Brevet FR2423402A1 — publié le 19791116

L'objet de la présente invention est une tête de scellage particulièrement adaptée à la fermeture étanche d'emboûchures de récipients dont la surface est irrégulière et de géométrie imprécise comme cela est assez généralement le cas pour les récipients réalisés en matériaux tels que verre, faience, carton ou matière plastique moulée, dont la surface nta pas été spécialement usinée et rodée. La fermeture de récipient par des systèmes de fermeture du type opercules ou capsules minces, le plus souvent en métal, se développe quotidiennement du fait de son faible prix de revient et de la bonne étanchéité qu'assure le collasse ou thermoscellage desdits opercules ou capsules. L'étanchéité est excellente lorsque la surface d'appui sur le récipient est unie et bien plane comme cela est généralement le cas pour les récipients métalliques obtenus par usinage. Mais l'étanchéité devient aléatoire lorsque la surface sur laquelle doit s'appliquer la capsule ou opercule mince est géométriquement mal définie et présente des irrégularités locales. L'adhérence du système de fermeture sur le récipient devient particulièrement difficile lorsque la surface du récipient est humide, ce qui est fréquemment le cas lorsque le produit contenu est un produit laitier ou un aliment en sauce. Si le récipient doit être fermé à chaud, l'atmosphère chaude et humide générée dans le récipient contrecarre l'adhérence du produit de scellement et crée ensuite, lors du refroidissement, un vide dans le récipient, ce qui déforme la paroi mince du système de fermeture et peut le détériorer. Ce vide améliore par ailleurs la conservation des aliments. Divers dispositifs ont depuis longtemps été recherchés pour améliorer les conditions d'operculage. On pourrait même citer de nombreux brevets tel que le brevet français FR. 1.461.000 préconisant le chauffage des capsules métalliques par un courant induit haute fréquence et l'utilisation dans la tête de capsulage d'une rondelle élastique pour mieux répartir la pression de la tête sur la surface de scellage. Les divers dispositifs existants ne donnent cependant pas satisfaction dans les cas difficiles, lorsque la surface du récipient est irrégulière et plus particulièrement lorsque l'atmosphère est humide au cours du scellage. L'objet de l'invention est ainsi une tête de scellage où la pression de la tête est, à la fois, concentrée sur une surface minimale et appliquée de façon souple pour absorber les irrégularités de surface du récipient. Cette pression est appliquée directement sur le système de fermeture du type opercule ou capsule mince par l'intermédiaire d'un anneau torique en matériau élastique résistant à la température. Ainsi, la pression maximale est concentrée selon un cercle parallèle de l'anneau perpendiculaire à son axe de révolution. La pression est cependant répartie de part et d'autre de ce cercle de pression maximale. Ce dispositif assure ainsi un contact encore efficace même aux endroits où la surface du récipient est défectueuse. Le plus souvent, le scellage est assuré sur la partie appelée comtnuné- ment le buvant du récipient, c 'est-à-dire sur le plan supérieur perpendiculaire à l'axe de l'emboûchure du récipient. Il est alors très avantageux d'utiliser un anneau torique dont le diamètre moyen est sensiblement égal à celui du buvant. La pression maximale s'exerce ainsi de facon frontale selon sensiblement le cercle moyen du buvant. L'anneau torique est encastré dans un logement approprié dans le fond de la tête de scellage. Le scellage peut également être assuré sur la paroi latérale de l'em- boûchure. On utilise alors un anneau torique dont le diamètre interne est très légèrement inferieur au diamètre extérieur de l'embouchure. Le léger serrage de l'anneau sur l'emboûchure doit être déterminé expérimentalement en fonction de l'élasticité de-l'anneau, des dimensions du récipient, des caractéristiques mécaniques du système de fermeture, en particulier son épaisseur. L'anneau torique est encastré dans ce cas dans la partie de la tête de scellage constituant le cône de centrage. L'anneau peut coiffer ltembouchure du récipient en rabattant et appliquant le bord de la capsule sur la paroi latérale de l'emboûchure. On peut évidemment pourvoir une tête de scellage simultanément des deux types d'anneaux toriques afin d'assurer simultanément un scellage frontal sur le buvant de l'emboflchure, et un scellage sur le pourtour latéral de la même emboûchure Enfin, pour les scellages en atmosphère chaude et humide, il peut être avantageux de pourvoir la tête de scellage d'une partie centrale en relief en forme de large poinçon pénétrant légèrement dans I'emboûchure du récipient à obturer.Ce poinçon sera, de préférence, en matériau élastique ; il aura un diamètre correspondant sensiblement au diamètre interne de 1 'embouchure. Lors du scellage, ce poinçon emboutit le système de fermeture dans l'emboûchure du récipient en le faisant éventuellement adhérer à la surface interne de cette emboûchure. Cet emboutissage protège de l'humidité la surface du buvant et préforme la concavité qui se formera dans le système de fermeture sous 1 'effet de la dépression lors du refroidissement du récipient. L'invention sera mieux comprise par la description ci-après d'exemples concrets illustrés par les dessins. La figure 1 représente en coupe le scellage d'une capsule sur un récipient par une tête comportant au fond un anneau torique appliquant la capsule sur le buvant de l'emboûchure du récipient. La figure 2 représente en coupe une tête de scellage comportant un anneau torique encastré latéralement dans son cône de centrage. La figure 3 représente en coupe une tête de scellage comportant deux anneaux toriques, l'un encastré dans le fond, l'autre encastré latéralement dans le cône de centrage. La figure 4 représente en coupe une tête de scellage comportant une partie centrale en relief destinée à pénétrer dans l'emboûchure du récipient. Sur la figure 1, on voit en coupe l'emboûchure (1) d'un récipient en verre, en l'occurence un pot de yaourt. La tête de scellage (2) comporte un cône de centrage (3) et, dans le fond, un logement (4) pour un anneau torique (5). L'emboûchure (1) du récipient est en cours de fermeture par scellage d'une capsule (6) en aluminium d'épaisseur 50 microns. La face intérieure de cette capsule (6) est enduite au moins sur son pourtour d'un produit thermoscellable. La pression, de l'ordre de 15 kg, exercée par la tête (2) sur la capsule s'exerce par l'intermédiairé de l'anneau (5) à l'applomb du buvant (7) de l'em- boûchure (1). La pression maximale s'exerce le long du cercle parallèle inférieur (8), cercle dont le diamètre est égal au diamètre moyen de l'anneau. Mais, par écrasement élastique de l'anneau (5), cette pression est cependant répartie sur une couronne ayant pour diamètre moyen celui du cercle parallèle (8) et, pour largeur, sensiblement celle du buvant.Le thermoscellage se fait à des températures pouvant atteindre Z00 C. L'anneau torique (5) est réalisé dans un matériau résistant à cette température, tel qu'un caoutchouc fluoré du type 'Viton". On voit que le cône de centrage (3) peut rabattre le bord de la capsule (6) autour de ltemboûchare du récipient, si la capsule n'a pas été préalablement préformée. Dans le cas considéré, la tête de scellage est chauffée par résistance et l'anneau (5) lui-même doit être assez chaud pour transmettre par conduction la quantité de chaleur nécessaire à la capsule. Sur la figure Z, on voit une tête de scellage permettant le scellage sur la paroi latérale externe (9) de I'emboûchure. L'anneau torique (10) est ici encastré latéralement-dans le cône de centrage (3'). Le diamètre interne de cet anneau (10) est très légèrement inférieur au diamètre maximal de la paroi latérale (9) en sorte que l'anneau (10) doit se dilater légèrement lorsqu'il descend autour de la paroi (9), en se comprimant dans son logement. La pression de l'anneau (10) sur le bord rabattu de la capsule (6) s'exerce sensiblement le long du cercle parallèle (15) de diamètre minimum du joint. Le fond de. la tête (2') est muni d'une rondelle (11)de caoutchouc souple, généralement en même matériau que l'anneau (10). Le thermoscellage se fait principalement sous l'action de l'anneau (10) enserrant la paroi latérale externe de l'emboûchure (1). Lorsque la tête (2') descend dans le sens de la flèche F, le joint (10) applique étroitement le bord de la capsule (6) sur la paroi externe (9). L'élasticité de 1 'anneau permet au bord de la capsule d'épouser les parties rentrantes de la paroi (9). On a même un certain lissage du bord de la capsule sur la paroi externe (9). Mais le scellage peut aussi se faire simultanément sur le buvant (7) si la tête (2') descend suffi saitinent pour que la rondelle (11) vienne appuyer la capsule (6) sur le buvant (7). La figure 3 représente une tête de scellage (2") comportant deux anneaux toriques, soit un premier anneau torique (5') pour scellage frontal sur le buvant (7) comme le joint (5) de la figure 1 et un anneau torique (10') pour un scellage latéral comme l'anneau (10) de la figure 2. Cette tête permet ainsi un double scellage assurant une double étanchéité et, donc, une grande sécurité pour l'usager. Enfin, sur la figure 4, on voit une tête de scellage (2"') comportant deux anneaux toriques (5') et (10') analogues aux anneaux de la figure 3 et permettant un double scellage. On note que cette tête comporte en plus une partie centrale en relief formant poinçon (12) de diamètre D sensiblement égal au diamètre interne de ltemboûchure (1). Ce poinçon est, de préférence, en matériau élastique analogue à celui des anneaux (5') et (10'). Ce poinçon emboutit la partie centrale de l'opercule (6) en la faisant pénétrer dans l'embouhure (1) du récipient. Ce dispositif donne au pourtour de la capsule (6) une forme enveloppante autour du rebord de ltemboûchure (1). De ce fait, la surface du buvant (7) est relativement protégée de l'atmosphère régnant dans le récipient après fermeture, la surface de contact entre opercule (6) et emboûchure (t) est fortement augmentée. Une concavité est préformée dans la partie centrale de l'opercule (6). Lorsque, par refroidissement, un certain vide est créé dans le récl- pient qui déforme la capsule vers l'intérieur, comme représenté en (6') figure 4, la déformation est déjà amorcée, les risques de rupture après thermoscellage sont considérablement réduits. Dans nombre de cas, le thermoscellage par une tête (2) chauffée par résistance garde son intérêt par rapport au chauffage par induction ; la partie supérieure du récipient est chauffée par conduction et radiation par la masse chaude de la tête (2). Ce chauffage contribue à stériliser l')atmosphère restant emprisonnée à la surface du produit. Ce chauffage dilate cette atmosphère et contribue à créer ultérieurement un certain vide qui améliore encore la conservation du produit. Les têtes de scellage chauffées permettent d'utiliser aussi bien des systèmes de fermeture en papier ou matière plastique qu'en métal. L'utilisation d'anneaux toriques élastiques, en créant un appui de faible largeur et élastique sur la capsule, facilite l'échappement éventuel du fluide pouvant se trouver en surpression sous la capsule au moment du thermoscellage. L'anneau torique élastique joue en quelque sorte le rôle de soupa pe de sécurité. Le thermoscellage à chaud en est facilité. La partie active de la tête étant constituée d'anneaux toriques peut être facilement remplacée à la moindre usure. Ceci est particulièrement appréciable pour les têtes de thermoscellage chauffées par résistance où la surface à sceller doit être chauffée par contact RIN5NDIGATIONS - - Tête de scellage particulièrement adaptée au scellage de systèmes de fermetures tels que opercules ou capsules minces sur des emboûchures de récipients dont la surface est irrégulière, caractérisée en ce que la surface d'appui de la tête appliquant à pression le système de ferneture sur la surface du récipient est un anneau torique en matériau élastique. 20/ - Tête de scellage selon revendication 1, caractérisée en ce que l'anneau torique (5) de diamètre moyen sensiblement égal à celui du buvant du récipient applique par pression frontale le système de fermeture sur le buvant de l'emboûchure du récipient. 30/ - Tête de scellage selon revendication 1, caractérisée en ce que l'anneau torique (10) ayant un diamètre intérieur légèrement inférieur au diamètre externe de 1emboûchure et étant fixé dans le cône de centrage (3') de la tête, cet anneau applique le bord du système de fermeture sur la paroi externe (9) de ltembouchure en rabattant et lissant le bord du système de fermeture sur cette paroi latérale. 4 / - Tête de scellage selon revendication 1, caractérisée en ce que la tête comporte deux anneaux toriques, l'un (5') appliquant frontalement le système de fermeture sur le buvant de l'emboûchure selon revendication 2, l'autre (10') appliquant le bord du système de fermeture l'emboûchure selon revendication 2. 5"/ - Tête de scellage selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3 ou 4, caractérisée en ce qu'elle comporte une partie centrale en relief (12) de diamètre correspondant sensiblement au diamètre interne de 1 'emboû- chue, cette partie centrale de la tête venant emboutir le système de fermeture dans l'emboûchure du récipient. 60/ - Tête de scellage selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4 ou 5, caractérisée en ce quelle est elle-même chauffée, l'anneau transmettant par conduction la chaleur nécessaire au système de fermeture.