Brevet FR2955841A1 — publié le 20110805

-1- La présente invention concerne le domaine de l'emballage. Elle concerne plus particulièrement un bouchon en plastique comportant une embase destinée à être rapportée sur un corps d'emballage. On connaît déjà dans l'état de la technique un emballage du type comprenant un corps en tôle métallique et un bouchon en plastique. Le corps métallique comporte une extrémité inférieure, formant fond, et une extrémité supérieure, formant dessus. Le dessus est formé par une coupelle, en tôle métallique, sertie sur une paroi latérale, par exemple cylindrique, du corps d'emballage. Une ouverture d'écoulement de produit contenu dans l'emballage est ménagée dans la coupelle. Cette ouverture est habituellement délimitée par un bord circulaire roulé vers l'extérieur de l'emballage. Le bouchon en plastique est généralement fabriqué par un procédé de moulage par injection. Ce bouchon comporte une embase destinée à être rapportée sur le corps métallique de l'emballage. Cette embase comporte un canal, formant goulot, destiné à l'écoulement du produit contenu dans l'emballage. Le canal est muni d'une extrémité libre, délimitée généralement par un bec verseur, et d'une extrémité de raccordement à l'ouverture ménagée dans la coupelle métallique. L'extrémité de raccordement du canal est délimitée par une paroi de révolution munie de prolongements de centrage espacés circonférentiellement autour d'un axe de révolution de la paroi. Ces prolongements de centrage sont délimités, d'une part, par des portions d'une surface de révolution interne prolongeant le canal et, d'autre part, par des portions d'une surface de révolution externe. Ces portions de surface de révolution externe permettent le centrage de l'extrémité de raccordement du canal par rapport à l'ouverture ménagée dans la coupelle métallique. Les surfaces interne et externe délimitant les prolongements de centrage convergent l'une vers l'autre à l'opposé de l'extrémité libre du canal. Pour accrocher le bouchon en plastique sur la coupelle métallique, l'embase de ce bouchon est munie d'une gorge annulaire d'encliquetage du bouchon sur le bord roulé délimitant l'ouverture ménagée dans la coupelle. Cette gorge comporte des saillies internes d'encliquetage coopérant avec le bord roulé. Habituellement, on accroche le bouchon sur le corps de l'emballage après remplissage de l'emballage. La mise en place du bouchon sur le corps de l'emballage est réalisé, en général, à l'aide de moyens automatiques. Les prolongements de centrage portés par l'embase du bouchon sont destinés à coopérer avec le bord roulé délimitant l'ouverture ménagée dans la coupelle pour corriger les éventuels défauts de prépositionnement relatif du bouchon par rapport au corps d'emballage et faciliter ainsi la mise en place du bouchon sur corps de 2955841 -2 l'emballage. Dans le bouchon de l'état de la technique, les prolongements de centrage sont délimités par une surface de révolution interne de forme générale cylindrique circulaire et par une surface de révolution externe de forme générale conique, 5 formant biseau. Or, on observe que ces prolongements de centrage perdent de leur efficacité lorsque des jeux apparaissent dans les moyens automatiques de mise en place du bouchon ou lorsque l'on augmente la cadence de fabrication des emballages et donc la cadence d'assemblage des bouchons avec les corps d'emballage 10 correspondants. En effet, l'augmentation de la cadence abaisse la précision du prépositionnement relatif des bouchons et des corps d'emballages correspondants avant accrochage de ces bouchons sur les corps d'emballage. Cette imprécision n'est pas toujours rattrapée par les prolongements de centrage et conduit à un accrochage défectueux des bouchons sur les corps d'emballage et donc à un 15 risque de fuites dans les emballages. Pour que la surface externe conique délimitant les prolongements de centrage ait un effet de centrage efficace, il faut que la dimension axiale de cette surface conique soit relativement importante et que l'angle de la surface externe conique, mesuré par rapport à l'axe de révolution de cette surface conique, soit 20 suffisamment important. On a donc envisagé d'augmenter l'efficacité de l'effet de centrage en augmentant l'angle de la surface externe conique délimitant les prolongements. Ceci conduit à augmenter l'épaisseur des prolongements de centrage et donc l'épaisseur de la paroi de révolution portant ces prolongements. 25 Mais cette augmentation d'épaisseur présente différents inconvénients, notamment une augmentation de la masse de plastique nécessaire pour fabriquer le bouchon et donc une augmentation du prix de revient de ce bouchon. Un autre inconvénient de cette augmentation d'épaisseur est qu'elle s'accompagne d'une augmentation de la rigidité de la paroi portant les prolongements de centrage. 30 Cette paroi, qui délimite aussi la gorge d'encliquetage, est destinée à coopérer avec le bord roulé délimitant l'ouverture. Par conséquent, plus la paroi est rigide, plus il convient de limiter le serrage entre cette paroi et le bord roulé pour éviter d'endommager la coupelle lors de la mise en place du bouchon. Or, à trop vouloir limiter ce serrage, on risque de créer une fuite entre le bouchon et le corps de 35 l'emballage. On a également envisagé d'augmenter l'efficacité de l'effet de centrage en inclinant les prolongements de centrage par rapport à l'axe de la paroi de révolution 2955841 -3- qui les porte. Ainsi, on a envisagé des prolongements de centrage délimités par des portions d'une surface interne de forme générale conique et par des portions d'une surface externe de forme générale conique d'angle légèrement supérieur à la surface interne, les deux surfaces coniques interne et externe convergeant l'une 5 vers l'autre à l'opposé de l'extrémité libre du canal d'écoulement de produit. Mais cette surface interne de forme générale conique est en contre-dépouille ce qui rend plus complexe l'opération de démoulage du bouchon et donc le moule pour fabriquer le bouchon. De plus, la jonction entre, d'une part, la surface interne conique délimitant les 10 prolongements de centrage et, d'autre part, la surface interne cylindrique circulaire de la paroi portant ces prolongements, forme un angle de discontinuité fragilisant cette jonction, notamment lorsque l'on utilise certains types de plastiques pour fabriquer le bouchon, notamment un matériau comportant au moins un polymère de polypropylène [3-nucléé. 15 L'invention a pour but d'améliorer l'efficacité de la fonction de centrage des prolongements de l'embase du bouchon, notamment pour permettre l'assemblage de bouchons et corps d'emballage à une cadence élevée, ceci sans augmenter -autant que possible- la quantité de matière nécessaire à la fabrication du bouchon, en conservant des moyens simples que possible de moulage du bouchon et en 20 permettant de fabriquer le bouchon en matériau comportant au moins un polymère de polypropylène [3-nucléé. A cet effet, l'invention a pour objet un bouchon en plastique comportant une embase destinée à être rapportée sur un corps d'emballage, cette embase comportant : 25 û un canal destiné à l'écoulement de produit contenu dans l'emballage, muni d'une extrémité libre et d'une extrémité de raccordement à une ouverture de l'emballage, une paroi de révolution, délimitant l'extrémité de raccordement du canal, munie de prolongements de centrage, espacés circonférentiellement 30 autour d'un axe de révolution de la paroi, délimités par des portions d'une surface de révolution interne, prolongeant le canal, et des portions d'une surface de révolution externe, ces portions de surface externe permettant le centrage de l'extrémité de raccordement du canal par rapport à l'ouverture de l'emballage, les surfaces interne et externe convergeant 35 l'une vers l'autre à l'opposé de l'extrémité libre du canal, caractérisé en ce que les surfaces interne et externe délimitant les 2955841 -4- prolongements de centrage sont courbes. Le fait que les surfaces interne et externe délimitant les prolongements de centrage sont courbes présente de nombreux avantages. En effet, la surface externe courbe forme une surface rotulante favorisant le 5 centrage de l'embase du bouchon par rapport à l'ouverture de l'emballage, notamment à des cadences de fabrication de l'emballage élevées ou lorsque des jeux apparaissent dans les moyens automatiques de mise en place du bouchon sur le corps d'emballage. Cet effet de rotule est d'autant plus efficace lorsque l'ouverture de l'emballage est délimitée par un bord roulé formant une surface 10 rotulante complémentaire de la surface externe courbe délimitant les prolongements de centrage. Par ailleurs, la surface interne courbe délimitant les prolongements de centrage permet d'éviter une discontinuité anguleuse entre la surface interne de la paroi portant les prolongements et la surface interne de ces prolongements. L'invention 15 permet ainsi de supprimer un risque de fragilisation de la jonction entre la paroi portant les prolongements de centrage et la surface interne de ces prolongements. De plus, les prolongements de centrage du bouchon selon l'invention ne sont généralement pas plus épais que ceux de l'état de la technique si bien que la quantité de matière pour fabriquer un bouchon selon l'invention est sensiblement la 20 même que celle pour fabriquer un bouchon de l'état de la technique. Enfin, on constate de façon inattendue que, malgré la forme en contre-dépouille de la surface interne courbe délimitant les prolongements de centrage, on peut démouler facilement ces prolongements de centrage par extraction à force du moule et déformation élastique de ces prolongements, si bien que le bouchon 25 selon l'invention peut être fabriqué à l'aide d'un moule pratiquement aussi simple que celui utilisé pour fabriquer un bouchon de l'état de la technique. Suivant d'autres caractéristiques optionnelles du bouchon selon l'invention : le bouchon est fabriqué en matériau comportant au moins un polymère de polypropylène [3-nucléé ; 30 le polymère de polypropylène [3-nucléé est un copolymère polypropylène [3-nucléé comportant de l'éthylène ; le polymère de polypropylène est préparé par catalyse métallocène ; le bouchon comprend trois prolongements de centrage régulièrement espacés circonférentiellement autour de l'axe de révolution de la paroi 35 délimitant l'extrémité de raccordement du canal ; le bouchon comprend un opercule venu de matière avec l'embase et relié 2955841 -5- à cette embase par une ligne de déchirement, l'opercule étant arrachable à l'aide d'un anneau d'arrachage venu de matière avec l'opercule. L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un bouchon selon l'invention, caractérisé en ce que : 5 l'on forme les portions de surfaces interne et externe délimitant les prolongements de centrage par moulage dans des logements de moulage correspondants délimités par des portions de deux surfaces de moulage complémentaires en contre-dépouille et dépouille solidaires entre elles, et l'on démoule les prolongements de centrage en les extrayant à force des 10 logements. L'invention a encore pour objet un moule pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, caractérisé en ce qu'il comprend : un premier organe destiné à participer au moulage de l'embase du bouchon, dans lequel sont ménagés les logements de moulage des 15 prolongements de centrage, et un second organe, mobile par rapport au premier organe, formant organe d'extraction à force des logements de moulage des prolongements de centrage. L'invention a enfin pour objet un emballage comprenant un corps d'emballage 20 muni d'une extrémité en tôle métallique dans laquelle est ménagée une ouverture d'écoulement de produit contenu dans l'emballage délimitée par un bord circulaire roulé, caractérisé en ce qu'il comprend un bouchon selon l'invention. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins dans 25 lesquels : la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un bouchon selon l'invention et d'un dessus d'un corps d'emballage selon l'invention, avant accrochage de ce bouchon sur ce corps d'emballage, le bouchon étant muni d'un couvercle représenté sur cette figure 1 en position fermée ; 30 la figure 2 est une vue similaire à la figure 1, représentant le couvercle du bouchon en position ouverte, le corps d'emballage n'étant pas représenté sur cette figure 2 ; la figure 3 est une vue en perspective du bouchon représenté sur les figures précédentes 1 et 2 ; 35 les figures 4 à 7 sont des vues en coupe axiale d'un moule selon l'invention dans respectivement quatre configurations d'utilisation 2955841 -6 différentes de ce moule. On a représenté sur les figures 1 à 3 un bouchon 10 en plastique, selon l'invention, destiné à être rapporté sur un corps classique 12 d'emballage pour former un emballage selon l'invention. 5 Sur la figure 1, on a représenté uniquement une coupelle 14 en tôle métallique formant une extrémité supérieure du corps 12 d'emballage. Une ouverture 16 d'écoulement de produit contenu dans l'emballage est ménagée dans la coupelle 14 de façon connue en soi. De préférence, l'ouverture 16 est délimitée par un bord circulaire roulé 18 vers l'extérieur du corps 12 d'emballage. 10 Le bouchon 10, de forme générale de révolution, comporte une embase 18, destinée à être rapportée sur le corps 12 d'emballage, et un couvercle 20 articulé sur cette embase 18. Le couvercle 20 est représenté respectivement en position de fermeture de l'emballage et d'ouverture de l'emballage sur les figures 1 et 2. L'embase 18 comporte un canal 22, formant goulot, destiné à l'écoulement de 15 produit contenu dans l'emballage. Ce canal 22 est muni d'une extrémité libre, délimitée par un bec verseur 24, et d'une extrémité de raccordement à l'ouverture 16 du corps de l'emballage. L'embase 18 comporte également une paroi de révolution 26 délimitant notamment l'extrémité de raccordement du canal 22. 20 Afin de garantir l'inviolabilité du bouchon 10, l'embase 18 est munie d'un opercule 27 venu de matière avec la paroi 26 de l'embase et relié à cette paroi 26 par une ligne de déchirement 28. L'opercule 27 comporte un anneau d'arrachage 30 venu de matière avec l'opercule 27. L'accès au contenu de l'emballage ne peut se faire qu'en arrachant l'opercule 27 à l'aide de l'anneau 30. 25 Ainsi, l'opercule 27 n'étant pas repositionnable, on peut considérer que le bouchon 10 demeure inviolé tant que l'opercule 27 apparaît non arraché. On notera que la paroi 26 délimitant le canal 22 est munie, sur sa surface interne, d'un bourrelet annulaire 32. Afin d'accrocher le bouchon 10 sur le corps 12 d'emballage, l'embase 18 30 comprend une gorge d'accrochage annulaire 34, éventuellement interrompue en plusieurs endroits espacés circonférentiellement, destinée à coopérer par encliquetage avec le bord roulé 18 délimitant l'ouverture 16 du corps 12 d'emballage. Le couvercle 20 comporte une jupe externe de masquage 36 et une jupe interne 35 d'obturation 38 destinée à coopérer avec le bourrelet annulaire 32. Ce bourrelet 32 participe à l'étanchéité de l'obturation et à la retenue du couvercle 20 en position fermée. 2955841 -7- Le couvercle 20 est relié à l'embase 18 par une charnière classique à trois points 40. Le passage entre les états fermé et ouvert du couvercle 20 est marqué par un franchissement de points durs correspondant à un franchissement d'alignements des trois points de la charnière 40. 5 Sur la figure 1, le bouchon 10 est représenté dans une position relative de prépositionnement par rapport au corps 12 d'emballage, avant accrochage de ce bouchon 10 sur le corps 12 d'emballage. Pour faciliter l'accrochage du bouchon 10 sur le corps 12 d'emballage, la paroi 26 de l'embase 18 est munie de prolongements de centrage 42. Dans 10 l'exemple illustré, l'embase 18 comprend trois prolongements de centrage 42 régulièrement espacés circonférentiellement autour de l'axe de révolution de la paroi 26. Les prolongements 42 sont délimités par des portions d'une surface de révolution interne SI, prolongeant le canal 22, et des portions d'une surface de 15 révolution externe SE. Ces portions de surface externe SE permettent le centrage de l'extrémité de raccordement du canal 22 par rapport à l'ouverture 16 de l'emballage. Les surfaces interne SI et externe SE sont courbes et convergent l'une vers l'autre à l'opposé de l'extrémité libre du canal 22. De préférence, le bouchon est fabriqué dans un matériau comportant au moins 20 un polymère de polypropylène [3-nucléé. Par « polymère de polypropylène 8-nucléé », on vise un polymère de propylène comportant une teneur accrue en cristaux R (hexagonaux ou pseudo-hexagonaux). En effet, il est possible d'orienter la cristallisation du polypropylène par adjonction d'agents de nucléation R comme cela est décrit dans EP 0 177 961 ou I WO 2008/074494. Par « teneur accrue », on 25 vise plus particulièrement une teneur en cristaux R d'au moins 25 %, préférentiellement d'au moins 50 %, plus préférentiellement d'au moins 80 %. On constate en effet que l'utilisation de polymère de polypropylène [3-nucléé permet d'améliorer la liaison entre l'opercule 27 et l'anneau d'arrachage 30, de façon à éviter, lors de l'arrachage de l'opercule 27, la rupture de la liaison entre 30 l'anneau 30 et l'opercule 27. De plus, l'utilisation de polymère de polypropylène 8-nucléé permet, après arrachage de l'opercule 27, d'obtenir un bord franc le long de la ligne de déchirement 28. De préférence, le polymère de polypropylène [3-nucléé est un copolymère polypropylène [3-nucléé comportant de l'éthylène. Le polymère de polypropylène 35 est préparé, de préférence, par catalyse métallocène. Sur les figures 4 à 7, on a représenté un moule 44 selon l'invention pour la fabrication du bouchon 10. 2955841 -8- De façon classique, le moule 44 comporte différents organes participant au moulage de l'embase 18 et du couvercle 20 du bouchon dont les principaux seront décrits ci-dessous. De façon classique, le moule 44 comporte une plaque inférieure fixe 46 et une 5 plaque supérieure mobile 48 qui, lors du moulage du bouchon 10, sont jointives le long d'un plan de joint 50, comme cela est représenté sur la figure 4. Le moule 44 comprend deux noyaux inférieurs coaxiaux, respectivement interne 52 et externe 54, participant au moulage de l'embase 18 du bouchon. De façon connue en soi, le noyau inférieur externe 54 est monté coulissant axialement le 10 long du noyau inférieur interne 52. Les noyaux inférieurs interne 52 et externe 54 traversent la plaque fixe 46. Par ailleurs, un éjecteur tubulaire 56, entourant les noyaux inférieurs externe 54 et interne 52, est monté coulissant axialement à travers la plaque fixe 46 le long du noyau inférieur externe 54, ceci de façon connue en soi. 15 Le moule 44 comporte également un éjecteur 58, monté coulissant à travers la plaque fixe 46, et deux noyaux supérieurs 60, 62 agencés à travers la plaque mobile 48, destinés à participer au moulage respectivement de l'embase 18 et du couvercle 20. On notera que le noyau inférieur externe 54 comporte des logements 64 de 20 moulage des prolongements de centrage 42. Ces logements de moulage 64 sont formés par des portions de deux surfaces de moulage, respectivement en contre-dépouille et dépouille, solidaires entre elles et complémentaires des surfaces interne SI et externe SE délimitant les prolongements 42. On décrira ci dessous les principales étapes, liées à l'invention, de la fabrication 25 du bouchon 10 au moyen du moule 44. Lorsque le moule 44 est dans la configuration de moulage représentée sur la figure 4, on injecte le plastique dans le moule 44, de façon à former le bouchon 10. En particulier, les prolongements de centrage 42 sont moulés dans les logements de moulage 64 correspondants. On forme donc les portions de surfaces interne SI 30 et externe SE délimitant les prolongements de centrage 42 par moulage entre les portions de surfaces de moulage complémentaires en contre-dépouille et dépouille délimitant les logements 64, ces portions de surfaces de moulage complémentaires étant solidaires entre elles. Pour démouler le bouchon 10, on sépare, de façon connue en soi, la plaque 35 mobile 48 de la plaque fixe 46, conjointement avec les noyaux supérieurs 60 et 62. Le moule 44 est alors dans la configuration telle que représentée sur la figure 5. Puis, on déplace conjointement le noyau inférieur externe 54 et les éjecteurs 56 2955841 -9- et 58 vers le haut de façon à séparer le bouchon 10 de la plaque fixe 46 et du noyau inférieur interne 52 qui est resté immobile. Le moule 44 est alors dans la configuration telle que représentée sur la figure 6. Enfin, on démoule les prolongements de centrage 42 en les extrayant à force 5 des logements 64. En effet, on a constaté que grâce à la forme courbe des surfaces interne SI et externe SE délimitant les prolongements de centrage 42, ces prolongements 42 peuvent être extraits à force des logements 64, par déformation élastique des prolongements 42, ceci sans être endommagés. Il n'est donc pas nécessaire de recourir à des tiroirs ou des noyaux supplémentaires pour mouler la 10 surface interne courbe SI en contre-dépouille des prolongements de centrage 42. L'extraction à force des prolongements de centrage 42 est réalisée en déplaçant l'extracteur 56 d'embase vers le haut par rapport au noyau inférieur externe 54, comme cela est représenté sur la figure 7. L'extracteur 56 forme ainsi un organe d'extraction à force des prolongements de centrage 42. 15 On notera que la forme courbe des surfaces interne SI et externe SE délimitant les prolongements de centrage 42 évite la formation, entre la paroi 16 et les prolongements 42, d'une discontinuité anguleuse susceptible de former une ligne de fragilisation particulièrement gênante lorsque l'on utilise, pour fabriquer le bouchon 10, un matériau comportant au moins un polymère de polypropylène 8- 20 nucléé. L'invention ne se limite pas au mode de réalisation décrit ci-dessus. En particulier, le bouchon peut être fabriqué avec d'autres plastiques que celui proposé plus haut, par exemple en matériau comprenant au moins un polymère à base de polyéthylène. 25 De plus, le bouchon peut ne pas comporter d'opercule. REVENDICATIONS1. Bouchon en plastique comportant une embase (18) destinée à être rapportée sur un corps (12) d'emballage, cette embase (18) comportant : û un canal (22) destiné à l'écoulement de produit contenu dans l'emballage, muni d'une extrémité libre et d'une extrémité de raccordement à une ouverture (16) de l'emballage, et une paroi (26) de révolution, délimitant l'extrémité de raccordement du canal (22), munie de prolongements de centrage (42), espacés circonférentiellement autour d'un axe de révolution de la paroi (26), délimités par des portions d'une surface de révolution interne (SI), prolongeant le canal (22), et des portions d'une surface de révolution externe (SE), ces portions de surface externe (SE) permettant le centrage de l'extrémité de raccordement du canal (22) par rapport à l'ouverture (16) de l'emballage, les surfaces interne (SI) et externe (SE) convergeant l'une vers l'autre à l'opposé de l'extrémité libre du canal, caractérisé en ce que les surfaces interne (SI) et externe (SE) délimitant les prolongements de centrage (42) sont courbes. 2. Bouchon selon la revendication 1, fabriqué en matériau comportant au moins un polymère de polypropylène [3-nucléé. 3. Bouchon selon la revendication 2, dans lequel le polymère de polypropylène 8-nucléé est un copolymère polypropylène [3-nucléé comportant de l'éthylène. 4. Bouchon selon la revendication 2 ou 3, dans lequel le polymère de polypropylène est préparé par catalyse métallocène. 5. Bouchon selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant trois prolongements de centrage (42) régulièrement espacés circonférentiellement autour de l'axe de révolution de la paroi (26) délimitant l'extrémité de raccordement du canal (22). 6. Bouchon selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant un opercule (27) venu de matière avec l'embase (18) et relié à cette embase (18) par une ligne de déchirement (28), l'opercule (27) étant arrachable à l'aide d'un- 11 - anneau d'arrachage (30) venu de matière avec l'opercule. 7. Procédé de fabrication d'un bouchon (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que : l'on forme les portions de surfaces interne (SI) et externe (SE) délimitant les prolongements de centrage (42) par moulage dans des logements (64) de moulage correspondants délimités par des portions de deux surfaces de moulage complémentaires en contre-dépouille et dépouille solidaires entre elles, et l'on démoule les prolongements de centrage (42) en les extrayant à force des logements (64). 8. Moule (44) pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication précédente caractérisé en ce qu'il comprend : un premier organe (54) destiné à participer au moulage de l'embase (18) du bouchon (10), dans lequel sont ménagés les logements (64) de moulage des prolongements de centrage (42), et un second organe (56), mobile par rapport au premier organe (54), formant organe d'extraction à force des logements de moulage (64) des prolongements de centrage (42). 9. Emballage comprenant un corps (12) d'emballage muni d'une extrémité en tôle métallique (14) dans laquelle est ménagée une ouverture (16) d'écoulement de produit contenu dans l'emballage délimitée par un bord circulaire roulé (18), caractérisé en ce qu'il comprend un bouchon (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6.