Brevet FR2518961A1 — publié le 19830701

L'invention concerne des couvercles de ferme- ture perfectionnés destinés à fermer hermétiquement des récipients en verre ou en matière plastique ou en d'autres matières, et elle a trait plus particulièrement à un cou- vercle de fermeture moulé en matière plastique, dont le dispositif d'étanchéité comprend des nervures ou arêtes d'étanchéité venues de moulage avec le couvercle. Des couvercles en matière plastique comportant des nervures ou arêtes d'étanchéité sont actuellement utilisés pour obturer hermétiquement des récipients dans diverses applications d'emballage Une fermeture de ce type est posée sur le goulot fileté du récipient et elle réalise un joint hermétique lorsque ses nervures ou arêtes. portent fermement contre l'extrémité du récipient De telles fermetures sont communément appelées fermetures sans garniture. Certains emballages exigent un joint qui main- tient un vide à l'intérieur du récipient fermé afin de préserver le produit emballé Bien que le type général de fermeture en matière plastique décrit ci-dessus maintienne un certain pourcentage de vide dans les emballages fermés, le pourcentage d'emballages dans lesquels le joint'ne parvient pas à maintenir le vide est, dans de nombreux cas, trop élevé pour être acceptable. Des couvercles en matière plastique comportant des nervures ou arêtes d'étanchéité sont habituellement moulés d'une seule pièce en matières du type polyoléfine, souvent une polyoléfine du type polypropylène Les arêtes d'étanchéité sont relativement rigides par rapport à - d'autres matières telles que des garnitures en plastisol normalement utilisées pour obturer hermétiquement des récipients Les arêtes d'étanchéité en polyoléfine man- quent donc de la souplesse permettant d'établir un contact intime avec l'extrémité du récipient, comne cela est néces- saire pour maintenir un vide, en particulier pendant la - manutention des emballages Bien que des récipients soient fabriqués dans des tolérances spécifiées, ils ne présen- tent pas toujours des extrémités parfaites par suite de problèmes propres à leur procédé de fabrication. Un autre-problème posé par les matières utilisées pour la production de fermetures en matière plastique sans garniture est que l'adhérence d'autres matières aux sur- faces en polyoléfine est très difficile. Le procédé de l'invention pour améliorer les possibilités d'obturation étanche consiste à placer une matière d'étanchéité plus tendre, par exemple une cire, une matière thermofusible, une résine époxy, un plastisol ou une matière plastique plus molle ou plus tendre sur les nervures ou arêtes d'étanchéité du couvercle de fermeture. Par exemple, une cire de paraffine et un plastisol ont été essayés et ont amélioré tous deux l'aptitude de la fermeture à maintenir le vide Lorsqu'un plastisol est utilisé, il est appliqué sous forme liquide sur les arêtes d'étanchéité, puis il est chauffé pour passer à l'état solide par fusion ou gélification Le plastisol liquide peut être appliqué sur les arêtes au moyen d'une buse fixe, tandis que le couvercle est tourné Une épaisseur de plastisol de 0,025 à 0,5 mm, appliquée sur les nervures ou ailettes, s'est avérée utile, comme décrit ci-dessous. L'invention a pour objet d'améliorer l'aptitude à l'obturation étanche ou hermétique de couvercles de fermeture en matière plastique sans garniture, en parti- -culier pour le maintien d'un vide à l'intérieur d'emballages hermétiques, et elle a donc pour objet la réalisation d'un couvercle de fermeture moulé en matière plastique, permet- tant d'obtenir un pourcentage acceptable d'emballages con- venablement obturés sous vide, l'obturation pouvant être réalisée sur une machine d'obturation automatique, à des cadences de travail extrêmement élevées. L'invention a pour autre objet une fermeture perfectionnée sans garniture, -en matière plastique, et plus particulièrement une fermeture sans garniture, moulée en matière plastique, comportant un revêtement relativement mince de matière d'étanchéité sur les éléments d'étanchéité du couvercle La fermeture peut notamment comporter un revêtement d'obturation étanche relativement mince, fondu ou gélifié, appliqué sur les arêtes d'obturation ou d'autres éléments d'obturation étanches. L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lequel: la figure 1 est une élévation, avec coupe par- tielle, d'une forme préférée de réalisation du couvercle de fermeture selon l'invention; les figures 2 et 3 sont des coupes longitudinales partielles et détaillées, à échelle agrandie, de formes de réalisation différentes du couvercle de fermeture selon l'invention, obturant hermétiquement un récipient; la figure 4 est une coupe longitudinale partielle et détaillée, à échelle agrandie, d'une autre forme de réa- lisation du couvercle de fermeture selon l'invention; la figure 5 est une coupe longitudinale partielle et détaillée, à échelle agrandie, d'une autre forme de réalisation du couvercle de fermeture selon l'invention; et la figure 6 est une élévation, avec coupe par- tielle, montrant un procédé préféré d'application du revê- tement mou d'obturation hermétique sur les éléments d'obtura- tion de la-fermeture selon l'invention - Le couvercle 1 de fermeture selon l'invention comporte un dessus 2 et une jupe 3 qui s'étend vers le bas du dessus et qui comprend des filets 4 destinés à s'enclencher avec un récipient La surface extérieure de la jupe 3 peut présenter un moletage ou d'autres moyens 5 de prise pour la pose du couvercle 1 de fermeture sur un récipient 6 et son enlèvement du récipient Le-dessus 2, la jupe 3 et les filets 4, ainsi qu'un dispositif d'obtu- ration hermétique du récipient, constituent un couvercle de fermeture moulé d'un seul bloc ou d'une seule pièce,- réalisé au moyen d'une machine classique de moulage de couvercles. Il existe un certain nombre de dispositifs con- venables d'obturation hermétique de récipients, réalisés d'une seule pièce avec le couvercle et ayant habituelle- ment la forme d'arêtes, de nervures ou d'anneaux qui font saillie vers le bas de la face inférieure du couvercle de fermeture Un dispositif d'obturation hermétique de ce type général est décrit dans des brevets antérieurs tels que le brevet des Etats-Unis d'Amérique No 3 815 771 Ce brevet ainsi que d'autres brevets délivrés décrivent des nervures ou arêtes en saillie, venues de moulage avec le couvercle de fermeture et disposées pour porter contre le bord du récipient Les arêtes ou nervures entrent en contact avec le bord du récipient et assurent l'obtura- tion hermétique destinée au contenu du récipient fermé. Comme représenté, les arêtes 7 d'obturation sont inclinées à la fois par rapport au dessus 2 du cou- vercle de fermeture et au bord 8 du récipient de manière à fléchir et à s'adapter d'elle-même contre le bord adja- cent 8 du récipient en assurant l'étanchéité. Le perfectionnement de l'invention comprend l'application d'une mince couche 9 de matière d'étanchéité plus tendre ou plus molle sur les arêtes 7 Des couches d'étanchéité convenables 9 comprennent des couches de matière pouvant être aisément appliquées, par exemple des cires, des matières thermofusibles, des résines époxy, des plastisols ou d'autres matières plastiques molles appli- quées sous la forme d'une mince couche sur les arêtes 7. Des couches de ces matières ont été essayées et ont montré qu'elles élevaient notablement les possibilités d'obturation hermétique de fermetures moulées, et qu'elles accroissaient notamment l'aptitude des fermetures à main- tenir un vide à l'intérieur des récipients fermés herméti- quement. Lorsqu'un plastisol est utilisé, il est appliqué par pulvérisation ou de toute autre manière sur les arêtes 7 d'étanchéité, et il est ensuite chauffé et fondu ou gélifié pour former une couche élastique continue d'étan- chéité sur les arêtes Des couches de plastisols ayant une épaisseur de 0, 025 à 0,5 mm ont été essayées et se sont avérées efficaces pour assurer l'action d'étanchéité amé- liorée. Le plastisol fondu ou gélifié épouse sensible- ment la forme des arêtes d'étanchéité en matière plastique et il est retenu dans la fermeture, non seulement en rai- son de ses propres qualités d'adhérence, mais également en raison de l'enclenchement physique qui se produit entre la couche 9 et les arêtes 7 d'étanchéité Même dans le cas o des emballages fermés hermétiquement à l'aide des arêtes revêtues de la manière décrite ci-dessus sont soumis à des températures élevées telles que celles résultant-de l'uti- lisation de la vapeur d'eau par l'appareil d'obturation étanche et de production de vide, aucune perte notable de l'action d'étanchéité améliorée des couches n'est apparue. Les plastisols préférés sont constitués d'un le mélange convenablement dispersé d'ingrédients tels que des résines de dispersion, des résines pour mélange, des agents plastifiants, des agents stabilisants, des lubrifiants, des 251896 '1 - agents de mouillage, des agents abaisseurs de la viscosité, des pigments, des charges, etc La résine peut être un homopolymère de polychlorure de vinyle ou des copolymères de chlorure de vinyle tels qu'un copolymère d'acétate de vinyleet de chlorure de vinyle. Lorsqu'une fermeture en polyoléfine moulée est soumise à une chaleur suffisante, elle peut se rétracter ou fondre Pour éviter ces effets, la chaleur utilisée pour amener le plastisol liquide, par fusion ou gélifica- tion, à une forme solide doit être relativement modérée. Des essais ont montré que certaines résines de dispersion de copolymères, conçues pour fondre à des températures relativement basses, conviennent particulièrement bien à cette application Des températures de 150-165 C et des durées de 3 à 4 minutes ont été utilisées avec succès. Le phtalate de butyle et de benzyle (PBB) uti- lisé comme plastifiant est apparu abaisser notablement le cycle de chauffage demandé. Une composition préférée de pastisol comprenant des copolymères de chlorure de vinyle et d'autres ingré- dients de plastisol, qui fond ou se gélifie à de basses températures, est la suivante: Formulation (PCR) 1 2 3 Résine 100 100 100 Plastifiant (P D O ou P.B B) 60 100 100 Agent stabilisant (Ferro ( 707 X)) 2 1 2 Pigment (Horsehead A-410) 2 2 Lubrifiant (Crodamide OR) 5 5 5 Lubrifiant (Crodamide ER) 7 P.D O = phtalate de dioctyle Description de la Fournisseur Désignation résine Homopolymère de chlorure de Hooker FPC-605 vinyle Tenneco 1759 Copolymère de chlorure de Hooker FPC-6338 vinyle et d'acétate de Stauffer SCC-40 vinyle Stauffer Scc-52 Diamond Shamrock PVC-7401 Tenneco 0565 Copolymère de chlorure de vinyle et d'ester de vinyle B F Goodrich Geon 138 spécial Les six résines copolymères indiquées ci-dessus se sont avérées dans l'ensemble supérieures aux résines homopolymères, car elles demandent moins de chaleur pour fondre ou gélifier En particulier, les résines copoly- mères SCC-40, PVC-7401, Geon 138 et FPC 6338 présentent des propriétés physiques en demandant moins de chaleur que celle demandée par les résines homopolymères FPC-605 ou Tenneco 1759 En outre, les résines copolymères atteignent une charge maximale de traction supérieure à celle de la résine homopolymère, comme indiqué ci-dessous: Résine Tension de rupture (k Pa) PVC-7401 7245 Geon 138 6965 FPC-6338 6790 SCC-40 6720 SCC-52 6580 0565 5950 1759 5495 FPC-605 5285 Ces données montrent que non seulement des rési- nes copolymères telles que SCC-40, Geon 138, PVC-7401 et FPC-6338 présentent des propriétés physiques, dans des conditions de chauffage plus modérées que celles utilisées pour les résines polymères, mais qu'elles sont de par leur nature plus résistantes que les résines homopolymères simi- laires au FPC-605 et Tenneco 1759. Par conséquent, des résines copolymères telles que SCC-40, Geon 138 et PVC-7401 sont apparues particulière- ment bien adaptées à cette application. L'aptitude de cette formulation à fondre à des températures relativement basses protège la coque du cou- vercle moulé en matière plastique de toute détérioration pendant l'opération d'application d'un revêtement, de fusion ou de gélification. La figure 2 représente un revêtement conforme à l'invention, d'épaisseur moyenne, la matière-9 du revête- ment remplissant l'espace compris entre les deux arêtes 7 d'étanchéité Dans ce cas, il apparaît que le revêtement réalise le contact étanche entre la fermeture 2 et le réci- pient 6. La figure 3 représente une fermeture similaire, mais appliquée sur un récipient 6 et utilisant un revête- ment 1 de plus faible épaisseur qui apparait comme épousant plus étroitement la forme des arêtes 7 d'étanchéité Néan- moins, de tels revêtements, dont l'épaisseur est proche de la limite inférieure de la plage d'épaisseurs, assure une meilleure aptitudeà l'étanchéité au vide. La figure 4 illustre l'utilisation d'un revête- ment du type décrit ci-dessus sur un couvercle 11 de ferme- ture comportant un dispositif d'étanchéité différent qui comprend trois arêtes 12 d'étanchéité ayant des longueurs différentes et formant un angle plus grand avec-le dessus 13 du couvercle 11 Ce revêtement fonctionne d'une manière similaire à celle décrite précédemment pour améliorer l'aptitude à l'étanchéité. La figure 5 représente une autre forme de réali- sation dans laquelle la fermeture 14 est en contact étanche avec un récipient 19 et dans laquelle également un revête- ment 16 forme un joint entre les arêtes inclinées 15 et les 251896 I bords 18 de l'extrémité du récipient. La figure 6 illustre un procédé préféré pour l'application de ces revêtements à des épaisseurs détermi- nées Les couvercles sont disposés dans des logements tour- nants d'une machine typique d'application d'une garniture. Une buse de pulvérisation, disposée de manière à diriger une pulvérisation de matière de revêtement sur les éléments d'étanchéité, travaille pendant une durée suffisante pour appliquer l'épaisseur souhaitée de revêtement Après l'application du revêtement, dans le cas o un plastisol ou autre matière exigeant une maturation a été utilisé, le couvercle est transféré vers un dispositif convenable de chauffage pour l'étape de maturation ou de gélification. Il apparatt donc que l'on obtient un couvercle de fermeture perfectionné sans garniture par l'addition d'un revêtement mou avantageux apportant l'aptitude à l'étanchéité au vide Les couvercles sont fabriqués de la même manière que les couvercles actuellement connus, avec, en plus, les étapes d'application de revêtement. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au couvercle de fermeture décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Couvercle de fermeture moulé, comportant un dispositif d'étanchéité venu de moulage, destiné à obturer hermétiquement un récipient ( 6), caractérisé en ce qu'il comporte un revêtement ( 9 ou 10) relativement mince en matière plus molle que la matière du couvercle moulé, ce revêtement recouvrant les surfaces du dispositif d'étan- chéité de la fermeture. 2 Couvercle selon la revendication 1, carac- térisé en ce qu'il comporte un ou plusieurs éléments ( 7 ou 12) d'obturation étanche, analogues à des arêtes, cons- tituant le dispositif d'étanchéité destiné à s'appliquer contre le récipient, le revêtement étant appliqué sur les surfaces de ces éléments. 3 Couvercle selon la revendication 2, carac- térisé en ce que le revêtement présente une épaisseur d'environ 0,025 à 0,5 mm. 4 Couvercle selon la revendication 3, carac- térisé en ce que le revêtement est choisi dans le groupe comprenant des cires, des matières thermofusibles, des résines époxy ou des plastisols. Couvercle selon la revendication 4, carac- térisé en ce que la résine de plastisol est un homopoly- mère ou un copolymère de chlorure de vinyle. 6 Couvercle selon la revendication 5, carac- térisé en ce que la résine est un copolymère d'acétate de vinyle et de chlorure de vinyle 7 Couvercle selon la revendication 6, carac- térisé en ce que la résine de copolymère est choisie dans le groupe comprenant SCC-40, Geon 138, PVC-7401 ou FPC- 6338. 8 Couvercle selon la revendication 6, carac- térisé en ce que la composition du revêtement est choisie dans un groupe comprenant les ingrédients suivants, dans les proportions indiquées: 251896 'i Formulation (PCR) 1 2 3 Résine (copolymère de chlorure de vinyle) 100 100 100 parties parties parties Plastifiant (P D O ou P.B B) 60 100 100 Agent stabilisant (Ferro ( 707 X)) 2 1 2 Pigment (Horsehead A-410) 2 2 Lubrifiant (Crodamide OR) 5 5 5 Lubrifiant (Crodamide ER) 7 9 Couvercle selon la revendication 5, carac- térisé en ce que le plastifiant est du phtalate de butyle et de benzyle et la résine est un copolymère de chlorure de vinyle.