Brevet FR2560156A1 — publié le 19850830

DISPOSITIF DE SURBOUCHAGE ETANC9E ET INVIOLABLE ET PRCCEDE DE REALISATION La presente invention est relative au domaine du bouchage des récipients et concerne plus particulièrement le surbouchage étanche et inviolable d'une bouteille en matière plastique Les bouteilles en matière plastique relativement mince, d'épaisseur par exemple comprise entre 0,08 et 0,25 mm, sont souvent munies d'un bouchon moulé à collerette supérieure horizontale ou peu inclinée, enfoncé à force dans le goulot, la collerette supérieure venant alors s'appuyer sur l'extrémité supérieure du goulot. Ce bouchon est destiné d'abord à assurer l'étanchéité au stockage et pendant les transports jusqu'au moment de la consommation .Le bouchon est alors retenu en position enfoncée par exemple par une capsule de surbouchage en aluminium ou en acier doux décoré sertie sous la bague d'extrdmite du goulot de la bouteille, le déchirement de ladite capsule étant facilité par la présence d'une languette située soit sur le dessus de la capsule, soit sur son bord serti L'utilisation d'une telle capsule de surbouchage métallique oblige à faire passer les bouteilles, par exemple des bouteilles d'eau ou des bouteilles de jus de fruits, sur une installation de capsulage et accessoirement à organiser la récupération des déchets d'aluminium en évitant leur mélange avec les déchets de matière plastique. Le but de la présente invention est de simplifier le surbouchage étanche et inviolable de telles bouteilles en matière plastique et en meme temps de n'utiliser pour ce surcapsulage que de la matière plastique de façon à supprimer les problèmes de mélange des déchets. I1 est aussi de fournir un système de fermeture particulièrement esthétique gracie au choix des transparences et des couleurs des éléments associés dans le bouchage et le surbouchage. Le dispositif de surbouchage étanche et inviolable de l'invention concerne particulièrement les bouteilles dont le goulot comporte une bague d'extré- mité renflée et plus bas une ou plusieurs contrebagues renflées, le bord inférieur de la bague d'extrémité et le bord inférieur de la contrebague la plus basse étant tous deux de largeur supérieure à I nini, c'est-d-dire se raccordant avec des portions de surface extérieure du goulot ou du récipient en retrait et de diamètres au moins 2 mm plus faibles que les diamètres des parties renflées immédiatement supérieùres. Cette disposition existe en particulier pour la bague d'extrémité lorsque celle-ci sert au sertissage d'une capsule.Le goulot est muni d'un bouchon 9 collerette peu inclinée enfoncé à force dans le goulot, la collerette du bouchon venant alors s'appuyer sur l'extrémité peu inclinée -c'est-à-dire horizontale Ou bien arrondie et voisine de l'horisontale- de la bague d'extrémite renflée du goulot. Une gaine en matière plastique a été thermorétractée sur le goulot muni du bouchon, et elle est munie d'un dispositif d'inviolabilité simple.La gaine est appliquée à la fois sur la collerette supérieure du bouchon , -typiquement sur une largeur radiale comprise entre 0,3 et 0,7 fois le rayon d'extrémité du goulot oti elle enveloppe ou suit les contours extérieurs du goulot, se resserrant au moins au-dessous de la bague d'extrémité renflée et au-dessous de la contrebague la plus basse, et réalisant un effet de serrage et d'ancrage du bouchon sur le goulot. La demanderesse a conçu un dispositif d'inviolabilité particulierement simple à réaliser en série et permettant une ouverture facile du dispositif de surbouchage de l'invention. La gaine plaquée sur le goulot comme il vient d'etre décrit porte deux lignes de perforations de bas en haut, se prolongeant sur sa portion rabattue sur la collerette supérieure du bouchon, ces lignes étant écartées d'une distance comprise entre 7 et 28 mm et reliées par une fente ou coupure.Cette fente ou coupure est de pr8fé- rence située au niveau d'une portion de surface extérieure du goulot en retrait, typiquement à l'aplomb de la surface en retrait situee au-dessous de la bague d'extrémité renflée, entre cette bague d'extrémité et la oules contrebagues du goulot, de façon à permettre l'initiation de la dechi- rure de la portion de gaine comprise entre les deux lignes de perforations par enfoncement d'un doigt. La fente ou coupure délimite alors deux demiportions qui sont facilement déchirées par traction des extrémités délimi- tées par la fente.De façon à faciliter le déchirage de la portion inférieure, la fente est de préférence inçurvée vers le bas; le déchirage de la position supérieure se fait alors ensuite sans difficulté. La gaine en matière plastique est de préférence une portion de gaine extrudée, le joint d'une gaine soudée pouvant constituer une ligne de faiblesse et aussi une ligne d'ouverture et de recollage invisible par un fraudeur averti. La gaine ainsi plaquée et resserrée sur le goulot et sur la collerette supérieure du bouchon a une épaisseur variable dépendant de son taux de rétractation local. Cette épaisseur est en tous points comprise entre 0,05 et o,3 mm. L'invention concerne aussi le procédé de réalisation d'un tel dispositif de surbouchage étanche et inviolable sur une bouteille dont le goulot com- porte une bague d'extrémité renflée et plus bas au moins une contrebague et est muni d'un bouchon à collerette supérieure peu inclinée enfoncé à force.De façon habituelle, il comprend au moins les opérations suivan tes a) Approvisionnement d'une gaine tubulaire en matière plastique thermo- rétractable d'épaisseur comprise entre 0,05 et 0,09 mm de caractéristiques convenables : température. de rétractation 55 à 750C et de préférence 60 à:7b0C1 taux de rétraction transversale compris entre 40 et 70 % et de préférence entre 50 et 60 %, taux de rétraction longitu@inale compris entre 3 et 10 t et de préférence entre 3 et 8 8 de largeur en double épaisseur comprise entre 1,60 fois et 1,95 fois le diamètre extérieur hors-tout du goulot, ce qui correspond à un rapport du périmètre de gaine au périmètre hors-tout du goulot compris entre environ 1,02 t 1,24. b) Perforation de la gaine précédente en double épaisseur, selon une ligne de perforations traversantes parallèle aux bords longitudinaux de la gaine ou voisine d'une parallèle, à une distance d'un des bords longi tudinaux comprise entre 4 et 15 mm. c) Exécution, au moyen d'un outil coupant, de fentes reliant la ligne de perforations traversantes au bord longitudinal pris ci-dessus comme ré férence, bord de la gaine tubulaire en double épaisseur distant de 4 à 15 mm de ladite ligne de perforations; les fentes seront situées après découpe à un emplacement déterminé des portions de gaine, elles sont donc espacées d'intervalles égaux à la longueur unitaire des portions de gaine, longueur égale au pas de la découpe de la gaine en portions. d) Découpe de la gaine en longueurs unitaires. La longueur unitaire est choisie de façon que chaque portion, une fois enfilée sur le goulot d'une bouteille munie de son bouchon et arrêtée par l'élargissement du corps de la bouteille situé en-dessous de son goulot -élargissement désigné ici comme l'épaule de la bouteille- ou encore arrêtée par un moyen d'arret accessoire, dépasse de la collerette supérieure du bou- chon enfoncé d'une hauteur comprise entre 0,25 fois et 0,8 fois le dia mètre d'extrémité du goulot. Au chauffage provoquant la rétraction de la gaine, la hauteur de celle ci diminuera légèrement -de 3 à 10 %- et la rétraction transversale appliquera la gaine sur les contours du goulot en provoquant en parti culier une sorte de sertissage sous la bague d'extrémité renflée ainsi que sous la contrebague du bas du goulot.La rétraction transversale atteindra son maximum pour 1 'extrémité supérieure libre de la gaine, celle-ci diminuant de diamètre et s'appliquant sur le dessus du bou chon de sorte que le taux de rétraction effectif de cette gaine aug mente progressivement depuis le bord de l'extrémité supérieure du gou lot, ou depuis le bord de la collerette supérieure du bouchon si celle ci déborde légèrement de ladite extrémité supérieure du goulot, le taux de rétraction correspondant alors au jeu local entre la gaine enfilée et le goulot ou la collerette du bouchon, jusque dans la partie cen trale de la collerette où la gaine rétractée se termine par exemple selon un cercle de diamètre réduit correspondant à la rétraction com- plète. De façon que l'enfilage de la portion de gaine sur le goulot soit facile et que l'effet de scellage étanche du bouchon sur le gou lot soit suffisant, on choisit une gaine ayant une largeur correspon dant à un périmètre intérieur compris entre 1,02 fois et 1,24 fois le périmètre hors-tout du goulot et ayant des caractéristiques de ther morétraction convenables, comme il est défini en a). Le choix de la longueur unitaire des portions de gaine étant ainsi ex plique par l'effet de surbouchage à obtenir, on peut encore remarquer que chaque portion de gaine une fois ouverte porte deux lignes de per forations sensiblement longitudinales ainsi qu'une fente qui relie ces deux lignes de perforations.Comme il a déjà été vu dans la descrip tion du dispositif d'inviolabilité, cette fente ou coupure sera de prd- florence située au niveau d'une portion de la surface extérieure du goulot en retrait, par exemple à l'aplomb de la surface en retrait si tuée entre la bague d'extrémité renflée et la ou les contrebagues du goulot, de fanon à ce que l'initiation de la déchirure par enfoncement de la gaine avec un doigt à l'endroit de la fente soit facilitée La position relative dec découpures de la gaine en longueurs unitaires et des fentes devant ainsi servir à amorcer l'ouverture facile de la gaine scellée par thermorétraction est choisie pour obtenir ainsi un emplacement judicieux de chaque fente par rapport à la hauteur et au profil du goulot. e) On ouvre ensuite chaque portion de gaine et en l'enfile sur le goulot d'une bouteille, jusqu2 soi armet par l'élargissement ou épaule de la bouteille ou par un moyen d'arrêt accessoire à hauteur constante. f) On chauffe chaque bouteille suffisamment pour obtenir la thermorétrac- tion de la portion de gaine qui coiffe son goulot, et de façon limitée pour éviter des fusions ou collages indésirables. Selon le moyen de chauffage dont on dispose, en général un four ou une enceinte chauf- fante à air, chaque bouteille est chauffée au moins dans la région de son goulot muni d'un bouchon enfoncé et coiffé d'une portion de gaine, pour que la gaine atteigne en pratique une température comprise entre 60 et 900C pendant une durée limitée typiquement comprise entre 10 s et 2 mn, la mise au point de ce traitement t1ermîque étant faite par essais successifs.De façon industrielle, on utilise souvent un four à passage permettant par exemple le surbouchage par thermorétraction de plusieurs centaines de bouteilles par minute. La température de l'air du four peut être alors comprise entre 150 et 2500C dans la zone de chauffage des goulots. Un exemple et les dessins qui l'illustrent permettront de mieux expliquer le procédé et le dispositif de l'invention. La figure 1 représente le goulot d'une bouteille, en coupe axiale longitudinale. La figure 2 représente le bouchon en matière plastique associé à la bouteille, en coupe axiale longitudinale. La figure 3 représente le goulot de la bouteille muni de son bouchon, en coupe axiale longitudinale. La figure 4 représente une portion de gaine tubulaire en double épaisseur découpée après perforation et coupe d'une fente, en élévation. La: figure 5 représente le goulot muni du bouchon coiffé de la portion de gaine, en demi-élévation à gauche et en demi-coupe axiale à droite. La figure 6 représente le goulot muni du bouchon après le traitement thermique produisant cette thermorétraction surbouché par thermorétraction de la gaine, en élévation à 90 de la vue de la figure 5. Sur la figure 1, on voit que le goulot (1) de la bouteille (2) en matière moulable, ici en matière plastique, comporte une bague d'extrémité renflée (3) et plus bas une contrebague-(4) également renflée, avec entre la basue (3) et la contrebague (4) une portion en retrait (5) de la surface extérieure du goulot. La face de dessous (6) de la bague d'extrémité (3) est peu inclinée et large d'au moins 1 mm, elle permet par exemple de sertir la jupe d'une capsule ou d'une surcapsule. Il en est de même de la face de dessous (7) de la contrebaque (4). L'extrémité (8) du goulot (l) est à peu près horizontale. Le bouchon (9) (figure 2) comporte une jupe (10) s'emboitant à force dans l'orifice (il) du goulot (1) et une collerette supérieure (12) de diamètre extérieur voisin du diamètre extérieur de la bague d'extrémité (3) du goulot (1), de préférence égal à ce diamètre à 1 mm près. La figure 3 montre le bouchon (9) emboîte à force sur le goulot (1), sa collerette supérieure (12) repose sur l'extrémité (8) du goulot (1), et sa jupe (10) s'est légère- ment déformée en s'emboîtant à force dans l'orifice (11) du goulot (1). Sur la figure 4, on peut voir la portion de gaine (130), découpée dans une gaine (13), qui est en double épaisseur et porte une ligne (14) de perforations traversantes et une fente ou coupure (15) traversante, partant de la ligne l-' et rejoignant le bord longitudinal (16) de la portion de gaine (130) @ eu près perpendiculairement à ce bord (16). Ici la fente (15) est incurvée, de façon que après ouverture de la portion de gaine (130) et thermorm6tractation sur le goulot (1) elle délimite (figure 5) une extrémité (17) de languette facilement déchirable (18). Sur la figure 5, la portion de gaine (130) a été enfilée sur le goulot (1) et est arretée à sa base par l'élargissement ou épaule (19) de la bouteille (2). Le jeu moyen au rayon entre la portion de gaine (130) et le pourtour (1') du goulot est suffisant pour que l'enfilage mécanisé soit facile, il est ici de 2 mm pour un diamètre hors-tout du goulot (1) de 30 mm. L'extrémité supérieure (20) de la fente (15) visible sur la demi- vue de droite en arrière du plan de coupe est en face du haut de la zone en retrait (5) et elle se situe un peu plus bas après thermorétractation tout en restant à l'aplomb de cette zone en retrait (5). Sur la figure 6, on voit que l'extrémité supérieure (21) de la portion de gaine (130) s0 est rétractée au cours du traitement thermique sur la collerette supérieure (12) du bouchon (9) en laissant une ouverture cen- trale sensiblement circulaire 122) de diamètre réduit, la rétractation transversale ayant à l'endroit de cette ouverture son effet le plus pro noncé.La portion de gaine (130) s'est par ailleurs rétractée en se tendant sur les reliefs du contour du goulot, elle est en particulier pla- quée sur le pourtour latéral de la bague d'extrémité (3) et et sur celui de la contrebague (4) et est sertie sous chacune de ces deux bagues (3) et (4) par l'effet de thermorétractation.Du fait des tensions, la portion de gaine (130) est tendue sans être tout à fait plaquée sur la zone en retrait (5), et sa partie constituant une extrémité (17) de languette dé- chirable (18), ou bien la partie immédiatement supérieure (23) située audessus de la fente (15), est facilement enfoncée avec un doigt pour amor cer le déchirement de le portion de gaine (l30) selon les lignes de perforations (14) et (14'). Les valeurs numériques ci-après précisent cet exemple - diamètre hors-tout du goulot (1) : 30 mm, sensiblement égal au diamètre de son extrémité (8); diamètre extérieur de la bague d'extrémité renflée (3) : 30 mm; diamètre extérieur de la contrebague (4) : 29 mm; - largeur du bord inférieur ou face de dessous (6) de la bague d'extré- mité (3) : 3 mm; - largeur du bord inférieur ou face de dessous (7) de la contrebague (4): 2 mm; - hauteur de la portion en retrait (5) comprise entre la bague (3) et ra contrebague (4) : 6 mm; hauteur comprise entre l'extrémité supérieure du goulot (1) et le début de l'élargissement ou épaule (19) de la bouteille (2) : 20 mm; - diamètre intérieur de la gaine (13) et portion de gaine tubulaire (130) épaisse de 0,07 mm : 34 mm correspondant à une largeur à plat en double épaisseur ou demi-périmètre de 54 mm soit 1,8 fois le diamètre extérieur hors-tout du goulot (1); épaisseur de la collerette supérieure (12) du bouchon 19) dans la zone où elle s'appuie sur l'extrémité (8) du goulot (1) : 1 mm; - hauteur de la portion de gaine (130) : 30 mm; une fois cette portion de gaine (130) enfilée et venant en butée sur l'épaule (19) de la bouteil le (2), son extrémité supérieure (21) dépasse de 8 mm la collerette su- périeure (12) du bouchon (9) enfoncé dans l'orifice (11) du goulot (1; - la gaine est de qualité extrudée et se rétracte à partir de 65 C avec un taux de rétraction transversale de 55 % et un taux de rétraction lon gitudinale de 5 %; la qualité extrudée est préférable à la qualité constituée soudée du point de vue de la résistance mécanique et de l'inviolabilité comme il a été indiqué précédemment; - distance de la ligne (14) de perforations traversantes en double épais- seur à un bord longitudinal (16) de la gaine (130) : 8 mm, cette ligne de perforations (14) étant parallèle aux bords longitudinaux (16; 16'); - hauteur totale de la fente traversante (15) : 8 mm avec tracé selon 1/4 de cercle de rayon 8 mm centré sur le bord longitudinal voisin (16). On observe alors apres le traitement thermique de thermorétraction que la portion de gaine (130) s'est rétractée sur le contour du goulot (1) et sur la collerette supérieure (12) du bouchon (9) comme il a déjà été décrit dans le commentaire de la figure 6. Et par suite du jeu entre la portion de gaine (130) et le goulot (1) et des caractéristiques de thermorétrac- tion de la portion de gaine (130), celle-ci laisse au-dessus du bouchon (9) une ouverture centrale (22) sensiblement circulaire de diamètre 15 mm environ. La portion de gaine (130) est ainsi appliquée sur l'extrémité du goulot muni du bouchon sur une largeur radiale égale à 0,5 fois le rayon de l'extrémité (8) du goulot (1). Le procédé et le dispositif de l'invention peuvent s'appliquer à tout goulot de bouteille ou d'autre récipient comportant une bague d'extrémité renflée et au moins une autre bague ou contrebague distincte, c'est-à- dire séparée de la première bague par un retrécissement suffisant de la surface extérieure du goulot, et cette autre baque ou contrebague avant comme la première bague un bord inférieur de largeur supérieure à 1 Le procédé et le dispositif s'appliquent en particulier à des bouteilles en verre équipées de bouchon en plastique. L'application la plus avantageuse parmi les bouteilles fabriquées par moulage concerne les bouteilles en matière plastique équipées d'un bouchon à collerette supérieure peu inclinée, ce bouchon pouvant lui-même etre en matière plastique. En effet, les bouteilles en matière plastique présentent une certaine déformabili- té, qui permet un bon serrage de la gaine thermorétractée tout en limitant les risques de rupture de la gaine par chocs ot par frictions pendant les transports et les manipulations. REVENDICATIONS 1. Dispositif de surbouchage étanche et inviolable de l'ensemble constitué par le goulot (1) d'une bouteille (2) en matière plastique et par un bouchon (9) à collerette supérieure (12) peu inclinée enfoncé à force dans ledit goulot (1) ce goulot (1) comportant une bague d'extrémité renflée (3) et plus bas au moins une contrebague (4), ladite bague d'ex trémité renflée (3) comportant une extrémité peu inclinée (8) sur laquelle vient s'appuyer la collerette supérieure (12) dudit bouchon (9), caract4- risé en ce qu'il consiste essentiellement en une portion de gaine (130) en matière plastique appliquée sur la collerette supérieure (12) du bouchon (9) et sur l'extérieur du goulot (1), ladite portion de gaine (130) étant resserrée à la fois sous ladite bague d'extrémité renflée (3) et sous la contrebague la plus basse (4), et en un dispositif d'inviolabilité (14, 14', 15) porté par ladite portion de gaine (130). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispo-. sitif d'inviolabilité porté par la portion de gaine (130) en matière plastique consiste essentiellement en deux lignes de perforations (14, 14') reliées entre elles par une fente (15), ladite fente (15) permettant un déchirage facile de la portion de gaine (130). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la partie centrale de la fente (15) est située à l'aplomb de la surface extérieure en retrait (5) comprise entre la bague d'extrémité renflée (3) et la ou les contrebagues (4) du goulot. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la fente (15) est de préférence incurvée vers le bas du goulot (1). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caract4- risé en ce que la portion de gaine (130) en matière plastique est appliquée sur l'extrémité (8) du goulot (1) muni d'un bouchon (9) sur une largeur radiale comprise entre 0,3 et 0,7 fois le rayon de l'extrémité (8) du goulot (1). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la portion de gaine (130) en matière plastique appliquée sur la collerette supék@eure (12) du bouchon (9) et sur l'extérieur du goulot (1) a en tous pounts une épaisseur comprise entre 0;05 et 0,3 mm. 7. Procédé de surbouchage étancha et inviolable de 12 ensemble constitué par le goulot (1) d'une bouteille (2) en matière plastique et par un bouchon (9) à collerette @@périeure peu inclinée (12) enfoncée à force dans ledit goulot (1), ce goulot (1) comportant une bague d'extrémité renflée (3) et plus bas au moins une contrebague (4), caractérisé en ce qu'il comprend au mains les opérations suivantes a) On approvisionne de ta gaine tubulaire en matière plastique (13) thermo- tdtractable d'épaisseur comprise entre 0,05 et 0,09 mm, se rétractant à partir d'une température comprise entre 55 et 75 C transversalement de 40 à 70 % et longitudinalement de 3 à 10 %, de largeur en double épais- seur comprise entre 1,60 et 1,95 fois le diamètre extérieur hors-tout du goulot (1). b) On perfore ladite gaine tubulaire (13) en double épaisseur selon une ligne (14) de perforations traversantes située à une distance d'un bord longitudinjal (16) de la vaine (t3) comprise entre 4 et 15 mm. c) On fend ladite gaine tubulaire (13) en double épaisseur selon des femtes traversantes (15) artant de ladite ligne de perforations (14) et rejoignant ledit bord lo gitudinal (16) de la gaine (13), l'intervalle entre deux fentes (15) succe sives étant égal à la longueur des portions de gaine (130) on encore @ pas de la découpe de la gaine (13) en portions (130). d) On On découpe ladite ç- ina tubulaire en portions (130) de longueur choisie se, façon que chaque p@@tion (130) une fois enfilée sur le goulot (p) d'une bouteille (2) m@ie de son bouchon (0) et arrêtée soit par l'épaule (19) de la bouteille @) soit par un moyen d'arrêt accessoire, dépasse de la collerette supérie@ @e (12) du bouchon (9) d'une hauteur comprise entre 0,25 fois et 0,8 fois le diamètre d'extrémité du goulot (1). e) On ouvre chaque pa: -s-ion de gaine (130) et on l'enfile sur le goulot (1) d'une bouteille (@) munie de son bouchon (9) jusqu'd sa position d'arret, position déterminée soit par l'épaule (19j de la bouteille (12), soit par un moyen d'arrêt accessoire f) On chauffe chaque bouteille (9) au moins dans la région de son goulot (1) muni d'un bouchon (9) et coiffé d'une portion de gaine (130), de sorte que ladite portion de gaine (130) atteigne une température comprise entre 60 et 900C pendant une durée comprise entre 10 s et 2 mm, le réglage de ce chauffage étant ajuste pour obtenir la rétraction de ladite portion de gaine (130) sur le pourtour dudit goulot (1) et su r l'etrémïté (8) dudit goulot surmontée par la collerette supérieure (12) dudit bouchon (9). 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que les fentes traversantes (15) exécutées dans l'opération c) sont incurvées et rejoi- gnent à peu près perpendiculairement le bord longitudinal (16) de la gaine (13). 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 ou 8, dans lequel les opérations b), d), e), f) sont effectuées en continu, le chauffage de rétraction des portions de gaine (130) sur les goulots (1) des bouteilles (2) étant effectué au passage dans un four à air, la température de l'air étant comprise entre 150 et 2500C dans la zone de chauffage des goulots (1). 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 7, â ou 9, caracté- risé en ce que la gaine ou portion de gaine en matière plastique thermo- rétractable (13, 130) est extrudée, en e qu'elle a une température de début de rétractation comprise entre 60 et 70 C, en te que se rétraction transversale est comprise entre 50 at 60 : et en ce que sa rétraction longitudinale est comprise entre 3 et 8 %