Brevet FR2023316A1 — publié le 19700821

La présente invention se rapporte d un procédé de fermeture de récipient, notamment de bouteilles avec des obturateurs en matière thermoplastique, qui entourent le bourrelet d'embouchure du récipient. On connait déjà des procédés permettant de fermer ou d'obturer des récipients, notamment des bouteilles, au moyen d'obturateurs en matière thermoplastique procédés prévoyant également que le bourrelet d'embouchure du récipient est enserré. Dans les procédés connus, on utilise en partie des obturateurs déformés en matière plastique qui sont chauffés avant l'obturation ou qui sont rendus plastiques à l'endroit de la mise en place, et qui sont ensuite filés sur la bouteille a l'aide d' un poinçon. Il est également connu d'exécuter la mise en place d'obturateurs en matière thermoplastique par la méthode dite de moulagé à froid, faisant appel A des températures jusqu' 69e C. Il est également connu delmettre en place des obturateurs en matière plastique sur des bouteilles, sans le truchement d'ébauches, les ébauches étant injectées directement a partir de l'extrudeuse autour du col de la bouteille. Les procédés connus n'ont pas eu trop de succès dans la pratique, étant donné qu'ils présentaient différents inconvénients. L'inconvénient essentiel réside dans le fait que les obturateurs en matière plastique sont plus-coûteux que les capsules en tôle traditionnelles avec joint intérieur. Le procédé d'enrobage du col de la bouteille présente l'inconvénient qu'il est nécessaire, au préalable, de poser une plaquette sur la col de la bouteille qui empeche la pénétration la matière plastique dans la bouteille. Ce procédé aussi est sensiblement plus coûteux que la mise en place d'une capsule en tôle. Un inconvénient supplémentaire du procédé connu réside dans le fait que la vitesse avec laquelle des capsules en tole peuvent etre placées sur des bouteilles ne peut être atteinte. Il est nécessaire, dans les industries modernes, d'atteindre des débits horaires de 3000 a 10 000 bouteilles. La présente invention a pour objectif de créer un procédé permettant de supprimer les inconvénients des procédés connus jusqu'ici et notamment d'atteindre le débit horaire élevé des machines automatiques de mise en place de capsules métalliques, et même de dépasser ce débit. Conformément a l'invention, ce résultat est atteint par un procédé comprenant les opérations suivantes -: a) mise en réserve d'ébauches d'obturateurs dans un magasin, b) préchauffage des ébauches d'obturateurs dans le magasin, au-dessous de la température de collage, c) réchauffement à la température du comportement.- plastique, au moyen d'un choc thermique, d) mise en place au-dessous du poinçon d'obturation, e) introduction du poinçon d'obturation-et obturation, f) sortie du poinçon d'obturatIon avec, simultanément, un refroi dissement brusque du capuchon d'oturation au moins a la tem pérature de solidification. Conformément au procédé suivant l'invention, on utilisera notamment des ébauches en forme de plaques, de telle sorte quels peuvent être facilement empilées dans un magasin. Le magasin est prechauffé sur toute sa longueur, de telle sorte qu'a l'extrémité du magasin, s'est produit un réchauffement des ébauches. La température doit avoir un niveau tout juste inférieur à la température de collage des ébauches les unes aux autres.Cela veut dire que la température, à la surface des ébauches, n'est pas suffisamment élevées pour produire une adhésion mutuelle; Au cours de la course ultérieure vers le poste d obtu- ration, od l'ébauche est pressée sur la bouteille, le procédé suivant l'invention prévoit le préchauffement de l'ébauche à la température du comportement plastique. Cela veut dire que l'ébauche deviendra plastique, ce qui conformément à l'invention doit être réalisé au moyen d'un choc thermique, c'est-à-dire au moyen d'un réchauffement bref et intense. Cela peut être réalisé par des moyens connus, par exemple par un courant de gaz chaud, un rayonnement infrarouge, un chauffage par induction, un chauffage capacitif ou aussi un chauffage par un rayon électronique. La. niL se en place sous le poinçon d'obturation a lieu après le chauffage. Ensuite, le poinçon d'obturation se rapproche de- la bouteille et obture celle-ci, en formànt l'ébauche plastique sur la tête de la bouteille. Cela a lieu avec des poinçons d'obturation connus portant à leur bord inférieur des éléments en forme de segment. Les extrémités inférieures des segments ont une forme telle qu'elle s'adapte facilement à la forme de la bouteille. Après le pressage, la partie inférieure du poinçon d'obturation avec les segments est ouverte, de telle sorte que le ponçon d'obturation peut se retirer vers le haut au-dessus de la bouteille fermée. Conformément à l'invention, on procède -en même temps au refroidissement brusque du capuchon d'obturation, au moins à la température de solidification. On peut évidemment aussi adopter une température plus basse, pour obtenir un durcissement et une soldification sûrs du capuchon. On peut évidemment également procéder de manière telle que le réchauffement au moins à la température du comportement plastique ait lieu sous forme d'un choc thermique après la mise en place de l'ébauche sous le poinçon d'obturation. A cet effet, le poinçon d'obturation pdut être équipé de dispositifs de chauffage. I1 est également possible de prévoir, dans ce poinçon, des forures ou des trajets conducteurs permettant de communiquer la chaleur à débauche. Il est également possible de transférer la chaleur à l'ébauche à partir d'une autre pièce que le poinçon d'obturation, cette pièce entourant le poinçon d'obturation. De cette manière, le poinçon d'obturation n'est pas exposé à une chaleur trop élevée. Le refroidissement brusque au moins à la température de solidification peut également être exécuté après que ltébauche ait quitté la zone d'action du poinçon d'obturation. On peut toutefois également procéder au refroidissement brusque en deux phases, un certain refroidissement se produisant déjà lors de l'opération d'ouverture du poinçon d'obturation, tandis que le refroidissement supplémentaire est atteint après que le capuchon ait quitté la zone d'action du poinçon. Conformément au procédé de l'invention, le réchauffement au moins à la température du comportement plastique doit avoir lieu sous forme d'un choc thermique et le refroidissement au moins à la température de solidification doit avoir lieu dans la région du poinçon d'obturation. Cela peut de préférence être exécuté avec les phases opératoires suivantes a) mise enplace de l'ébauche d'obturateur sous le poinçon d'obturation, b) réchauffement de l'ébauche au moyen d'un choc thermique au moins à la température du comportement plastique, c) descente du poinçon avec application de l'ébauche sur la tête de la bouteille, d) ouverture des segments du poinçon d'obturation, e) en même temps que l'ouverture conformément à d), refroidisse ment brusque du capuchon d'obturation appliqué au moins à la température de solidification. Selon la matière plastique enployée, la températuree de réchauffement peut être sélectionnée de manière telle que l'on atteint par exemple la température de ramollissement selon la méthode d'essai ASTM 1525 - 58T, de telle sorte que l'opération d'application sous pression peut également être considérée comme une opération de moulage à froid. Cette méthode peut également être utile pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention, étant donné que dans ce cas, le débit horaire des machines automatiques d'obturation peut encore être sensiblement augmenté. Conformément à l'invention l'ébauche d'obturateur utiliséea la forme d'un disque. Les disques en matière plastique sont par exemple préfabriqués par moulage par injection et sont fournis en magasins. On peut également procéder de manière'telle que les ébauches sont par exemple dotées de moyens de séparation, de telle sorte qu'une adhésion pendant le préchauffage ne peut se produire. Conformément à l'invention, il est proposé un poinçon d'obturation pour l'exécution du procédé qui présente des dispositifs de refroidissement pour son refroidissement propre et des dispositifs pour l'alimentation du réfrigérant pour le refroidissement du capuchon d'obturation mis en place. I1 est évidemment possible de combiner les deux dispositifs de refroidissement, par le fait que le réfrigérant alimenté vers le capuchon dgobtura- tion pour le refroidissement brusque de celui-ci, refroidit au préablable le poinçon d'obturation. L'extrémité inférieure du poinçon est de préférence interchangeable, pour qu'elle puisse s'adapter à des bouteilles de forme différente et puisse servir de pièce de guidage. Il est également possible d'utiliser des matériaux élastiques, comme par exemple du caoutchouc au silicone. Le capuchon d'obturation fabriqué suivant le prpcédé de l'invention présente, lorsqu'il est mis en place, une section transversale de matériau sensiblement uniforme. Cela est important en ce sens que cela. équivaut à une économie de matière première de telle sorte que le capuchon d'obturation est d'un bas prix de revient, et par ailleurs des contraintes intérieures sont évitées dans le capuchon de fermeture. Il est toutefois également possible de doter le bord du capuchon qui entoure le bourrelet du col-de la bouteille de dentelures similaires à celles d'une capsule métallique, ce qui contribue encore au raidissement du bord et prévient dès lors que le capuchon se détache en cas de pression élevée à l'intérieur de la bouteille. Le capuchon d'obturation suivant l'invention entoure au moins le bourrelet du col-de la bouteille, de telle sorte qu' un siège sur est garanti. On peut également doter les capuchons d'obturation d'épaulements, servant d'appui pour un ouvre-bouteilles. Conformément à l'invention, en cas de sélection approb priée de la matière plastique utilisée, on peut également procéder, suivant les modes opératoires ci-dessous a) mise en réserve d'ébauches d'obturateurs par exemple sous forme de disques, dans un magasin, b) préchaufFage progressif des ébauches d'obturateurs empilées dans le magasin, jusqu'à un peu au-dessous de la température d'ad hEsion. à la sortie du magasin, c) mise en place directe sous le poinçon d'obturation, d) descente du poinçon d'obturation et obturation d) montée du poinçon-d'obturation. A l'extrémité du magasin, les ébauches doivent être portées sensiblement à la température du comportement plastique, qui esttelleque, dans le poinçon, une application tout juste encore plastique de l'ébauche sur le col de la bouteille est possible. Toutefois, il est également possible de procéder, après la sortie de l'ébauche du magasin, à un bref et intense réchauffement complémentaire. Grâce aux solutions préconisées par l'invention, il est possible d'obtenir, avec des matières plastiques les plus diverses et avec des ébauches d'obturateurs de forme ronde et plate, des débits horaires élevés. Selon les conditions de pression régnant dans la bouteille obturée, on peut sélectionner la matière plastique la moins coûteuse, et combiner dds lors les modes opératoires comme il a été indiqué plus haut. REVENDICATIONS 1. Procédé d'obturation de récipients, notamment de bouteilles, avec des obturateurs en matière thermoplastique, qui entourent le bourrelet d'embouchure du récipient, caractérisé par l'application des modes opératoires suivants a) mise en réserve d'ébauches d'obturateurs dans un magasin b) préchauffage à température croissante des ébauches d'obtura teurs empilées dans le magasin, jusqu'à un peu au-dessous de la température d'adhésion à la sortie du magasin, c) introduction immédiate sur le poinçon d'obturation, d) descente du poinçon d'obturation et obturation, e) montée du poinçon d'obturation. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que les ébauches sont, à l'extrémité du magasin, réchauffées sensiblement à la température du comportement plastique. 3. Procédé suivant la reVendication 1, caractérisé par le fait qu'après avoir quitté la zone d'action du poinçon d'obturation, l'obturateur est refroidi à la température de solidification. 4. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que le réchauffement au moins à la température du comportement plastique a lieu au moyen d'un choc thermique et que le refroidissement brusque au moins à la température de solidification a lieu dans la région du poinçon d'obturation. 5. Procédé suivant la revendication 4, caractérisé par l'application des modes opératoires suivants a) mise en place de l'ébauche d'obturateur sous le poinçon d'obturation, b) réchauffement de l'ébauche d'obturateur au moyen d'un choc therthermique au moins à la température du comportement plastique, c) descente du poinçon d'obturation avec application sous pression de l'ébauche contre la tête de la bouteille, d) refroidissement brusque du capuchon d'obturation en place au moins à la température de solidification, avant l'ouverture de segments. l'une quelconque 6. Procédé suivants revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que le refroidissement brusque a lieu en deux phases de manière telle que, conformément à la revendication 5,d), a lieu un refroidissement partiel avant l'ouverture et ensuite, à l'extérieur de la zone d'action du poinçon d'obturation, le refroidissement complet. l'une quelconque 7. Procédé suivant/des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que la température de réchauffement appliquée est approximativement la température de ramollissement Vivat de la méthode d'essai ASTM 1525 - 58T, de telle sorte que l'opération d'application sous pression peut également être désignée par le terme "moulage a froid". 8. Ebauche d'obturateur pour la mise en oeuvre du nrnce- l'une ouelconoue dé suivant/des revendications 1 à 7, caractérisée par le fait quelle a la forme d'un disque. 9. Poinçon d'application ou d'obturation pour la mise ~ l'une quelconque en oeuvre du procédé suivant/des=~revendications 1 à 8s caractérisé par le fait qu'il comporte des dispositifs de refroidissement pour son refroidissement propre et des dispositifs pour l'alimen- tation du réfrigérant pour le refroidissement du capuchon d'obturation mis en place. 10. Poinçon d'obturation suivant la revendication 9, caractérisé par le fait que l'extrémité du poinçon, en forme de pièce de guidage pour la bouteille, est interchangeable. 11. Canuchon d'obturation fabriaué par le Drocédé suivant l'une quelconque jades revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que, à l'état appliqué, il présente sensiblement une section transversale de matière uniforme. 12. Capuchon d'obturation suivant la revendication 11, caractérisé par le fait qu'il entoure au moins le bourrelet supé rieur de la bouteille. 13. Procédé pour la fermeture de récipients, notamment de bouteilles, avec des obturateurs en matière thermoplastique, qui entourent le bourrelet d'embouchure du récipient, caractérisé par l'application des modes opératoires suivants a) mise en réserve d'ébauches d'obturateurs dans un magasin, b) préchauffage des ébauches d'obturateurs dans le magasin, au-dessous de la température d'adhésion, c) réchauffement au moins à la température de comportement plas tique d l'aide d'un choc thermique sur le trajet de transport du magasin vers le poinçon d'obturation un peu avant l'entrée dans la zone d'action du poinçon d'obturation, d) descente du poinçon d'oturation et obturation, e) montée du poinçon d'obturation avec refroidissement brusque simultané du capuchon d'obturation au moins d la température de solidification.