La présente invention concerne un dispositif de conditionnement et de distribution de produits fluides, et plus particulièrement une poche souple pour dispositif de conditionnement et de distribution de produits fluides, liquides ou pâteux, du type flacon-poche, c'est-à-dire comportant une poche souple placée dans un récipient rigide et associée à une pompe ou une valve, permettant de conserver le produit fluide dans la poche souple à l'abri de l'air dans de bonnes conditions, et d'assurer sa distribution hors de la poche en actionnant la pompe ou la valve.

Les dispositifs de conditionnement et de distribution de fluides du type flacon-poche sont bien connus. Ces dispositifs comportent généralement un récipient à coque rigide dans lequel est placée une poche souple rétractable, qui se rétracte au fur et à mesure que le produit en est extrait. L'expulsion du produit hors de la poche peut être obtenue au moyen d'une pompe "airless" ou sans reprise d'air, ou sous la pression d'un gaz propulseur agissant dans le flacon, sur la paroi de la poche. Dans le cas de l'expulsion du produit hors de la poche au moyen d'une pompe sans reprise d'air, un évent est prévu, généralement dans le fond ou dans le col du flacon, pour permettre à l'air extérieur de pénétrer dans l'espace situé entre le flacon et la poche à chaque actionnement de la pompe et permettre ainsi à la poche de se rétracter, en maintenant une pression suffisante sur ses parois.

Un exemple de réalisation suivant cette technique est décrit dans le brevet FR 2.723.356 relatif à un dispositif comportant une poche en matière plastique souple, telle que polyéthylène ou polypropylène, placée dans un récipient rigide dont le col comporte une entrée d'air.

Une autre exemple de flacon-poche est décrit dans le brevet FR 2.827.844 relatif à un dispositif comportant une poche souple étanche placée dans un flacon rigide, associée à une pompe ou une valve, dans lequel la poche comprend une paroi cylindrique constituée par une feuille métallique ou de matière plastique enroulée sur les bords de deux flasques dont l'un forme le fond de la poche et l'autre une bague de fixation au flacon et à la pompe ou à la valve.

La demande WO 97.20757 décrit un procédé de fabrication d'une poche tubulaire en matière plastique destinée à un aérosol, dont l'ouverture est soudée sur une bague tandis que l'autre extrémité est repliée et scellée pour former le fond de la poche.

Les produits contenus dans les poches sont souvent sensibles à l'oxydation sous l'action de l'oxygène de l'air et peuvent se dégrader si de l'air s'introduit dans la poche en raison d'un manque d' étanchéité . Les défauts d'étanchéité se rencontrent le plus souvent au niveau de la jonction de la poche et de la pompe. Ils peuvent aussi résulter d'une certaine porosité des matériaux utilisés pour la réalisation de la poche. De plus, la paroi de la poche des dispositifs connus peut former des plis en se rétractant, et ces plis risquent d'entraîner des déchirures susceptibles de laisser passer de l'air qui atteint alors l'intérieur de la poche, et par suite compromet la préservation de 1 ' intégrité du produit qui y est contenu. Enfin, les plis formés par la paroi de la poche au cours de sa rétraction engendrent des volumes de rétention de produit et limitent ainsi l'efficacité de la distribution de celui-ci.

Une technique pour limiter le risque de déchirure de la poche est décrite dans le brevet FR 2.770.834, qui prévoit d'inclure dans la poche, réalisée en matière souple telle que feuille plastique ou d'aluminium, un flotteur libre empêchant une trop forte rétraction de la poche et limitant ainsi les risques de déchirure. Cependant, cette technique a pour inconvénient de former des volumes de rétention importants.

Les flacons-poches sont couramment fabriqués par extrusion ou injection de matières plastiques. Le flacon peut être fabriqué par emboutissage dans le cas d'une paroi métallique telle que l'aluminium, ou par injection ou injection soufflage dans le cas d'une paroi en matière plastique, tandis que la poche souple est généralement fabriquée par injection soufflage ou extrusion soufflage de polyéthylène ou de polypropylène dans un moule adapté.

Les poches peuvent aussi être réalisées en feuilles d'aluminium ou en matières multicouches du type plastique / aluminium présentent de bonnes qualités d'étanchéité de leur paroi, comme dans le brevet FR 2.827.844 précité. Les poches de ce type sont réalisées sous forme de feuilles superposées, soudées par leur bord, s ' adaptant sur un col ou une bague rigide. La fabrication de telles poches est relativement simple, mais elle présente l'inconvénient que la zone de jonction des deux bords opposés de la feuille pour former le cylindre présente une surépaisseur. De plus, cette surépaisseur laisse apparaître l'épaisseur de la couche formant la feuille, et le risque de migration de traces de composés contenus dans la couche vers le produit introduit dans la poche n'est pas négligeable dans cette zone non protégée, surtout dans le cas d'un film multicouche comportant une couche métallique. Le brevet US 5.248.063 décrit une poche laminée formée à partir d'une feuille multicouche dont le chant est recouvert d'un film plastique afin d'éviter le délaminage de la feuille. Une technique pour appliquer un ruban sur les bords jointifs d'une feuille enroulée suivant un cylindre est décrite dans les brevets US 3.066.063 et DE 1729018.

On connaît diverses techniques pour souder l'un à l'autre les deux bords d'une feuille comme dans les brevets FR 2.511.974 et CA 1.003.350, mais il est souvent difficile d'obtenir et de maintenir une bonne étanchéité des soudures des bords des feuilles métalliques, par exemple en aluminium, en raison des déformations et des tensions auxquelles elles sont soumises en cours d'utilisation. Si le soudage est renforcé et forme un pli pour assurer 1 ' étanchéité, il en résulte une nervure qui nuit à la bonne rétraction de la poche et à la restitution des produits qu'elle contient.

Il existe donc un besoin de dispositifs du type flacon- poche, présentant une bonne sécurité en réduisant autant que possible le risque de contamination entre la matière constituant la paroi de la poche et le produit qu'elle contient.

Il existe aussi un besoin de dispositifs du type flacon- poche, de fabrication simple et peu coûteuse, comprenant une poche pouvant s'adapter aisément aux quantités de produits que l'on souhaite y introduire et au volume du flacon, sans volume mort excessif entre poche et flacon, sans perte d'étanchéité et aisément recyclables, tout en procurant une bonne résistance mécanique.

La présente invention a précisément pour objet un dispositif de conditionnement et de distribution de produit fluide du type flacon-poche présentant une bonne sécurité vis- à-vis des risques de contamination des produits contenus dans la poche.

L'invention a également pour objet un procédé de fabri- cation de flacon-poche pouvant utiliser des matériaux simples ou complexes selon l'utilisation envisagée, aisément recyclables, utilisant des quantités minimales de matière, pour le flacon et pour la poche et présentant une excellente résistance mécanique, plus particulièrement une excellente résis- tance aux chocs.

Le dispositif de conditionnement et de distribution de produit fluide suivant la présente invention est du type comportant une poche souple étanche placée dans un flacon rigide, associée à une pompe ou une valve, la poche comprenant une paroi cylindrique constituée par au moins une feuille enroulée suivant un cylindre dont l'un des bords latéraux est fixé de manière étanche à un flasque plein formant le fond de la poche, et l'autre est fixé de manière étanche à un flasque annulaire formant une bague de fixation au flacon, et il se distingue notamment en ce que les deux bords longitudinaux de la feuille sont fixés l'un sur l'autre de manière étanche et le chant du bord interne est masqué par une bande souple de recouvrement .

Suivant une forme de réalisation de l'invention, la bande de recouvrement est fixée sur chacun des deux bords longi- tudinaux de la feuille, de part et d'autre de leur jonction sur la paroi interne de la feuille.

Suivant une autre forme de réalisation de l'invention, la bande de recouvrement enveloppe le chant du bord interne de la feuille et se replie entre les deux bords. Il est alors soudé en même temps que les bords de la feuille lors de la formation du tube cylindrique. La largeur de la bande de recouvrement varie selon les dimensions de la poche, mais elle est généralement comprise entre 2 et 10 mm, et de préférence entre 4 et 6 mm. Comme indiqué plus haut, la feuille utilisée pour former la paroi de la poche peut être constituée de divers matériaux simples ou complexes, selon l'utilisation envisagée. Son épaisseur peut varier de 20 μm à 250 μm environ et est de préférence comprise entre 50 μm et 150 μm pour assurer les meilleures conditions de fonctionnement, en particulier de rétraction aisée de la poche dans le flacon au fur et à mesure qu'elle se vide, de manière à procurer un excellent taux de restitution, supérieur à 90%. Ces valeurs peuvent varier en fonction des matériaux utilisés. La feuille, monocouche ou multicouche, est fixée par ses bords à la périphérie de chaque flasque, et refermée suivant une génératrice du cylindre.

Suivant une forme de réalisation, la poche cylindrique comprend un complexe multicouche associant plusieurs films métalliques, ou une feuille métallique revêtue d'un film plastique sur l'une au moins de ses faces. Ce complexe multicouche est enroulé sur deux flasques qui peuvent être par exemple en métal ou en matière plastique. Une forme particulièrement avantageuse de réalisation comprend une feuille d'aluminium intercalée entre au moins deux films plastiques. Les films plastiques des complexes multicouches peuvent être choisis parmi un polyéthylène, un polypropylène, un polyamide, etc .

La feuille multicouche est fixée par ses bords à la périphérie de chaque flasque, et refermée suivant une génératrice du cylindre.

Suivant une autre forme de réalisation de l'invention, la feuille multicouche est un complexe matière plastique / polymère barrière / matière plastique, et par exemple un film EVOH intercalé entre deux films de polyéthylène ou de polypropylène. L 'EVOH est un polymère éthylène - alcool vinylique offrant de bonnes caractéristiques de barrière aux gaz, en particulier à l'oxygène et à la vapeur d'eau.

Le complexe peut aussi comporter quatre couches, soit polyéthylène / polyamide / aluminium / téréphtalate de poly- éthylène, ou encore polyéthylène / téréphtalate de polyéthylène / aluminium / polyéthylène. Cette dernière structure multicouche présente l'avantage de faciliter la fixation bord sur bord après enroulement de la feuille, par collage ou par soudage, puisque la partie interne d'un bord de la feuille vient s'appliquer sur la partie externe de l'autre bord, qui est dans une même matière.

Un tel revêtement composite multicouche s'avère particulièrement utile lorsqu'une étanchéité rigoureuse est indispensable, ou lorsque la nature du produit contenu dans la poche l'exige.

Suivant une variante, on peut utiliser une feuille d'aluminium enroulée sur deux flasques en métal ou en matière plastique, deux bords opposés de la feuille étant soudés l'un sur l'autre suivant une génératrice du cylindre. Dans tous les cas, une bande de recouvrement est placée sur la face interne de la feuille formant un tube, sur la jonction des deux bords, comme indiqué ci-dessus. La bande de recouvrement est de préférence réalisée dans une matière identique à celle constituant la couche interne de la feuille. Par exemple, il est avantageux d'utiliser une feuille comprenant au moins une couche de polyéthylène comme couche interne, et une bande de recouvrement en un même polyéthylène. Ceci permet d'assurer une continuité de la matière formant la couche interne de la poche en contact avec le produit qui y est introduit. Le produit fluide est donc en contact limité à une seule matière. De plus, une fois soudée, la bande de recouvrement a sensiblement la même épaisseur que la couche interne de la feuille.

Suivant une autre variante, on utilise une feuille de carton souple ou un complexe polymère/papier/polymère, de préférence polyéthylène/papier/polyéthylène . Ce type de matériau présente l'avantage d'être bien plus aisément recyclable que les multicouches PE/PET/aluminium/PE utilisés dans le domaine technique. Comme indiqué ci-dessus, la feuille métallique, ou la feuille multicouche, est fixée sur la périphérie de chacun des deux flasques, de préférence par collage ou par soudage, selon la nature du matériau utilisé pour les flasques.

Le procédé de l'invention consiste tout d'abord à découper la feuille à la dimension voulue, à souder les deux bords opposés de la feuille, de l'intérieur vers l'extérieur pour former une poche tubulaire ouverte que l'on fixe ensuite par ses ouvertures sur les flasques, puis la poche est introduite dans le flacon rigide où elle est maintenue par le flasque annulaire formant bague. Ensuite la bande de recouvrement est découpée puis soudée sur la feuille, côté intérieur. La feuille est alors enroulée sur elle-même, en gardant la bande de recouvrement sur l'intérieur, et en prenant garde qu'elle recouvre bien la zone de contact entre les extrémités. Le soudage est alors réalisé, et on obtient un tube soudé, avec continuité de la zone intérieure.

La fixation des bords l'un sur l'autre, puis sur les flasques, peut s'effectuer par les techniques classiques de soudage, par exemple soudage par ultrasons, par impulsion, par friction, ou thermique. On utilise de préférence la technique du soudage thermique plus adaptée aux matières utilisées pour former la paroi de la poche. La fixation peut aussi se faire par collage mais seulement si les produits que la poche est destinée à contenir ne risquent pas d'effet néfaste résultant d'une éventuelle contamination par les composants des colles. La feuille a initialement une forme aplatie, exigeant de recourir à un outillage adapté pour la mettre en forme et y introduire ensuite le produit. Les opérations de remplissage de la poche utilisée dans l'invention ne nécessitent pas de faire d'abord le vide dans la poche avant de procéder à un remplissage partiel, puis d'opérer dans une dernière étape sous gaz neutre, contrairement à la plupart des poches connues de la technique.

L'un des avantages du procédé de l'invention est qu'il permet d'obtenir des poches de volumes relativement importants (plus de 150 ml par exemple) de forme parfaitement cylindrique en raison du mode de soudage.

Le procédé suivant la présente invention a notamment pour avantage de permettre de fabriquer des poches dont le volume est aisément adapté à celui du flacon et à la quantité de produit que l'on doit introduire dans la poche. Ceci est particulièrement avantageux sur le plan industriel puisque les techniques classiques, en raison de leur coût, impliquent de limiter les gammes de flacons à quelques modèles de dimensions prédéterminées, et par exemple on propose couramment des flacons rigides dont le volume est de 30, 60 ou 90 ml et par conséquent une poche dont le contenu est de 65 ml, par exemple, ne peut être introduite que dans un flacon de 90 ml, d'où résulte un volume mort important entre la poche et le flacon. Suivant la technique de l'invention, le volume de la poche pouvant être aisément adapté à celui du flacon en jouant simplement sur la hauteur et le diamètre des cylindres constituant la poche et le flacon, on peut réduire les volumes morts .

Ceci procure un avantage supplémentaire dans le cas de produits relativement volatils, tels que des alcools, contenus dans la poche, qui peuvent traverser partiellement la paroi, selon les matières utilisées : le volume mort réduit est vite saturé ce qui limite alors les pertes de produit.

De plus, les essais de choc vertical par chute libre ("drop test"), effectués sur la base de la norme ASTM D 6344- 4, ont montré une sensible amélioration de la résistance aux chocs alors que la présence de la bande de recouvrement introduit une dissymétrie susceptible de nuire à la résistance. De plus, la zone de fragilité est située sur la soudure des deux bords l'un à l'autre et cette fragilité est d'autant plus grande que la soudure est plus longue. On sait en effet que l'épaisseur n'a que peu d'influence sur la résistance, contrairement à la longueur de la soudure.

Les essais ont aussi montré que la résistance aux chocs est fortement améliorée lorsque l'assemblage des bords de la feuille formant la poche est fait de telle sorte que la surface interne d'un bord est en contact avec la surface externe de l'autre bord par comparaison avec une poche réalisée suivant les méthodes classiques où les bords sont repliés vers l'extérieur du cylindre, les surfaces internes des bords étant en contact l'une avec l'autre.

Le test consiste à laisser tomber des flacons-poches orientés verticalement sur une hauteur variant de 0,6 m à 4 m. Chaque poche est constituée d'une feuille multicouche fixée par collage sur deux flasques comme indiqué ci-dessus. Les couches, de la couche externe vers la couche interne, sont polyéthylène / téréphtalate de polyéthylène / aluminium / polyéthylène . L'épaisseur des couches de polyéthylène est de 50 μm et celle des couches d'aluminium et de téréphtalate de polyéthylène est de 12 μm. Les poches suivant l'invention comportent une bande de polyéthylène de 100 μm d'épaisseur.

Les poches, de forme cylindrique et d'une capacité de 100 ml, sont remplies d'eau. Elles sont mises en place dans un flacon rigide en polyéthylène, l'assemblage de la poche au flacon se faisant par la bague annulaire supérieure de la poche, comme représenté sur la Figure 4, et une pompe standard est montée par encliquetage sur le col de la poche. Le poids de chaque flacon-poche ainsi monté est d'environ 150 g.

La chute est guidée au moyen d'un tube vertical de diamètre légèrement supérieur à celui des flacons pour maintenir leur orientation et assurer la régularité des conditions de choc sur une surface dure. L'orientation des flacons-poches est telle que le fond du flacon heurte le sol en premier.

Les tests sont faits sur 3 séries de 20 flacons-poches. Tous les flacons-poches ont la même dimension (hauteur du flacon : 137 mm, diamètre : 42 mm) . La 1ère série comprend des poches standard à bords repliés vers l' extérieurs soudés face interne contre face interne. La 2ème série comprend des poches à bords soudés l'un sur l'autre, face interne contre face externe. La 3ème série comprend les poches suivant la présente invention .

Le premier test est effectué en laissant tomber le flacon d'une hauteur de 0,60 m. Les flacons résistant au premier test sont ensuite soumis à un deuxième test à 1,2 m. Ceux qui résistent sont alors soumis à un troisième test à 2,0 m, puis à 3,3 m et enfin à 4,0 m s'ils ont résisté aux tests précédents .

Chaque flacon est testé trois fois à chaque hauteur.

Les résultats des mesures sont indiqués ci-après.

Le tableau indique le nombre d'échecs. Ainsi, tous les flacons-poches ont résisté au 1er test (aucun échec) . Dans la 1ère série (poche standard) aucun des 20 flacons-poches n'a résisté à la chute de 2,0 m. Les flacons-poches de la 2ème série ont résisté à 3,3 m mais 6/20 n'ont pas résisté à 4,0 m. Par contre, tous les flacons-poches de la 3ème série (invention) ont résisté à 4,0 m. On constate donc une amélioration de la résistance aux chocs malgré la présence d'une soudure supplémentaire.

Un essai de mesure de résistance à l'éclatement a montré que les poches suivant l'invention présentent une meilleure résistance que les poches fabriquées suivant les techniques classiques. Ainsi la résistance à l'éclatement d'une poche à feuille multicouche identique à celle utilisée dans le test ci-dessus est de 3,1 bars (3,1 10 ⁵ Pa) tandis que celle d'une poche standard à bord repliés vers l'extérieur et soudés face interne contre face interne n'est que de 1,9 bars (1,9 10 ⁵ Pa) dans les mêmes conditions.

Ces résultats sont obtenus sans perte du taux de restitution, c'est-à-dire que la bande de recouvrement n'a pas d'effet négatif sur le taux de restitution. Un exemple de réalisation de flacon-poche conforme à la présente invention est décrit ci-après en référence aux dessins annexés qui représentent :

Figure 1 : une vue en perspective d'une feuille enroulée pour former une poche tubulaire suivant une technique connue. Figure 2 : une vue en perspective d'une feuille suivant la technique de la présente invention, avec une bande de recouvrement sur la face intérieure du tube.

Figure 3 : une vue en perspective d'une variante de 1 ' invention où la bande de recouvrement est sur les deux faces du bord intérieur de la feuille.

Figure 4 : une vue éclatée d'un flacon-poche dont le flacon contient la poche complète comportant le tube de la Figure 2 avec les deux flasques.

La Figure 1 montre une feuille (1) constituée d'une feuille d'aluminium (2) recouverte sur chacune de ses deux faces par une couche de polyéthylène . Ainsi la feuille comprend un film de polyéthylène externe (3) et un film de polyéthylène interne (4) .

Une fois la feuille (1) enroulée, ses deux extrémités se superposent au niveau de la zone (5) , la face interne proche du bord venant se placer sur la face externe proche de l'autre bord. La largeur de la zone de superposition des deux bords de la feuille est d'environ 5 mm. Les deux bords sont rattachés l'un à l'autre par

La largeur de la feuille est variable et correspond à la hauteur de la poche, une fois le tube formé et mis en place sur les flasques.

La Figure 2 montre clairement la bande de polyéthylène (6) placée sur la face interne de la feuille (1) . Cette bande (6), d'une largeur d'environ 6 mm, recouvre le chevauchement des deux bords sur toute la largeur de la feuille (1) et masque le chant apparent du bord interne. L'identité de la matière constituant la bande de recouvrement (6) et la couche interne d'une part, et la couche externe de la feuille d'autre part, facilite la fixation par soudage des deux bords l'un sur l'autre, et de la bande de recouvrement d'épaisseur le plus souvent comprise entre 50 et 150 microns, sur la jonction des bords. On effectue de préférence un soudage thermique.

De plus, la même matière, dans cet exemple le polyéthylène, est utilisée sur toute la surface interne de la feuille qui se trouve ensuite en contact avec le produit dans la poche. Il n'y a donc pas de rupture de la qualité de la matière formant la face interne de la poche. La couche de recouvrement en polyéthylène permet de masquer le chant du bord interne de la feuille et d'éviter tout contact de l'aluminium avec le produit introduit dans la poche, et sa faible épaisseur, de l'ordre de 50 à 150 μm, et de préférence 100 μm environ, n'entraîne qu'une surépaisseur négligeable.

La Figure 3 montre une variante de réalisation de l'invention où la bande de recouvrement (6) enveloppe le chant du bord interne de la feuille (1) .

Cette variante facilite les opérations de soudage en fonction de l'outillage utilisé puisque la bande de recouvrement (6) est d'abord fixée et soudée à l'un des bords de la feuille multicouche (1), puis la feuille est enroulée en cylindre et le soudage des deux bords et de la bande de recouvrement est alors réalisé. Les Figures 2 et 3 représentent les positions respectives de la feuille (1) et de la bande (6) avant l'opération de soudage .

La Figure 4 montre l'assemblage de la feuille (1), enroulée suivant un cylindre fermé par la bande de recouvrement (6), avec les flasques (7, 8) et l'insertion de l'ensemble dans le flacon rigide (9) . Le flasque annulaire (7) constitue une bague de fixation au flacon (9) tandis que le flasque plein en coupelle (8) constitue le fond de la poche. Une pompe (non représentée) portant un poussoir pour son actionnement , est montée de manière étanche sur le col de la poche, suivant la technique du brevet FR 2.827.844.

Un circuit d'air (non représenté) est prévu, suivant une technique usuelle, dans la pompe ou dans le flasque annulaire formant bague de fixation pour permettre le passage de l'air de l'extérieur vers l'espace entre la poche et le flacon. Des moyens sont prévus pour que le circuit d'air soit ouvert uniquement lorsque le flacon-poche est utilisé, par exemple par un système connu d'obturation ne s ' ouvrant qu'en cas de pression sur le poussoir d' actionnement de la pompe de manière à ne laisser entrer qu'un volume d'air équivalent au volume de fluide expulsé de la poche. Par exemple, les moyens d'obturation du circuit d'air peuvent être constitués par des clapets, qui restent fermés tant que la pompe n'est pas actionnée. Suivant une variante (non représentée) ce circuit d'air peut être remplacé par un simple évent dans le fond du flacon. Si nécessaire, cet évent peut être muni d'un clapet et d'un filtre.

Comme le montre la Figure 4, il est aisé de jouer sur la largeur et la hauteur de la feuille pour adapter la poche au volume du flacon et limiter le volume mort entre les deux.