Brevet FR2917070A1 — publié le 20081212

BOUCHON ENCLIQUETABLE ET SON PROCEDE DE FABRICATION DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION [0001] L'invention a trait à un bouchon pour boisson plate à fixer par accrochage sur un col de récipient, notamment sur un col de bouteille de boisson plate, et à un procédé de fabrication d'un tel bouchon. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE [0002] Les bouchons de récipient pourvus d'un fond et d'une jupe extérieure filetée venant se visser sur un filetage complémentaire du col du récipient sont bien connus dans l'état de la technique. On constate que ce type de fixation par vissage impose une hauteur importante du col et de la jupe du bouchon pour accommoder les filetages, d'où un encombrement important en hauteur. De plus, les filetages nécessitent une quantité importante de matière. [0003] Dans le document FR 1.476.330 est décrite une capsule en matière plastique pour le bouchage d'un récipient en verre présentant un col pourvu d'une collerette supérieure et d'une collerette inférieure. Le bouchon comporte un fond plat, ainsi qu'une jupe externe présentant une partie supérieure solidaire du fond et un anneau d'inviolabilité inférieur destiné à rester en place sur le col du récipient, emprisonné sous la collerette inférieure. L'anneau est relié à la jupe par quatre points de soudure, une charnière et deux pattes soudées à la circonférence de la jupe et de l'anneau et servant de témoins d'inviolabilité. L'étanchéité de la capsule est assurée par une jupe interne pourvue d'un bourrelet faisant saillie radialement vers la jupe extérieure et délimitant avec la jupe extérieure une gorge annulaire dans laquelle vient s'insérer le rebord du col du récipient. L'élément supérieur de la jupe externe comporte une protubérance pour assurer un accrochage sous la collerette supérieure du col. [0004] Cette capsule est de structure complexe, et sa fabrication nécessite de nombreuses opérations, notamment de soudure des pattes servant de témoin d'inviolabilité. Elle n'est donc pas adaptée à une fabrication à cadence élevée et à coût réduit. De plus, des germes peuvent s'introduire dans l'interstice existant entre les points de soudure, de sorte que le stockage des récipients peut se révéler problématique. Le col de la bouteille étant en verre, la collerette d'accrochage a nécessairement des formes arrondies qui rendent l'accrochage difficile et imposent une surface de contact importante entre la protubérance d'accrochage et la collerette, donc une hauteur de jupe importante à ce niveau, et un encombrement important. EXPOSE DE L'INVENTION [0005] L'invention vise donc à remédier aux inconvénients de l'état de la technique, de manière à proposer un bouchon d'encombrement et de poids réduits, ayant de bonnes performances aseptiques et simple à produire. [0006] A cet effet, et suivant un premier aspect de 20 l'invention, celle-ci a pour objet un bouchon à fixer par accrochage sur un col récipient, comportant : - une paroi de fond ; une jupe extérieure définissant un axe géométrique de référence Z et présentant : - une partie proximale solidaire de la paroi de fond et présentant une face intérieure sans filetage pourvue d'au moins une protubérance intérieure d'accrochage, et - un anneau d'inviolabilité distal situé dans le prolongement de la partie proximale de la jupe extérieure et relié à la partie proximale de la jupe extérieure par des pontets sécables 25 30 régulièrement espacés et séparés les uns des autres par des incisions aux rebords jointifs ; et -des dents d'engrènement solidaire de la paroi de fond, faisant saillie radialement vers l'extérieur et régulièrement espacées sur le pourtour de la paroi de fond. 7] Les dents d'engrènement n'ont pas de fonction une fois que le bouchon est monté sur le récipient, mais permettent, lors de la fabrication, d'entraîner le bouchon en rotation pour le présenter en face d'une lame rotative qui permet d'inciser la jupe à la jonction entre la partie proximale et l'anneau d'inviolabilité. Du fait de leurs rebords jointifs, les incisions pratiquées constituent une barrière efficace contre les germes ou autres polluants. Par ailleurs, L'absence de filetage permet une réduction de la hauteur et de l'épaisseur de la jupe par rapport à un bouchon fileté. [0008] Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, le bouchon comporte en outre une jupe intérieure solidaire de la paroi de fond et formant une lèvre d'étanchéité intérieure élastique délimitant avec la face intérieure de la partie proximale de la jupe extérieure et la paroi de fond une gorge annulaire partiellement refermée par la protubérance intérieure d'accrochage. La gorge annulaire ainsi définie permet de recevoir le rebord du col du récipient, la jupe intérieure contribuant à la fois au positionnement du bouchon lors du montage et à l'étanchéité du bouchage. [0009] Avantageusement, la partie proximale de la jupe peut comporter en outre une lèvre d'étanchéité additionnelle située entre la protubérance intérieure d'accrochage et l'anneau d'inviolabilité, la lèvre additionnelle faisant saillie radialement vers l'intérieur et axialement vers l'anneau d'inviolabilité. Cette lèvre additionnelle assure une barrière contre l'intrusion des germes. [0010] Avantageusement, le bouchon peut en outre comporter une languette de préhension faisant saillie radialement vers l'extérieur à partir de la partie proximale de la jupe ou de la paroi de fond. [0011] De manière préférentielle, les incisions sont traversantes, ce qui permet de parfaitement maîtriser la force nécessaire à l'arrachement des pontets lors de la première ouverture. [0012] Avantageusement, le bouchon a une symétrie axiale, ce qui simplifie sa fabrication et sa distribution sur des lignes d'embouteillage à haute cadence (entre 40000 et 80000 bouteilles par heure). [0013] Un deuxième aspect de l'invention a trait à un ensemble de bouchage, comportant - un col non fileté de récipient comportant : - un rebord pourvu d'une collerette d'accrochage faisant saillie radialement vers l'extérieur ; -une face intérieure cylindrique délitant avec le rebord une ouverture ; -une collerette de retenue ; - un bouchon fixé par accrochage sur le col de récipient, le bouchon comportant : - une paroi de fond obturant l'ouverture ; - une jupe extérieure définissant un axe géométrique de référence Z et présentant : - une partie proximale solidaire de la paroi de fond et présentant une face intérieure sans filetage pourvue d'au moins une protubérance intérieure d'accrochage interférant avec la collerette d'accrochage, et 25 30 - un anneau d'inviolabilité distal situé dans le prolongement de la partie proximale de la jupe extérieure et relié à la partie proximale de la jupe extérieure par des pontets sécables régulièrement espacés et séparés les uns des autres par des incisions aux rebords jointifs, l'anneau étant pourvu d'au moins une protubérance de retenue interférant avec la collerette de retenue ; et - des dents d'engrènement solidaire de la paroi de fond, faisant saillie radialement vers l'extérieur et régulièrement espacées sur le pourtour de la paroi de fond. 15 [0014] Cet ensemble offre, par rapport aux dispositifs à col et bouchon filetés, un gain de matière important, avec des performances aseptiques élevées obtenues grâce aux incisions à rebords jointifs. A l'ouverture, l'anneau reste solidaire du col de sorte qu'il n'y a pas de déchet à rejeter 20 dans la nature par le consommateur. [0015] Selon un mode de réalisation préféré, le bouchon comporte également une jupe intérieure solidaire de la paroi de fond et formant une lèvre d'étanchéité intérieure élastique délimitant avec la face intérieure de la partie 25 proximale de la jupe extérieure et la paroi de fond une gorge annulaire partiellement refermée par la protubérance intérieure d'accrochage et dans laquelle est logée le rebord. Cette jupe assure l'étanchéité par appui sur une paroi cylindrique du col de la bouteille. 30 [0016] Selon un mode de réalisation avantageux, la partie proximale de la jupe peut comporter en outre une lèvre d'étanchéité additionnelle située entre la protubérance intérieure d'accrochage et l'anneau d'inviolabilité, la lèvre additionnelle faisant saillie radialement vers l'intérieur et 10 axialement vers l'anneau d'inviolabilité et venant en appui contre une face tronconique de la collerette de retenue. [0017] Avantageusement, le col peut comporter une collerette additionnelle, la collerette de retenue se trouvant entre la collerette d'accrochage et la collerette additionnelle, l'anneau d'inviolabilité étant situé entre la collerette de retenue et la collerette additionnelle. Lors de l'ouverture du bouchon, l'anneau d'inviolabilité tombe sur la collerette additionnelle. [0018] L'ensemble obtenu s'avère plus facile à ouvrir et fermer pour les personnes atteintes d'arthrite. [0019] L'invention a également trait, suivant un autre aspect, à un procédé de fabrication d'un bouchon tel que précédemment décrit, comportant les étapes suivantes : - une étape de moulage d'un bouchon comportant : - une paroi de fond ; - une jupe extérieure solidaire de la paroi de fond et présentant une face intérieure sans filetage pourvue d'au moins une protubérance intérieure d'accrochage, et - une jupe intérieure solidaire de la paroi de fond et formant une lèvre d'étanchéité intérieure élastique délimitant avec la face intérieure de la partie proximale de la jupe extérieure et la paroi de fond une gorge annulaire partiellement refermée par la protubérance intérieure d'accrochage ; et - des dents d'engrènement solidaires de la paroi de fond, faisant saillie radialement vers l'extérieur et régulièrement espacées sur le pourtour de la paroi de fond ; puis - une étape de découpe pour former une interface de jonction entre une partie proximale de la jupe 25 30 solidaire de la paroi de fond et une partie distale de la jupe formée par un anneau relié à la partie proximale, l'interface étant constituée par des pontets sécables séparés par des incisions aux rebords jointifs, étape dans laquelle les incisions sont obtenues par pénétration entre la partie proximale de la jupe et l'anneau de lames d'un outil de coupe, les lames étant séparées les unes des autres par des encoches correspondant aux pontets sécables, l'outil de découpe comportant en outre un moyen d'engrènement engrenant avec les dents d'engrènement pour contrôler le positionnement du bouchon par rapport aux lames. [0020] Ce procédé est particulièrement simple de mise en oeuvre et permet d'obtenir une coupe précise des incisions. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES [0021] D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs, et représentés aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une vue de face d'un bouchon selon un premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est une coupe selon le plan A-A de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue de dessus du bouchon de la figure 1 ; - la figure 4 illustre une étape d'un procédé de fabrication du bouchon de la figure 1 ; - la figure 5 est une vue en coupe d'un bouchon suivant un deuxième mode de réalisation de l'invention. [0022] Pour alléger la présentation, les éléments communs aux différents modes de réalisation seront désignés par les mêmes signes de référence et leur description ne sera pas systématiquement répétée. DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION [0023] Tel qu'il est illustré sur les figures 1 à 3, le bouchon monobloc en matière plastique moulée 1, monté sur un col 2 de récipient, comprend un fond 3 constitué par une paroi sensiblement discoïdale, une jupe extérieure 4 sensiblement cylindrique et une jupe intérieure d'étanchéité 5, les deux jupes 4 et 5 définissant un axe de révolution commun ZZ. [0024] Le bouchon 1 est plus particulièrement adapté à un col de récipient sans filetage tel que représenté sur les figures, qui comporte sur sa face extérieure et de sa base vers son rebord supérieur 21 : une collerette inférieure 22, une collerette intermédiaire 23 de retenue et une collerette supérieure 24 d'accrochage faisant partie du rebord supérieur 21, les trois collerette 22, 23 et 24 faisant saillie radialement vers l'extérieur. Le col présente en outre une face intérieure cylindrique 25 délimitant l'ouverture du récipient. [0025] La jupe extérieure 4 du bouchon 1 présente une partie proximale 41 directement solidaire du fond, et une partie distale 42 constituant un anneau d'inviolabilité. La partie proximale 41 a une face intérieure 410 pourvue d'une ou plusieurs protubérances d'accrochage 411 faisant saillie radialement vers l'intérieur, et plus spécifiquement dans l'exemple de réalisation, une protubérance annulaire unique 411 ou une protubérance annulaire interrompue en plusieurs secteurs. [0026] La partie distale 42 de la jupe, située dans le prolongement de la partie proximale 41, en continuité avec celle-ci, comporte également une ou plusieurs protubérances 420 faisant saillie radialement vers l'intérieur. A la jonction entre la partie distale et la partie proximale de la jupe sont pratiquées des incisions 43 traversant la paroi de la jupe 4. Chaque incision 43 a des rebords jointifs, ce qui tient au fait que, comme on le verra dans la suite, les incisions 43 sont obtenues par une découpe pratiquée dans la paroi de la jupe sans enlever de matière. Les incisions 43 sont pratiquées sur tout le pourtour de la jupe, et séparées les unes des autres par des pontets sécables 44. [0027] La jupe intérieure 5 est d'épaisseur variable et de forme légèrement évasée de sa base solidaire du fond 3 vers son extrémité libre. Plus précisément, l'épaisseur de la jupe intérieure 5 est relativement faible à sa base, ce qui lui confère une certaine élasticité, alors qu'elle est plus importante à proximité de son extrémité libre, y formant un bourrelet d'étanchéité 51 faisant saillie radialement vers l'extérieur. Un espace annulaire 52 est délimité entre la jupe intérieure 5, la partie proximale 41 de la jupe extérieure et le fond 3 du bouchon, formant une gorge 52 partiellement refermée par la protubérance 411. [0028] La paroi discoïdale 3 du fond se prolonge radialement vers l'extérieur au-delà de la jupe extérieure 4 par un rebord 6 pourvu de dents 61 régulièrement espacées sur l'ensemble du pourtour du bouchon. Les dents sont séparées les unes des autres par des encoches 62 qui, dans l'exemple de réalisation, se prolongent par des cannelures 412 sur la face extérieure de la jupe. [0029] La fonction du rebord denté 6 apparaîtra dans la description qui va suivre d'un procédé de fabrication du bouchon des figures 1 à 3. [0030] Dans une première étape, un bouchon est formé par moulage d'une matière plastique, par exemple par injection, dans un moule permettant de réaliser la paroi 3 de fond, le rebord denté 6 et la jupe intérieure 5 dans leur forme finale, ainsi que la jupe extérieure 4 solidaire de la paroi de fond 3 dans une forme inachevée, car dépourvue d'incisions et de pontets sécables. [0031] Dans une deuxième étape illustrée sur la figure 4, le bouchon est placé sur un mandrin rotatif 7 qui vient mettre en appui la périphérie du bouchon sur un guide cranté 8 formant crémaillère 81 et pourvu d'un outil de découpe 82 constituée d'une pluralité de sections de lame 820 alignées et séparées les unes des autres par des encoches 821. La crémaillère 81 engrène avec le rebord denté 6 de la jupe. Le mandrin 7 est entraîné en translation parallèlement à la crémaillère de manière à faire rouler le bouchon 1 sur la crémaillère, et les sections de la lame 820 viennent pénétrer dans la paroi de la jupe 4 en y pratiquant les incisions 43, les encoches 821 permettant de préserver des parties non découpées constituant les pontets 44. [0032] Le rebord denté permet d'assurer que l'incision a lieu sans glissement. Grâce à ce procédé de coupe, les incisions obtenues 43, qui traversent de part en part la jupe 4, ont des rebords jointifs qui constituent une barrière efficace contre les germes. [0033] Une fois réalisé, le bouchon est monté sur le col du récipient en force. Le rebord supérieur 21 du col du récipient vient se loger dans la gorge 52 et la protubérance d'accrochage 411 après s'être déformée pour assurer le passage de la collerette supérieure 24, vient en prise avec la collerette supérieure 24 pour assurer l'accrochage du bouchon sur le col du récipient. La jupe intérieure 5, par sa flexibilité, se déforme et vient se plaquer, au niveau du bourrelet 51, sur la face intérieure cylindrique du col du récipient, assurant à ce niveau l'étanchéité du bouchage. [0034] On ouvre le récipient en tirant sur le bouchon 1 ou en faisant une pression du pouce par le dessous du rebord denté 6 vers le haut. A la première ouverture, les protubérances 420 de la bague d'inviolabilité 42 se trouvent bloquées en butée contre la collerette intermédiaire 23, ce qui provoque l'arrachement des pontets sécables 44 lors du mouvement ascendant de la partie supérieure du bouchon. La bague 42 retombe alors sur la collerette inférieure 22, à distance de sa position initiale. Si le bouchon 1 est réapposé sur le récipient, la bague 42 désolidarisée de la partie proximale 41 de la jupe reste à distance de celle-ci, marquant ainsi l'ouverture. De manière remarquable, la fermeture et l'ouverture du récipient s'effectuent donc sans rotation du bouchon autour de son axe Z, donc sans vissage. [0035] En position fermée, le contact obtenu entre la lèvre constituée par la jupe intérieure 5 et la face intérieure cylindrique 25 du col assure l'étanchéité principale. L'interférence entre la protubérance d'accrochage 411 et la collerette supérieure 24 offre le cas échéant une barrière aux germes d'ordre secondaire et optionnel. [0036] Dans une variante représentée sur la figure 5, la partie proximale 41 de la jupe extérieure 4 est pourvue, sur sa face intérieure 410, d'une lèvre élastique 412 faisant saillie radialement vers l'intérieur et axialement vers l'anneau d'inviolabilité 42 de manière à venir en appui sur une face tronconique 230 de la collerette intermédiaire 23 pour y constituer une barrière supplémentaire s'opposant à l'intrusion de germes ou de polluants. [0037] Naturellement, diverses modifications sont possibles. [0038] Il est par exemple possible de prévoir une languette de préhension faisant saillie radialement vers l'extérieur à partir de la partie proximale de la jupe ou de la paroi de fond. [0039] Le bouchon est dépourvu de filetage, mais peut le cas échéant être monté sur un col fileté, pour autant que le col soit pourvu d'une collerette supérieure et d'une collerette intermédiaire et que le filetage n'interfère pas avec la face intérieure 410 sans filetage de la jupe extérieure 4. [0040] Concernant le procédé, et en particulier l'étape de découpe illustrée sur la figure 4, on peut naturellement préférer un outil de découpe rotatif pourvu d'une couronne dentée et d'une série des lames placées à la périphérie d'un disque de découpe. Dans ce cas, on pourra par exemple placer le bouchon sur un axe autorisant sa rotation, placer l'outil de découpe en appui sur la périphérie du bouchon et entraîner l'outil de découpe, dont la couronne dentée assurera par engrènement avec les dents d'engrènement du bouchon la rotation de ce dernier autour de l'axe, alors que les lames procèderont à la découpe des incisions. REVENDICATIONS 1. Bouchon (1) à fixer par accrochage sur un col (2) de récipient, le bouchon (1) comportant : - une paroi de fond (3) ; - une jupe extérieure (4) définissant un axe géométrique de référence (Z) et présentant : - une partie proximale (41) solidaire de la paroi de fond (3) et présentant une face intérieure (410) sans filetage pourvue d'au moins une protubérance intérieure d'accrochage (411), et - un anneau d'inviolabilité distal (42) situé dans le prolongement de la partie proximale (41) de la jupe extérieure et relié à la partie proximale (41) de la jupe extérieure par des pontets sécables (44) régulièrement espacés et séparés les uns des autres par des incisions (43) aux rebords jointifs ; et - des dents d'engrènement (61) solidaire de la paroi de fond (3), faisant saillie radialement vers l'extérieur et régulièrement espacées sur le pourtour de la paroi de fond (3). 25 2. Bouchon selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une jupe intérieure (5) solidaire de la paroi de fond (3) et formant une lèvre d'étanchéité intérieure élastique délimitant avec la face intérieure 30 (410) de la partie proximale de la jupe extérieure et la paroi de fond (3) une gorge annulaire (52) partiellement refermée par la protubérance intérieure d'accrochage (411). 15 20 3. Bouchon selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que les incisions sont traversantes. 4. Bouchon selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bouchon a une symétrie axiale. 5. Bouchon selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie proximale (41) de la jupe comporte en outre une lèvre d'étanchéité additionnelle (412) située entre la protubérance intérieure d'accrochage (411) et l'anneau d'inviolabilité (42), la lèvre additionnelle (412) faisant saillie radialement vers l'intérieur et axialement vers l'anneau d'inviolabilité (42). 6. Ensemble de bouchage, comportant - un col (2) non fileté de récipient comportant : - un rebord (21) pourvu d'une collerette d'accrochage (24) faisant saillie radialement vers l'extérieur ; - une face intérieure cylindrique (25) délitant avec le rebord (21) une ouverture ; - une collerette de retenue (23) ; - un bouchon (1) fixé par accrochage sur le col (2) de récipient, le bouchon (1) comportant : - une paroi de fond (3) obturant l'ouverture ; - une jupe extérieure (4) définissant un axe géométrique de référence (Z) et présentant : - une partie proximale (41) solidaire de la paroi de fond (3) et présentant une face intérieure (410) sans filetage pourvue d'au moins une protubérance intérieure d'accrochage (411) interférant avec la collerette d'accrochage (24), et 25 30 35- un anneau d'inviolabilité distal (42) situé dans le prolongement de la partie proximale (41) de la jupe extérieure et relié à la partie proximale (41) de la jupe extérieure par des pontets sécables (44) régulièrement espacés et séparés les uns des autres par des incisions (43) aux rebords jointifs, l'anneau (42) étant pourvu d'au moins une protubérance de retenue (420) interférant avec la collerette de retenue (23) ; et - des dents d'engrènement (61) solidaire de la paroi de fond (3), faisant saillie radialement vers l'extérieur et régulièrement espacées sur le pourtour de la paroi de fond (3). 7 Ensemble de bouchage selon la revendication 6, caractérisé en ce que le bouchon (1) comporte outre une jupe intérieure (5) solidaire de la paroi de fond (3) et 20 formant une lèvre d'étanchéité intérieure élastique délimitant avec la face intérieure (410) de la partie proximale de la jupe extérieure et la paroi de fond (3) une gorge annulaire (52) partiellement refermée par la protubérance intérieure d'accrochage (411) et dans 25 laquelle est logée le rebord (21). 8. Ensemble selon la revendication 6 ou la revendication 7, caractérisé en ce que la partie proximale (41) de la jupe comporte en outre une lèvre d'étanchéité additionnelle 30 (412) située entre la protubérance intérieure d'accrochage (411) et l'anneau d'inviolabilité (42), la lèvre additionnelle (412) faisant saillie radialement vers l'intérieur et axialement vers l'anneau d'inviolabilité (42) et venant en appui contre une face 35 tronconique (230) de la collerette de retenue. 10 159. Ensemble de bouchage selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que le col comporte en outre une collerette additionnelle (22), la collerette de retenue (23) se trouvant entre la collerette d'accrochage (24) et la collerette additionnelle (22), l'anneau d'inviolabilité (42) étant situé entre la collerette de retenue (23) et la collerette additionnelle (22). 10. Procédé de fabrication d'un bouchon selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : - une étape de moulage d'un bouchon comportant : - une paroi de fond (3) ; - une jupe extérieure (4) solidaire de la paroi de fond (3) et présentant une face intérieure sans filetage pourvue d'au moins une protubérance intérieure d'accrochage (411), et des dents d'engrènement (61) solidaires de la paroi de fond (3), faisant saillie radialement vers l'extérieur et régulièrement espacées sur le pourtour de la paroi de fond (3) ; puis - une étape de découpe pour former une interface de jonction entre une partie proximale (41) de la jupe solidaire de la paroi de fond (3) et une partie distale (42) de la jupe formée par un anneau relié à la partie proximale (41), l'interface étant constituée par des pontets sécables (44) séparés par des incisions (43) aux rebords jointifs, étape dans laquelle les incisions sont obtenues par pénétration entre la partie proximale (41) de la jupe et l'anneau (42) de lames (820) d'un outil de coupe (81), les lames (820) étant séparées les unes des autres par des encoches (821) correspondant aux 20 25 30 35pontets sécables (44), l'outil de coupe comportant en outre un moyen d'engrènement engrenant avec les dents d'engrènement pour contrôler le positionnement du bouchon (1) par rapport aux lames (821) durant l'étape de découpe. 11. Procédé de fabrication selon la revendication 10, caractérisé en ce que les incisions sont traversantes.