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CA 02389874 2002-06-18
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DISPOSITIF POUR LA PULVERISATION D'UN PRODUIT, NOTAMMENT
SOUS FORME DE DOSE ECHANTILLON
s La présente invention concerne un dispositif de conditionnement et de
distribution sous forme pulvérisée d'un produit fluide. En particulier,
l'invention
concerne un pulvérisateur miniature adapté au conditionnement de produits
cosmétiques, notamment de parfums.
io Des distributeurs de ce type sont décrits notamment dans les demandes de
brevet FR-A-2 778 639, EP-A-0 761 314, FR-A-2 443 980, ou dans les brevets
US-A-3 897 005, US-A-3 412 907 ou BE 870 592. Tous ces dispositifs souffrent
principalement d'au moins un handicap, lié soit à leur coût de fabrication,
soit à
leur facilité d'utilisation, soit à la qualité du spray qu'ils sont capables
de
15 générer.
En effet, les échantillons n'étant généralement pas destinés à la vente, leur
coût
de fabrication doit être aussi faible que possible. Il est donc important
d'avoir
des dispositifs dont les pièces soient aisément réalisables en grande série et
20 dont le montage puisse être effectué de manière simple. En outre, ils
doivent
être en mesure de générer un spray dont la qualité soit aussi bonne que
possible, et dont les caractéristiques soient aussi constantes que possible.
Il est
également souhaitable qu'ils génèrent un spray relativement doux, pendant une
certaine durée, de manière à ce que ce spray se rapproche d'une pulvérisation
25 de type aérosol.
Une solution pour réaliser de tels conditionnements à un coût aussi faible que
possible consisterait à réaliser le réservoir sous forme d'une dosette du type
de
ce qui est utilisé couramment pour le conditionnement de certains sérums
30 physiologiques, collyres ou produits démaquillants. Une telle dosette est
réalisée en une seule pièce avec un orifice de pulvérisation dont l'ouverture
est
provoquée par arrachage d'un embout, notamment par une torsion de l'embout
autour de l'axe de l'orifice. Le remplissage d'un tel dispositif peut se faire
via le
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fond ouvert du réservoir. Ce dernier est ensuite refermé notamment par
soudage, à la manière d'un tube.
Une telle solution souffre toutefois de deux inconvénients majeurs. Le premier
tient au fait qu'à l'ouverture, l'orifice qui résulte de l'arrachage de
l'embout par
torsion est de forme et de dimensions imprécises. Il en résulte que le spray
pouvant être obtenu au travers d'un tel orifice, lorsque l'on presse les
parois
compressibles du réservoir, présente des caractéristiques variant fortement
d'un dispositif à l'autre. Souvent même, la section de l'orifice est telle,
qu'il n'est
io pas possible de générer un spray. Le produit ne peut que s'écouler sous
forme
de gouttes plus ou moins grosses ou d'un filet continu.
En outre, l'opération de soudage, après remplissage du réservoir, notamment
lorsqu'il s'agit d'un produit fortement volatile tel qu'un parfum, n'est pas
sans
poser de problème. Sous l'effet de la chaleur, le produit risque de
s'évaporer,
de se détériorer, voire de s'enflammer.
Par ailleurs, la qualité du spray dépend de la vitesse avec laquelle on presse
les parois compressibles du réservoir. En effet, si on presse lentement les
parois, la pulvérisation est de mauvaise qualité, c'est le cas notamment du
dispositif décrit dans le brevet BE 870 592.
Aussi, est-ce un des objets de l'invention que de réaliser un tel dispositif
de
pulvérisation, résolvant en tout ou partie les problèmes discutés ci-avant en
référence aux dispositifs conventionnels.
C'est en particulier un objet de l'invention que de réaliser un tel dispositif
qui soit
facile à produire en grande série, avec un coût de revient aussi faible que
possible.
C'est un autre objet de l'invention que de fournir un tel dispositif qui
permette de
générer un spray de qualité à la fois satisfaisante, et reproductible d'un
dispositif à l'autre.
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C'est encore un autre objet que de fournir un dispositif capable de générer
une
pulvérisation pendant une certaine durée, et qui permet d'obtenir un spray
relativement doux.
Selon l'invention, ces objets sont atteints en réalisant un dispositif de
distribution d'un produit fluide comprenant un réservoir contenant ledit
produit et
équipé d'un orifice de pulvérisation, ledit réservoir ayant une paroi pourvue
d'au
moins une zone d'actionnement déformable en réponse à une pression exercée
sur ladite zone de manière à provoquer la pulvérisation du produit au travers
de
ro l'orifice, ladite zone d'actionnement présentant un seuil prédéterminé de
résistance à la déformation, de sorte qu'avant que la pression exercée
atteigne
une pression Ps nécessaire et suffisante pour vaincre ledit seuil prédéterminé
de résistance à la déformation, le volume de produit pulvérisé est
sensiblement
nul, la déformation résultant de l'exercice de ladite pression PS sur ladite
zone
d'actionnement subsistant lorsque cesse ladite pression P.
Au sens de la présente invention, par "une paroi présentant un seuil de
résistance à la déformation" on entend une paroi configurée de manière telle
que sa déformation ne dépend pas linéairement de la pression exercée dessus
pour la déformer, mais nécessite le dépassement d'un seuil. Ainsi, la pression
exercée par un utilisateur sur la paroi d'actionnement entraîne, avant
d'atteindre
la pression de seuil PS, à savoir, la pression nécessaire et suffisante pour
vaincre ledit seuil prédéterminé de résistance à la déformation de ladite
paroi
d'actionnement, une déformation de la paroi qui ne permet pas de pulvériser du
produit mais qui permet d'accumuler de l'énergie de sorte que, lorsque la
pression exercée par l'utilisateur sur la paroi atteint la pression de seuil
P, la
paroi se déforme brutalement. Le volume à l'intérieur du réservoir se réduit
alors de sorte qu'une surpression est créée brutalement à l'intérieur du
réservoir. Cette surpression permet de faire sortir l'ensemble du produit
présent
3o dans le réservoir, ou seulement une partie, au travers de l'orifice sous
forme
d'un spray de bonne qualité.
Avantageusement, le dispositif est configuré de sorte que la déformation d'une
zone d'actionnement provoque la pulvérisation de produit pendant une durée
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supérieure à une seconde, par exemple pendant une durée
comprise entre 2s et 45s, de préférence entre 2s et lOs.
Ainsi, une fois que l'utilisateur a exercé la pression de
seuil, il n'est pas obligé de maintenir une pression sur la
zone déformée pour pulvériser le produit. Le produit est
pulvérisé pendant un certain temps, même lorsque
l'utilisateur n'exerce plus de pression sur ladite zone,
jusqu'à ce que la surpression créée à l'intérieur du
réservoir passe en dessous de la valeur requise pour
provoquer la distribution sous forme pulvérisée.
Selon un mode de réalisation préféré, la zone
d'actionnement présente un profil sensiblement convexe dans
sa position non déformée, notamment en forme de dôme, et un
profil sensiblement concave dans sa position déformée
lorsque le seuil prédéterminé de résistance à la
déformation de ladite paroi d'actionnement a été dépassé.
Une telle configuration permet de facilement obtenir une
paroi avec un seuil de résistance à la déformation qui
correspond au passage entre le profil concave et le profil
convexe.
De préférence, afin de faciliter le maintien de la zone
d'actionnement en position déformée sans maintenir une
pression sur la zone déformée, la zone d'actionnement est
délimitée par une ligne de la paroi de
moindre épaisseur.
De préférence, la zone d'actionnement du réservoir est
formée d'au moins une couche d'un matériau thermoplastique,
notamment un polyéthylène, un polypropylène, un
polyéthylène téréphtalate, un polyéthylène naphtalate, un
polyacrylonitrile, un polyoxyméthylène, un polychlorure de
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vinyle, ou un mélange de ces matériaux, ou un matériau
métallique.
Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, la
paroi du réservoir présente une pluralité de zones
d'actionnement. Ainsi, l'utilisateur peut pulvériser le
produit contenu dans le réservoir en plusieurs fois.
Selon un mode de réalisation particulier, toutes les zones
d'actionnement se déforment de manière sensiblement
identique. L'utilisateur peut dans ce cas pulvériser des
doses--de produit sensiblement identiques.
De préférence, au moins deux zones d'actionnement se
déforment de manière différente. La surpression générée
lors de la déformation de la première zone d'actionnement
est différente de celle générée lors de la déformation de
la seconde zone et les doses de produit pulvérisé ne sont
pas identiques. Selon cette configuration, l'utilisateur
peut choisir de pulvériser une dose de produit relativement
importante puis d'ajouter une ou plusieurs petites doses
pour parfaire l'application du produit.
Avantageusement, l'orifice de pulvérisation est ménagé dans
un diffuseur réalisé sous forme d'une buse à un ou
plusieurs canaux tourbillonnaires. Les canaux
tourbillonnaires permettent ainsi d'accélérer le fluide en
amont de l'orifice de manière à produire des particules de
liquide très fines. Il est évident que l'orifice peut
alternativement être ménagé dans une simple buse.
De préférence, le diffuseur est monté sur le réservoir,
notamment par encliquetage ou vissage. Alternativement, on
peut prévoir un élément intermédiaire entre le réservoir et
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le diffuseur. L'élément intermédiaire est par exemple un
embout qui est monté sur le réservoir, notamment par
encliquetage ou vissage. Le diffuseur est alors monté sur
ledit embout, par collage ou soudage, notamment à chaud.
Le dispositif est particulièrement adapté pour le
conditionnement et la pulvérisation d'une dose échantillon
d'un produit cosmétique, notamment d'un parfum.
L'invention consiste, mis à part les dispositions exposées
ci-dessus, en un certain nombre d'autres dispositions qui
seront explicitées ci-après, à propos d'exemples de
réalisation non limitatifs, décrits en référence aux
figures annexées, parmi lesquelles :
- la figure 1 illustre une vue en perspective d'un mode de
réalisation préféré du dispositif de pulvérisation selon
l'invention;
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- la figure 2 représente une vue en coupe du dispositif illustré à la figure 1
en position de pulvérisation;
- la figure 3 représente une vue en coupe d'un second mode de réalisation
du dispositif selon l'invention;
- la figure 4 représente une vue en coupe d'un troisième mode de
réalisation du dispositif selon l'invention.
Le dispositif représenté en vue d'ensemble à la figure 1 et en vue en coupe à
la
figure 2 comprend un réservoir 10 à paroi déformable, contenant le produit à
io distribuer, sur lequel est monté un embout de distribution 30 muni d'un
orifice
de pulvérisation 21 en communication avec l'intérieur du réservoir. En
exerçant
une pression sur la paroi du réservoir, on crée une surpression à l'intérieur
du
réservoir qui entraîne la pulvérisation du produit au travers de l'orifice.
Selon le mode de réalisation représenté, le réservoir 10 est configuré sous
forme d'une goutte d'eau, mais il est évident qu'il peut présenter toute autre
forme autorisant la déformation d'au moins une de ses parois. Il est obtenu
par
moulage, notamment par injection soufflage, par exemple d'une seule pièce,
d'un matériau thermoplastique, notamment d'un polyéthylène, d'un
polypropylène, d'un polyéthylène téréphtalate, d'un polyéthylène naphtalate,
d'un polyacrylonitrile, d'un polyoxyméthylène, d'un polychlorure de vinyle, ou
encore d'un mélange de ces matériaux. La paroi du réservoir 10 présente
plusieurs zones d'actionnement 11 de forme bombée qui sont déformables
lorsqu'on exerce une pression dessus. Ces zones sont configurées de sorte
qu'elles ne reprennent pas leur position initiale lorsqu'on cesse d'exercer
une
pression dessus. Le réservoir 10 présente une paroi plane 12. Cette
configuration du réservoir permet de facilement identifier les zones sur
lesquelles l'utilisateur doit exercer une pression de sorte que le
fonctionnement
du dispositif est rendu évident. En outre, cette configuration permet de
facilement saisir le dispositif entre deux doigts, par exemple en plaçant le
pouce
sur la paroi plane 12 et l'index sur une des zones d'actionnement 11 ou
inversement. L'utilisateur exerce ainsi une pression sur une zone
d'actionnement à l'aide de son index ou de son pouce de sorte qu'il peut
aisément pulvériser le produit.
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Le réservoir 10 se termine par un col 13 ouvert, fileté sur sa surface
extérieure.
Un diffuseur 20 est vissé sur le col du réservoir en étant disposé dans le
prolongement de la paroi du réservoir de manière à former l'extrémité de la
goutte d'eau. Le diffuseur 20 est muni d'une jupe de fixation 22, filetée sur
sa
surface intérieure pour venir coopérer avec le col 13 du réservoir 10. Une
jupe
d'étanchéité 23, cylindrique, est prévue pour venir se loger à l'intérieur du
col 13
du réservoir et ainsi assurer l'étanchéité entre l'ouverture du col 13 et le
diffuseur. Le diffuseur 20 est obtenu par moulage, par exemple d'une seule
io pièce, d'un matériau thermoplastique, notamment de polyéthylène ou de
polypropylène.
Une buse 30 à canaux tourbillonnaires est montée sur le diffuseur 20.
L'orifice
de pulvérisation 21 est ménagé dans la buse et est en communication avec
l'intérieur du réservoir via l'intérieur du coI 13. La buse 30 est montée sur
le
diffuseur par n'importe quel moyen adéquat, par exemple par collage, soudage,
serrage, ou encliquetage.
Selon le mode de réalisation illustré aux figures 1 et 2, la zone
d'actionnement
2o reste en position déformée lorsque cesse la pression exercée dessus grâce à
la
géométrie de cette zone qui est en forme de demi-sphère de faible rayon de
courbure.
Afin de réaliser une zone d'actionnement qui reste en position déformée
lorsqu'on cesse d'exercer une pression dessus, on peut alternativement
utiliser
une paroi dont l'épaisseur est réduite sur une ligne 14 entourant la zone
déformable 11 comme on l'a illustré à la figure 3.
De manière générale, une telle déformation est obtenue en jouant sur certains
paramètres de la paroi, notamment sur la rigidité du matériau utilisé pour
former
la zone d'actionnement, sur l'épaisseur de la paroi dans cette zone, ou encore
sur le rayon de courbure de la zone d'actionnement. On peut jouer sur un seul
ou plusieurs de ces paramètres en combinaison.
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La figure 4 représente un dispositif de pulvérisation dans lequel on a
remplacé
le diffuseur 20 muni de la buse 30 tel qu'il vient d'être décrit en conformité
avec
la figure 2 par un simple embout 40 muni d'un orifice de pulvérisation 21.
L'embout 40 comporte une jupe de fixation 42 filetée sur sa surface extérieure
de manière à être vissée sur le col 13 du récipient 10. L'embout 40 comporte
également une jupe d'étanchéité 43 destinée à se loger à l'intérieur du col 13
du
réservoir.
Un tel embout peut également être utilisé dans le mode de réalisation décrit
en
lo conformité avec la figure 3.
Dans les modes de réalisation qui viennent d'être décrits, le réservoir est
configuré de manière à générer un spray de bonne qualité. A cet effet, la zone
d'actionnement 11 présente un seuil prédéterminé de résistance à la
ts déformation en deçà duquel la paroi se déforme légèrement et au-delà
duquel,
la paroi se déforme brusquement pour présenter un profil concave comme cela
est représenté à la figure 2. Ce seuil est déterminé en fonction de la
géométrie
de la zone d'actionnement mais aussi de la nature du matériau utilisé pour
former cette paroi et enfin de l'épaisseur de la paroi. Ainsi, le réservoir
peut
20 passer d'une première position convexe correspondant à sa position non
déformée, à une seconde position concave correspondant à sa position
déformée. Cette seconde position est préétablie, là encore en fonction de la
géométrie de la zone d'actionnement. Pour un réservoir donné, on peut ainsi
facilement déterminer le volume déformable, à savoir la variation de volume
25 entre la position non déformée et la position déformée préétablie. En
outre, le
reste du réservoir n'est sensiblement pas déformé de sorte que, lorsque la
zone
d'actionnement est déformée, le volume intérieur du réservoir diminue. Une
surpression est alors créée à l'intérieur du réservoir qui entraîne la sortie
du
produit au travers de la buse. Or, cette surpression étant créée de manière
très
3o brusque lors du franchissement du seuil, le produit est brusquement poussé
à
s'écouler hors du réservoir au travers de l'orifice.
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Afin qu'en position déformée le dispositif puisse générer une pulvérisation de
quelques secondes, on choisit le débit moyen de la buse en fonction de la
configuration du réservoir et de la viscosité du produit à pulvériser.
Pour un réservoir donné, on peut déterminer le volume total de produit apte à
être expulsé du réservoir en position déformée de la paroi d'actionnement. En
effet, ce volume dépend de la viscosité du produit et de la surpression à
laquelle il est soumis en position déformée. Plus le produit est visqueux,
plus la
surpression nécessaire pour le pulvériser sera importante. La surpression est
io déterminée en fonction du volume déformable du réservoir que l'on peut
facilement déterminer comme on l'a vu précédemment. Si on souhaite que ce
volume maximum soit pulvérisé pendant N secondes, on choisit alors une buse
ayant un débit moyen inférieur ou égal au rapport entre le volume maximum de
produit et N.
Selon un exemple particulier donné à titre illustratif et non limitatif, on
utilise un
réservoir 10 réalisé en polyéthylène téréphtalate (PET). Le réservoir présente
plusieurs zones d'actionnement qui, en position non déformée présentent
chacune un profil convexe qui devient concave en position déformée. Chaque
zone d'actionnement à l'état non déformé est en forme de demi-sphère qui a un
rayon de courbure de l'ordre de 6 mm. La paroi de chaque zone d'actionnement
présente une épaisseur d'environ 0,3 mm. A l'état non déformé, le réservoir a
un volume de 7,5 mi. Le réservoir présente un volume déformable de 0,5 ml de
sorte que, après déformation d'une première zone d'actionnement, le volume du
réservoir est de 7,0 ml. Si on souhaite pulvériser de l'eau pendant environ 5
secondes après enfoncement d'une zone d'actionnement, on choisit une buse
ayant un débit moyen de 0,1 ml.
Dans la description détaillée qui précède, il a été fait référence à des modes
de
3o 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.
