Brevet FR2448481A1 — publié le 19800905

La présente invention concerne un corps creux en matiere thermoplastique biorientee presentant un axe longitudinal de symetrie et comportant un col cylindrique, une paroi laterale de forme generalement cylindrique et un fond comportant une partie centrale en forme de dôme rentrant taccordee a la paroi laterale par une moulure peripherique arquée formant surface d'appui pour le corps creux en position verticale tel qu'une bouteille ou un recipient analogue. Actuellement, il est fait de plus en plus souvent appel aux matières thermoplastiques pour la realisation des corps creux tels que des bouteilles utilisees pour le conditionnement de liquides. Afin d'accroître la resistance mecanique des corps creux, ceux-ci sont de plus en plus souvent moules par soufflage dans des conditions, de temperature notamment, conduisant a l'orientation et, de preference, a la biorientation suivant deux directions orthogonales, des macromolecules de leur materiau constitutif. Le choix pour ces corps creux d'un fond presentant une partie centrale en forme de dôme rentrant raccordee a la paroi laterale par une moulure arquee périphérique par laquelle le corps creux prend appui en position verticale est généralement déterminé en vue d'améliorer la stabilité des corps creux en position verticale et la resistance de ces corps creux aux sollicitations par chocs. En général, le diamètre de la partie centrale en forme de dôme rentrant varie entre 30 et 8OZ de la valeur du diamètre maximum des corps creux -afin de garantir une bonne résistance aux sollications par chocs. Les corps creux de ce type présentent toutefois un inconvenient sérieux qui découle du fait que le diamètre de la partie rentrante de leur fond est généralement supérieure au diamètre externe de leur col de sorte que ce dernier peut pénétrer de façon importante dans la partie rentrante du fond d'un corps creux similaire.De ce fait, lorsqu'après leur remplissage, ces corps creux sont emballes dans des caisses en cartons qui sont ensuite empilées en vue de leur transport ou de leur stockage, les parois en carton des caisses qui sont interposées entre deux rangés superposées de corps creux, c' est-a-dire, les parois inférieure et supérieure des caisses risquent d'être déformées par compression, entre les cols et les fonds de ces corps creux et ce, particulièrement, lorsque ces parois sont mouillés. Il en résulte donc une déformation des caisses d'emballage qui risque de compromettre la stabilité des empilages. Après de nombreux essais, il a maintenant été trouvé une conception particulière pour ce type de fond de corps creux qui permet de supprimer cet inconvénient tout en conservant et même en améliorant les autres propriétés avantageuses et notamment la résistance aux sollicitations par chocs. ta présente invention concerne dès lors un corps creux en matière thermoplastique orientée présentant un axe longitudinal de symétrie et comportant un col cylindrique, une paroi latérale de forme générale cylindrique et un fond comportant une partie centrale en forme de'dôme rentrant raccordée a la paroi latérale par une moulure périphérique arquée formant surface d'appui pour le corps creux en position verticale dans lequel la partie centrale en forme de dôme rentrant est pourvue dlune pluralité de nervures rectilignes en saillie vers l'extérieur du corps creux, écarteesde l'axe longitudinal du corps creux et disposées orthogonalement par rapport a cet axe. De préférence, les nervures sont creuses et sont réalisées directement, lors du moulage, en utilisant un moule approprié. I1 a en effet été constaté que contrairement à toute attente, la présence de ces nervures n'affecte pas la résistance du corps creux aux sollicitations par chocs et, au contraire, qu'elle peut améliorer cette résistance. En outre, la présence de ces nervures empêche ou tout au moins limite fortement la possibilité de pénétration du col d'un corps creux dans la partie rentrante du fond d'un corps creux similaire et partant supprime le risque de déformation des parois des caisses utilisées pour l'emballage des corps creux. Afin de garantir au maximum ce résultat, on préfère géné- ralement que la distance entre le sommet des nervures et l'axe longitudinal du corps creux soit au plus égale a 60% et de préférence a 50% du diamèfre externe du col du corps creux. On préfère également sans que cela soit indispensable que toutes les nervures soient a une même distance de l'axe longitudinal du corps creux. De préférence, les nervures présentent une section transversale en forme de V dont le sommet est arrondi mais il est bien évident que l'on peut leur conférer une autre section telle que par exemple une section semi-circulaire. Cette section transversale peut être constante sur toute la longueur des nervures ou être variable et, par exemple, plus importante dans la partie médiane des-nervures. On préfère généralement que la plus grande largeur de cette section soit inférieureà 20% du diamètre maximum du corps creux, les meilleurs résultats étant atteints lorsque cette largeur est comprise entre 5 et 15% de ce diamètre. La longueur des nervures peut être quelconque mais il est préférable que ces nervures s'étendent de part et d'autre jusqu'a la moulure périphérique dans sa partie de raccordement avec la partie centrale en forme de dôme rentrant. Cependant il est préféré que la longueur et la hauteur des nervures soient telles que le corps creux prenne appui, en position verticale, par la moulure périphérique arquée sans que les nervures soient en contact avec la surface d'appui. La hauteur des nervures, pour une section transversale déterminée est de préférence comprise entre 50 et 150% de la plus grande largeur de cette section. En général, on préfère que la hauteur des nervures soit la meme pour toutes les nervures et qu'elle soit telle que le sommet de ces nervures se situe a une faible distance de la surface d'appui lorsque le corps creux est placé en p.osition verticale. De préférence cette distance est au plus égale a 10% du diamètre maximum du corps creux. Le nombre de nervures peut etre quelconque, mais on préfère généralement que ce nombre varie entre 2 et 6. Lorsque le nombre de nervures est égal a deux, celles-ci sont de préférence disposées parallèlement entre elles de part et d'autre de l'axe longitudinal du corps creux tandis que lorsque le nombre de nervures est égal ou supérieur a 3, celles-ci sont, de préférence disposées de façon telle que les sommets de ces nervures constituent les côtés d'un polygone régulier qui est traversé en son centre par l'axe longitudinal du corps creux. La moulure périphérique arquée par laquelle le corps creux prend appui peut également être réalisée selon de nombreuses possibilités. Selon un premier mode de'réalisation possible, la moulure périphérique arquée présente un rayon de courbure constant se raccordant tangentiellement avec la paroi latérale et avec la partie centrale du fond. Dans ce cas, le rayon de courbure est généralement compris entre 10 et 25% du diamètre maximum du corps creux. Selon un second mode de réalisation possible, la moulure arquée périphérique peut présenter deux rayons de courbures constants successifs. Dans ce cas, le premier rayon de courbure correspond à la partie de la moulure qui se raccorde à la paroi latérale et est supérieur au second rayon de courbure qui correspond a la partie de moulure qui se raccorde a la partie centrale du fond. Ces deux rayons de courbure successifs sont choisis de préférence de façon telle que la moulure périphérique ne présente pas de point d'inflexion et qu'elle se raccorde tangentiellement de part et d'autre avec la paroi latérale et avec la partie centrale du fond. La valeur du premier rayon de courbure est de préférence comprise entre 50 et 200% du diamètre maximum du corps creux et celle du second rayon de courbure entre 10 et 25% de ce même diamètre. La moulure périphérique peut cependant avoir d'autres profils que les deux qui viennent d'être décrits. En particulier cette moulure peut présenter un rayon de courbure variable. I1 est également loisible de prévoir une zone annulaire pratiquement plane sur cette moulure qui peut etre exploitée pour la gravure d'inscriptions en relief indiquant par exemple la contenance du corps creux, le nom commercial de son producteur ou de son utilisateur, une marque ou un avertissement. La largeur d'une telle zone annulaire est comprise, en général, entre 10 et 40% du diamètre maximum du corps creux et, de préférence, entre 15 et 30% de ce diamètre. La partie centrale en forme de cône rentrant peut avoir une allure générale quelconque, elle peut par exemple etre tronconique et sphérique à son sommet. Cependant, une forme en calotte sphérique est préférée. Le plus grand diamètre de cette partie centrale rentrante est en général compris entre 15 et 60% du diamètre maximum du corps creux. Le corps creux conforme à l'invention présente, ainsi qu'il a été dit, une paroi latérale de forme cylindrique. Cependant cette paroi ne doit pas nécessairement présenter une symétrie de révolution parfaite. Il est possible que la forme de cette paroi s'écarte de la forme d'un cylindre parfait. Ainsi,le corps creux peut avoir une section elliptique ou polygonale. Dans ce cas, on préfère que la plus grande dimension des sections perpendiculaires à l'axe du corps creux n'excède pas le double de la plus petite. Le corps creux conforme a l'invention peut etre réalisé a partir d'une matière thermoplastique quelconque. A titre d'exemples de matières thermoplastiques utilisables, on peut citer les résines à base de chlorure de vinyle, les polymères et les copolymères produits à partir d'alpha-oléfines contenant jusqu'a 8 atomes de carbone dans leur molécule, les polymères et copolymères acryliques et notamment ceux produits à partir du nitrile acrylique, les polyesters tels que le polytéréphtalate d'éthylène- glycol, et les polycarbonates. Le corps creux conforme è l'invention peut etre produit par toute technique connue, et notamment par les techniques de moulage par injection-soufflage et de moulage par extrusion soufflée, conduisant à la réalisation de corps creux moléculairement orientés. Les corps creux suivant l'invention présentent des propriétés mécaniques remarquables qui les rendent aptes à etre utilisés même pour le conditionnement sous presssion de boissons c,.arbonatées telles que la bière et les limonades. En particulier, ces corps creux présentent une résistance remarquable à la deformation de leur fond sous l'effet d'une pression interne et aux sollicitations par chocs. Le corps creux en matière thermoplastique conforme à l'invention est, par ailleurs, illustré par les figures 1 à 4 des dessins annexés qui représentent deux modes de réalisation de l'invention. Dans ces dessins, qui sont donnés à titre illustratif la figure I est une vue par en-dessous d'un corps creux conforme a l'invention et comportant deux nervures parallèles la figure 2 est une vue partielle en élévation et en coupe suivant l'axe AA' de la-figure I la figure 3 est une vue par en-dessous d'un corps creux conforme à l'invention et comportant quatre nervures disposées en carré la figure 4 est une vue partielle en élévation et en coupe suivant l'axe BB' de la figure 3. Ainsi qu'il apparaît sur les figures 1 et 2, le corps creux 1 conforme à l'invention comporte une paroi latérale 2 de forme générale cylindrique, un col fileté ou non (non représenté) et un fond constitué d'une partie centrale 4 en forme de dôme rentrant raccordée a la paroi latérale 2 par une moulure périphérique arquée 3. La moulure arquée présente deux rayons de courbure successifs différents Ri et R2, le rayon R1 étant nettement plus grand que le rayon R2. Conformement a l'invention, la partie centrale 4 est pourvue de deux nervures rectilignes 6 en saillie vers l'extérieur du corps creux, écartées de l'axe longitudinal CC' du corps creux et disposées orthogonalement par rapport a cet axe. Ces nervures 6 sont creuses et venues de moulage. En outre, ces nervures sont parallèles entre elles et écartées chacunes de l'axe longitudinal CC' du corps creux d'une distance au plus égale a 60% du diamètre externe du col non représenté du corps creux. Les nervures 6 présentent une section transversale en forme de V à sommet arrondi et s'étendent pratiquement jusqu'au niveau 5 de raccordement entre la moulure périphérique 3 et la partie centrale rentrante 4. En outre, le sommet des nervures 6 est en retrait de la surface d'appui 7 du corps creux en position verticale d'une distance qui est au plus égale a 10% du diamètre maximum D max. du corps creux. La variante de réalisation illustrée par les figures 3 et 4 est similaire à celle se rapportant aux figures 1 et 2 mis a part le fait que la partie rentrante 4 du fond du corps creux 1 est équipée de quatre nervures 6 dont les sommets constituent les côtés d'un carré qui est traversé en son centre par l'axe CC' du corps creux. Dans ces figures, les mêmes repères désignent les mêmes éléments que ceux repris aux figures 1 et 2. Afin de mieux faire apparaître les avantages obtenus grâce au corps creux conforme à l'invention, on a réalisé trois séries de flacons orientés d'une contenance de 1,5 lien les dotant d'un fond suivant les fig. 1 et 2, c'est-à-dire d'un fond conforme à l'invention ou d'autres fonds représentés aux fig. 5 ou 6 des dessins annexés. Ces derniers fonds sont exclus du cadre de l'invention. La matières thermoplastique mise en oeuvre est du polychlorure de vinyle rigide. Les conditions opératoires, en particulier les paramètres régissant l'orientation sont les memes pour les trois séries de flacons. Les cotes principales des fonds de corps creux réalisés suivant les fig. 1 à 2 et 5 à 6 sont données ci-après Fig. 1 et 2 D max. = 88,7 mm R3 = 3,5 mm e1 = 4,5 mm R1 = 100 mm R4 = 4 mm e2 = 1 mm R2 = 12 mm R5 = 2,5 mm h1 = 15 d = 4,5 mm R6 = 4 mm a = 45 R7 = 1 mm Fig. 5 D max. = 88,7 mm R4 = 7 mm R1 = 100 mm R5 = 9 mm R2 = 12 mm d = 30 R3 = 150 mm a = 100 ss = 30 Fig. 6 R1 = 13 mm D max. = 88,7 mm R2 = 10 mm d = 50 mm R3 = 10 mm Le fond suivant la fig. 5 est constitué successivement à partir de la périphérie par une moulure arquée périphérique 8 de raccordement à la paroi latérale, par une zone annulaire 9 sensiblement plane se raccordant à la moulure arquée périphérique et par une partie centrale 10 en forme de dôme rentrant de diamètre relativement faible. Le fond suivant la fig. 6 est constitue par trois moulures successives alternées de rayon constant. Des séries- de flacons ainsi obtenus sont ensuite remplis et obturés de façon identique puis ils sont soumis à 15"C aux deux essais de résistance aux chocs décrits ci-après. Dans un premier essai, on laisse tomber les flacons remplis en position verticale sur un socle en béton incliné de 50 par rapport à l'horizontale, la hauteur de chute étant de 0,70 m ou de 1,10 m. Ce test permet de juger de la résistance des flacons en cas de chute accidentelle d'une table ou d'un rayon d'exposition. Dans le second essai, le flacon est attaché à l'extrémité d'un pendule et heurte une paroi verticale en béton avec une énergie potentielle de 14,710 Nm. Ce test permet de juger de la résistance des flacons en cas de heurts accidentels tels que ceux occasionnés, par exemple, lors de l'accrochage des wagons de chemin de fer assurant leur transport vers les lieux de distribution. Les résultats enregistrés lors de ces essais sont repris au tableau 1 ci-après. Les nombres indiqués en regard des deux types d'essais donnent le nombre de flacons cassés sur 100 soumis à l'essai. TABLEAU I ESSAIS FOND SELON fig. 1, 2 fig. 5 fig. 6 1er essai hauteur : 0,70 m O O 15 hauteur: 1,10m 10 20 60 2ème essai 20 1 30 65 On constate directement que les flacons conformes à l'invention (fig. 1, 2) présentent une résistance aux chocs nettement améliorée. Un assortiment des flacons obtenus sont, après remplissage avec une eau non gazeuse jusqu'à 27 mm du bord supérieur du goulot et obturation, soumis à un traitement thermique cyclique consistant à les maintenir durant 12 heures à 45"C puis durant 12 heures à température ambiante. Après 10 jours, on constate que les flacons présentant un fond suivant les figures 1 et 2 ne présentent aucune déformation au niveau de leur fond tandis que certains flacons équipés d'un fond suivant les figures 5 et 6 présentent des déformations au niveau de leur fond qui compromettent leur stabilité n position verticale. Il apparaît donc que les corps creux conformes à l'invention présentent en outre une résistance améliorée à la déformation au niveau de leur fond. Par ailleurs, des flacons remplis et obturés conformes à l'invention sont regroupés par 12 dans des caisses en carton habituellement utilisées pour leur stockage et leur transport. Les caisses sont ensuite empilées sous quatre rangées. Après un stockage de 60 jours, on constate que les caisses en carton ne présentent aucune déformation dans leurs faces inférieure et supérieure. REVENDICATIONS 1 - Corps creux en matière thermoplastique orientée présentant un axe de symétrie longitudinal et comportant un col cylindrique, une paroi latérale de forme générale cylindrique et un fond comportant une partie centrale en forme de dôme rentrant raccordee à la paroi latérale par une moulure périphérique arquée formant surface d'appui pour le corps creux en position verticale caractérisé en ce que la partie centrale en forme de dôme rentrant est pourvue d'une pluralitêde nervures rectilignes en saillie vers l1extérieur du corps creux, écartées de ltaxe longitudinal et disposées orthogonalement par rapport à cet axe. 2 - Corps creux selon la revendication 1, caractérisé en ce que les nervures sont creuses. 3 - Corps creux selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les nervures présentent une section en forme de V dont le sommet est arrondi. 4 - Corps creux selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la distance entre le sommet des nervures et l'axe longitudinal du corps creux est au plus égale à 60% du diamètre externe du col du corps creux. 5 - Corps creux selon ltune quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la partie centrale en forme de dôme rentrant comporte deux nervures disposées parallèlement entre elles de part et d'autre de l'axe longitudinal. 6 - Corps creux selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la partie centrale en forme de dôme comporte au moins trois nervures dont les sommets forment un polygone régulier. 7 - Corps creux selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les nervures ont une plus grande largeur qui est inférieure à 20% du diamètre maximum du corps creux. 8 - Corps creux selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la hauteur des nervures est comprise entre 50 et 100% de leur plus grande largeur dans une section transversale déterminée. 9 - Corps creux selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les nervures ne sont pas en contact avec la surface d'appui du corps creux en position verticale. 10 - Corps creux selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le sommet des nervures est écarté de la surface d'appui du corps creux en position verticale d'une distance au plus égale à 10% du diamètre maximum du corps creux.