Brevet FR2775959A1 — publié le 19990917

-1 - Bouchon fileté inviolable bi-matiére pour bouteilles et son procédé de fabrication. La présente invention concerne un bouchon fileté inviolable bi-matière pour bouteilles, plus particulièrement pour bouteilles destinées à contenir des boissons telles que bouteilles d'eau: eaux minérales, eaux de source et, éventuellement, eaux gazeuses, eaux carbonatées, bouteilles de limonade, de jus de fruit, etc. L'invention vise également un procédé de fabrication de tels bouchons. On connaît de nombreuses réalisations de bouchons à vis comportant une jupe munie d'un filetage interne et reliée à une bague d'inviolabilité par I'intermédiaire de pontets sécables sous un couple exercé, manuellement, sur le corps du bouchon, dans le sens du dévissage, en vue de la première ouverture des bouteilles fermées par de tels bouchons. Ces bouchons sont couramment exécutés par moulage d'une matière plastique choisie parmi les matières plastiques autorisées par la réglementation en vigueur, en fonction de critères de choix propres aux fabricants et à leurs clients, telles que, par exemple: polyéthylène haute densité. Un inconvénient de tels bouchons inviolables homogènes est que quelle que soit la matière plastique retenue pour leur moulage, celle-ci ne peut réunir l'ensemble des meilleures caractéristiques spécifiques recherchées pour l'usage susmentionné, telles que: - rigidité du bouchon et brillance de sa surface extérieure; - souplesse de la bague d'inviolabilité; alimentarité et organoleptie des zones en contact avec l'eau; imperméabilité du bouchage; - possibilité de faire apparaître des logos ou autres motifs dans les surfaces apparentes du bouchon; -2- -prix de revient le moins élevé possible, etc. Un objet de la présente invention est notamment de réunir, entre autre, les caractéristiques précédemment décrites. Selon l'invention, cet objectif est atteint grâce à un bouchon monobloc réalisé en injection bi-matière et constitué d'une partie intérieure exécutée dans une première matière et destinée à remplir au moins l'une des fonctions suivantes: étanchéité, vissage, inviolabilité, caractérisation extérieure; et une partie extérieure exécutée dans une deuxième matière et comprenant au moins la coque qui assure la rigidité et permet la manipulation du bouchon, cette deuxième matière recouvrant totalement ou partiellement la première matière. La partie intérieure est, par exemple, réalisée en polyéthylène haute densité, tandis que la partie extérieure est, par exemple, exécutée en polypropylène. Selon une autre disposition caractéristique, la partie intérieure exécutée dans la première matière comprend les surfaces assurant l'étanchéité du bouchage, tandis que la partie extérieure exécutée dans la deuxième matière comporte les filets permettant le vissage et la bague d'inviolabilité. Selon une autre disposition caractéristique, la partie intérieure exécutée dans la première matière comporte le filetage permettant le vissage et la bague d'inviolabilité, tandis que la partie extérieure exécutée dans la deuxième matière comporte les surfaces assurant l'étanchéité du bouchage. Suivant une autre disposition caractéristique, la partie intérieure exécutée dans la première matière comporte les surfaces assurant l'étanchéité du bouchage, le filetage permettant le vissage et la bague d'inviolabilité. Le bouchon inviolable bi-matière défini ci-dessus permet notamment: d'adapter localement la matière aux caractéristiques spécifiques recherchées: -3- - la tenue de la bague d'inviolabilité; - la démoulabilité du filetage, - la rigidité et la brillance de la coque extérieure, - I'alimentarité et l'organoleptie des zones en contact avec l'eau ou autre boisson contenue dans la bouteille munie de ce bouchon. d'améliorer les performances des bouchons de ce genre: I'imperméabilité de l'effet de peau est doublée. Selon une autre disposition caractéristique de l'invention, la surface apparente (supérieure ou latérale) de la partie extérieure ou coque comporte au moins un évidement rempli par la matière constituant la partie intérieure, cet évidement pouvant adopter différentes formes reproduites par ladite matière et susceptibles de constituer des logos ou tous autres motifs décoratifs. Cette disposition permet notamment: - de créer un effet d'inclusion esthétique et d'ouvrir des possibilités d'un marketing fort, par la combinaison de couleurs et des motifs; - de donner un effet de relief au logo ou autre motif décoratif créé dans les surfaces apparentes de la coque extérieure, par décalage de la zone de jonction; - d'obtenir des gains de coûts du fait de l'absence d'assemblage de parties différentes, traditionnellement moulées séparément. Les bouchons inviolables bi-matière selon l'invention sont réalisés par un procédé de moulage tel que, par exemple et de manière avantageuse, un procédé de moulage combinant les techniques connues de surmoulage et de refroidissement par détente de gaz tel que C02. Cette dernière consiste à réaliser, dans l'outillage, une détente quasi instantanée de C02. Cette vaporisation de C02 s'effectue au travers de -4I'empreinte qui est usinée dans un matériau dur et microporeux, spécialement élaboré pour cette application. Les avantages de cette technique sont: - de réduire les temps de cycle par un refroidissement intensif, - de pouvoir localiser la zone de production de froid exactement à l'endroit voulu dans les empreintes; - de bénéficier de la surpression de gaz dans ladite empreinte pour faciliter l'éjection de la pièce. Ce point est particulièrement important, car il permet de concevoir des formes de pièces plus élaborées, indémoulables par les outillages traditionnels; - d'éviter les brûlures et inclusions d'air lors de l'injection rapide, du fait de la porosité du matériau. Selon une disposition caractéristique du procédé de l'invention, on procède d'abord à l'injection de la première matière destinée à constituer la partie intérieure du bouchon dans un moule comportant une empreinte creuse usinée dans un matériau dur et microporeux, et agencée pour permettre la mise en oeuvre de la technique de refroidissement par vaporisation de fluide gazeux tel que C02, puis la partie mobile du moule comprenant l'empreinte et ladite partie intérieure moulée est déplacée jusqu'à un deuxième poste d'injection o après fermeture du moule, il est procédé à l'injection de la seconde matière appelée à former la partie extérieure du bouchon et à l'injection simultanée ou non d'un fluide gazeux tel que C02 à l'intérieur de la cavité de l'empreinte, après quoi le moule est ouvert et le bouchon bi-matière évacué sous l'action conjuguée de l'éjecteur et du fluide gazeux traversant l'empreinte. Grâce à la mise en oeuvre de ce procédé, on obtient notamment: - un refroidissement intensif local; -5- - une facilité accrue de démoulage des bouchons malgré leur configuration quelque peu complexe (filet, lèvre en forme de tonneau d'étanchéité). Les buts, caractéristiques et avantages ci-dessus et d'autres encore, ressortiront mieux de la description qui suit et des dessins annexés dans lesquels: La figure 1 est une vue en élévation et en demi-coupe axiale d'un premier mode de réalisation du bouchon bi-matière monobloc et inviolable selon l'invention. La figure 2 est une vue de détail, à plus grande échelle et en coupe axiale de ce bouchon. La figure 3 est une vue en élévation et en demi-coupe axiale d'un deuxième mode d'exécution du bouchon bi-matière monobloc et inviolable de l'invention. La figure 4 est une vue de détail, à plus grande échelle et en coupe axiale de ce bouchon. La figure 5 est une vue en élévation et en coupe axiale d'un troisième mode d'exécution du bouchon bi-matière monobloc et inviolable de l'invention. La figure 6 est une vue de dessus de la figure 5 illustrant un exemple de configuration de la surface supérieure de ce bouchon. La figure 7 est une demi-vue en coupe axiale et à plus grande échelle de ce bouchon. La figure 8 est une vue en élévation et en coupe axiale d'un quatrième mode d'exécution du bouchon bi-matière et inviolable selon l'invention. Les figures 9 à 12 sont des vues en élévation et en coupe axiale illustrant la mise en oeuvre du procédé de fabrication du bouchon fileté illustré aux figures 5 à 7. -6- On se réfère auxdits dessins pour décrire des exemples intéressants, quoique nullement limitatifs, de réalisation du bouchon bi-matière monobloc et inviolable et de mise en oeuvre du procédé de l'invention. Selon le mode d'exécution représenté aux figures 1 et 2, le bouchon fileté monobloc et inviolable selon l'invention est constitué: - d'une partie intérieure 1 exécutée dans une première matière plastique et comportant le filet intérieur 2 et la bague d'inviolabilité 3 rattachée à la paroi latérale ou jupe 4 munie dudit filetage par des pontets sécables 5 régulièrement espacés, et - d'une partie extérieure 6 exécutée dans une deuxième matière plastique différente de la première, et comprenant la coque 7 qui assure la rigidité et permet la manipulation du bouchon, cette coque comportant, de préférence, une striure périphérique facilitant cette manipulation. La partie extérieure 6 recouvre au moins la paroi latérale ou jupe 4 de la première partie, de préférence sur la totalité de la hauteur de celle-ci. La matière plastique utilisée pour la réalisation de la partie intérieure 1 est choisie parmi les matières agréées par la réglementation en vigueur concernant le conditionnement des denrées alimentaires et réunissant les caractéristiques requises pour la mise en oeuvre d'un procédé de surmoulage et pour sa fonction spécifique, telles que, par exemple: souplesse de la bague d'inviolabilité, - démoulabilité du filetage. A titre d'exemple seulement, la partie intérieure 1 peut être exécutée en polyéthylène haute densité. La matière plastique utilisée pour la réalisation de la partie extérieure 6 est choisie en fonction des caractéristiques requises pour la mise en oeuvre d'un procédé de surmoulage et pour sa fonction spécifique, telles que, par exemple: -7- - rigidité - brillance A titre d'exemple seulement, la partie extérieure 6 peut être exécutée en polypropylène. Selon le premier mode de réalisation illustré aux figures 1 et 2, la première matière remplit la fonction de vissage (filets 2) et celle d'inviolabilité (bague 3). Elle remplit aussi la fonction d'étanchéité. A cet effet, la partie intérieure 1 du bouchon comporte également les surfaces destinées à assurer l'étanchéité de la fermeture des bouteilles et qui, selon l'exemple représenté comprennent la partie centrale 8 de la paroi de fond du bouchon et une lèvre d'étanchéité en forme de tonneau 9 s'étendant vers le bas à partir de ladite paroi, à distance de la paroi latérale 4, cette lèvre annulaire étant appelée à pénétrer dans le goulot de la bouteille, lors du bouchage. Selon le mode d'exécution illustré aux figures 3 et 4, la partie extérieure 6 du bouchon exécutée dans la deuxième matière, comporte également les surfaces destinées à assurer l'étanchéité de la fermeture des bouteilles et qui, selon l'exemple illustré comprennent une large portion centrale 10 de la paroi de fond du bouchon et une lèvre d'étanchéité en forme de tonneau 11 s'étendant vers le bas à partir de la périphérie de ladite portion centrale 10, à distance de la paroi latérale interne 4 de la partie intérieure 1. Dans ce cas, la partie intérieure 1 exécutée dans la première matière comporte le filetage 2 et la bague d'inviolabilité 3. Suivant une autre disposition caractéristique très avantageuse de l'invention, illustrée aux figures 5 à 8, la surface apparente de la partie extérieure ou coque 6 du bouchon réalisé de manière analogue au mode d'exécution représenté aux figures 1 et 2, telle que, par exemple, la surface supérieure de ladite partie extérieure, comporte au moins un évidement 12 rempli par la matière constituant la partie intérieure 1, cet évidement pouvant délimiter les contours de figures variées correspondant à des logos ou des motifs décoratifs. Cet évidement ou -8- chaque évidement est rempli, lors de la mise en oeuvre du procédé de démoulage, par un renflement 13 de la matière constituant la partie intérieure du bouchon. Ce renflement reproduit la forme de l'évidement et il apparaît en affleurement de la surface supérieure du bouchon (figure 7). De la sorte, le logotype ou le motif décoratif parait incrusté dans la surface supérieure du bouchon, I'effet de relief qui en découle améliorant l'aspect esthétique de ce dernier. Bien entendu, le ou les logotypes ou autres motifs décoratifs ou identificateurs peuvent, de la même façon, être incrustés dans la paroi latérale ou jupe 4 du bouchon. Cet aspect esthétique peut encore être rehaussé par l'utilisation de matières de couleurs différentes pour la réalisation de la partie intérieure et de la partie extérieure, respectivement. L'effet de relief peut aussi être amélioré par la prévision d'un vide 14 de l'ordre de quelques dixièmes de millimètre entre le contour du renflement 13 et le bord de l'évidement 12, ce vide étant par exemple obtenu par l'incorporation d'un jonc dans l'outillage (matrice ou empreinte), au niveau du raccordement des deux matières, ce jonc créant un effet de butée au moment de l'injection de la deuxième matière. Ceci: - délimite physiquement la zone de jonction, - autorise des cadences plus élevées de production, car la deuxième matière ne balaye pas la première, - donne un effet de relief à cette zone. Cet effet peut être, en particulier, mis à profit dans la réalisation de logos. Le fait pour la jonction d'être en partie comblée par l'une, ou l'autre, ou les deux matières, du fait du procédé d'injection, procure un effet "bombé" également couvert par le présent brevet. -9- Suivant ce mode d'exécution, la première matière permet de caractériser, extérieurement, le bouchon, et, par conséquent, le produit contenu dans la bouteille fermée par ce bouchon. Selon un autre mode d'exécution de l'invention illustré à la figure 8, la première matière remplit seulement la fonction d'étanchéité. Dans ce cas, le bouchon monobloc bi-matière est constitué d'une partie extérieure 6 exécutée dans la deuxième matière et comprenant la jupe constituée par la coque 7 qui assure la rigidité et permet la manipulation, le filetage 2 permettant le vissage et la bague d'inviolabilité 3 rattachée à la jupe ou coque 7 dudit bouchon par les pontets sécables 5. D'autre part, une partie intérieure 1, constituée par une pastille circulaire 8' exécutée à l'aide de la première matière, est incrustée, en injection, dans le fond de la coque 7, cette pastille de matière souple ayant un diamètre supérieur à celui du goulot des bouteilles au bouchage desquelles est destiné le bouchon. Suivant une disposition caractéristique de l'invention,les bouchons filetés inviolables, monobloc et bi-matière sont obtenus par la mise en oeuvre d'un procédé combinant la technique d'injection bi-matière et la technique connue en soi de refroidissement par détente de fluide gazeux tel que C02, par exemple au moyen de machines d'injection ou presses équipées de moules à plateau rotatif. Selon ce procédé, on procède d'abord à l'injection de la première matière destinée à constituer la partie intérieure 1 du bouchon, dans un moule M comportant une empreinte creuse 15 usinée dans un matériau dur et microporeux (par exemple acier fritté ou autre métal fritté) et agencée pour permettre la mise en oeuvre de la technique de refroidissement par vaporisation de fluide gazeux tel que C02 (figure 9). Le moule est ensuite ouvert et son noyau ou partie mobile 16 comprenant l'empreinte 15 est déplacé jusqu'à un deuxième poste d'injection, avec la partie intérieure du bouchon moulée 1 (figure 10). -10- Après fermeture du moule, il est procédé à l'injection de la seconde matière constituant la partie extérieure 6 du bouchon et à l'injection simultanée ou non d'un fluide gazeux tel que C02 à l'intérieur de la cavité 17 de l'empreinte, à travers un conduit capillaire 18 ménagé dans le noyau mobile (figure 11). Finalement, le moule est ouvert et le bouchon bi-matière moulé est évacué sous l'action conjuguée de l'éjecteur 19 et du fluide gazeux traversant l'empreinte (figure 12). - 11 - REVENDICATIONS 1. - Bouchon monobloc inviolable pour bouteilles, réalisé en injection bi-matière, du genre comportant un filetage intérieur et une bague d'inviolabilité rattachée à la jupe dudit bouchon par des pontets sécables, caractérisé en ce qu'il est constitué d'une partie intérieure (1) exécutée dans une première matière et destinée à remplir au moins l'une des fonctions suivantes: étanchéité, vissage, inviolabilité, caractérisation extérieure, et une partie extérieure (6) exécutée dans une deuxième matière et comprenant au moins la coque (7) qui assure la rigidité et permet la manipulation du bouchon, cette deuxième matière recouvrant totalement ou partiellement la première matière. 2. - Bouchon monobloc inviolable bi-matière, selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie intérieure (1) exécutée dans la première matière comprend les surfaces (8') destinées à assurer l'étanchéité du bouchage, tandis que la partie extérieure (6) exécutée dans la deuxième matière comporte les filets internes (2) permettant le vissage et la bague d'inviolabilité (3). 3. - Bouchon monobloc inviolable bi-matière, selon la revendication 1, caractérisé en ce que: - la partie intérieure (1) exécutée dans la première matière comporte le filet intérieur (2) permettant le vissage et la bague d'inviolabilité (3) rattachée à la paroi latérale (4) de ladite partie intérieure (1) par des pontets sécables (5); tandis que: - la partie extérieure (6) exécutée dans la deuxième matière comporte les surfaces (10, 11) assurant l'étanchéité du bouchage. 4. - Bouchon monobloc inviolable bi-matière selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie intérieure (1) exécutée dans la première matière comporte les surfaces (8, 9) assurant l'étanchéité du bouchage, le filetage interne (2) permettant le vissage, et la bague d'inviolabilité (3). - 12- 5. - Bouchon monobloc inviolable bi-matière suivant l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 4, caractérisé en ce que la surface apparente de la partie extérieure ou coque (6, 7) comporte au moins un évidement (12) rempli par un renflement (13) de la matière constituant la partie intérieure (1), ce renflement (13) apparaissant dans ladite surface apparente du bouchon. 6. - Bouchon monobloc inviolable bi-matière selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la partie intérieure (1) et la partie extérieure (6) sont constituées de matières de couleur différente. 7. - Bouchon monobloc inviolable bi-matière suivant l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé par la prévision d'un vide (14) de l'ordre de quelques dixièmes de millimètre entre le contour du renflement (13) et le bord de l'évidement (12). 8. - Bouchon inviolable bi-matière suivant l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que les renflements de la matière constituant la partie inférieure (1) et apparaissant dans la surface apparente du bouchon ont des formes ou couleurs permettant de caractériser ledit bouchon. 9. - Procédé de fabrication d'un bouchon monobloc inviolable bi-matière selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'on procède d'abord à l'injection de la première matière destinée à constituer la partie intérieure (1) du bouchon, dans un moule comportant une empreinte creuse (15) usinée dans un matériau dur et microporeux, et agencée pour permettre la mise en oeuvre de la technique de refroidissement par vaporisation de fluide gazeux tel que C02, puis la partie mobile (16) du moule comprenant l'empreinte (15) et ladite partie intérieure moulée (1) est déplacée jusqu'à un deuxième poste d'injection o, après fermeture du moule, il est procédé à l'injection de la seconde matière appelée à former la partie extérieure (6) du bouchon et à l'injection simultanée ou non d'un fluide gazeux tel que C02 à l'intérieur de la cavité de l'empreinte, après quoi le moule est ouvert et le bouchon bi-matière évacué sous l'action conjuguée de l'éjecteur (19) dudit moule et du fluide gazeux traversant l'empreinte (15).