Brevet FR2888563A1 — publié le 20070119

RECIPIENT, NOTAMMENT BOUTEILLE, EN MATIERE THERMOPLASTIQUE La présente invention concerne d'une façon générale le domaine des récipients, notamment des bouteilles, en matière thermoplastique tel que du PET, et elle concerne plus spécifiquement des perfectionnements apportés à ceux de ces récipients qui comportent un corps pourvu d'au moins une cannelure d'étendue périphérique fermée sur elle-même. Les récipients du genre spécifié présentent, lorsqu'ils sont remplis, une grande rigidité qui s'oppose à ce qu'ils puissent alors supporter sans dommage des efforts externes ou internes, même relativement limités. C'est ainsi que l'application d'un effort externe axialement sur le col d'un récipient de ce type (cas par exemple lorsque de trop nombreux récipients sont empilés les uns sur les autres - typiquement des paquets de bouteilles empilés sur des palettes -) peut provoquer une pliure de la paroi en matériau plastique au niveau de l'épaule du récipient, sous le col; il en résulte que le col rentre partiellement dans l'épaule, en général d'un côté du récipient, de sorte que le col est alors fortement incliné par rapport à l'axe du récipient. Souvent, il n'en résulte aucune rupture de la paroi et donc aucune fuite de liquide, et le contenu du récipient peut être utilisé. Cependant, la clientèle rejette systématiquement des récipients ainsi endommagés qui ne sont donc plus commercialisables. Par ailleurs et surtout, lorsqu'un récipient du type considéré est rempli avec un liquide chaud puis fermé, l'air qui reste emprisonné dans le récipient, en se refroidissant, réduit légèrement de volume. C'est typiquement le cas des récipients qui sont remplis dans des installations de remplissage à grande cadence, dans lesquelles les récipients sont fermés bien avant que le liquide, versé chaud, se soit refroidi jusqu'à la température ambiante. Il en résulte que le retrait de volume de l'air en cours de refroidissement place le volume intérieur du récipient en condition de dépression. Pour que le récipient puisse supporter cette dépression sans déformation, il faut qu'il présente une rigidité mécanique suffisante, ce qui signifie par exemple qu'il possède des parois épaisses; autrement dit, un tel récipient exige une quantité accrue de matière première et est donc plus coûteux, ce qui n'est pas accepté par les producteurs de liquides conditionnés. Certes, il est connu de fabriquer des récipients dont le corps est spécialement configuré (corps à panneaux) pour pouvoir supporter cette dépression sans déformation apparente. Toutefois, ces récipients de formes spéciales sont sensiblement plus coûteux, eux aussi, que des récipients traditionnels. Par contre, si le récipient est insuffisamment résistant, il se déforme de façon non contrôlée et, là encore, sa mauvaise apparence le rend difficilement commercialisable. Il existe donc une demande pressante pour des récipients de formes traditionnelles, typiquement pour des bouteilles à corps de forme générale sensiblement cylindrique, aptes cependant à supporter, du moins dans une certaine mesure, des efforts sans déformation non contrôlée sensible, en particulier dans le cas d'un remplissage avec un liquide chaud, et sans surcoût notable du récipient. L'invention a précisément pour objet de répondre à ces attentes et de proposer un récipient perfectionné qui puisse supporter des efforts, qu'il s'agisse par exemple d'efforts externes appliqués notamment sur le col ou surtout d'efforts internes dus à une mise en dépression du récipient, en particulier à la suite du remplissage avec un liquide chaud. . A ces fins, l'invention propose un récipient, notamment une bouteille, en matière thermoplastique tel que du PET, comportant un corps pourvu d'au moins une cannelure d'étendue périphérique fermée sur elle-même et s'étendant dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe du corps, lequel récipient, étant agencé conformé-ment à l'invention, se caractérise en ce que la cannelure possède une profondeur comprise entre environ 3 et 6 mm et en ce que, en section droite, la cannelure comporte: - un fond sensiblement arrondi à relativement petit rayon de courbure compris entre 0,2 et 1,5 mm, - deux faces sensiblement planes s'écartant de part et d'autre dudit fond en formant entre elles un angle compris entre environ 50 et 90 , et - deux faces curvilignes, notamment en arc de cercle, qui, d'un côté, s'écartent des faces planes respectives sous un angle sensiblement inférieur à 180 et se raccordent avec celles-ci par un arrondi de relativement petit rayon de courbure n'excédant pas 1,5 mm et qui, de l'autre côté, se raccordent sensiblement tangentiellement à la paroi du corps. Grâce à cet agencement, la cannelure est une cannelure qui est déformable axialement de façon élastique et qui possède une capacité de pincement axial en présence d'un effort axial appliqué au récipient, notamment sous l'effet d'un rétreint de volume lors du refroidissement d'un liquide versé chaud dans le récipient et/ou sous l'action d'un effort appliqué approximativement axialement sur le récipient (cas de récipients empilés par exemple). Du fait que la cannelure possède une forme homogène sur toute la périphérie du corps du récipient, son pincement se produit de façon identique sur toute son étendue de sorte que le corps du récipient se déforme en restant coaxial à lui-même et sans courbure de ses génératrices externes. Autrement dit, le récipient conserve une forme globalement identique, sans courbure, et sa déformation (tassement axial) demeure peu perceptible, de sorte que les pertes commerciales entraînées auparavant par la déformation de récipients sont maintenant évitées. Un récipient ainsi agencé répond donc aux attentes de la pratique. De préférence, la profondeur de la cannelure 15 déformable est d'environ 4 mm. De préférence également, le fond de la cannelure déformable a un rayon de courbure d'environ 0,5 mm. Avantageusement, les faces planes de la cannelure déformable forment entre elles un angle d'environ 60 à 80 , de préférence d'environ 70 . Avantageusement également, l'arrondi entre les faces planes et les faces sensiblement curvilignes possède un rayon de courbure compris entre environ 0,8 et 1,2 mm, de préférence d'environ 1 mm. La mise en uvre des dispositions de l'invention peut donner lieu à diverses configurations du corps de récipient. En particulier, dans un mode de réalisation possible, le récipient peut comporter plusieurs cannelures déformables écartées axialement les unes des autres, le nombre de ces cannelures étant déterminé en fonction de l'importance de la déformation axiale prévue, laquelle, dans le cas plus particulièrement envisagé d'un remplissage avec un liquide chaud, est dépendante de la température du liquide de remplissage et/ou des dimensi du corps du récipient, en particulier de ses dimensions transversales. A titre d'exemple, on pourra prévoir deux ou trois cannelures dans le cas du remplissage avec un liquide à température relativement peu élevée (par exemple de l'ordre de 80 C), tandis qu'il pourra être de trois à cinq dans le cas du remplissage avec un liquide à température très élevée (par exemple de l'ordre de 90 C). On peut également faire en sorte que certaines au moins des cannelures déformables soient disposées les unes à la suite des autres ou bien, à titre de variante, qu'entre certaines au moins des cannelures déformables est interposée au moins une cannelure non déformable; en particulier, on peut prévoir dans ce cas que les cannelures déformables alternent avec des cannelures non déformables. On peut également envisager que le corps du récipient soit équipé d'un petit nombre de cannelures déformables en un emplacement quelconque (bas, haut, milieu), le reste du corps restant exempt de toute cannelure (par exemple aux fins de marquage ou d'apposition d'étiquette). Une application plus particulièrement visée par les dispositions conformes à l'invention, sans que ceci soit exclusif, concerne un récipient du type bouteille agencé comme il a été indiqué ci-dessus et qui possède un corps de section sensiblement cylindrique. Il est en bien entendu possible d'appliquer l'invention à tous types de récipients, quelles que soient les formes de leurs sections. Ainsi, il devient possible de renforcer un récipient de section polygonale, par exemple triangulaire; il devient encore possible de renforcer des récipients de section carrée ou rectangulaire, ou encore carrée ou rectangulaire avec des coins arrondis. Grâce aux dispositions qui viennent d'être exposées, le récipient équipé conformément à l'invention possède une capacité notable de déformation axiale sans affectation sensible de sa forme générale. Typiquement-, pour fixer les idées, il est possible de réaliser une bouteille de 0,5 1 apte à présenter, à la suite d'un remplissage avec un liquide à température élevée (par exemple 90-92 C), une réduction de volume de l'ordre de 15 ml, se traduisant par une réduction de hauteur de l'ordre de 4 mm, soit un tassement du corps d'environ 3,15 %. Au surplus, et il s'agit là d'un avantage qui est loin d'être négligeable, les récipients constitués conformément à l'invention peuvent, tout en présentant les caractéristiques perfectionnées exposées ci-dessus, être allégés de façon sensible par rapport aux récipients antérieurs. Ainsi, typiquement, en lieu et place d'un récipient antérieur d'une contenance de 0,5 1 ayant un corps à panneaux et ayant un poids de 28-29 gr, il est possible de concevoir des récipients de même contenance ayant un poids de l'ordre de 26 gr, voire des récipients encore plus légers d'un poids de l'ordre de 22-23 gr. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit de certains modes de réalisation préférés donnés uniquement à titre d'exemples nullement limitatifs. Dans cette description, on se réfère aux dessins annexés sur lesquels: - les figures 1 à 3 sont des vues de côté de respectivement trois récipients du type bouteille équipés d'au moins une cannelure conforme à l'invention, - la figure 4 est une vue schématique de la section droite d'une cannelure conforme à l'invention prévue sur les récipients des figures 1 à 3, et -les figures 5A et 5B sont des vues de côté de respectivement deux autres récipients du type bouteille équipés d'au moins une cannelure conforme à l'invention. En se reportant tout d'abord à la figure 1, il y est représenté, en vue de côté, un récipient 1, ici sous forme d'une bouteille, en matière thermoplastique tel que du PET. Le récipient 1 comporte un corps 2, ici montré avec une forme générale sensiblement cylindrique, qui se raccorde supérieurement à un col 3 par une partie arrondie ou épaule 4 et qui se raccorde inférieurement à un fond de récipient ou assise 5. Le corps 2 est pourvu d'au moins une cannelure 6 d'étendue périphérique fermée sur elle-même et s'étendant dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe 7 du corps 2. A la figure 4, la cannelure 6 est illustrée à beaucoup plus grande échelle. La cannelure 6 possède une profondeur p comprise entre environ 3 et 6 mm. En section droite, la cannelure 6 comporte: - un fond 8 sensiblement arrondi à relativement petit rayon de courbure R1 compris entre 0,2 et 1,5 mm; - deux faces 9 sensiblement planes s'écartant de part et d'autre dudit fond 8 en formant entre elles un angle a compris entre environ 50 et 90 , et avantageusement compris entre 60 et 80 ; - deux faces 10 curvilignes qui, d'un côté, s'écartent des faces 9 planes respectives sous un angle a sensiblement inférieur à 180 et se raccordent avec lesdites faces 9 planes par un arrondi 11 de relativement petit rayon de courbure R2 n'excédant pas 1,5 mm, avantageusement compris entre 0,8 et 1,2 mm, et qui, de l'autre côté, se raccordent sensi- blement tangentiellement à la paroi 12 du corps 2. Le fond 8 de la cannelure 6 ainsi arrangée constitue une charnière grâce à laquelle les deux faces 9 planes peuvent pivoter l'une par rapport à l'autre, l'ensemble formant une pince à ouverture variable en fonction de la charge appliquée à l'une et/ou à l'autre de ces faces 9 planes. Les arrondis 11 de faible rayon de courbure forment des articulations grâce auxquelles les faces 10 curvilignes peuvent accompagner les déplacements des faces 9 planes. Une cannelure agencée d'une telle manière présente une importante capacité de déformation contrôlée. A la figure 4, on a représenté en tirets le contour de la cannelure 6 déformée. Dans un exemple typique de réalisation concernant une bouteille en PET d'une contenance de 0,5 1, la cannelure 6 a une profondeur d'environ 4 mm, son fond 8 a un rayon de courbure R1 d'environ 0,5 mm, ses deux faces 9 sensiblement planes forment entre elles un angle a de l'ordre de 70 , les deux faces 10 curvilignes sont en arc de cercle, et l'arrondi 11 a un rayon de courbure R2 d'environ 1 mm. La cannelure conforme à l'invention peut donner lieu à de nombreuses variantes de mise en uvre, en fonction du taux de déformation souhaité pour le récipient. Quelques unes de ces variantes possibles sont illustrées à titre d'exemple aux figures 1 à 3. Une cannelure conforme à l'invention peut certes être mise en uvre, seule, dans un récipient pour lequel un faible taux de déformation axiale est souhaité. Toutefois, en pratique et c'est notamment le cas pour les récipients destinés à être remplis avec un liquide chaud (typiquement 80 C à 90 C, voire plus), on souhaite que le récipient puisse subir une restriction de volume de l'ordre de quelques dizaines de millilitres (par exemple de l'ordre de 10 à 20 ml pour une bouteille de 0,5 1, soit une variation de hauteur de l'ordre de 4 mm). Il est nécessaire alors de prévoir plusieurs cannelures déformables agencées selon l'invention, ces cannelures déformables pouvant ou non être combinées avec des cannelures standard non sensiblement déformables. A la figure 1, le récipient 1 sous forme d'une bouteille est équipé exclusivement de cannelures 6 déformables agencées comme exposé plus haut, soit dans cet exemple concret huit cannelures 6 déformables réparties sur approximativement toute la hauteur du corps 2 d'une bouteille de 0,5 1. Pour fixer les idées, deux cannelures consécutives de ce récipient sont séparées d'un intervalle d'environ 12,7 mm et, pour les deux cannelures inférieures, il a été mesuré que le déplacement d'une cannelure par rapport à l'autre supposée fixe était d'environ 0,4 mm, soit un déplacement d'environ 3,15 %. A la figure 2, les cannelures 6 déformables sont regroupées dans la partie inférieure du corps 2 du récipient 1 sous forme d'une bouteille, tandis que la partie supérieure du récipient est agencée de toute manière souhaitée; dans l'exemple illustré, le corps 2 est, dans sa partie supérieure, équipé de cannelures 13 standard non sensiblement déformables. A la figure 3, le corps 2 du récipient 1 sous forme d'une bouteille est équipé, sur sensiblement toute sa hauteur, d'une alternance de cannelures 6 selon l'invention et de cannelures 13 standard sensiblement non déformables. A titre de variante, on pourrait prévoir une alternance de paires de cannelures de chaque type. On soulignera que, quelle que soit la répartition des cannelures déformables, la présence de cannelures standard, non déformables, dans le reste du corps du récipient n'est pas impérative; en outre, lorsqu'elles sont localisées, les cannelures déformables peuvent être disposées en tout emplacement souhaité (bas, haut, milieu) du corps du récipient, le reste du corps pouvant être conformé de toute façon appropriée (par exemple forme lisse, polygonale, ...), notamment à des fins de marquage ou d'apposition d'une étiquette. A titre d'exemple, à la figure 5A le corps 2 d'un récipient sous forme d'une bouteille est équipé de deux cannelures 6 déformables selon l'invention qui sont situées l'une à la suite de l'autre dans la partie haute du corps, le reste du corps étant dépourvu de cannelures et lisse. A la figure 5B, le corps 2 d'un récipient sous forme d'une bouteille est pourvu de trois cannelures 6 déformables selon l'invention qui sont situées les unes à la suite des autres dans le bas du corps, le reste du corps étant dépourvu de cannelures et lisse. Quelle que soit la configuration retenue pour la répartition des cannelures 6 déformables, leur nombre est choisi en fonction de l'amplitude de la déformation axiale souhaitée pour le récipient. En particulier, cette amplitude est fonction de la température du liquide chaud de remplissage et/ou des dimensions du corps du récipient, notamment de ses dimensions transversales. Ainsi, pour un liquide à une température relativement peu élevée, par exemple de l'ordre de 80 C, le nombre des cannelures 6 déformables peut être de deux ou trois; par contre, lorsque le liquide est à une température relativement élevée, par exemple de l'ordre de 90-92 C, le nombre des cannelures 6 déformables doit être plus élevé, de l'ordre de trois à cinq. REVENDICATIONS 1. Récipient (1), notamment bouteille, en matière thermoplastique tel que du PET, comportant un corps (2) pourvu d'au moins une cannelure (6) d'étendue périphérique fermée sur elle-même et s'étendant dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe (7) du corps, caractérisé en ce que la cannelure (6) possède une profondeur (p) comprise entre environ 3 et 6 mm et en ce que, en section droite, la cannelure (6) comporte: - un fond (8) sensiblement arrondi à relativement petit rayon de courbure (Ri) compris entre 0,2 et 1,5 mm, - deux faces (9) sensiblement planes s'écartant de part et d'autre dudit fond (8) en formant entre elles un angle (a) compris entre environ 50 et 90 , et - deux faces (10) curvilignes qui, d'un côté, s'écartent des faces (9) planes respectives sous un angle (0) sensiblement inférieur à 180 et se raccordent avec celles-ci par un arrondi (11) de relativement petit rayon de courbure (R2) n'excédant pas 1,5 mm et qui, de l'autre côté, se raccordent sensiblement tangentiellement à la paroi (12) du corps (2), ce grâce à quoi la cannelure (6) est une cannelure déformable axialement qui possède une capacité de pincement axial en présence d'un effort axial appliqué au récipient. 2. Récipient selon la revendication 1, caractérisé en ce que la profondeur (p) de la cannelure (6) 30 déformable est d'environ 4 mm. 3. Récipient selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le fond (8) de la cannelure (6) déformable a un rayon de courbure (R1) d'environ 0,5 mm. 4. Récipient selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les faces (9) planes de la cannelure (6) déformable forment entre elles un angle (a) d'environ 60 à 800. 5. Récipient selon la revendication 4, caractérisé en ce que les faces (9) planes de la cannelure (6) déformable forment entre elles un angle (a) d'environ 70 . 6. Récipient selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'arrondi (11) entre les faces (9) planes et les faces (10) curvilignes possède un rayon de courbure (R2) compris entre environ 0,8 et 1,2 mm. 7. Récipient selon la revendication 6, caracté- risé en ce que l'arrondi (11) entre les faces (9) planes 15 et les faces (10) curvilignes possède un rayon de courbure (R2) d'environ 1 mm. 8. Récipient selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs cannelures (6) déformables écartées axialement les unes des autres. 9. Récipient selon la revendication 8, caractérisé en ce que certaines au moins des cannelures (6) déformables sont disposées les unes à la suite des autres. 10. Récipient selon la revendication 8, caracté- risé en ce qu'entre certaines au moins des cannelures (6) déformables est interposée au moins une cannelure (13) non déformable. 11. Récipient selon la revendication 10, caractérisé en ce que les cannelures (6) déformables alternent 30 avec des cannelures (13) non déformables. 12. Récipient selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que les cannelures (6) déformables, en petit nombre, sont regroupées dans une partie du corps (2) du récipient et en ce que le reste du corps (2) est dépourvu de cannelures.