Brevet FR2143121A1 — publié le 19730202

l'invention concerne un procédé pour fermer un récipient d'emballage destiné, notamment, à contenir une boisson et pouvant avantageusement être utilisé comme gobelet. Le récipient est, en particulier, en papier dur ou en matière thermoplastique, il présente une surface se prêtant à être soudée à une couche de matière thermosoudable et son bord supérieur est roulé. Il existe de nombreux récipients à boisson, qui sont par exemple obtenus par emboutissage ou formage d'une feuille de matière synthétique ou sont fabriqués par un procédé de moulage par injection. Pour que leur fermeture soit étanche, les récipients présentent une bride marginale supérieure faisant saillie vers l'extérieur, à laquelle on soude la feuille de fermeture. Une telle bride marginale, même lorsqu'on arrive à en détacher complètement la feuille de fermeture, est le plus souvent désagréable lorsqu'on boit le contenu du récipient, car elle forme fréquemment une face à bord aigu, non exempte de bavures. L'invention vise à procurer un récipient d'emballage pouvant servir de gobelet, arrondi au bord supérieur comme un récipient de porcelaine et pouvant néanmoins être fermé de façon simple par une feuille de fermeture. A cet effet, le récipient, en papier dur ou en matière thermoplastique, présente une face supérieure thermosoudable et à son bord, roulé, est soudée une feuille de'fermeture, qui est également thermosoudable.Selon l'invention, le bord roulé, dont la section transversale, comme il est courant, est approximativement ronde, est refoulé par sa face supérieure, après la pose de la feuille de fermeture, au cours du soudage, de façon qu'il présente une face annulaire supérieure plane dont le profil s'arron- disse vers l'intérieur et vers l'extérieur, le bord roulé exerçant en même temps sur la feuille de fermeture une contre-pression suffisante pour le soudage. Le refoulement laisse subsister un espace à l'intérieur du bord roulé. la section transversale arrondie de ce bord est donc sensiblement maintenue, de sorte que ltorsquton pose le récipient contre les lèvres pour boire, après en avoir retiré la feuille de fermeture, le contact n'est pas désagréable. Il s'est avéré que, le poinçon et la matrice étant judicieusement conformés à cet effet, une contre-pression de soudage suffisante peut être atteinte si le bord roulé est refoulé de façon à ne plus avoir que 90 à 60 % de sa hauteur initiale. Dans ce cas, la largeur de la surface annulaire de la face supérieure du bord sera avantageusement de 1 à 2,5 mm et, de préférence, d'au moins 4 mm. Comme feuille de fermeture, on utilise de préférence une feuille d'aluminium d'une épaisseur de 30 à 60aX; enduite d'une couche de matière thermosoudable. le dispositif utilisé de préférence pour l'exécution du procédé comporte un poinçon chauffé et une matrice non chauffée, dont le creux doit contenir le récipient d'emballage. Suivant l'in- vention, la matrice présente une rainure annulaire destinée à contenir partiellement le bord roulé du récipient. La section transversale de la rainure est moins haute et plus large que celle de ce bord de section transversale initialement ronde.En particulier, la distance entre le point inférieur de la rainure et la surface du poinçon pressant la feuille de fermeture est quelque peu inférieure à la hauteur initiale du bord, avant la pose de la feuille. le bord externe du poinçon qui est en saillie et s'avance dans la matrice est arrondi ou chanfreiné à un angle de 10 à 150. La distance entre la face de travail du poinçon et le fond de la rainure est telle que lorsque le poinçon et la matrice sont rapprochés, le bord roulé soit refoulé de façon à ne pas avoir moins de 60 ffi de sa hauteur initiale et continue ainsi à délimiter unit espace interne annulaire. le degré de refoulement et la largeur de la face annulaire sont fonction du diamètre du récipient et de la dimension du bord roulé.Si ce bord est relativement important, un refoulement réduisant sa hauteur à 9G fio donne déjà une face annulaire suffisamment large. La face annulaire sera large dans le cas de récipients de grand diamètre, en particulier si ceux#ci doivent contenir un produit liquide. Pour illustrer l'invention, on décrira cipaprés le procédé qu'elle apporte et un dispositif permettant d'exécuter ce procédé, avec référence au dessin schématique annexé, qui donne des coupes à échelle agrandie représentsnt le bord roulé du récipient ainsi que la matrice et le poinçon utilisés pour le soudage. La figure 1 est une vue partielle, en coupe, de la matrice et du poinçon tels qu'ils se présentent avant la pose de la feuille de fermeture la figure 2 est une vue partielle, en coupe, de la matrice et du poinçon rapprochés, et la figure 3 est une vue partielle, en coupe, de la matrice et du poinçon séparés, tels qu'ils se présentent après le soudage. On introduit un récipient d'emballage 1, pourvu d'un bord roulé 2, dans le creux de la matrice 8, de façon que le bord 2 vienne se placer dans une rainure arrondie 9 de la matrice. On place ensuite la feuille de fermeture 5 dans une position telle qu'elle se trouve au-dessus du récipient 1. Cette feuille est pressée par le poinçon 7 contre la face supérieure du bord roulé 2. Le déplacement du poinçon 7 en direction de la matrice 8 ne cesse toutefois pas au moment où la feuille de fermeture 5 touche le bord roulé 2, mais le poinçon est déplacé jusqu'à ce qu'iL atteigne la position représentée sur la figure 2. De ce fait, le bord roulé est refoulé jusqu'à ce que sa section transversale initiale se réduise à 90 % au moins de sa hauteur. Il présente alors à la face supérieure une surface annulaire approximativement plane 3.La feuille de fermeture 5 est alors soudée à la face annulaire 3 par le poinçon chauffé 7. Gråce au bord 10 du poinçon 7 faisant saillie en direction de la matrice, le bord de la feuille de fermeture 5 s'applique convenablement au bord roulé 2. Le c8té 11 du poinçon 7 sert à centrer le poinçon dans la matrice. les faces horizontales 12 de la matrice et 13 du poinçon limitent la course de celui-ci. Les dispositifs utilisés pour préparer la feuille de fermeture 5 et pour produire dans le poinçon 7 la chaleur nécessaire au soudage ne sont pas représentés. lors du soudage, la partie supérieure du bord roulé est chauffée. Elle se ramollit et peut se déformer de façon à présenter une face annulaire étroite sensiblement plane. La partie inférieure du bord roulé reste par contre froide et élastique et peut donc soutenir la face annulaire de façon qu'elle oppose une contre-pression suffisante. La paroi latérale du récipient d'emballage 1 peut être soutenue par le fond du creux de la matrice 8 ou, dans le cas d'une forme spéciale de gobelet, par une saillie. Il est particulièrement surprenant que lors de sa défor- mation, le bord roulé du récipient, exerce une contre-pression suf- fisante lors du soudage et que, de plus malgré le chauffage de la matière, le soudage n'entrain pas de déformation telle du bord roulé que celui-ci soit refoulé au point d'être trop plat. Par le procédé conforme à l'invention, selon lequel le bord roulé est partiellement refoulé pendant le soudage, il est en outre évité que l'extrémité interne 4 du bord roulé porte sur la surface inférieure de la face annulaire 3 et entaille ou affaiblisse cette face pendant le soudage.Un autre avantage de l'invention réside en ce que des récipients fabriqués de façon courante, pourvus d'un bord roulé dont la section transversale est approximativement circulaire, peu vent être pourvus d'une feuille de fermeture soudée, ctest-à-dire que, lors de la fabrication du récipient, il ne doit pas y avoir d'opérations spéciales au cours desquelles le bord roulé doive être totalement ou partiellement déformé de façon permanente en vue de la formation d'une face de soudage plane. Il est également avantageux qu'on puisse utiliser les mêmes poinçon et matrice pour fabriquer des récipients fermés par une feuille soudée comme pour fabriquer des récipients pourvus d'un couvercle staccrochant élastiquement au bord roulé. De plus, il est possible que les récipients fermés par une feuille soudée soient additionnellement pourvus d'un couvercle s'accrochant élastiquement au bord roulé. REVENDICATIONS 1 - Procédé pour fermer un récipient d'emballage, dess- tiné en particulier à contenir une boisson, qui est fait de papier dur ou de matière thermoplastique, qui présente une surface se prêtant à être soudée à une couche de matière thermosoudable et dont le bord eupérieur est roulé, caractérisé en ce que, après la pose de la feuille de fermeture, avantageusement formée d'une couche d'aluminium, le bord roulé, dont la section transversale, comme il est courant, est approximativement ronde, est refoulé pendant le soudage dans une mesure telle que, tout en continuant à délimiter un espace interne annulaire, il présente une face annulaire supé- rieur plane, et en ce que le bord roulé déformé exerce sur la feuille de fermeture une contre-pression suffisante pour le soudage. 2 Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'au cours du soudage, le bord roulé est refoulé jusqu'à ce qu'il n'ait plus que 90 à 60 % de sa hauteur initiale. 3 - Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la largeur de la face annulaire plane du bord roulé est de 1 à 2,5na et, de préférence, d'au moins 1,5 mm. 4 - Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3r caractérisé en ce que la feuille de fermeture est une feuille d'aluminium d'une épaisseur de 30 à 60 > 2enduite d'une couche de matière thermosoudable. 5 - Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant ltune quelconque des revendications 1 à 4, comportant un poinçon chauffé et une matrice non chauffée, dont le creux doit contenir le récipient d'emballage, caractérisé en ce que la face de contrepression de la matrice présente une rainure annulaire, concentrique au creux précité, destinée à contenir partiellement le bord roulé la rainure étant arrondie de façon à contenir la moitié inférieure du bord roulé et la distance comprise entre le point le plus bas de la rainure et la surface du poinçon pressant la feuille de fermeture étant, lorsque le poinçon et la matrice sont rapprochés, inférieure à la hauteur initiale du bord roulé. 6 - Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le bord du poinçon forme, en direction de la matrice une saillie qui est arrondie ou est chanfreinée à un angle de 10 à 150 par rapport au plan de soudage. 7 - Dispositif suivant l'une ou l'autre des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que la course du poinçon est limitée, lors du contact des faces horizontales de la matrice et du poinçon, à une distance de l'ordre de 90 à 60 % de la hauteur de la section transversale du bord roula.