Brevet FR2797251A1 — publié le 20010209

BOUTEILLE EN MATIERE PLASTIQUE, PRESENTANT DES MOYENS DE RENFORCEMENT. L'invention a pour objet des perfectionnements aux bouteilles en matière plastique, présentant des moyens de renforcement, et obtenues par soufflage d'une ébauche en matière plastique, soit par conditionnement thermique, puis soufflage ou étirage et soufflage de préformes préalablement injectées, soit par extrusion puis soufflage d'une paraison. Elle s'applique tout particulièrement, quoique non exclusivement, aux bouteilles destinées à contenir des boissons gazéifiées, telles que des boissons carbonatées ou gazeuses. Un inconvénient connu des bouteilles ou autres récipients en matière plastique résulte de leur propension à s'écraser lorsqu'ils sont pris en main, principalement après leur ouverture, entraînant une projection du contenu, surtout lorsque celui-ci est liquide. Ce phénomène est d'autant plus marqué que les parois de la bouteille sont minces. Or, la tendance actuelle est de réduire le poids des bouteilles, donc la quantité de matière constitutive, c'est-à-dire que pour obtenir une bouteille d'un volume et de dimensions donnés, aujourd'hui on part d'ébauches (préformes ou paraisons) de plus en plus légères. Lorsque les bouteilles sont fermées, et que le contenu est un produit plat (liquide ou autre), le risque d'écrasement lors d'une prise en mains est quasiment nul : il peut toutefois survenir une légère déformation, rarement irréversible. En effet, dans ce cas, la présence du dispositif de fermeture s'oppose à la variation du volume interne lors de la saisie : tout au plus, il survient une déformation de la paroi à volume constant. Lorsque les bouteilles sont fermées, et que le contenu est un produit gazeux ou gazéifié, alors non seulement les risques d'écrasement liés à la prise en main, mais encore les risques de déformation lors de la saisie deviennent quasiment nuls. En effet, dans ce cas, la pression de gaz à l'intérieur de la bouteille exerce sur la surface intérieure de la paroi une force s'opposant à la fois à la variation du volume interne et à la force de maintien exercée par l'utilisateur, de sorte que la paroi se déforme d'autant moins que la pression interne est élevée. Par contre, à l'ouverture, le risque d'écrasement est d'autant plus élevé que l'utilisateur s'y attend le moins. C'est habituellement le cas lorsque la bouteille est remplie avec un contenu gazeux ou gazéifié : en effet, dans ce cas l'utilisateur a tendance à moins se méfier puisque, lorsque la bouteille est fermée, il a le sentiment que la bouteille est très rigide. Il a été remédié partiellement à ces inconvénients en réalisant des bouteilles comprenant des cannelures de renforcement à la périphérie de leur corps. Toutefois, cette solution n'est à peu près satisfaisante d'un point de vue mécanique que pour les contenus "plats". En effet, 1) soit les cannelures sont de taille suffisamment importante pour empêcher l'écrasement lorsque les bouteilles sont ouvertes. De telles bouteilles, lorsqu'elles sont fermées et remplies avec des contenus gazeux ou gazéifiés, ont alors tendance à se déformer sous l'effet de la pression interne exercée par dépliage, voire fluage au niveau des cannelures ; 2) soit, les cannelures sont de petite taille pour éviter une déformation sensible due à la pression interne lorsque les bouteilles sont fermées. Dans ce cas, à l'ouverture, les cannelures ne sont généralement pas suffisamment rigides pour s'opposer notablement à l'écrasement. De plus, cette solution va à l'encontre de l'allègement, puisqu'il faut prévoir suffisamment de matière pour permettre la réalisation des cannelures. L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients. Selon l'invention, une bouteille en matière plastique, comportant un corps cylindrique de révolution entre le fond de la bouteille et une zone d'épaule, et pourvue de moyens de renforcement, est caractérisée en ce que les dits moyens de renforcement sont constitués par une gorge circulaire ménagée autour du corps de la bouteille, et en ce que ladite gorge comporte, de bas en haut, une partie inférieure de raccordement au corps, une partie centrale, et une partie supérieure de raccordement au corps, en ce que chacune de ces parties présente un profil périphérique constant, la partie centrale présentant un profil périphérique à simple courbure avec une concavité tournée vers l'extérieur de la bouteille, les parties supérieure et inférieure possédant chacune un profil à simple courbure avec une concavité tournée vers l'intérieur de la bouteille, et en ce que les parties supérieure et inférieure se raccordent chacune tangentiellement au corps et à la partie centrale. En fait, c'est le profil combiné des trois parties de la gorge qui permet d'assurer une protection efficace contre l'écrasement à l'ouverture d'une part, et qui empêche que les moyens de renforcement ne se déforment sous l'effet d'une pression interne d'autre part : en effet, d'une part, la présence de zones courbées reliées aux zones voisines de façon tangentielle, d'autre part, l'existence de profils périphériques constants, impliquent qu'il n'existe pas dans les moyens de renforcement de plis susceptibles de fluer ou de se déformer sous l'effet de la pression interne, lorsque la bouteille est fermée et remplie d'un contenu gazeux ou gazéifié, ou sous l'effet d'une force extérieure lorsque la bouteille est ouverte. Selon une autre caractéristique, les dimensions des moyens de renforcement sont telles qu'outre leur fonction de renforcement, ils assurent une fonction de préhension de la bouteille, c'est-à-dire que l'utilisateur peut aisément saisir la bouteille au niveau de la gorge. A cet effet, de préférence, la hauteur totale de ces moyens de renforcement est comprise entre 60 mm et 100 mm, ce qui permet d'y positionner une main. Selon une autre caractéristique, les moyens de renforcement sont situés en partie haute du corps. De préférence, alors, ils sont agencés en regard ou légèrement au-dessus du centre de gravité de la bouteille, ce qui favorise encore sa tenue, notamment lorsqu'ils permettent d'assurer la fonction susmentionnée de préhension de la bouteille. Accessoirement, cela permet de disposer, en partie basse de la bouteille, d'une zone où peut être disposée une étiquette. Selon une autre caractéristique, le diamètre en fond de gorge, c'est- à-dire en fait au fond de la partie centrale, possède une valeur comprise entre 50% et 80% du diamètre maximum du reste du corps de la bouteille, de préférence compris entre 60% et 70%. La gorge possède donc une profondeur importante qui améliore encore l'effet de renforcement. Selon une autre caractéristique, la partie supérieure et/ou la partie inférieure de la gorge possèdent une courbure avec un rayon moyen de courbure dont la valeur est comprise entre 35% et 55% du rayon du corps de la bouteille, et de préférence de l'ordre de 40%. Selon une autre caractéristique, la partie inférieure et la partie supérieure de la gorge possèdent une courbure identique. Selon une autre caractéristique, la partie inférieure et/ou la partie centrale et/ou la partie supérieure de la gorge possèdent chacune une courbure constante, et possèdent donc un profil segmentaire. Ainsi, aucune partie ne présente de zone de fluage ou ayant une propension à se déformer. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description des figures ci-après qui illustrent respectivement : - la figure 1, une vue en élévation d'un mode de réalisation d'une bouteille conforme à l'invention ; - la figure 2, une vue en perspective légèrement plongeante de la bouteille de la figure 1. Sur les figures 1 et 2, est illustrée une bouteille en matière plastique comportant un corps 10, cylindrique de révolution, un fond 20 de bouteille, dans l'exemple représenté avec des pieds 21, 22 de type pétaloïde, une zone 30 d'épaule située au-dessus du corps, et s'achevant au col 40 ou goulot de la bouteille. Dans l'ensemble du texte de la présente demande, les termes relatifs à une position spatiale de la bouteille ou de diverses parties de la bouteille relativement les unes aux autres doivent se comprendre lorsque la bouteille est debout, c'est-à-dire orientée verticalement selon son axe longitudinal, avec le fond 2 vers le bas et le col 4 vers le haut. Cela vaut donc notamment mais non exclusivement, pour les termes dessus, dessous, inférieur, supérieur, haut, bas, hauteur, vertical, etc. La bouteille est pourvue de moyens 50 de renforcement constitués par une gorge en trois parties, une première partie 51, inférieure, une seconde 52, centrale ou intermédiaire, et une troisième 53, supérieure. Les parties inférieure 51 et supérieure 53 assurent le raccordement de la gorge au corps de la bouteille, d'une part, chacune de ces parties étant reliée à la partie centrale 52, d'autre part. Chacune des parties présente un profil périphérique constant, c'est- à-dire que si la bouteille est mise en rotation autour de son axe longitudinal 60, la projection de la bouteille sur un plan parallèle à cet axe est invariable. La partie centrale 52 présente un profil périphérique à simple courbure, avec une concavité tournée vers l'extérieur de la bouteille, c'est- à-dire que la partie centrale en tant que telle est en forme de gorge. De préférence, la courbure de la partie centrale est constante, c'est- à-dire que la partie centrale présente un profil segmentaire ou, en d'autres termes, en projection sur un plan parallèle à l'axe longitudinal de la bouteille, le profil de la partie centrale est déterminé par une courbe de rayon R52, dont le centre de courbure est à l'extérieur de la bouteille, comme visible sur la figure 1. Les parties inférieure 51 et supérieure 53 de la gorge présentent également un profil périphérique à simple courbure, avec une concavité tournée vers l'intérieur de la bouteille, c'est-à-dire qu'en projection sur un plan parallèle à l'axe longitudinal de la bouteille, le sens de courbure de ces parties est inversé par rapport à celui de la partie centrale. De préférence, la courbure de ces parties est constante, c'est-à-dire qu'elles présentent un profil segmentaire ou, en d'autres termes, en projection sur un plan parallèle à l'axe longitudinal de la bouteille, leur profil respectif est déterminé par deux courbes de rayon R51 pour la partie inférieure, et de rayon R53 pour la partie supérieure, courbes dont les centres de courbure sont à l'intérieur de la bouteille, comme visible sur la figure 1 . Les parties inférieure 51 et supérieure 53 sont raccordées tangentiellement au corps 10 de la bouteille. Elles sont par ailleurs raccordées tangentiellement à la partie centrale 52, de sorte qu'il existe une inflexion entre la partie centrale 52 et chacune de ces deux parties inférieure 51 et supérieure 53. C'est la présence de ces raccordements tangentiels qui confère une grande résistance aux moyens de renforcement. De préférence, comme illustré, les parties inférieure 51 et supérieure 53 présentent des courbures identiques ou très similaires. Par ailleurs, il a été mis en évidence que, pour une courbure non constante, la valeur moyenne du rayon de courbure de ces parties devait être comprise entre 35% et 55% du rayon du corps 10 de la bouteille, de préférence de l'ordre de 40%. De même, il a été mis en évidence que, lorsque les parties inférieure 51 et/ou supérieure 53 possèdent une courbure constante, les rayons respectifs R51 et/ou R53 devaient avoir des valeurs comprises dans les mêmes plages, soit 35% à 55% du rayon du corps 10 et, de préférence, de l'ordre de 40%. En d'autres termes, le raccordement de la partie centrale 52 au corps 10 est effectué par des parties possédant des rayons de courbures, moyens ou constants, de valeurs relatives importantes par rapport à celui du corps 10. Dans un mode de réalisation préféré, les dimensions des moyens de renforcement 50 sont telles qu'elles permettent d'assurer la préhension de la bouteille. A cet effet, dans ce cas, la hauteur totale de la gorge, c'est-à- dire sa dimension parallèle à l'axe longitudinal de la bouteille, prise entre les points de tangence des parties inférieure et supérieure avec le corps, est comprise entre 60 mm et 100 mm, et est de préférence de l'ordre de 80 mm. Comme illustré, les moyens de renforcement50, constitués par la gorge sont situés en partie haute du corps. Ceci permet non seulement d'assurer une bonne fonction de renforcement, mais encore ceci laisse suffisamment de place en partie basse pour positionner une étiquette d'identification du produit contenu. De préférence, comme illustré par les figures, la disposition des moyens de renforcement est telle qu'ils se trouvent, en outre, en regard ou légèrement au-dessus du centre de gravité de la bouteille : ceci favorise une préhension avec un bon équilibre lorsqu'ils ont des dimensions telles qu'ils peuvent assurer cette fonction. Des essais ont permis de mettre en évidence que, de façon surprenante, le choix des valeurs relatives du diamètre extérieur DG du fond de la gorge et de celui DB du corps influait sensiblement sur la tenue mécanique de la bouteille. Il a été mis en évidence qu'une valeur du diamètre DG du fond de gorge comprise entre 50% et 80% de celle du diamètre DB du corps permettait d'aboutir à de bons résultats, et que les meilleurs résultats obtenus se situaient dans des plages comprises entre 60% et 70%. La bouteille selon l'invention peut être obtenue par les procédés dits d'injection soufflage, c'est-à-dire ceux dans lesquels une préforme en matière plastique, préalablement obtenue par injection, est conditionnée thermiquement, puis soufflée, alternativement étirée puis soufflée, dans un moule de finition. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et spécifiquement revendiqués ; elle en embrasse tous les équivalents à la portée de l'homme du métier. Revendications 1 . Bouteille en matière plastique, comportant un corps (Il 0) cylindrique de révolution entre le fond (20) de la bouteille et une zone (30) d'épaule, et pourvue de moyens (50) de renforcement, caractérisée en ce que les dits moyens (50) de renforcement sont constitués par une gorge circulaire ménagée autour du corps de la bouteille, et en ce que ladite gorge comporte, de bas en haut, une partie inférieure (51) de raccordement au corps, une partie centrale (52), et une partie supérieure (53) de raccordement au corps, en ce que chacune de ces parties présente un profil périphérique constant, la partie centrale (52) présentant un profil périphérique à simple courbure avec une concavité tournée vers l'extérieur de la bouteille, les parties inférieure (51) et supérieure (53) possédant chacune un profil à simple courbure avec une concavité tournée vers l'intérieur de la bouteille, et en ce que les parties supérieure et inférieure se raccordent chacune tangentiellement au corps (10) et à la partie centrale (52). 2. Bouteille selon la revendication 1, caractérisée en ce que les dimensions des moyens (50) de renforcement sont telles qu'outre leur fonction de renforcement, ils assurent une fonction de préhension de la bouteille. 3. Bouteille selon la revendication 2, caractérisée en ce que la hauteur totale des moyens (50) de renforcement est comprise entre 60 mm et 100 mm. 4. Bouteille selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens (50) de renforcement sont situés en partie haute du corps. 5. Bouteille selon la revendication 4, caractérisée en ce que les moyens (50) de renforcement sont agencés en regard ou légèrement au- dessus du centre de gravité de la bouteille. 6. Bouteille selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le diamètre en fond de gorge, c'est-à-dire au fond de la partie centrale (52), possède une valeur comprise entre 500/. et 80% du diamètre maximum du reste du corps de la bouteille. 7. Bouteille selon la revendication 6, caractérisée en ce que le diamètre en fond de gorge possède une valeur comprise entre 60% et 70% du diamètre maximum du reste du corps de la bouteille. 8. Bouteille selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la partie inférieure (51) et/ou la partie supérieure (53) de la gorge possèdent une courbure avec un rayon moyen de courbure dont la valeur est comprise entre 35% et 55% du rayon du corps de la bouteille. 9, Bouteille selon la revendication 8, caractérisée en ce que la partie inférieure (51) et/ou la partie supérieure (53) de la gorge possèdent une courbure avec un rayon moyen de courbure dont la valeur est de l'ordre de 40% du rayon du corps de la bouteille. 10. Bouteille selon Pu n e des revendications précédentes, caractérisée en ce que la partie inférieure (51) et la partie supérieure (53) de la gorge possèdent une courbure identique. 11. Bouteille selon Vu n e des revendications précédentes, caractérisée en ce que la partie inférieure (51) et/ou la partie centrale (52) et/ou la partie supérieure (53) de la gorge possèdent chacune une courbure constante (R51, R52, R53), donc un profil segmentaire. 12. Bouteille selon l'u n e des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle est obtenue par injection, conditionnement thermique, puis soufflage, alternativement étirage puis soufflage, d'une préforme en matière plastique.