décentré, en particulier dans le cas des têtes munies d'une coiffe pivotante, Par la suite, nous désignerons par empreinte centrale, cavité centrale ou partie centrale les portions respectives de l'empreinte de la matrice, de la cavité de moulage et de la tête qui se trouvent au droit du poinçon.
Selon l'invention, on se munit d'une ébauche sensiblement cylindrique destinée à former la jupe, Cette ébauche peut être obtenue à partir d'un manchon cylindrique que l'on découpe à la longueur voulue, Le manchon est lui-même obtenu par βxtrusion ou par roulage-soudage. L'emmanchement sur le poinçon est réalisé de telle sorte que l'ébauche recouvre sans jeu la paroi lαtérαle du poinçon, au moins au niveau de la partie supérieure dudit poinçon, sur une hauteur typiquement voisine de la valeur du diamètre dudit poinçon,
La matrice peut être constituée de plusieurs parties, avec au moins une matrice centrale destinée à être placée au droit du poinçon, de sorte qu'après mise en contact de la matrice et du poinçon, l'union des empreintes du poinçon et de la matrice conduise à la formation d'une cavité ayant la forme de la partie centrale de ia tête à obtenir: épaule et goulot pour une tête de tube conventionnelle ou base d'une tête à coiffe pivotante, la coiffe proprement dite étant obtenue par moulage dans une cavité latérale ménagée dans la matrice.
Selon l'invention, la tête est moulée par injection d'une matière plastique, typiquement une polyoléfine, de préférence un polyéthylène de haute densité, ou un polypropylène. En particulier, la partie centrale de la tête (épaule et goulot pour une tête de tube conventionnelle ou base d'une tête à coiffe pivotante) est réalisée en injectant la matière plastique par au moins un canal débouchant près de l'axe du poinçon, de sorte que la matière s'écoule dans la cavité selon un mouvement globalement radial centrifuge pour arriver au contact de la portion d'extrémité de l'ébauche tubulaire, en exerçant une pression sensiblement radiale sur la surface latérale interne de ladite portion d'extrémité.
Avantageusement, en particulier lorsque la tête possède une coiffe pivotante, la tête est moulée - au moins dans sa couche extérieure - d'un polypropylène, d'un co- ou terpolymère du polypropylène ou encore un polymélange du polypropylène et la jupe est constituée d'un multicouche, dont la couche externe orientée vers l'intérieur comprend du polypropylène, typiquement un copolymère statistique du polypropylène avec une proportion en masse jusqu'à 50% d'une ou plusieurs polyoléfines aliphatiques sans groupe fonctionnel, D'autres combinaisons de matériaux sont possibles, parmi lesquelles:
1) une jupe avec couche externe orientée vers l'intérieur en polyéthylène et une tête, munie éventuellement d'une coiffe pivotante, moulée avec au moins s une couche externe en un mélange d'un polypropylène et d'un polyéthylène obtenu par catalyse métallocène;
2) une jupe avec couche externe orientée vers l'intérieur en polyéthylène obtenu par catalyse métallocène et une tête, munie éventuellement d'une coiffe pivotante, moulée avec au moins une couche externe comprenant du
W polypropylène obtenu par catalyse métallocène.
Pour qu'elle se soude intimement avec la matière plastique de la face interne de ladite portion d'extrémité, sans apport supplémentaire de chaleur ou de matière, la matrice utilisée dans le cadre du procédé selon l'invention présente, 15 au droit du poinçon, une géométrie particulière: i) en périphérie, la paroi latérale de l'empreinte au regard du poinçon reste sensiblement axiale; ii) en périphérie, l'empreinte a une profondeur supérieure à la hauteur H débordante de la portion d'extrémité, de sorte que ladite portion d'extrémité 0 n'arrive pas en butée sur le fond de ladite empreinte de matrice et que la matière plastique injectée doit s'écouler dans une zone périphérique annulaire située au-dessus de la tranche sommitale de ladite portion d'extrémité; iii) le fond de la matrice présente un bossage annulaire qui fait obstacle à 5 l'écoulement de la matière plastique vers ladite zone périphérique annulaire, le bord extérieur dudit bossage annulaire et le bord intérieur de ladite portion d'extrémité se trouvant l'un de l'autre distants d'un valeur inférieure à l'épaisseur moyenne e de ladite paroi transversale, de préférence inférieure à e/2. Avant d'atteindre cette zone périphérique annulaire, la matière
30 plastique, dont le sens d'écoulement est globalement radial centrifuge, doit franchir l'étranglement résultant de la présence du bossage dans la cavité de moulage. Typiquement, le bord extérieur du bossage annulaire se trouve sensiblement au même niveau que la tranche sommitale de la portion d'extrémité, de préférence légèrement en-dessous, l'écart de niveau K étant typiquement inférieur à la moitié de l'épaisseur moyenne e de la paroi transversale, et à une distance radiale J voisine de la moitié de l'épaisseur moyenne e de la paroi transversale, de préférence comprise entre e/4 et 3e/4.
Le passage de l'obstacle par la matière plastique au cours de son écoulement vers la zone périphérique annulaire de la cavité située au-dessus de l'ébauche tubulaire se traduit par un étranglement qui entraîne une augmentation locale du cisaillement à l'intérieur du flux de matière et une augmentation de la scission imposée au sommet de la portion d'extrémité de la jupe, facilitant en cela la déformation et l'écoulement de la matière constitutive de ladite portion d'extrémité. Il en résulte un mélange intime local des matières plastiques de la tête et de la jupe. Les paramètres J et K sont à déterminer selon le cas de l'espèce, en fonction des géométries et des matériaux employés. De préférence, le sommet du bossage annulaire est légèrement plus bas que la tranche sommitale de l'ébauche tubulaire (orientation conventionnelle: le tube est présenté tête vers le haut).
L'étranglement entraîne également une augmentation locale de pression contre la paroi latérale de la portion d'extrémité, de sorte que ladite portion d'extrémité est plaquée fortement contre la paroi latérale interne de la matrice, diminuant ainsi les risques d'écoulement incontrôlé de la matière plastique de la tête sur la paroi latérale extérieure de la jupe. Ainsi, la zone périphérique annulaire de la cavité, située au-dessus de la tranche sommitale de l'ébauche tubulaire, peut être reliée à une cavité latérale, par exemple pour former une coiffe pivotante, sans qu'il y ait de risque de formation de bavure au niveau de la charnière reliant la base à la coiffe. Le contact intime entre la matière plastique de la tête et celle de la jupe, qui est réalisé sur la face interne de la portion d'extrémité, est complété par un mélange intime des dites matières plastiques dans la zone périphérique annulaire de la cavité qui est située au-dessus de l'ébauche tubulaire. Cette zone peut être de faible dimension, avec une largeur radiale correspondant à E+J, typiquement inférieur à E+e/2, En donnant à cette zone une hauteur C au moins égale à e/4 et voisine ou inférieure à l'épaisseur e de la paroi transversale, la soudure entre tête et tube présente une faible surépaisseur, avec une portion périphérique annulaire supérieure ayant un comportement mécanique proche de celui de la jupe, On peut également diminuer le volume occupé par cette portion périphérique annulaire en ménageant une paroi oblique à la périphérie du bossage annulaire.
Dans l'art antérieur, la portion d'extrémité était rétreinte, la diminution de diamètre de ladite extrémité de jupe étant imposée par l'empreinte même de la matrice. Ici, la paroi latérale de l'empreinte de la matrice suit la forme du manchon tubulaire et n'impose aucun rétreint. Dans l'art antérieur, la matière plastique s'écoulait de façon subtantiellement radiale dans une cavité tronconique et arrivait tangentiellement à la partie rétreinte de la portion d'extrémité. Ici, la matière plastique arrive frontalement contre la face interne de la portion d'extrémité, et une partie de ladite matière plastique peut s'échapper par le biais d'un étranglement au-dessus de l'ébauche tubulaire. Dans la pratique de l'art antérieur, il était nécessaire de ménager une surépaisseur importante en amont et au niveau de la partie rétreinte de la portion d'extrémité et cette surépaisseur se traduisait par un raidissement important de la périphérie de l'épaule. Grâce au procédé selon l'invention, on peut maintenant réaliser une tête plus mince et sans surépaisseur importante au niveau de la soudure. La périphérie devient ainsi particulièrement souple, de sorte qu'il est possible d'extraire, par simple pression manuelle sur ladite périphérie de la tête, le produit qui restait auparavant collé à la paroi du tube en cet endroit. Il en résulte une amélioration substantielle du taux de restitution. De préférence, pour garantir une bonne qualité de la soudure entre la tête et la jupe, on chanfreine la périphérie de la tête du poinçon de façon à rendre la hauteur de la surface de contact entre tête et jupe significativement plus
5 grande - typiquement plus de deux fois, de préférence plus de trois fois plus grande - que l'épaisseur moyenne e de la paroi transversale de la tête. Avantageusement, la périphérie de la tête du poinçon est chanfreinée de façon à augmenter la surface de contact entre la tête et la jupe. Typiquement, l'angle du chanfrein par rapport à la verticale est compris entre w 30° et 60 ° et la hauteur du chanfrein est de l'ordre du double de l'épaisseur moyenne de la tête.
Avantageusement, la matrice et le poinçon sont agencés de telle sorte que leurs parois latérales sont, après mise en contact de ladite matrice et dudit /5 poinçon, au voisinage de la portion d'extrémité de l'ébauche tubulaire, distantes d'une valeur légèrement inférieure à l'épaisseur de l'ébauche tubulaire, formant ainsi typiquement un serrage de 0,1 mm, de sorte que ladite ébauche tubulaire est maintenue fermement sur une hauteur comprise entre une et cinq fois la hauteur débordante H de ladite portion d'extrémité, 0
Dans une modalité préférée, pour faciliter la mise en place de la matrice et éviter une détérioration de la portion d'extrémité de l'ébauche tubulaire, la matrice est constituée de trois pièces: une pièce supérieure comportant au moins l'empreinte centrale qui collabore avec la paroi sommitale du poinçon
25 pour former la partie centrale de la tête et deux pièces inférieures mobiles l'une par rapport à l'autre, coulissant suivant une direction passant par l'axe, et dont le rapprochement mutuel permet de plaquer l'extrémité supérieure de l'ébauche tubulaire contre le poinçon. Une fois réunies, les deux pièces inférieures sont assemblées, par le biais d'un emboîtement conique, à la pièce
30 supérieure. Une autre modalité de l'invention consiste à effectuer le surmoulage non pas par injection mais par compression, Dans ce cas, la matrice comprend une pièce supérieure comportant au moins l'empreinte centrale qui collabore avec la paroi sommitale du poinçon pour former la partie centrale de la tête et au
5 moins une pièce inférieure destinée à plaquer l'extrémité supérieure de l'ébauche tubulaire contre le poinçon avant que ne commence la compression. De préférence, comme décrit précédemment, cette pièce inférieure comprend deux pièces inférieures mobiles l'une par rapport à l'autre, coulissant suivant une direction passant par l'axe, et dont le rapprochement w mutuel permet de plaquer l'extrémité supérieure de l'ébauche tubulaire contre le poinçon. Les étapes d) et e) du procédé, relatives à l'injection, sont alors remplacées par les étapes suivantes: d1) plaquage de l'extrémité supérieure de l'ébauche tubulaire contre le poinçon à l'aide de la partie inférieure de la matrice;
/5 e') dépôt d'une ébauche en au moins une matière plastique fondue; f) rapprochement du poinçon et de la pièce" supérieure de ia matrice jusqu'à ce que ledit poinçon et ladite pièce supérieure de la matrice arrivent au contact l'un de l'autre; 0 L'ébauche est réalisée par exemple par extrusion ou co-extrusion d'un extrudat plein ou tubulaire épais, qui est ensuite cisaillé pour obtenir une noix ou un tore qui est ensuite déposé dans l'entrefer compris entre la matrice et le poinçon, c'est-à-dire dans l'empreinte de la pièce supérieure de la matrice (le tube est alors réalisé "tête en bas") ou sur la face supérieure du poinçon (le tube est5 alors réalisé "tête en haut"). Ce procédé peut également être utilisé pour réaliser une tête avec coiffe pivotante: dans ce cas, une deuxième ébauche est déposée dans l'entrefer correspondant à la cavité latérale destinée à mouler la coiffe et la charnière, Les volumes respectifs de la première et de la deuxième ébauche sont définis de telle sorte que la soudure des pièces ainsi0 moulées s'effectue à la périphérie de la zone périphérique annulaire ou dans celle-ci, Un autre objet de l'invention est un tube souple susceptible d'être réalisé par ledit procédé, comportant une jupe souple sensiblement cylindrique et une tête comprenant une paroi transversale, typiquement plate ou tronconique, munie d'un orifice de distribution et dont la zone de soudure entre tête et tube présente une portion périphérique annulaire supérieure avec une largeur radiale inférieure à la somme de l'épaisseur de la jupe et de l'épaisseur moyenne de la paroi transversale et une hauteur C au moins égale au quart de l'épaisseur moyenne e de ladite paroi transversale. Avantageusement ladite portion périphérique annulaire supérieure présente une hauteur C voisine ou inférieure à l'épaisseur moyenne e de ladite paroi transversale.
FIGURES
La figure 1 illustre, grossi, le détail délimité par un cercle marqué "D" sur l'illustration de la figure 5. Dans cette figure 1, l'ébauche tubulaire est dessinée.
La figure 2 présente un premier exemple de réalisation, la tête du tube ayant une paroi sommitale transversale globalement plate.
La figure 3 présente un deuxième exemple de réalisation, la tête du tube ayant une paroi sommitale transversale globalement plate reliée à une coiffe pivotante, moulée dépliée à 180° par rapport à ladite paroi sommitale.
La figure 4 présente l'outillage de moulage employé pour réaliser le tube de la figure 3, avant que le poinçon et la matrice soient mis en contact pour réaliser la cavité de moulage. La figure 5 présente l'outillage de moulage employé pour réaliser le tube de la figure 3, après rapprochement des différentes pièces de la matrice et mise en contact de cette dernière avec le poinçon. Dans cette figure, comme dans la précédente, l'ébauche tubulaire n'est pas représentée.
EXEMPLE 1 (figures 1 , 2 et moitié droite de la figure 5)
Le tube souple 1 à réaliser comprend une jupe souple 4 cylindrique d'épaisseur E=0,400 mm et une tête 2 comprenant une paroi transversale 3 plate, s'étendant dans un plan orthogonal à l'axe de la jupe et munie d'un orifice de distribution 5. Grâce au procédé selon l'invention, l'épaisseur e de ladite paroi transversale peut être faible, typiquement de l'ordre du millimètre.
Pour réaliser ce tube souple, une ébauche tubulaire 40 est emmanchée autour d'un poinçon 10 de telle sorte qu'une portion -d'extrémité 41 de ladite ébauche tubulaire déborde d'une hauteur H = 2 mm de ia paroi latérale 12 dudit poinçon, Une matrice (21 + 22) est amenée au droit du poinçon 10 et la portion d'extrémité 41 est emprisonnée dans la cavité 30 formée par la réunion de l'empreinte de la matrice (21 + 22) et de la face supérieure du poinçon. On injecte une matière plastique dans ladite cavité jusqu'à ce que celle-ci arrive au contact de la portion d'extrémité 41 de sorte qu'elle se soude avec la jupe, sans apport supplémentaire de chaleur ou de matière,
La paroi latérale 222 de l'empreinte centrale est sensiblment verticale, de sorte que la portion d'extrémité 41 ne subit aucun rétreint significatif. L'empreinte de la matrice se trouve à une profondeur supérieure à la hauteur H débordante de la portion d'extrémité 41, et présente un bossage annulaire 25 faisant obstacle à l'écoulement de la matière plastique. Le sommet 27 du bossage annulaire 25 se trouve sensiblement au même niveau que la tranche sommitale 42 de la portion d'extrémité 41, légèrement en-dessous (différence de niveau K= 0,1 mm) , Le bord extérieur 26 du bossage 25 se trouve à 0,5 mm du bord interne 46 de l'ébauche tubulaire 40 (distance radiale J).
La tête est moulée par injection d'un polyéthylène haute densité, Elle est réalisée en injectant la matière plastique par un canal 23 débouchant dans la cavité 30 au niveau de l'axe 100 du poinçon 10, de sorte que la matière s'écoule dans la cavité selon un mouvement globalement radial centrifuge pour arriver au contact de la portion d'extrémité 41, en exerçant une pression sensiblement radiale sur la surface latérale interne 43 de ladite portion d'extrémité.
En périphérie, l'empreinte de la matrice 21 + 22 a une profondeur supérieure à la hauteur H débordante de la portion d'extrémité 41, de sorte que ladite portion d'extrémité n'arrive pas en butée sur le fond de l'empreinte et que la matière plastique injectée peut s'écouler latéralement au-dessus de la tranche sommitale 42 de ladite portion d'extrémité. Mais avant d'atteindre cette zone, la matière plastique, dont le sens d'écoulement est globalement radial centrifuge, doit franchir un obstacle constitué par le bossage annulaire 25. Le bord périphérique 26 du bossage annulaire 25 se trouve quelques dixièmes de millimètres au-dessous du niveau de la tranche sommitale 42 de la portion d'extrémité. K est compris entre 0,1 et 0,3 mm. La distance radiale J est égale à 0,5 mm.
Le passage de l'obstacle par la matière plastique au cours de son écoulement vers la zone périphérique annulaire 31 se traduit par un étranglement 32 qui entraîne une augmentation locale du cisaillement à l'intérieur du flux de matière et une augmentation de la scission imposée au sommet de la portion d'extrémité 41 de l'ébauche tubulaire, facilitant en cela la déformation et l'écoulement de la matière constitutive de ladite portion d'extrémité. La zone périphérique annulaire 31 de la cavité 30 qui est située au-dessus de l'ébauche tubulaire 41 a une largeur radiale de l'ordre de 0,8 mm et une hauteur C voisine de 1 mm, De la sorte, la soudure entre tête et tube présente une faible surépaisseur, avec une zone périphérique annulaire supérieure ayant un comportement mécanique proche de celui de la jupe, Ici, la paroi périphérique 27 du bossage est verticale. On aurait pu diminuer le volume occupé par la portion périphérique annulaire 31 en rendant cette paroi 27 oblique.
La périphérie 11 de la tête du poinçon 10 est chanfreinée de façon à augmenter la surface de contact entre la tête et la jupe, L'angle du chanfrein par rapport à la verticale est égal à 40 ° et la hauteur du chanfrein est de l'ordre du double de l'épaisseur moyenne e de la tête.
Lors de l'injection, la matière plastique arrive dans la cavité au niveau du point d'injection 23 situé près le l'axe 100, s'écoule radialement jusqu'à arriver en butée contre la face interne 43 de la portion d'extrémité 41, remplit le creux 45 délimité par la zone chanfreinée 11 du poinçon 10 et la portion d'extrémité 41 puis, la pression montant localement, arrive à franchir l'étranglement 32 pour remplir la zone périphérique annulaire 31. Le tube souple ainsi réalisé a une zone de soudure entre tête et tube de forme caractéristique: elle présente une portion périphérique annulaire supérieure 7 avec une largeur radiale de l'ordre de 0,8 mm et une hauteur C de l'ordre du millimètre.
Avec une telle configuration géométrique de la soudure entre la tête et la jupe, la périphérie de la tête de tube, peu rigide, est pratiquement aussi facile à comprimer manuellement que le reste de la jupe, ce qui permet d'augmenter le taux de restitution du tube de façon significative. EXEMPLE 2 (figure 1 , figures 3 à 5)
Le tube souple 1 ' à réaliser comprend une jupe souple 4 cylindrique de section orthogonale elliptique et d'épaisseur 0,400 mm ainsi qu'une tête 2' comprenant une paroi transversale 3' plate, s'étendant dans un plan orthogonal à l'axe de la jupe, munie d'un orifice de distribution et reliée à une coiffe 9 par l'intermédiaire d'une charnière 8. la coiffe est munie d'une protubérance 91 facilitant la prise de la coiffe lorsque celle-ci est en position fermée. Elle est munie également d'une jupe d'étanchéité 92 qui entre à l'intérieur de l'orifice de distribution et obture ce dernier lorsque la coiffe 9 est fermée.
Le procédé de mise en forme est identique à celui exposé précédemment. La matrice utilisée comprend une cavité latérale 34 permettant de réaliser la coiffe pivotante 9. La cavité latérale 34 est reliée à la cavité centrale 33 par un canal dont l'empreinte permet de réaliser la charnière.
Pour faciliter la mise en place de la matrice et éviter une détérioration de la portion d'extrémité de l'ébauche tubulaire, la matrice est constituée de trois pièces: une pièce supérieure 21 comportant au moins l'empreinte centrale qui collabore avec la paroi sommitale du poinçon pour former la partie centrale 3' de la tête et deux pièces inférieures 22a et 22b que l'on peut faire coulisser suivant une direction perpendiculaire à l'axe 100 et passant par ce dernier, et dont le rapprochement mutuel permet de plaquer l'extrémité supérieure de l'ébauche tubulaire 40 contre le poinçon. Une fois réunies, les deux pièces inférieures sont assemblées, par le biais d'un emboîtement conique, à la pièce supérieure.
La matrice 21+22a + 22b et le poinçon 10 sont agencés de telle sorte que leurs parois latérales 12 et 222 sont, après mise en contact de ladite matrice et dudit poinçon, au voisinage de la portion d'extrémité 41 de l'ébauche tubulaire 40, dlstαntes de 0,3 mm, de sorte que ladite ébauche tubulaire est maintenue fermement sur une hauteur au moins égale à 10 mm.
L'ensemble de la tête (base 3' et coiffe 9) est réalisé par injection de 5 polyéthylène haute densité, La matière plastique arrive dans la cavité au niveau du point d'injection 23 situé près le l'axe 100, s'écoule radialement jusqu'à arriver en butée contre la face interne 43 de la portion d'extrémité 41, remplit le creux 45 délimité par la zone chanfreinée 11 du poinçon 10 et la portion d'extrémité 41 puis, la pression montant localement, arrive à franchir m l'étranglement 32 pour remplir la zone périphérique annulaire 31 pour former une portion annulaire supérieure 7' de la zone soudée. Au niveau de la charnière, un conduit permet à la matière plastique de passer dans la cavité latérale pour former la coiffe 9.
/5 On peut également introduire un point d'injection au niveau de la coiffe pour diminuer le temps d'injection ou pour effectuer un moulage bi-composant de façon à obtenir un effet esthétique particulier (tête bi-colore), un effet de toucher différent, ou encore pour obtenir une fonction technique supplémentaire.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de fabrication d'un tube souple (1) comportant une jupe souple (4) sensiblement cylindrique et une tête (2) comprenant une paroi transversale (3), 5 typiquement plate ou tronconique, d'épaisseur moyenne e et munie d'un orifice de distribution, ledit procédé comprenant les étapes suivantes: a) se munir d'une ébauche tubulaire (40) sensiblement cylindrique d'épaisseur E et comportant au moins une matière plastique polymérique sur sa face interne;
/o b) emmancher ladite ébauche tubulaire autour d'un outillage sensiblement cylindrique (10), appelé poinçon, présentant un axe (100) et une section orthogonale dont le contour externe épouse la forme de la face interne (44) de ladite ébauche tubulaire, l'emmanchement étant réalisé de telle sorte qu'une portion d'extrémité (41) de ladite ébauche tubulaire déborde d'une /5 hauteur H de la paroi latérale (12) dudit poinçon; c) amener une matrice (21 + 22) au droit' dudit poinçon de façon à ce qu'après mise en contact de la matrice et du poinçon, l'union des empreintes du poinçon et de la matrice résulte en la formation d'une cavité (30) ayant la forme de la tête à obtenir, ladite portion d'extrémité étant0 emprisonnée dans ladite cavité; d) mettre en contact ledit poinçon et ladite matrice; e) injecter de la matière plastique fondue dans ladite cavité afin d'obtenir ladite tête, la matière plastique étant injectée en au moins un point (23) de la partie centrale (33) de la cavité de façon à ce qu'elle s'écoule dans5 ladite cavité selon un mouvement globalement radial centrifuge pour arriver au contact de ladite portion d'extrémité et à ce qu'elle se soude avec la matière plastique de la face interne de ladite portion d'extrémité, sans apport supplémentaire de chaleur ou de matière; caractérisé en ce qu'on utilise une matrice dont l'empreinte présente les0 caractéristiques géométriques suivantes: i) en périphérie, la paroi latérale (222) de l'empreinte au regard du poinçon reste sensiblement axiale; ii) le fond (24) de l'empreinte se trouvant au droit de l'ébauche tubulaire se trouve à une profondeur supérieure à la hauteur H débordante de la portion d'extrémité, de sorte que ladite portion d'extrémité n'arrive pas en butée sur le fond de ladite empreinte de matrice et que la matière plastique injectée doit s'écouler dans une zone périphérique annulaire (31) située au-dessus de la tranche sommitale de ladite portion d'extrémité; iii) le fond de la matrice présente un bossage annulaire (25) qui fait obstacle à l'écoulement de la matière plastique vers ladite zone périphérique annulaire (31), le bord extérieur (26) dudit bossage annulaire et le bord intérieur (46) de ladite portion d'extrémité se trouvant l'un de l'autre distants d'une valeur inférieure à l'épaisseur moyenne e de ladite paroi transversale, de préférence inférieure à e/2,
2) Procédé de fabrication d'un tube soupfe (1) selon la revendication 1 caractérisé en ce que le sommet (27) du bossage annulaire (25) est légèrement plus bas que la tranche sommitale (42) de l'ébauche tubulaire (40).
3) Procédé de fabrication d'un tube souple (1) selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que l'écart de niveau (K) est inférieur à la moitié de l'épaisseur moyenne e de la paroi transversale (3) et en ce que la distance radiale (J) entre le bord extérieur (26) dudit bossage et le bord intérieur (4ό) de ladite portion d'extrémité (41) est compris entre e/4 et 3e/4,
4) Procédé de fabrication d'un tube souple (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 dans lequel la zone périphérique (31) de la cavité qui est située au-dessus de l'ébauche tubulaire (40) a une hauteur C supérieure à e/4 et voisine ou inférieure à l'épaisseur e de ladite paroi transversale (3). 5) Procédé de fabrication d'un tube souple (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 dans lequel on utilise un poinçon (10) dont la périphérie de la tête est chanfreinée de façon à rendre la hauteur de la surface de contact entre tête et jupe au moins deux fois, de préférence au moins trois
5 fois plus grande que l'épaisseur moyenne e de la paroi transversale (3) de la tête.
6) Procédé de fabrication d'un tube souple (1) selon la revendication 5 dans lequel l'angle du chanfrein par rapport à la verticale est compris entre 30° et
W 60° et la hauteur du chanfrein est de l'ordre du double de l'épaisseur moyenne de la tête.
7) Procédé de fabrication d'un tube souple (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à ό dans lequel on utilise une matrice (21+22a+22b) et un
15 poinçon (10) agencés de telle sorte que leurs parois latérales sont après mise en contact de ladite matrice et dϋclit poinçon, au voisinage de la portion d'extrémité de l'ébauche tubulaire, distantes d'une valeur légèrement inférieure à l'épaisseur de l'ébauche tubulaire, formant ainsi typiquement un serrage de 0,1 mm, de sorte que ladite ébauche tubulaire0 est maintenue fermement sur une hauteur comprise entre une et cinq fois la hauteur débordante (H) de ladite portion d'extrémité.
8) Procédé de fabrication d'un tube souple (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 dans lequel on utilise une matrice (21+22a+22b)5 constituée de trois pièces: une pièce supérieure (21) comportant au moins l'empreinte qui collabore avec la paroi sommitale du poinçon pour former la partie centrale (33) de la cavité (30) et deux pièces inférieures (22a, 22b) coulissant suivant un diamètre, dont le rapprochement mutuel permet de plaquer l'extrémité supérieure (41) de l'ébauche tubulaire (40) contre le0 poinçon (10), 9) Procédé de fabrication d'un tube souple (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 modifié en ce que:
- ladite matrice comprend une pièce supérieure (21) comportant au moins l'empreinte centrale qui collabore avec la paroi sommitale du poinçon (10) pour former la partie centrale de la tête et au moins une pièce inférieure (22) destinée à plaquer l'extrémité supérieure de l'ébauche tubulaire (40) contre le poinçon (10)
- les étapes d) et e) sont remplacées par les étapes suivantes: d') plaquage de l'extrémité supérieure de l'ébauche tubulaire (40) contre le poinçon (10) à i'aide de la partie inférieure (22) de la matrice; e') dépôt d'une ébauche en au moins une matière plastique fondue f) rapprochement du poinçon (10) et de la pièce supérieure (21) de la matrice jusqu'à ce qu'ils arrivent au contact l'un de l'autre;
10) Procédé de fabrication d'un tube souple (1) selon la revendication 9 dans lequel ladite ébauche est réalisée par extrusion ou co-extrusion d'un extrudat plein ou tubulaire épais, qui est ensuite cisaillé pour obtenir une noix ou un tore qui est ensuite déposé soit dans l'empreinte de la partie supérieure de la matrice soit sur la paroi sommitale du poinçon.
1 1) Procédé de fabrication d'un tube souple (1) selon la revendication 9 ou 10 dans lequel la tête dudit tube comprend une coiffe pivotante et dans lequel une deuxième ébauche est déposée dans l'entrefer correspondant à la cavité latérale destinée à mouler la coiffe et la charnière, les volumes respectifs de la première et de la deuxième ébauche étant définis de telle sorte que la soudure des pièces ainsi moulées s'effectue à la périphérie de ou dans la zone périphérique annulaire (31).
12) Tube souple (1) comportant une jupe souple (4) sensiblement cylindrique comportant essentiellement une ou plusieurs couches en matières plastiques, éventuellement avec une fine couche métallique intermédiaire. θt une tête (2) comprenant une paroi transversale (3), typiquement plate ou tronconique et munie d'un orifice de distribution (5) caractérisé en ce que la zone de soudure entre la tête et la jupe présente une portion périphérique annulaire supérieure (7, 7') ayant une largeur radiale inférieure à la somme de l'épaisseur E de la jupe et de l'épaisseur moyenne e de la paroi transversale (3) et une hauteur C au moins égale au quart de l'épaisseur moyenne e de ladite paroi transversale.
13) Tube souple (1) selon la revendication 12 caractérisé en ce que la hauteur C de ladite portion annulaire périphérique supérieure (7, 7') est voisine ou inférieure à l'épaisseur moyenne e de ladite paroi transversale (3).
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