Brevet FR2294919A1 — publié le 19760716

La présente invention a pour objet un récipient de conditionnement d'un liquide tel qu'une boisson et un proc*dO de fabrication de ce récipient. 'la plupart des boissons sont actuellement mises sur le marché soit dans des récipients sans goulot tels que des bottes métalliques, soit dans des récipient & col ou goulot - bouteilles en verre, en plastique, métalliques ... -*fermFs au niveau de ce goulot par un bouchon amovible et généralement perdu. Pour ce deuxième type de r8cipient, les bouchons sont de plusieurs natures. On peut distinguer, parmi les plus actuels, des capsules vissées ou serties sur l'extérieur du goulot qui est conformé de manière & permettre cette fixation et des bouchons métalliques ou plastique sur-capsuls. I1 existe également des bouchons dits Twist-offZ s'adaptant sur le col d'un récipient par vissage très court, Tous ces bouchons comportent un élément de joint susceptible de coopérer avec la surface supérieure du col afin d'assurer létanchéité du bouchage1 ce qui accrott la complexité de leur fabrication donc leur cott de revient.De plus, lorsqu'on ouvre le récipient, le bouchon s'en sépare complètement Dans certains cas, il est jetable, dans d'autres on peut le réadapter sur le goulot du récipient mais souvent, en pratique, il est égaré ou jeté, Ceci constitue un inconvénient car un bouchon jeté ou égaré dans la nature constitue un élément polluant et, en outre,une perte de matière qui pourrait entre recyclée. La présente invention entend remédier à ces inconvénients en proposant un récipient de conditionnement d'une boisson comportant des moyens simplifiés de son bouchage qui en permettent l'abaissement sensible du coût de revient et qui satisfont aux législations en vigueur ou à venir relatives à la protection de l'environnement.En outre, ce récipient présente l'avantage d'tre recyclable en l'état et d'utilisation aisée ne faisant pas appel à un outillage auxiliaire-de débouchage, A cet effet, l'invention a donc pour objet un récipient à col pour liquides notamment une boisson équipé d'un bouchon amovible qui est constitué par une bille située à l'intérieur du récipient, de densité inférieure à celle du liquide susdit et dont le diamètre est légèrement supérieur au diamètre intérieur d'au moins une partie du col. La bille susdite est en un matériau élastique ou semi-déformable et peut titre soit creuse soit pleine. Dans un premier mode de réalisation de ce récipient destiné notamment aux boissons gazeuses le col comprend deux parties, une partie supérieure conformée intérieurement en un tronc de cône dont la petite base est tournée vers l'intérieur du récipient et est de diamètre inférieur au diamètre de la bille et une partie inférieure de diamètre supérieur au diamètre de ladite bille, la zone de raccordement desdites parties inférieures et supérieures constituant une zone d'appui pour la bille sur le récipient dans sa position de fermeture. En outre, la partie inférieure du col est constituée par une surface sensiblement torique de raccordement du col au corps du récipient. Dans un second mode de réalisation destiné notamment aux boissons non gazeuses, la partie inférieure du col comporte une zone rétrécie de diamètre compris entre celui de la petite base du tronc de cône susdit et celui de la bille déterminant avec ladite petite base un logement de maintien à compression.de la bille dans sa position de fermeture du récipient. Enfin, le récipient selon l'invention peut étre équipé d'une capsule de protection détachable. 11 sera fait référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue partielle en coupe d'un récipient selon l'invention destiné spécialement au conditionnement des boissons gazeuses, - la figure 2 est une vue partielle en coupe d'un récipient selon l'invention destiné spécialement aux boissons non gazeuses. Sur la figure 1 tout d'abord, on voit le goulot 1 - ou col - d'un récipient dont on a amorcé la forme en 2 qui peut titre par exemple une bouteille. Ce col I présente deux parties. Une partie supérieure la possède une surface intérieure conformée en un tronc de cône ayant pour grande base l'ouverture supérieure du goulot de diamètre D et dont la petite base de diamètre d est tournée vers l'intérieur du récipient. On notera que la pente de ce cône est relativement faible et que la différence entre les diamètres D et d est par exemple de l'ordre du millimètre pour un goulot de dimensions usuelles.La partie inférieure lb est constituée par une extrémité d'une surface torique 3 reliant le goulot 1 au corps du récipient 2 dont le diamètre intérieur T est supérieur au diamètre d susdit, La zone 4 de jonction des deux parties du goulot constitue un épaulement d'appui pour une bille 5 placée à l'intérieur du récipient et qui en forme le-bouchon. Le diamètre B de la bille 5 est tel qu'il est compris entre les diamètres T et d. Comme on le voit sur cette figure, la bille 5 est creuse. Elle est constituée à partir d'un matériau rigide semideformable tel qu'unie matière plastique.Sa densité est inférieure à celle du liquide 6 qu'est susceptible de contenir le récipient, de maniere qu'elle soit toujours en flottaison à la surface de ce liquide On peut pourvoir le récipient d'une bille pleine constituée, par exemple, par un aggloméré de matières légères aiimentaires à base de liège ou de mousses de plastique déformable sans sortir du cadre de l'invention. Pour que le recipient selon 'invention remplisse efficacement sa fonction, il faut que la bille 5 ne puisse pas s'échapper hors du goulot et cependant puisse dégager le goulot pour permettre au liquide contenu d'être versé hors du récipient. En d'autres termes, il faut donc que la bille rencontre une butée positive interdisant sa sortie hors du récipient ce qui est réalisé par le fait que le diamètre d est inférieur au diamètre B et, d'autre part, qu'il n'y ait pas de butée au déplacement de la bille vers l'intérieur du récipient ce qui est réalisé du fait de la supériorité en dimension du diamètre T par rapport au diamètre B. Lorsque le récipient 2 est vide, la bille 5 par gravité se trouve au fond du réservoir. Lors de son remplissage, la bille 5 flotte sur la surface du liquide qui s'élève jusqu'à venir à l'entrée du goulot l. A la fin du remplissage, que l'on peut assurer en maintenant la bille écartée du goulot au moyen d'une butée temporaire introduite dans le goulot et solidaire de la buse d'injection du liquide dans le récipient, le niveau de liquide dans le récipient est tel que la bille flottant sur ce niveau entre en contact avec la zone 4 de jonction décrite cidessus. Le récipient est alors fermé et comme le liquide contenu est gazeux et, par exemple, de la bière ou un soda, il s'établit une pression à l'arrière de la bille supérieure à la pression atmosphérique qui tend à appliquer plus énergiquement la bille sur cette zone 4 du goulot.Comme la bille est en un matériau semi-déformable et dont la déformation sous une pression donnée dépend soit de sa matière Si elle est pleine, soit de son épaisseur si elle est creuse, un contact intime est créé entre ladite zone 4 et la bille qui assure une bonne étanchéité du bouchage. Lors de l'utilisation, le débouchage consiste à dégager la bille 5 du goulot en la poussant à l'intérieur du récipient avec le doigt ce qui est possible car l'effort à développer par le doigt est de l'ordre de quelques newton. Pour ce faire, on maintient le récipient incliné au-dessus d'un verre, par exemple, et en poussant la bille on permet au liquide de s'écouler hors du récipient. Dans le même temps, la bille glisse sous l'effet du doigt sur la surface torique 3 et, puisque le récipient est incliné prend une position temporaire indiquée sur la figure en 5' au-delà de cette surface torique. Le liquide s'écoulant, son niveau baisse et la bille 5 par flottaison sur la surface libre du liquide tend à s'éloigner vers le fond du récipient. On parvient ainsi à vider presque complètement le récipient en augmentant son inclinaison. Il se peut qulà la fin de cette opération, le récipient étant presque retourné, la bille 5 vienne se loger dans le goulot avant que les derniers centimètres cube de liquide ne soient évacués. Dans ce cas, une légère secousse imprimée au récipient permet de décoller la bille de la surface 4 et de parfaire le vidage. En regard de ;La figure 2, on retrouve certains des éléments déjà décrits en regard de la figure 1. On remarquera néanmoins sur cette figure que la partie inférieure lb du goulot 1 présente une zone rétrécie de diamètre C inférieur au diamètre B de la bille 5 et supérieur au diamètre d de la base de la partie supérieure la dudit goulot. La valeur de ce diamètre C détermine la force à appliquer sur la bille pour déboucher le récipient. Les deux zones rétrécies d et C du goulot définissent entre elles un logement de maintien de la bille 5 en position de fermeture du récipient. Cette disposition est avantageuse pour le conditionnement de boissons non gazeuses. Il est bien évident que dans ce cas, pour que cette fermeture soit assurée de manière étanche, il faut qu'il y ait une légère compression de la bille. Cette compression peut être assurée par exemple au niveau du contact des parties rétrécies d et C sur la bille. Dans ce cas, le logement susdit sera constitué comnre c'est le cas sur la figure par une portion de surface torique 6 de rayon de courbure inférieur au rayon de la bille 5 On remarquera enfin que dans ce cas de figure, l'étanchéité de la fermeture du récipient est due à un engagement à force de la bille dans le logement.Cet engagement peut être réalisé au moyen d'un dispositif mécanique de traction de la bille dans le goulot après remplissage du récipient. Cette traction peut être réalisée notamment au moyen d'un dispositif Q1 aspiration. On peut imaginer également que la bille 5 est maintenue par flottaison en contact étanche avec la zone rétrécie de diamètre C et que le remplissage soit effectué sous pression. La pression régnant alors dans le récipient pouvant être suffisante pour propulser la bille 5 dans son logement. Dans 1exposé ci-desses, on a supposé la bille déjà introduite dans le récipient. Cette introduction peut se faire de plusieurs manières. Tout d'abord, et plus spécialement dans le cas de récipients métalliques ou plastiques, on introduit la bille dans le goulot dont le diamètre est provisoirement plus, important que celui de la bille. Puis on rétrécit le diamètre d'au moins la partie supérieure du goulot, de manière classique, de manière à interdire la sortie de la bille et à lui fournir une butée semblable à un siège de soupape. Dans ce cas, la partie supérieure dudit goulot n'a pas a être tronconique telle qu'elle est représentée sur la figure. Dans le cas de récipients en verre, notamment il est très aisé-de constitué le col d'un récipient tel que représentE sur la figure et ce avec une précision dimensionnelle très bonne de l'ordre du dixième de millimètre. L'introduction de la bille 5 est alors-réalis8e mécaniquement en jouant sur ses capacités de dé format ion. Dans une première façon d'opérer on utilise un poinçon, non représenté; qui permet de pré-déformer la bille en l'enfermant partiellement dans une enceinte à vide de manière à lui faire passer la restric- tion de diamètre d du goulot dans cette position déformée pans une seconde manière de faire il est possible de porter la bille à une certaine température ce qui accroc ses possibilités de déformation et de l'introduire ainsi chauffée dans le récipient, On notera à titre d'exemple que pour une bille creuse en une matière plastique donnée et pour une épaisseur déterminée, on peut obtenir une déformation d'environ 3 millimètres sur le diamètre à 500C pouvant facilement atteindre 6 millimètres entre 70 et 900C. Ces deux manières d'introduire la bille 5 dans le récipient sont facilement automatisables. Par ailleurs, dans une troisième méthode préférée pour introduire la bille dans le récipient, on utilise le fait que chaque récipient doit être stérilisé avant son remplissage, Avant le passage-en étuve ou sous le tunnel de stérilisation qui implique notamment une chauffe des objets à stériliser, on place au-dessus de chaque goulot la bille 5, On élève ainsi la température de chacun des ensembles récipient-bille. A la sortie du tunnel ou de l'étuve par refroidissement naturel en accéléré de l'air à l'intérieur du récipient il se crée une dépression à l'intérieur du récipient qui aspire la bille puisque chaude donc de grande déformabilité. Au besoin, cette introduction peut être aidée mécaniquement par un poinçon. Enfin, dans le cas où le remplissage de tels récipients se fait sous vide partiel, l'introduction de la bille est également facilitée par cette disposition. Les avantages de l'invention résident tout d'abord dans le fait qu'elle permet le bouchage d'un récipient de boisson au moyen d'un élément indissociable du récipient donc qui ne peut pas être source en lui-mFme de pollution ni de perte de matière, Par ailleurs, le débouchage d'un tel récipient est très aisé et ne nécessite l'usage que d'une seule main, celle qui tient le récipient. En effet, il suffit de la pression d'un doigt pour escamoter la bille dans le récipient. En outre, ce principe de bouchage s 'intègre facilement dans la technique actuelle de conditionnement des boissons sans bouleversement important ni réorganisation complète des chaînes d'embouteillage donc sans gros investissements. L'invention permet également par la simplicité des opérations qu'elle met en oeuvre d'abaisser le cout de revient du produit obtenu. Dans le cas d'une réutilisation des récipients, il n'y a plus à prévoir d'opération de bouchage car celle-ci par la présence de la bille à l'intérieur de la bouteille s'opère a'elle même lors du remplissage. Enfin, si nécessaire, le bouchage d'un récipient de boissons gazeuses selon l'invention permet d'adapter de manière connue un sur-capsulage de protection de la bille contre la poussière et les souillures extérieures. L'invention trouve une application intéressante dans le domaine du conditionnement des boissons. Elle n'est pas limitée à la description qui vient d'en être donnée mais couvre au contraire toutes les variantes qui pourraient lui être apportées sans sortir de son cadre ni de son esprit, REVKNDICATIONS 1. Récipient à col pour liquides notamment une boisson équipé d'un bouchon amovible, caractérisé en ce que le bouchon est constitué par une bille située à l!intérieur du récipient de densité inférieure à celle du liquide susdit et dont le diamètre est légèrement supérieur au diamètre intérieur d'au moins une partie du col. 2. Récipient selon ou revendication 1, caractérisé en ce que la bille susdite est creuse et en un matériau rigide semi-déformable, 3. Récipient selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bille est pleine et en un matériau légèrement élastique, 4.Récipient selon l'une quelconque des revendications précédentes1 caractérisé en ceque le col cowprend deux parties, une partie supérieure conformée intérieurement en un tronc de cône dont la petite base est tournée vers l'intérieur du récipient et est de diamètre inférieur au diamètre de la bille et une partie inférieure de diamètre supérieur au diamètre de ladite bille, la zone de raccordement desdites parties inférieures et supérieures constituant une zone d'appui pour la bille sur le récipient dans sa position de fermeture 5. Récipient selon la revendication 4, caractériséen ce que la partie inférieure du col est constituée par une surface sensiblement torique de raccordement du col au corps du récipient. 6. Récipient selon la revendication 4, caractérisé en ce que la partie inférieure du col comporte une zone rétrécie de diamètre compris entre celui de la petite base du tronc de cône susdit et celui de la bille déterminant avec ladite petite base un logement de maintien à compression de la bille dans sa position de fermeture du récipient. 7. Récipient selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une capsule de protection détachable. 8. Procédé de fabrication d'un récipient selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on restreint le col apyres introduction de la bille dans le récipient. 9. Procédé de fabrication d'un récipient selon l'une quelconque des revendications 1 a 7, caractérisé en ce que l'on déforme temporairement la bille au moment de son introduction dans le récipient. lo. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'on réalise cette déformation en élevant la température de la bille. il Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'on réalise cette déformation par introduction à force de la bille dans le récipient. 12. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que lton place la bille au sommet du col du récipient, en ce que l'on stérilise par élévation de la température l'ensemble bille-récipient et en ce que la bille est aspirée dans le récipient lors de son refroidissement. 13. Procédé de conditionnement d'un liquide non gazeux dans un récipient selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'après remplissage du récipient on déplace la bille pour la mettre en place dans le logement susdit.