Brevet FR2080644A1 — publié le 19711119

La présente inventIon se rapurte à des perfectionnements apportés aux récipients et concerne plus particulièrement des récipients métalliques à ouverture ide comportant à l'une de leurs extrémités une ouverture fermée par un obturateur enlevable manuellement. Les récipients à ouverture rapide du type de ceux auxquels la présente invention se rapporte sont faits de métal et sont principalement destinés au conditionnement des boissons. Un récipient de ce genre que l'on trouve couramment dans le commerce comporte un élément d'extrémité présentant une partie détachable définie par une rayure ou une ligne affaiblie. Cette partie détachable s'enlève en la déchirant le long de la rayure en exerçant une certaine force au moyen d'une patte de traction reliée à celle-ci. La séparation de la partie détachable découvre une ouverture par laquelle le contenu du récipient peut titre versé. Ce contenu peut ainsi être soit transvasé, soit directement consommé par le client, Or, quand le contenu du récipient est directement consommé, la présence d'un bord vif autour de l'ouverture résultant de l'enlèvement de la partie détachable risque de couper les lèvres de l'utilisateur. Ce risque est, évidemment, indésirable. Une autre particularité indésirable est que l'élément détachable présente, lui-aussi, des bords vifs qui peuvent couper l'utilisateur. De plus, celui-ci jette souvent cet élément détachable dans des lieux publics, par exemple dans des terrains de sport, ce qui pose également un problème. Un autre type de récipient à ouverture rapide utilise un élément d'extrémité ayant une ouverture coupée à l'avance qui est fermée par une bande d'étanchéité externe, fixée séparémeht. Les bandes d'étanchéité sont faites d'une feuille de métal ou de matière plastique, soit sous la forme d'une couche lamifiée, soit sous la forme d'une couche unique, et sont collées de façon détachable à l'élément d'extrémité, le long des bords de 11 ouverture. Or, on a rencontré des difficultés pour réaliser un joint séparable qui soit à la fois capable de supporter les pressions exercées par les boissons conditionnées dans les récipients et qui soit facilement détachable en exerçant une force manuelle.C'est ainsi, par exemple, que dans certains cas les bandes d'étanchéité peuvent titre détachées manuellement du récipient, mais sont incapables de supporter la pression régnant dans le récipient, de sorte qui se produit des fuites qui détruisent l'intégrité du produits Un autre inconvénient des récipients à ouverture rapide comportant une bande d'étanchéité est que le bord métallique entourant l'ouverture est exposé au contenu du récipients Ceci est à éviter car le métal risque de réagir avec le contenu du récipient et d'avoir une influence nuisible sur celui-ci0 De plus, comme dans le cas d'un récipient à bande d'ouverture, un bord vif risque entre apparent après l'enlèvement de la bande d'étanchéité, et risque de provoquer des blessures. Le but principal de la présente invention est de fournir un récipient à ouverture rapide qui ne présente pas les inconvénients ci-dessus Un autre but de l'invention est d'apporter un nouveau procédé d'assemblage d'un dispositif à ouverture rapide sur une extrémité de récipient0 En conséquence, l9invention se propose de fournir une fermeture d'extrémité à ouverture rapide qui résout les problèmes ci-dessus Ceci est réalisé en ce qu'un élément d'extrémité métallique. présente une ouverture coupée à l'avance qui est scellée psr un obturateur de matière plastique.L'obtura- teur de matière plastique comprend une bordure qui est litée autour du bord de l'ouverture, , et une patte de traction qui s'étend au-dessus de la bordure et ferme l'ouverture. La patte de traction n'est liée, de façon détachable, qu'à l'élément d'extrémité métallique et non pas à la bordure, L'obturateur de matière plastique est conçu de façon que la bordure et la patte de traction soient disposées sous le bord supérieur du récipient Pour cette raison, l'épaisseur de la matière plastique constituant l'obturateur est choisie de façon à autre suffisamment rigide pour faciliter les manipulations pendant les processus de production et d'assemblage à cadence élevée.De plus, cette matière plastique produit un obturateur qui ne détruit pas l'intégrité du produit. La bordure suivant la présente invention forme une bande continue et ininterrompue et est, de préférence, faite d'une matière plastique qui est rigide et suffisamment élastique. Ces propriétés lui permettent de s'embosser sur le bord de l'ouverture, ce qui facilite son assemblage sur l'élément d'extrémité. Comme il a été indiqué ci-dessus, la patte de traction n'est liée qu'au panneau d'extrémité et non pas à la bordure sous-jacente. Ceci permet de fixer la patte de traction de manière qu'elle se détache de l'élément d'extrémité sous l'action d'une force de traction. De plus, la matière plastique qui la constitue est, de préférence, choisie avec une faible conductibilité thermique, de sorte que la bordure et la patte de traction peuvent être liée simultanément à l'élément d'extrémité métallique, sans fixer pour autant la patte de traction à la bordure0 La patte de traction est liée au panneau d'extrémité de façon à pouvoir être détachée en exerçant une force de traction. A cette fin, un revêtement adhésif est appliqué à l'élé- ment d'extrémité métallique.La patte de traction est pressée contre le revttement adhésif et une certaine chaleur est déve loppée, pendant une période de temps relativement courte, autour de l'ouverture afin de lier la patte de traction au revê- tement adhésif. La chaleur est contrôlée de façon que la patte de traction soit séparable du revêtement adhésif par application d'une force de traction. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple nullement limitatif, en référence au dessin annexé, dans lequel a figure 1 est une w e en plan d'un élément d'extrémité d'un récipient à ouverture rapide conforme à l'invention; La figure 2 est une vue en plan de l'élément d'extrémité de la figure 1, avant l'assemblage de la fermeture à ouverture rapide. La figure 3 est une coupe partielle d'un récipient comportant l'élément d'extrémité de la figez La figure 4 est une vue en coupe éclatée de la fermeture, avant son application à l'élément d'extrémité du récipient. La figure 5 est une coupe partielle de l'appareil destiné à assembler le dispositif de fermeture à l'élément d'extrémité. La figure 6 est une vue en plan partielle agrandie de la bobine de chauffage haute fréquence utilisée pour lier les composants du dispositif de fermeture à l'élément d'extrémité. La figure 7 est une coupe partielle agrandie de l'appareil d'assemblage, qui montre les divers éléments du dispositif en place pour être assemblés à l'élément d'extrémité d'un récipient. En se référant au dessin et plus particulièrement aux figures 1 à 4, on voit un récipient 9 comportant un couvercle ou une paroi d'extrémité 10 présentant un dispositif de fermeture à ouverture rapide Il conforme à l'invention. La paroi d'extrémité 10 est faite d'une feuille de tale, par exemple d'aluminium ou d'un métal ferreux tel que le fer blanc, la tôle noire, etc.. La paroi d'extrémité 10 comporte un panneau 12 ayant un filet périphérique 13. Du filet 13 s'élève une paroi 14 dont l'extré- mité supérieure se prolonge par une bordure périphérique. La paroi d'extrémité est fixée à l'extrémité supérieure du corps 15 d'un récipient par un agrafage replié 14a. La paroi d'extrémité 10 porte sur ses deux faces un revê- tement d'émail 16 préparé avec une résine thermodurcissable telle qu'une résine époxyde du type alcool polyhydrique-halohydrine polyfonctionnel, une résine thermodurcissable phénolformaldéhyde, un aminoplaste, tel qu'une résine à base d'urée ou de mélamine/formaldéhyde. De plus, certaines résines thermoplastiques pourraient etre utilisées en combinaison avec ces résines thermodurcissables pour préparer des revttements d'émail ayant des propriétés thermodurcissables. Parmi ces résines thermoplas-tiques, c-n peut citer en exemple les polymères de chlorure de vinyle, tels que les copolymères de chlorure et d'acétate de vinyle et les terpolyméres de chlorure et d'acétate de vinyle et d'anhydride maléique Sur le revêtement d'émail 16 -ç?erPos un revetement d'adhérence 17.Le revêtement d bd e ou un joint pelable avec la matière plastique formant la fermeture 11. Comme exemple de revEtements d'adhérence pouvant être appliqués sur le revêtement d'émail, on peut citer les polymères d'oléfines contenant des groupements carboxyle, tels que les copolymères greffés de polypropylène modifié par un carboxyle, les copolymères greffés de polyéthylène modifié par un carboxyle, et des mélanges des copolymères greffés de polyéthylène modifié par un carboxyle et des polymères de vinyle-butyral, tels que le polyvinyle-butyral. Le revêtement d'émail 16 et le revêtement adhésif 17 peuvent être appliqués sur les feuilles de métal planes servant à la fabrication des éléments d'extrémité 10. Pour plus de détails concernant les revêtements d'émail 16 et les revêtement adhésifs 17 ainsi que les procédés d'application de ceux-ci sur la paroi d'extrémité 10, le lecteur est invité à se référer à la demande de brevet américain N 858.165 déposée le 15 septembre 1969 aux noms de Kenneth D. Gilliam et Alfred W. Kehe et cédée à la demanderesse, et au brevet français N 70 30411 déposé le 19 aott 1970 au nom de la Demanderesse0 Comme représenté, l'élément d'extrémité 10 présente une ouverture en forme de larme 18 s'étendant radialement dans le panneau 12, son extrémité plus étroite étant disposée au centre de celui-ci. Comme représenté, la fermeture 11 comprend une bordure 19 et une patte détachable 20. La bordure 19 est fixée le long du bord de l'ouverture 18, tandis que la patte de traction 20 est placée au-dessus de la bordure 19 et de l'ouverture 18 et est collée le long des parties du bord limitant cette dernière. Il est à noter que la bordure 19 et la patte de traction 20, quand elles sont assemblées sur le récipient 9, sont entièrement confinées dans l'espace défini entre le bord supérieur de l'agrafage 14a et le panneau 12. Ceci limite l'épaisseur de la bordure 19 et de la patte 20. La bordure est faite d'une matière plastique thermodurcissable, telle qu'un homopolymère ou un copolymère d'une oléfine par exemple de polyéthylène, de poly propylène ou d'un copolymère éthylène/propylène est formée par moulage à un contour complémentaire de celui de l'ouver- ture 18 préalablement coupée dans le panneau d'extrémité. Une rainure 21a définie par une lèvre supérieure chanfreinée 21 et une lèvre inférieure espacée 22 est formée le long de la périphérie de la bordure 19.La bordure 19 est suffisamment souple ou élastique pour que la rainure 21a puisse s'emboîter contre le bord de l'ouverture 18. Dans cette positions les sur- faces 23 et 24 des lèvres 21 et 22 s'appliquent contre le revtement adhésif 17 limitant le bord0 Les matières ci-dessus desquelles la bordure est faite sont caractérisées par une faible conductibilité thermique qui est importante pour lier la patte de traction 20 à l'élément d'extrémité métallique, comme on le verra par la suite0 La patte de traction 20 comprend un obturateur 25 et un élément de préhension 26 qui peut avoir la forme d'une bague. L'obturateur 25 comporte une bordure continue 27 s'abaissant Le la face inférieure d'une membrure 28 et -s'ajuste étroitement dans la bordure 1, Pour permettre de refermer l'obtùrateur après l'avoir initialement enlevé de la bordure, la bordure 27 peut comporter, à son extrémité inférieure, une lèvre d'arrêt horizontale 29 qui s'applique contre la face inférieure de la lèvre 22. La membrure 25 comporte uhe partie marginale 30 qui s'étand au-dessus de la bordure 19. Une bordure verticale 31, espacée de la lèvre 21 de la bordure 19, est formée le long du bord extérieur de la partie marginale 30. La bordure 31 se termine par une face 32 qui s'applique contre le revêtement adhésif 17 de l'élément d'extrémité 10. Il est à noter que la bordure 31 est espacée latéralement de la bordure 19 et n'est pas au contact de celle-ci, de sorte que la patte de traction 20 n'est fixée qu'au revêtement adhésif 17 à la face 32, comme il sera expli- qué plus en détail ci-après. La patte de traction 20 est faite d'une -matière-- thermo- plastique dont la composition peut entre analogue ou identique à celle de la bordure 19, par exemple du polypropylène ou du polyéthylène et elle est produite par moulage ou par un proced analogue. Quand la patte 2O est an polyéthylène, le revêtemen adhésif 16 est, de préférence, constitué par un mé@ange d'un polyéthylène modifié par un carboxyle et d'un polymere de vinyle-butyral. Quand la patte 20 est en polypropylène, le revêtement adhésif 16 est, de préférence, constitué par une résine de polypropylène carboxylaté. La patte de traction 20 est liée à l'élément d'extrémité métallique 10 par thermosoudage. Ceci est réalisé en plaçant l'élément d'extrémité 10, après avoir assemblé préalablement la bordure 19 et la patte de traction 20, dans l'ouverture-18 d'une presse 35, comme le montrent les figures 5 à 7. La presse 35 comprend un plateau 36 et une tette 37 se déplaçant verticalement. Comme représenté, le plateau 36 comprend une plaque de support 38 destinée à supporter l'élément d'extrémité 10 préassemblé. Dans une ouverture 39 de la plaque de support 38 est logée une bobine de chauffage par induction 41 de façon à être située sous la fermeture Il placée sur l'ouverture 18. La bobine de chauffage par induction est reliée à une source appropriée d'énergie haute fréquence pai des conducteurs 42. La bobine 41 est conçue pour induire une énergie ayant pour résultat un profil de température uniforme dans la surface de l'élément d'extrémité 10, à l'interface entre la face 32 et le revêtement adhésif 17. La tête 37, qui n'est pas en métal a une forme générale circulaire. L'extrémité inférieure de la tête 37 présente une bordure périphérique semi-circulaire 44 complémentaire à la courbure du filet 13, de façon à pouvoir se loger dans celui-ci et à serrer l'élément d'extrémité contre la plaque de support 38. Dans une ouverture 48 de la tête 37 est fixé un bloc non-conducteur 47. La face inférieure 49 du bloc 47 est profilée de façon à surplomber l'ouverture 18 et à s'appliquer contre la patte de traction 20 de façon à presser la face 32 de la bordure 31 étroitement contre le revêtement adhésif 17. Une cavité 51 est également prévue dans la tette 37 pour loger l'élément de préhension 26 de la patte de traction 20. On opère comme suit : on place l'élément d'extrémité 10 sur lequel la bordure 19 a été embossée dans l'ouverture 18 et à laquelle la patte de traction 20 a été assemblée, sur le plateau 36. On presse ensuite fermement la tette 37 contre la face supérieure de la patte de traction 20. Il en résulte un contact intime entre la face 32 de la bordure 31 et le revêtement adhésif 17. On met en marche la bobine haute fréquence 41 pendant une période de temps relativement courte, ce qui a pour résultat un chauffage localisé de l'élément métallique 10 près du bord de l'ouverture 18. I1 en résulte une soudure entre la face 32 de la patte de traction et les faces 23 et 24 au contact de la bordure 19. A ce propos, il est à noter que la matière plastique constituant la bordure 19 et la patte de traction 2Q sont des isolants et, ainsi, empêchent les amorçages lors de l'application de l'énergie haute-fréquenceO La chaleur engendrée par la bobine d'induction haute fréquence est soigneusement contrôlée pour que la température superficielle à la face 32 de la patte de traction 20 reste au-dessous de celle produisant une liaison inséparable entre celle-ci et le revêtement adhésif 17.La chaleur et la pression sont maintenues pendant un temps suffisamment long sur la face 32 de la patte de traction pour produire une liaison pouvant etre séparée du revêtement adhésif 17 en exerçant un effort de traction manuel sur l'élément de préhension 26. En même temps, la bordure 20 est liée autour du bord de l'ouverture 18 et reste attachée après la séparation de la patte de traction 20. La bordure 19 est soudée ou fixée au revêtement adhésif du fait que la chaleur superficielle résultant de l'énergie haute-fréquence est plus grande que celle se développant à la face 32. Ceci n'est pas genant car il est utile de retenir la bordure 19 dans l'ouverture pour en couvrir le bord vif. Ceci évite l'oxydation ou la corrosion de ce bord par réaction avec le produit du récipient. Il est à noter que la patte de traction 20 est fixée au revêtement adhésif 17 et non pas à la bordure 19 car la chaleur induite dans l'élément d'extrémité métallique n'est pas conduite à la surface extérieure de la bordure 19. De cette manière, il est possible de contrtler la force de la liaison entre la patte de traction 20 et l'élément d'extrémité 18 afin qu'elle puisse en etre détachée et enlevée à la main. REVENDICATIONS 1) Elément d'extrémicé pour un réciplant a couverture rapide qui comprend un élément métallique avan ne ouverture prédécoupée et un obturateur pour celle-ci, Icit obturateur incluant une bordure de matière plastique plzcè sur le bord dérinissant ladite ouverture afin de produire une ouverture verseuse protégée, un élément d'étanchéité en matière plastique couvrant ladite ouverture et disposé au-dessus de ladite bordure, ledit élément d'étanchéité ayant une partie marginale espacée à l'extérieur de ladite bordure et qui est intimement au contact dudit élément métallique, et un revttement adhésif sur ledit élément métallique pour lier, de façon détachable, ledit élément d'étanchéité en matière plastique audit élément métallique, ce qui fait que cet élément d'étanchéité peut être séparé dudit élément métallique en exerçant une force de traction sur celui-ci. 2) Elément d'extrémité selon la revendication 1 dans lequel le revttement adhésif est sensible à la chaleur et à la pression, ledit élément d'étanchéité étant lié de façon détachable uniquement audit élément métallique par suite de la conductibilité thermique de ce dernier et par application d'une pression. 3) Elément d'extrémité sélon la revendication 2 dans lequel la chaleur provient d'une énergie de haute fréquence engendrée autour du bord de ladite ouverture. 4) Elément d'extrémité selon la revendication 2, dans lequel la dite bordure est liée invariablement audit élément métallique0 5) Elément d'extrémité selon la revendication 1, dans lequel l'élément d'étanchéité est un obturateur inséré dans ladite ouverture bordée. 6) Elément d'extrémité selon la revendication 5 dans lequel l'obturateur est délimité par une bordure s'ajustant étroitement dans ladite ouverture bordée. 7) Elément d'extrémité selon la revendication 6 dans lequel la dite bordure comporte un élément coopérant avec ladite bordure pour verrouiller, de façon libérable, ledit obturateur dans la dite ouverture après son introduction dans celle-ci. 8) Elément d'extrémité selon la revendication 5 dans lequel l'élément d'étanchéité comporte une partie de préhension s'éten dant dudit obturateur. 9) Procédé pour fixer un obturateur en matière plastique à l'élément d'extrémité métallique d'un récipient présentant une ouverture prédécoupée et un revttement adhésif sensible à la chaleur et à la pression à sa surface qui consiste à superposer ledit obturateur au-dessus de ladite ouverture de façon que sa bordure soit au contact de la bordure de ladite ouverture, à appliquer de l'énergie haute fréquence audit élément d'extrémité métallique, ce qui fait que la chaleur induite dans ce dernier rend le revttement adhésif adhérant à l'obturateur le long des dites bordures0 10) Procédé selon la revendication 9 dans lequel l'énergie haute fréquence est appliquée à ladite ouverture prédécoupée0 11) Procédé selon la revendication 10 dans lequel l'énergie haute fréquence est appliquée de façon à engendrer une quantité de chaleur inférieure à celle provoquant la fusion dudit revêtement adhésif avec l'obturateur de matière plastique, ce qui fait que ce dernier peut titre détaché ou pelé dudit élément itextrémité en exerçant une traction sur celui-ci0 12) Procédé selon la revendication 11 dans lequel on applique une pression pour contribuer à la formation de la liaison0 13) Procédé selon la revendication 12 dans lequel les moyens utilisés pour appliquer l'énergie haute fréquence servent en mime temps pour appliquer ladite pression. 14) Récipient à ouverture rapide qui comprend un corps, un élément d'extrémité métallique fixé a l'une des extrémités de ce corps, ledit élément d'extrémité comportant un panneau couvert d'un revAtement adhésif, une ouverture prédécoupée dans ledit panneau, un obturateur pour cette ouverture incluant une bordure de matière plastique et une patte de traction en matière plastique pour fermer hermétiquement ladite ouverture, ladite bordure étant liée le long du bord de ladite ouverture afin de produire une ouverture verseuse protégée ladite patte de traction ayant des surfaces situées à proximité immédiate de ladite bordure et s'étendant audessus de celle Ci9 et ayant une bordure marginale s'étendant au-delà de de ladite bordure, cette bordure marginale étant liée audit retement adhésif de façon à permettre une séparation à l'interface entre ledit bord marginal et ledit revttement adhésif, ce bord marginal et ce revêtement adhésif, ainsi que la liaison entre ladite bordure dudit bord étant chauffés, pendant une période de temps très courte, par une bobine d'induction disposée autour de l'ouverture, et le transfert de chaleur à travers la matière plastique de ladite bordure et de ladite patte de traction étant suffisamment ralenti pour que les surfaces voisines de cette bordure et de cette patte de traction soient empêchées de se souder effectivement. 15) Récipient à ouverture rapide selon la revendication 14 dans lequel ledit panneau d'extrémité comporte une paroi verticale s'étendant autour de sa périphérie, ledit obturateur étant disposé au-dessous du bord supérieur de ladite paroi,