Brevet FR2662142A1 — publié le 19911122

BOUCHON EN POLYMERE EXPAiiSE. La présente invention concerne un bouchon pour récipients tels que bouteilles. On connalt de nombreux dispositifs pour enfermer de façon étanche un fluide dans un récipient. Certains produits liquides enfermés dans les récipients nécessitent que les dispositifs de fermeture soient très légèrement perméables au gaz de façon à pouvoir maintenir une pression d'équilibre déterminée à l'intérieur du récipient. On peut citer comme exemple la conservation et le transport de vin. Habituellement, les vins sont conditionnés dans des bouteilles fermées par des bouchons en liège. Une des particularités des bouchons en liège est de pouvoir laisser "respirer" le vin pendant son séjour dans les bouteilles afin d'assurer un bon vieillissement du vin. Ladite particularité des bouchons en liège est due au fait que le liège est un produit poreux qui subit une expansion volumique en présence d'humidité. Dans le cas d'une bouteille de vin, l'expansion des bouchons de liège introduit dans le goulot de bouteille, expansion due au vin, assure une bonne étanchéité de la bouteille tout en assurant un bon maintien mécanique du bouchon par rapport au goulot. La porosité du bouchon en liège permet alors au gaz, éventuellement émis pendant le vieillissement du vin dans la bouteille, de traverser le bouchon après avoir atteint un seuil de pression déterminé. Les bouchons en liège sont traditionnellement considérés par les viticulteurs, jusqu a présent, comme irremplaçables pour la conservation et le conditionnement de leur vin. Cependant, les bouchons en liège sont obtenus principalement à partir des arbres, notamment des chênes-lièges, qui sont des éléments naturels de plus en plus importants à notre époque. La France, après avoir consommé ses réserves en chênes-lièges, est actuellement obligée d'importer du liège pour assurer ses besoins nationaux, et notamment pour satisfaire aux besoins des viticulteurs. Il est donc urgent de trouver une solution satisfaisante à ce problème. Par ailleurs, des bouchons en liège présentent également des inconvénients même pour le conditionnement de vins. En effet, il n'est pas rare de constater que le vin d'une bouteille nouvellement débouchée a un "goût de bouchon" causé par le bouchon en liège, goût désagréable qui détériore la qualité du vin. Il arrive également souvent que le bouchon en liège éclate dans le goulot de la bouteille lorsque le consommateur tente de déboucher la bouteille à l'aide d'un tire-bouchon. L'hétérogénéité structurale et la fragilité du bouchon en liège en est la cause et la difficulté d'enlever le reste du bouchon en est la conséquence. La présente invention a pour objet de remédier aux inconvénients susmentionnés en réalisant un bouchon présentant des qualités semblables aux bouchons de liège, de fabrication simple et peu coûteuse. Le bouchon pour récipients, notamment pour bouteilles, selon l'invention, est constitué d'un polymère expansé réalisé par moulage. Le bouchon comporte une couche superficielle ou peau et une région intérieure ou coeur, la porosité du coeur étant supérieure à celle de la peau. Ledit polymère expansé est de préférence réalisé à partir d'un composé polyoléfine et d'un agent d'expansion qui peut être le bicarbonate de soude. Selon un mode avantageux de réalisation de l'invention, le bouchon est obtenu par moulage à injection du polyéthylène mélangé avec environ 1 à 3% de bicarbonate de soude dans les conditions de faible pression et de température comprise entre 1800C et 2200 C. Dans le moule, l'agent d'expansion constitué par le bicarbonate de soude subit la sublimation en laissant des pores dans le polyéthylène. La couche superficielle du bouchon est alors constituée par la peau de moulage qui présente une densité supérieure à celle du coeur. Comme caractéristiques du bouchon, obtenu par la présente invention et destiné à la fermeture de bouteilles de vin, par exemple, la dureté selon la norme NFT51109 doit être de 10 à 30 SHORE "D" pour la couche superficielle du bouchon et de 40 à 60 SHORE "A" pour le coeur du bouchon; le polymère expansé doit être à contact alimentaire sans aucune réaction possible avec le vin, un effort d'arrachement du bouchon lors du débouchage compris entre 10 et 30 kg, et une reprise d'humidité de 3 à 30% en 24 heures. Le tableau suivant montre le résultat d'un essai réalisé avec cinq échantillons de l'invention. Les échantillons sont obtenus par moulage à injection d'un polyéthylène de qualité alimentaire mélangé avec 3% de bicarbonate de soude à 2000 C. Dans le tableau, la colonne 1 représente le numéro d'échantillon, la colonne 2 représente le poids initial des échantillons exprimé en grammes; les colonnes 3, 4 et 5 représentent respectivement la reprise d'humidité en poids, exprimée en pourcentage, des échantillons après 24 heures, 48 heures et 72 heures d'exposition dans un milieu saturé d'humidité respectivement. TABLEAU 1 5,5 3,63 5,81 8,18 2 5,6 4,46 7,14 10,71 3 6,3 3,49 6,34 8,73 4 5,6 5,35 8,03 11,00 5 5,0 5,00 7,60 11,00 L'invention sera mieux comprise à l'étude de la description détaillée de deux modes de réalisation de l'invention pris à titre d'exemples nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés, sur lesquels la figure 1 est une vue de côté d'un bouchon selon un premier mode de réalisation de l'invention; la figure 2 est une vue en coupe selon II-II de la figure 1; et la figure 3 est une vue de côté selon un second mode de réalisation de l'invention. Tel qu'illustré sur les figures 1 et 2, le bouchon en polymère expansé la obtenu par moulage à injection, comprend une couche superficielle 1 constituée par la peau de moulage, et une région intérieure 2 dont la densité et la dureté sont inférieures à celles de la couche superficielle 1 respectivement. Le bouchon présente une forme oblongue sensiblement tronconique avec une première extrémité 3 dont le diamètre est inférieur à celui de la seconde extrémité 4 située à son opposé. La surface latérale 5 du bouchon est légèrement bombée vers son milieu. D'autres formes de bouchon peuvent être réalisées selon besoins, par exemple la forme cylindrique, conique, ovoIde, etc. Pour fermer une bouteille de vin, on introduit la première extrémité 3 du bouchon dans le goulot de la bouteille et exerce un effort axial et/ou un effort de torsion pour enfoncer le bouchon dans le goulot. La forme sensiblement tronconique du bouchon facilite l'introduction de ce dernier dans le goulot et la surface bombée 5 du bouchon permet d'avoir une déformation élastique du bouchon qui épouse étroitement la forme de l'intérieur du goulot. Au fil du temps, le bouchon gonfle sous l'effet de l'humidité contenue dans la bouteille et assure de ce fait une meilleur étanchéité et un meilleur maintien du bouchon dans le goulot de la bouteille. Pour déboucher la bouteille, il suffit d'enfoncer un tirebouchon à l'intérieur du bouchon par sa seconde extrémité 4. L'extraction du bouchon du goulot de la bouteille se fait alors par un effort de traction axial combiné éventuellement avec un effort de torsion exercé au bouchon de façon classique. Pendant son séjour dans le goulot, le bouchon permet, grâce à sa structure poreuse, au liquide de "respirer". Le fait que le bouchon en polymère expansé de l'invention est beaucoup moins fragile qu'un bouchon traditionnel en liège permet le rebouchage d'une bouteille non vidée par un bouchon déjà usité, tandis que cela est beaucoup plus difficile pour un bouchon en liège. Il convient également de signaler que le bouchon en polymère expansé peut être rendu inerte aux réactions chimiques, provoquées par le liquide enfermé. Dans une application particulière au stockage et au conditionnement de vins par exemple, le bouchon de l'invention assure un bon vieillissement des vins sans introduire un "goût de bouchon" contrairement au bouchon traditionnel en liège. En outre, l'homogénéité structurale et la bonne résistance mécanique du bouchon de l'invention permet, à coup sûr, d'éviter la cassure du bouchon lors de son extraction du goulot d'une bouteille. Bien entendu, l'invention permet de réaliser des bouchons de nature diverse pour enfermer des récipients contenant des liquides en général, tels que boissons, produits chimiques ou pharmaceutiques. Il suffit pour cela de choisir le polymère expansé de nature et de caractéristique appropriées. La figure 3 montre un second exemple de bouchon selon l'invention. Le bouchon comprend une tête 6 en un matériau rigide qui peut être différent du polymère expansé constituant le corps 7 qui présente les mêmes caractéristiques que le bouchon illustré par les figures 1 et 2. Le corps 7 est de préférence moulé d'une seule pièce avec la tête 6. Lors du débouchage d'une bouteille fermée par le bouchon, il suffit que le consommateur agisse directement sur la tête 6 du bouchon en appliquant un effort de traction combiné de torsion pour extraire le corps 7 du goulot de la bouteille. Une application immédiate de ce genre de bouchon peut être envisagée pour des boissons alcoolisées telles que les apéritifs ou les digestifs. REVENDICATIONS 1. Bouchon pour récipient notamment pour bouteilles, caractérisé par le fait qu'il comprend un corps en polymère expansé (la, 7) obtenu par moulage et comportant une couche superficielle (1) ou peau et une région intérieure (2) ou coeur, la porosité du coeur étant supérieure à celle de la peau. 2. Bouchon selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit corps est obtenu à partir d'un composé polyoléfine avec adjonction d'un agent d'expansion. 3. Bouchon selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'agent d'expansion est constitué par le bicarbonate de soude dont le pourcentage en poids est compris entre 1 et 5%. 4. Bouchon selon la revendication 2 ou 3, caractérisé par le fait que le composé polyoléfine est constitué par le polyéthylène notamment de qualité alimentaire. 5. Bouchon selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le corps est obtenu par moulage à injection à basse pression et à température comprise entre 18O0C et 22O0C. 6. Bouchon selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le corps présente une forme oblongue sensiblement tronconique ou cylindrique ou autres, dont une surface latérale (5) est légèrement bombée vers le milieu. 7. Bouchon selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le corps présente une reprise d'humidité de 3 à 30% en 24 heures. 8. Bouchon selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la dureté selon la norme NFT51109 de la couche superficielle (1) est comprise entre 10 et 30 SHORE "D" et celle du coeur (2) comprise entre 40 et 60 SHORE "A". 9. Bouchon selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que pour extraire son corps (la, 7) du goulot d'une bouteille, 11 effort de traction axial peut être compris entre 10 et 30 kg. 10. Bouchon selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre une tête (6) rendue solidaire du corps en polymère expansé (7) et pouvant être actionnée directement par un usager pour ouvrir et fermer la bouteille.