Brevet FR2716161A1 — publié le 19950818

BOUTEILLE AXIALEMENT ECRASABLE EN NATIERE PLASTIOUE ET MOULE DE FABRICATION DE CETTE BOUTEILLE L'invention concerne une bouteille en matière plastique du type axialement écrasable, dont le volume peut être réduit de façon importante par application d'un effort axial (la bouteille étant vide et débouchée) pour constituer un résidu qui est plus facilement stockable et transportable. On connaît déjà de nombreuses formes de réalisation de bouteilles axialement écrasables dont les parois latérales sont par exemple à nervures hélicoïdales (Brevet US 5,209,372), ou à facettes planes (Brevet US 5,201,438) ou à losanges incurvés (Brevets Français 2 316 132 et 2 259 754), etc. La complexité des formes de certaines de ces bouteilles rend leur fabrication difficile. D'autres ne sont pas utilisables pour former des charges palettisées transportées sous forme de fardeaux gerbes. En outre, la capacité d'écrasement axial d'une bouteille en matière plastique est en général peu compatible avec la formation d'une partie médiane de préhension dans le corps de la bouteille, cette partie étant de diamètre plus faible pour faciliter la prise en main de la bouteille. L'invention a pour objet une bouteille en matière plastique qui soit axialement écrasable par application d'un effort de valeur faible, et dont l'écrasement complet ne soit pas contrarié par la présence d'une partie médiane de préhension ayant un diamètre réduit ou une forme particulière. L'invention a également pour objet une bouteille de ce type, qui puisse être fabriquée, remplie, gerbée, transportée et utilisée comme les bouteilles usuelles à ondulations transversales de la technique antérieure. L'invention a encore pour objet une bouteille de ce type qui puisse être fabriquée dans les mêmes matières que les bouteilles connues. Elle propose à cet effet une bouteille axialement écrasable en matière plastique, formée sur la plus grande partie de sa hauteur avec des cannelures transversales 16 qui ont une profondeur variable autour de l'axe 34 de la bouteille, caractérisée par des amorces de pliage formées en saillie radialement vers l'extérieur sur le fond des cannelures, ces amorces de pliage étant régulièrement réparties et décalées angulairement autour de l'axe de la bouteille d'une cannelure à l'autre. De façon surprenante, mais très efficace, ces amorces de pliage formées par des saillies du fond des cannelures facilitent beaucoup l'écrasement axial de la bouteille: l'effort axial qu'il faut appliquer à la bouteille pour provoquer son écrasement est inférieur à DaN, et l'écrasement complet de la bouteille reste possible même si celle-ci comprend une partie médiane de préhension de diamètre réduit ou de forme particulière. De façon générale, les amorces de pliage que constituent les saillies précitées, présentent les caractéristiques suivantes: - elles comprennent des génératrices ou lignes de sommet qui s'étendent dans des plans passant par l'axe de la bouteille et qui sont inclinées sur cet axe d'un angle déterminé, - cet angle a une valeur comprise entre 0 et 45', - les génératrices ou lignes de sommet s'étendent d'un flanc à l'autre de la cannelure, en étant raccordées à l'un de ces flancs par un arc de cercle dont la concavité est tournée vers l'extérieur. Dans une première forme de réalisation, les amorces de pliage ont, dans les plans médians des cannelures perpendiculaires à l'axe de la bouteille, une forme en arc de cercle à concavité tournée vers l'intérieur de la bouteille. Dans une variante de réalisation, les amorces de pliage ont, dans ces plans médians des cannelures, une forme en V à sommet orienté vers l'extérieur de la bouteille.. L'étendue angulaire de chaque amorce de pliage autour de l'axe de la bouteille est comprise entre environ 0,2 radian et 2K/n, n étant le nombre d'amorces de pliage par cannelure. Le décalage angulaire des amorces de pliage d'une cannelure à l'autre est de n/n, n étant le nombre d'amorces de pliage par cannelure. L'invention concerne également un moule pour la fabrication d'une bouteille axialement écrasable en matière plastique, caractérisé en ce que sa surface interne comprend des nervures circulaires correspondant à des cannelures transversales de la bouteille à fabriquer et comportant des creux ou cavités complémentaires des amorces de pliage décrites dans ce qui précède. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaitront plus clairement à la lecture de la description qui suit, faite à titre d'exemple en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue schématique en élévation d'une bouteille en matière plastique à laquelle l'invention est applicable; la figure 2 est une vue partielle, à plus grande échelle, d'une bouteille conforme à l'invention; la figure 3 est une vue agrandie du détail encerclé III de la figure 2; la figure 4 représente schématiquement la forme d'une cannelure en vue de dessus; la figure 5 est une vue correspondant à la figure 4, pour une variante de réalisation. La bouteille 10 représentée schématiquement en figure 1 est de forme classique et est réalisée en matière plastique, par exemple en polyéthylène téréphtalate (PET) et pouvant également être réalisée en une matière plastique simple ou composite appropriée, multicouches ou compounds, telle que du PVC, une polyoléfine, un polyester, etc. Dans l'exemple représenté, la bouteille 10 comprend un fond 12 sensiblement plat, une paroi périphérique 14 de forme sensiblement cylindrique comprenant des cannelures transversales 16 sur la plus grande partie de sa hauteur et un col supérieur 18 de forme tronconique se terminant par un goulot fileté 20 destiné à recevoir un bouchon non représenté vissable sur le goulot 20. Les cannelures transversales 16 sont séparées les unes des autres par des parties cylindriques 22 de hauteur déterminée. Un rétreint de préhension 24 de diamètre réduit est formé sensiblement à mi-hauteur de la bouteille. De façon classique, celle-ci est réalisée par les techniques connues d'injection-soufflage ou d'extrusion-soufflage. Comme on le voit mieux dans les figures 2 et 3, les cannelures 16 de la bouteille ont une section transversale en V à sommet arrondi 26 orienté vers l'intérieur de la bouteille, les deux branches droites 28 du V étant raccordées par des arcs de cercle 30 de rayon R à la paroi périphérique cylindrique 14 de la bouteille. Conformément à l'invention, chaque cannelure 16 comprend des amorces de pliage 32 qui sont réparties angulairement de façon uniforme autour de l'axe longitudinal de la bouteille et qui sont en saillie sur le fond des cannelures 16, vers l'extérieur de la bouteille, les cannelures 16 étant de profondeur constante en dehors des amorces de pliage. Les formes de ces amorces de pliage 32 peuvent être définies de la façon suivante: - dans la vue de dessus de la figure 4, elles sont incurvées, par exemple en arc de cercle, avec une concavité tournée vers l'intérieur de la bouteille, - elles ont chacune un plan médian de symétrie 36 passant par l'axe de la bouteille, - les plans médians 36 de deux amorces de pliage consécutives d'une même cannelure 16 forment entre eux un angle égal à 2t/n, n étant le nombre d'amorces de pliage par cannelure, l'étendue angulaire a de chaque cannelure autour de l'axe 34 est comprise entre environ 0,2 radian et 2K/n, - dans son plan médian de symétrie 36 passant par l'axe de la bouteille, chaque amorce de pliage 32 est délimitée par une génératrice ou ligne de sommet 38 qui s'étend entre les deux flancs 28 de la cannelure et qui est raccordée à l'un de ces flancs par un arc de cercle à concavité tournée vers l'extérieur et ayant un rayon r compris entre 0, 5 mm environ et le rayon de l'arc de cercle qui est tangent à la génératrice 38 et au flanc 28 de la cannelure, - la génératrice ou ligne de sommet 38 est une ligne droite raccordée à l'autre flanc 28 de la cannelure par un arrondi 42 ayant un rayon de courbure minimum, la ligne de raccordement ayant une forme incurvée dans un plan perpendiculaire à l'axe de la bouteille, - la génératrice ou ligne de sommet 38 est inclinée sur l'axe longitudinal de la bouteille d'un angle a compris entre 0 et 45' environ, - l'étendue radiale e de l'amorce de pliage 32 dans le plan médian 44 de la cannelure 16 est sensiblement égale ou légèrement inférieure à la moitié de la profondeur de la cannelure 16 (l'étendue radiale e étant la distance entre le fond 26 de la cannelure et l'intersection de la ligne de sommet 38 et du plan médian 44 de la cannelure). D'une cannelure à l'autre, les amorces de pliage 32 sont décalées angulairement d'un angle égal à g/n, n étant le nombre d'amorces de pliage par cannelure. Ce nombre n est typiquement compris entre 3 et 20. Dans l'exemple représenté, les lignes de sommet 38 des amorces de pliage sont inclinées du haut vers le bas et de l'intérieur vers l'extérieur. Toutefois, une orientation symétrique de celle représentée par rapport à une perpendiculaire à l'axe de la bouteille, est également possible. Dans une variante de réalisation représentée en figure 5, les amorces de pliage 32 ont, en vue de dessus, non pas une forme incurvée ou en arc de cercle, mais une forme en V très ouvert à côtés rectilignes, les sommets des V étant compris dans les plans 36 de symétrie de ces amorces passant par l'axe 34 de la bouteille. Lorsqu'une bouteille selon l'invention est soumise à un effort axial de compression, la bouteille étant vide et le bouchon étant retiré, elle est transformée en un résidu de volume réduit qui est constitué par un empilage de polyèdres à n côtés, ce volume réduit étant maintenu après écrasement par revissage du bouchon sur le goulot 20 de la bouteille. L'une des caractéristiques essentielles d'une bouteille selon l'invention est de nécessiter un effort axial plus faible pour son écrasement. Le tableau annexé à la présente description donne les résultats d'essais comparatifs réalisés entre des bouteilles connues de la technique antérieure et une bouteille selon l'invention, comprenant quatre amorces de pliage par cannelures, l'étendue angulaire a de chaque amorce de pliage étant de 26' environ, l'angle x d'inclinaison des lignes de sommet 38 par rapport à l'axe de la bouteille étant de 21', l'étendue radiale e des amorces de pliage étant d'environ 1,4 mm (la profondeur de la cannelure étant de 3 mm). Dans ce tableau, les références APO désignent une bouteille ayant la forme générale représentée en figure 1 mais ne comprenant pas les caractéristiques de l'invention, et la référence USI désigne une bouteille ayant également la forme générale représentée en figure 1, mais ne comprenant pas de rétreint de préhension 24 et ne comprenant pas non plus les caractéristiques selon l'invention. La référence RAM désigne une bouteille du type APO, mais dont le col 18 comporte des dessins en relief. Toutes ces bouteilles sont réalisées en PET et ont un volume d'l,5 litre. On voit que la bouteille selon l'invention est écrasée pour un effort axial de 6 DaN, ce qui est relativement très faible, et qu'elle présente cependant des caractéristiques mécaniques assez semblables à celles des bouteilles connues lorsqu'elle est pleine et bouchée. Cela permet aux bouteilles selon l'invention de pouvoir être fabriquées, remplies, bouchées, manipulées, transportées et utilisées comme les bouteilles de la technique antérieure bien qu'elles puissent être écrasées facilement à vide pour occuper un volume beaucoup plus faible après utilisation. La gain en volume après écrasement peut être quantifié par le rapport du nombre de bouteilles écrasées et du nombre de bouteilles identiques non écrasées que peut contenir un récipient de forme et de volume déterminés. Pour les bouteilles selon l'invention, ce rapport varie entre 2,5 et 4 en fonction du volume et de la forme du récipient. TABLEAU BOUTEILLES EN PET Bouteilles à ondulations usuelles Bouteilles Volume: 1, 5 litre de la technique antérieure selon l'invention USI APO USI APO RAM RAM Poids en grammes de la bouteille vide 36,5 36,5 37,5 37,5 36 36 Hauteur de la bouteille (mm) 304 320 304 320 320 320 Compression verticale de la bouteille vide Affaissement sous une charge de 10 DaN (mm) 4 5,1 2,8 2,8 3 80,1 Hauteur résiduelle (mm) 300 314,9 301,2 317,2 317 239 Force pour amorcer la déformation (DaN) 12,6 10,3 14,2 13,8 11,86 6 Compression verticale de la bouteille pleine et bouchée - Résistance 72 93,4 95 140 168 91 à la rupture (DaN) Mise sous charge de 338 kg de 12 bouteilles pleines bouchées - Affaissement (mm) 3,5 2,9 4,2 2,7 REVENDICATIONS 1. Bouteille axialement écrasable en matière plastique, formée sur la plus grande partie de sa hauteur avec des cannelures transversales (16) qui ont une profondeur variable autour de l'axe (34) de la bouteille, caractérisée par des amorces de pliage (32) formées en saillie radialement vers l'extérieur sur le fond (26) des cannelures (16), ces amorces de pliage (32) étant régulièrement réparties et décalées angulairement autour de l'axe de la bouteille d'une cannelure à l'autre. 2. Bouteille selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque amorce de pliage (32) comprend une génératrice ou ligne de sommet (38) qui s'étend dans un plan (36) passant par l'axe de la bouteille et qui est inclinée sur cet axe d'un angle a déterminé. 3. Bouteille selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'angle x a une valeur comprise entre 0 et 45' environ. 4. Bouteille selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que ladite génératrice ou ligne de sommet (38) s'étend d'un flanc à l'autre de la cannelure (16). 5. Bouteille selon la revendication 4, caractérisée en ce que ladite génératrice ou ligne de sommet (38) est raccordée à un flanc (28) de la cannelure par un arc de cercle (40) dont la concavité est tournée vers l'extérieur. 6. Bouteille selon la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce que ladite génératrice ou ligne de sommet (38) est raccordée à l'autre flanc (28) de la cannelure par un arrondi (42) ayant un rayon de courbure minimum. 7. Bouteille selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisée en ce que ladite génératrice ou ligne de sommet (38) s'étend du haut vers le bas et de l'intérieur vers l'extérieur de la bouteille. 8. Bouteille selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque amorce de pliage (32) a, dans le plan médian (44) de la cannelure perpendiculaire à l'axe de la bouteille, une forme en arc de cercle à concavité tournée vers l'intérieur de la bouteille. 9. Bouteille selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que chaque amorce de pliage (32) a, dans le plan médian (44) de la cannelure perpendiculaire à l'axe de la bouteille, une forme en V à sommet orienté vers l'extérieur de la bouteille. 10. Bouteille selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les cannelures (16) ont une section transversale en V à sommet arrondi. 11. Bouteille selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque amorce de pliage (32) a une étendue angulaire a autour de l'axe de la bouteille qui est comprise entre environ 0,2 radian et 2i/n, n étant le nombre d'amorces de pliage par cannelure. 12. Bouteille selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les amorces de pliage (32) sont décalées angulairement de n/n d'une cannelure à l'autre, n étant le nombre d'amorces de pliage par cannelure. 13. Bouteille selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le nombre d'amorces de pliage (32) par cannelure (16) est compris entre 3 et 20. 14. Bouteille selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'étendue radiale e de chaque amorce de pliage (32) dans le plan médian (44) de la cannelure est d'environ la moitié de la profondeur de la cannelure. 15. Moule pour la fabrication d'une bouteille axialement écrasable en matière plastique, caractérisé en ce que sa surface interne comprend des nervures circulaires correspondant à des cannelures transversales de la bouteille à fabriquer et comportant des creux ou cavités complémentaires des amorces de pliage définies dans l'une des revendications précédentes.