Brevet FR2002752A1 — publié le 19691031

L'invention concerne un procédé visant à appliquer une fermeture sur un récipient. le mot "récipient" désigne des réceptacles, bouteilles et pots présentant des orifices conçus pour entre fermés par des capsules ou autres éléments de fermeture (appelés ci-après fermetures). L' nvention convient particulièrement aux bouteilles conçues pour titre fermées par des capsules à vis ou des capsules emmanchées à force par dessus le goulot. Des capsules de ce genre se fabriquent en métal ou en matière plastique et dans le cas de capsules en matière plastique, il est courant de former la capsule par moulage par injection. Un sérieux inconvénient qui peut se produire par exemple dans le cas de bouteilles destinées au stockage du lait, de la bière ou des boissons non alcoolisées réside dans le fait que les écarts relativement aux dimensions nominales du goulot peuvent avoir pour effet qu'une proportions appréciable des bouteilles présentent des goulots trop large ou trop étroit pour ces capsules préformés en matière plastique.Il se peut que la différence de grandeur entre la bouteille "norma le et ses variantes trop grandes ou trop petites soit faible, mais mdme une petite différence peut suffire, soit à empêcheur l'adaptation de la capsule par dessus le goulot de la bouteille, soit, si elle s'adapte de façon tâche, à empêcher la capsule de jouer son rôle de joint étanehe aux liquides ou aux gaz. On a trouvé maintenant, selon l'invention, qu'il est possible de former de façon satisfaisante in situ, sur le goulot de la bouteille, une capsule, même une capsule à vis, par la technique décrite ci-après, ce qui fait que l'on forme chaque capsule aux dimensions nécessitées par la grandeur du goulot et que les variations normalement observées dans la grandeur du goulot d'une bouteille à l'autre n'ont pas de cons-équences. Outre cet avantage qui peut avoir une importance particulière dans le cas précis des capsules de bouteilles, l'invention fournit un moyen commode de former des fermetures de diverses formes pour tous types de récipients et qui peut être combiné par exemple avec des machines à remplir les récipients. Suivant l'invention, un procédé visant à appliquer une fermeture sur un récipient consiste à disposer une masse solide de polymère thermoplastique sur 11 orifice de récipient ou au de sus de celui-ci, à effectuer un mouvement relatif entre le récipient et un corps de matière élastique, par exemple un cous sin de caoutchouc, de façon que le corps touche la masse de polymère thermoplastique et, par déformation élastique du corsos, donne à cette masse la forme d'une fermeture destinée à l'ori- fice, et à retirer le corps de la fermeture ainsi formée. L vention a aussi pour objet le récipient fermé ainsi obtenu. Le mot "orifice" désigne une ouverture définie par une portion dressée creuse du récipient, par exemple le goulot d'une bouteille à bière, l'embouchure d'un pot ou le bec d'un bidon métallique ; cette portion dressée du récipient, qui peut être lisse, ondulée ou burinée, ou filetée à sa surface extérieure ou sur une partie de celle-ci, joue le rôle d'une matrice dans le procédé défini ci-dessus, la masse de polymère thermoplastique étant amenée à épouser la forme de la matrice par la coopération forcée établie entre la masse et la matrice par suite du mouvement relatif entre le récipient et le corps de matière élastique. La masse de polymère thermoplastique peut être constituée p?r au moins un corps plat de cette matière, par exemple un disque qui peut être formé à partir d'une feuille de polymère. Selon la nature du polymère, le corps de matièreélastique peut titre retenu en coopération forcée avec la fermeture ainsi formée pendant un temps (appelé ci-après "temps de séjour"), suffisant pour "fixer" la forme de la fermeture, c'est-à-dire pour supprimer la "mémoire" de la forme précédente de la masse de polymère avant qu'on n'effectue un mouvement relatif inverse entre le récipient et le corps pour permettre de retirer le récipient ainsi fermé. Avec certains polymères thermoplastiques tels que le polystyrène, ce temps de séjour peut être-de courte durée.Il peut être avantageux de déplacer le corps relativement au récipient qui reste immobile, par exemple en disposant la masse de polymère thermopla tique au dessus de l'ouverture du récipient et en déplaçant le corps vers le bas pour qu'il s'applique à la masse et pousse sur celle-ci de manière à former la fermeture, mais il est possible aussi de déplacer le récipient relativement à un corps immobile en matière déformable élastiquement et habituellement, cela est préférable.Le corps de matière élastique, par exemple de caoutchouc, qui peut être de forme unitaire ou composite (par exemple formé de plusieurs couches), est confiné de telle sorte que sa déformation élastique pendant la formation d'une fermeture est limitée complèterzent cu principalement à la partie du corps qui touche la ma-se de polymère tnermoplastiRue. Sous son aspect le plus lar e, l'invention ne comporte aucune limitation quant à la température de la masse de polymère thermoplastique -endant l'opération de formage, si ce n'est que l'on exclut les températures auuelles la masse 'est plus solide ; on envisage donc de fabriquer la fermeture à des tempérotures de formage à froid qui sont inférieures à celles qu'on applique couramment dans les procédés de formage thermique comme le moulage par soufflage et le formage sous vide.On peut chauffer la masse de polymère thermoplastique avant quelle ne soit touchée par le corps de matière élastique et on ne peut effectuer ce chauffage très rapidement à l'échelle industrielle en utilisant tout équipement de chauffage approprié. L'invention peut s'appliquer à la formation de fermetures à partir de nombreux genres de polymères. On citera comme exemples les polyoléfines telles que le polypropylène, les polyéthylènes à densité forte et faible et les copolymères éthylène/ propylène ; les mélanges de polyoléfines ; le polystyrène, y compris les polystyrènes de grande résistance au choc et les copolymères acrylonitrile/butadiène/styrène, les uns et les autres contenait un constituant élastomère de renforcement. Il est entendu que lorsqu'on parle ici de polymères thermoplastiques, cela comprend des compositions polymères qui peuvent être des mélanges et/ou dans lesquelles d'autres constituants tels que des colorants, stabilisants, -antixydants, additifs antistatiques et charges peuvent aussi être présents.Si on le désire, ces polymères thermoplastiques peuvent entre sous forme cellulaire (mousse). Avantageusement, la masse de polymère thermoplastique est sous la forme d'un flan qSli peut être de forme circulaire ou autre, et dont la grandeur et l'épaisseur dépendent du genre de fermeture à former ; on relut former un flan de ce genre par découpage d'une feuille ou d'une bande, soit avant la formation de la fermeture soit en une première étape de cette formation. les dessins annexés représentent schématiquement un mode d'exécution de l'invention - la figure i montre un appareil servant à appliquer des fermetures à des bouteilles à bièvre, les composants actifs de l'appareil étant dans la position outils occupent avant la formation d'une fermeture, et la figure 2 montre ltar,pareil de la figure 1, immédiatement après la formation de la fermeture. Comme le montre la figure 1, le ti,e 1 dune macnine a capsuler les bouteilles (non renresentée elle-mene) porte à son extrémité inférieure un manchon 2 muni d'un rebord 3 pour retenir un coussin cylindrique de caoutchouc 4 à l'intérieur du manchon 2. L'extrémité supérieure du manchon 2 est fermée par une plaque métallique 5 de sorte que le coussin 4 est confié par le manchon excepté à sa face inférieure découverte 4a. Un anneau de mise en place 6 est prévu pour maintenir un disque 7 de polymère thermoplastique en position centrée sur le goulot ouvert d'ne bouteille 8.La figure 2 montre l'appareil après le mouvement descendant de l'arbre 1 visant à effectuer la formation de la fermeture 7a à partir du disque 7. On décrira maintenant l'invention à propos des exemples suivants Exemple I Une presse est équipée d'un machon cylindrique en acier de 76,2 mm de diamètre et 25,4 mm de profondeur au lieu de l'outil usuel de presse. le manchon est fermé à son extrémité supérieure par une plaque métallique et à l'intérieur du manction se trouve une pièce rapportée cylindrique en caoutchouc formée de quatre couches de caoutchouc styrène/butadiène de 6,35 mm d'épaisseur présentant une dureté Shore nO 55, qui constitue un coussin de fomnage en caoutchouc.Pour appliquer des fermetures en polypropylène à des bouteilles, on bloque une bouteille sur la base de la presse, son goulot étant en dessous de la pièce rapportée en caoutchouc et pratiquement coaxial à celle-ci, on centre sur le goulot un disque de polypropylne (désignation commerciale "Carlona" P : DE61) de 34,9 mm de diamètre et 1,52 mm d'épaisseur, qui a été préchauffé à 158 O, puis immédiatement, on actionne la presse, poussant ainsi le caoutchouc vers le bas par dessus le disque de façon que le disque épouse la forme du goulot ; le disque chauffé de polypropylène est maintenu dans un anneau de soutien. On maintient le coussin de caoutchouc dans sa position la plus basse pendant 15 secondes avant de relâcher la pression.Après cette opération, la bouteille est munie d'une fermeture étroitement ajustée sous la forme 'une capsule de polypropylène que l'on peut retirer au moyen dtun ouvre-bouteilles usuel. La bouteille est bien bouchée, le bouchage étant assuré à la fois à l'extérieur du goulot par le dépouillement de celui-ci et à l'intérieur par l'ajustement précis de la fermeture sur le goulot. Pour vérifier ltefficacité de bouchage de fermetures formées suivant cet exemple, on usine au tour l'extrémité d'un tube d'acier à la forme d'un goulot de bouteille et on forme sur celui-ci des fermetures, de la façon décrite ci-dessus. Après la formation de chaque fermeture, on relie l'extrémité ouverte du tube à un tuyau à air par lequel on fait arriver de l'air comprimé.De cette manière, on peut déterminer la pression d'"éjection" et pour los fermetures ainsi formées, elle est en principe de 4,4-6,1 kgXcm2 (au manomètre). On utilise alors les fermetures retirées pour boucher à nouveau le tube et on détermine à nouveau la pression d'éjection. Elle est en principe, pour les fermetures refaites, de 3,4 - 4,4 kg/cm2 (au manomètre). ExemPle II On obtient des résultats similaires si l'on répète l'exemple I mais en utilisant des disques formés d'un polystyrène de grande résistance au choc (désignation commerciale "Shell TGY."), si ce n'est qu'on ne ménage pas de temps de séjour déterminé ; on observe que le court retard qui se produit inévitablement dans le fonctionnement de la presse est suffisant à cet égard. On chauffe les disques à 1100C pendant 5 minutes tout en les maintenant dans l'anneau de soutien indiqué à l'exemple I, puis on les place inmédiatement dans la presse, avec leur anneau de soutien et on fait alors fonctionner la presse aussitôt que le disque est en position au dessus du goulot de la bouteille. On comprendra qu'il est possible de modifier les détails de la technique ci-dessus, par exemple en ce qui concerne la grandeur et la forme du disque de polymère thermoplastique (par exemple des disques de plus grand diamètre qu'il n'est in doué dans les exemples peuvent avoir des avantages dans certaines circonstances) et la forme du coussin de formage en caoutchouc, en fonction du type particulier de fermeture à former; à ce dernier point de vue, la grandeur et la forme de la fermeture peuvent être dictées par les besoins de l'utilisation finale, par exemple par la nature du contenu dtun récipient fermé. le coussin de caoutchouc peut présenter une surface découverte plane ou bien il peut être façonné, par exemple il peut présenter une surface concave ; le caoutchouc particulier utilisé pour le coussin peut être choisi en vue d'assurer une persist & - ce acceptable des caractéristiques de déformabilité nécessaires aux températures de fornage appliauées. On peut appliquer l'invention à la formation in situ de capsules de bouteille, du type réutilisable ou-non ; il est aussi possible de former des fermetures sous la forme de capsu- les à vis quand la bouteille présente un goulot fileté extérieurement. R L V E I T I C A T I O iN 8 1. procédé d'application d'une ferri:eWre à un récipient caractérise par le fait que l'on dispose une masse solide de polymère thermoplastique sur l'orifice du récrient ou au dessus de celui-ci, que l'on effectue un mouvement relatif entre le récipient et un corps de matière élastique, de façon que le corps touche la masse et, par déformation élastique du corps, donne à la masse la forme d'une fermeture destinée à l'orifice, et que l'on retire le corps de la fermeture ainsi formée. 2. Procédé selon la revendication 1 et dans lequel le récipient présente un orifice formé par une portion dressée du récipient, qui est filetée à sa surface extérieure ou sur une partie de celle-ci. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2 et dans lequel le récipient est une bouteille ou un pot en verre. 4. Procédé selon l'une auelconque des revendications 1 à 3 et dans lequel la masse de polymère thermoplastique présente la forme d'un disque avant qu'on en forme une fermeture. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 et dans lequel après la formation de la fermeture, on retient le corps de matière élastique en coopération forcée avec la fermeture pendant un temps prédétermine. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à , et dans lequel l'on chauffe la masse de polymère thermoplastique avant de la faire entrer en contact avec le corps de matière élastique. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 et dans lequel le polymère est une polyoléfine. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 et dans lequel le polymère est un polystyrène, éventuellement de gronde résistance au choc. 9. Récipient muni d'une fermeture formée par un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8.