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CA 02389877 2002-06-18
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DISPOSITIF POUR LA PULVERISATION D'UN PRODUIT, NOTAMMENT
SOUS FORME DE DOSE ECHANTILLON
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.
lo 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, ou US-A-3 412 907. 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
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
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
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
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. II 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
ls 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
20 parois, la pulvérisation est de mauvaise qualité. C'est pourquoi le
document
FR 2 778 639 décrit un dispositif de pulvérisation dans lequel la paroi du
réservoir présente un seuil de résistance à la déformation qui permet
d'obtenir
un spray de bonne qualité. Néanmoins, dans ce type de dispositif, on ne
prévoit
pas de réaliser un spray dont la durée de pulvérisation peut être modulée.
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.
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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.
C'est encore un autre objet que de fournir un dispositif
capable de générer une pulvérisation pendant une certaine
durée, que l'on peut faire varier, et qui permet d'obtenir
un spray relativement doux.
La présente invention vise un dispositif de distribution
d'un produit fluide ayant une viscosité comprenant un
réservoir contenant ledit produit et équipé d'un orifice de
pulvérisation, ledit réservoir ayant au moins une paroi
d'actionnement déformable en réponse à une pression exercée
sur ladite paroi de manière à provoquer la pulvérisation du
produit au travers dudit orifice, ladite paroi d'action-
nement 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 défor-
mation, le volume de produit pulvérisé est sensiblement
nul, l'orifice de sortie ayant une section et un débit
maximal choisis en fonction de la viscosité du produit et
d'une surpression apte à être générée à l'intérieur du
réservoir en réponse à la pression exercée sur la paroi,
pour que, au moins lors de sa première utilisation,
l'exercice continu de la pression de seuil Ps provoque une
pulvérisation dont la durée peut être modulée.
Au sens de la présente invention, par "une paroi présentant
un seuil de résistance à la déformation" on entend une
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3a
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 Ps, 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
"I~
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réservoir. Cette surpression permet de faire sortir le produit au travers de
l'orifice sous forme d'un spray de bonne qualité.
De PL-éfér~ , en fc~ de ]a plagr de tarps sur lag~ cn salaite nomer la clrée
de
pulvérisation, on détermine les paramètres du dispositif, notamment la section
de l'orifice de sortie et son débit maximal, en fonction en particulier de la
viscosité du produit et de la surpression apte à être générée à l'intérieur du
réservoir en réponse à la pression exercée sur la paroi d'actionnement. Dans
la
détermination de ces paramètres, on jouera notamment sur la nature des
io matériaux, sur l'épaisseur de la paroi d'actionnement, sur son profil, sur
le
volume du réservoir, etc.
Avantageusement, la durée de pulvérisation est modulée en fonction de la
durée d'exercice de la pression sur la paroi d'actionnement.
is
Bien évidemment, la plage de modulation du temps n'est pas infinie. En effet,
au bout d'un certain tèmps d'exercice continu de ladite pression Ps, si on
n'apporte pas d'énergie supplémentaire, la surpression à l'intérieur du
réservoir
va passer en dessous de la valeur requise pour provoquer la distribution sous
20 forme pulvérisée. Cette dernière est alors interrompue. En relâchant la
pression
exercée sur la paroi d'actionnement, puis en appuyant à nouveau sur cette
dernière, on est à nouveau en position de moduler la durée de pulvérisation,
et
ce jusqu'à ce que le volume de produit dans le réservoir devienne insuffisant
pour obtenir la moindre pulvérisation en réponse à ladite pression P. Dans ce
25 cas, et pour assurer un taux de vidange maximal du réservoir, il pourra
être
nécessaire d'exercer une pression supérieure à la pression P.
Avantageusement, le dispositif est configuré sous forme d'une dose échantillon
contenant un produit cosmétique, notamment un parfum, ladite durée de
30 pulvérisation pouvant être modulée sur une plage allant de 1 s à 45s, et de
préférence de 2s à 10s.
Avantageusement encore, la paroi d'actionnement est à mémoire de forme,
c'est-à-dire qu'elle est configurée de manière à reprendre sa forme initiale
par
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rappel élastique lorsque cesse ladite pression. Le dispositif -peut alors être
utilisé plusieurs fois consécutivement.
Selon un mode de réalisation préféré, la paroi d'actionnement présente un
profil
5 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
io au passage entre le profil concave et le profil convexe. En outre, cette
configuration facilite le retour de la paroi en position convexe lorsque cesse
la
pression.
De préféreroe, la Parai d'acticrratent du mserwir est famêe d'un rratériai
ttnmr_plastiqm,
notamment un polyéthylène, un polypropylène, un polyéthylène téréphtalate, un
polyéthylène naphtalate, un polyacrylonitrile, un polyoxyméthylène, un
polychlorure de vinyle, ou un mélange de ces matériaux.
Avantageusement, l'orifice de pulvérisation est ménagé dans un diffùseur
2o 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.
Da préférer , le diffi x est rrcnté sur le reseswir, mta-arent par ar? ~tage
ou mssa_qa.
Ainsi, lorsque le réservoir est vide, on peut retirer le diffuseur de manière
à
remplir le réservoir afin de le réutiliser. Alternativement, on peut prévoir
un
élément intermédiaire entre le réservoir et 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.
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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
lo préféré du dispositif de pulvérisation selon l'invention;
- la figure 2 représente une vue en coupe du dispositif illustré à la figure 1
en position de repos;
- la figure 3 représente une vue en coupe du dispositif illustré à la figure 1
en position de pulvérisation; et
- la figure 4 représente une vue en coupe d'un second mode de réalisation
de l'invention.
Le dispositif représenté en vue d'ensemble à la figure 1 et en vue en coupe
aux
figures 2 et 3 comprend un réservoir 10 à paroi déformable, contenant le
produit
à distribuer, sur lequel est monté un diffuseur 20 dans lequel est ménagé 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,
3o 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. Il présente une paroi d'actionnement 11
de forme bombée qui est déformable lorsqu'on exerce une pression dessus.
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Cette paroi est à mémoire de forme de sorte qu'elle reprend sa position
initiale
lorsqu'on cesse d'exercer une pression dessus. A l'opposé de cette paroi
d'actionnement 11, le réservoir 10 a une paroi plane 12. Cette configuration
du
réservoir permet de facilement identifier la zone sur laquelle 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 la paroi d'actionnement 11 ou inversement. L'utilisateur exerce
ainsi
une pression sur la paroi d'actionnement à l'aide de son index ou de son pouce
io de sorte qu'il peut aisément pulvériser le produit.
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
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 col 13. La buse 30 est montée sur
le
diffuseur par n'importe quel moyen adéquat, par exemple par collage, soudage,
serrage, ou encliquetage.
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 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.
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Dans les deux 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
paroi
d'actionnement 11 présente un seuil prédéterminé de résistance à la
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 3. Ce seuil est déterminé en fonction de la
géométrie
de la paroi 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
io 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 paroi. La géométrie de la paroi est telle que la pression à
exercer nécessaire pour maintenir cette position déformée est inférieure à la
pression de seuil Ps nécessaire pour passer le seuil de résistance à la
déformation, si bien que l'utilisateur n'a pas tendance à exercer une pression
plus importante sur la paroi après avoir atteint sa position concave. En
conséquence, cette seconde position préétablie sera sensiblement la même à
chaque utilisation. Pour un réservoir donné, on peut ainsi facilement
déterminer
le volume déformable, à savoir la variation de volume 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 paroi 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 brusque lors du
franchissement du seuil, le produit est brusquement poussé à s'écouler hors du
réservoir au travers de l'orifice.
Lorsque la paroi reprend sa forme initiale, de l'air entre alors dans le
réservoir,
3o notamment par l'orifice de pulvérisation. S'il reste du produit à
l'intérieur du
réservoir, on peut de nouveau créer une surpression en déformant la paroi
d'actionnement et ainsi pulvériser une autre dose de produit.
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Afin d'obtenir un temps de pulvérisation maximum significatif pour un exercice
de pression continu sur la paroi permettant à l'utilisateur de moduler le
temps
de pulvérisation, 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
maximale à laquelle il est soumis en position déformée. Plus le produit est
to visqueux, plus la surpression nécessaire pour le pulvériser sera
importante. Par
ailleurs, la surpression à l'intérieur du récipient est maximale en début
d'utilisation du dispositif, c'est-à-dire lorsque le réservoir contient peu
d'air.
Après plusieurs utilisations, le récipient contient de plus en plus d'air, qui
se
comprime lorsque le volume du réservoir diminue. La surpression générée par
le passage de la paroi en position déformée est donc réduite. La surpression
maximale est 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 puisse être 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. En dessous de ces N secondes, si
l'utilisateur relâche la pression qu'il exerce sur la paroi déformable pour
maintenir la position concave, le réservoir retrouve son volume initial et de
l'air
rentre dans le réservoir par l'orifice de pulvérisation. Le produit n'est
alors plus
soumis à une surpression et la pulvérisation s'arrête.
Selon un exemple particulier donné à titre illustratif et non limitatif, on
utilise un
réservoir 10 réalisé en polyéthylène téréphtalate (PET). Le réservoir présente
une paroi déformable qui, en position non déformée présente un profil convexe
qui devient concave en position déformée. La paroi déformable à l'état non
déformé est sensiblement une portion de sphère qui a un rayon de courbure de
l'ordre de 50 mm. La paroi déformable présente une épaisseur d'environ
0,3 mm. A l'état non déformé, le réservoir a un volume de 7,5 ml. Le réservoir
présente un volume déformable de 0,5 ml de sorte que, en position concave de
la paroi d'actionnement, le volume du réservoir est de 7,0 ml. Si on souhaite
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pulvériser de l'eau pendant environ 5 secondes, on choisit une buse ayant un
débit moyen de 0,1 ml. L'utilisateur pourra ainsi pulvériser du produit, en
exerçant une pression continue sur la paroi déformable, pendant cinq
secondes. Mais il pourra également pulvériser du produit pendant moins
5 longtemps, par exemple pendant deux, trois ou quatre secondes.
Dans la description détaillée qui précède, il a été fait référence à des modes
de
réalisation préférés de l'invention. Il est évident que des variantes peuvent
y
être apportées sans s'écarter de l'esprit de l'invention telle que revendiquée
ci-
io après.
