Brevet FR3003848A1 — publié le 20141003

RECIPIENT AYANT UN FOND MUNI D'UNE VOUTE A DECROCHEMENT L'invention a trait au domaine des récipients, notamment bouteilles 5 ou pots, fabriqués par soufflage ou étirage soufflage à partir d'ébauches en matière plastique telle que du polyéthylène téréphtalate (PET). Un récipient comprend, de manière classique, un corps délimitant le volume général du récipient, prolongé, à une extrémité supérieure du 10 récipient, par un col, par lequel le récipient est rempli et vidé, et, à une extrémité inférieure, par un fond qui ferme le récipient. Le fond doit pouvoir supporter sans se déformer de manière notable au moins la pression hydrostatique de la colonne de liquide qui le surmonte. Il existe de nombreuses formes de fond, selon les 15 applications concernées. Ainsi, pour les applications carbonatées (typiquement les sodas), les fonds sont généralement de forme pétaloïde, comprenant une alternance de vallées, de forme hémisphérique, et de pieds en saillie, dont les extrémités forment une assise pour le récipient (cf. par ex. la demande de brevet français 20 FR 2 959 214 ou son équivalent américain US 2013/043255). Le fond pétaloïde apparaît comme une solution relativement aboutie présentant une bonne résistance aux fortes pressions internes dans le récipient (grâce à la forme hémisphérique des vallées). Cependant le fond pétaloïde requiert une quantité de matière 25 importante (de l'ordre de 15 à 18 g pour un récipient de 0,5 l), de même qu'une pression de soufflage relativement élevée, pour assurer une prise d'empreinte correcte des pieds et vallées. Ces contraintes apparaissent cependant justifiées par le prix relativement élevé auquel sont distribués les produits concernés. 30 Les fonds pétaloïdes ne peuvent cependant convenir aux applications de type liquide plat (typiquement l'eau de table), pour lesquelles on minimise la pression de soufflage et la quantité de matière employée (aujourd'hui de l'ordre de 10 g pour un récipient de 0,5 I) 35 Un fond pourvu d'une simple voûte concave n'est pas en mesure de supporter sans déformation notable la seule pression hydrostatique du liquide qui le surmonte. Il a donc été proposé de munir le fond de S001 B116 FR - B13016 Version : TQD nervures radiales, destinées à renforcer le fond afin de lui permettre de mieux résister aux déformations induites par la pression du contenu. Or il devient courant, pour certaines applications de liquides plats sensibles à l'oxydation (notamment les jus de fruit, mais également certaines eaux plates), de chasser l'air surmontant le liquide plat et le remplacer par un gaz inerte (typiquement de l'azote). En pratique, cette opération est réalisée par versement d'une goutte de gaz inerte liquéfié sur la surface du liquide plat, précédant immédiatement le bouchage du récipient. Cette opération, dénommée inertage (azotage dans le cas de l'azote), induit une surpression dans le récipient. Même légère en apparence (de l'ordre de 0,5 à 1 bar), cette surpression suffit à accroître de manière importante les contraintes qui s'exercent sur le fond. Il a été proposé par la demanderesse de perfectionner les fonds nervurés en introduisant une variabilité de la profondeur des rainures, cf. par ex. le brevet français FR 2 753 435 (Sidel), de façon à permettre au fond d'offrir une tenue mécanique suffisante pour supporter la surpression due à l'azotage. Cependant, les exigences d'économie du marché, ou bien encore certaines normes anti-pollution, conduisent les fabricants à utiliser toujours moins de matière. Il en résulte, à forme égale, une diminution des performances mécaniques du fond. C'est en particulier le cas du fond décrit dans le brevet précité, qu'il apparaît par conséquent nécessaire de perfectionner de façon à en maintenir, voire en améliorer, les performances sans toutefois nuire à sa soufflabilité (c'est-à-dire sa capacité à être correctement formé par soufflage). A cet effet, il est proposé un récipient en matière plastique, muni d'un corps et d'un fond s'étendant à partir d'une extrémité inférieure du corps, le fond comprenant : une assise périphérique définissant un plan de pose ; - une voûte concave qui s'étend à partir d'une zone centrale jusqu'à l'assise ; une série de rainures principales de renfort, formées en creux dans la voûte, qui s'étendent radialement à partir de la zone centrale jusqu'à l'assise au moins, et qui subdivisent la voûte en une série de secteurs angulaires, chaque rainure principale étant bordée latéralement, à sa jonction avec chaque secteur de la voûte qui lui S001 B116 FR - B13016 Version : TQD est adjacent, par une nervure de renfort qui s'étend en saillie par rapport audit secteur. Muni d'un fond ainsi structuré, le récipient offre de meilleures performances mécaniques que les fonds rainurés classiques à quantité de matière égale, tout en offrant une bonne soufflabilité. Diverses caractéristiques supplémentaires peuvent être prévues, seules ou en combinaison : chaque rainure principale présente un fond flanqué de deux parois latérales, et en ce que chaque nervure de renfort s'étend dans le prolongement d'une paroi latérale. chaque nervure s'étend intérieurement jusqu'à la zone centrale. le fond comprend une joue annulaire qui s'étend sensiblement perpendiculairement au plan de pose et forme la jonction entre celui-ci et un bord périphérique de la voûte. - chaque nervure s'étend extérieurement jusqu'au plan de pose. à sa jonction avec le plan de pose, chaque nervure affleure celui-ci. les nervures situées de part et d'autre d'un même secteur angulaire s'étendent dans la continuité l'une de l'autre. - le fond présente, intérieurement au plan de pose, deux régions concentriques, à savoir une région centrale et une région périphérique, séparées par un décrochement axial médian qui s'étend annulairement de manière continue, à la fois sur les secteurs angulaires, les rainures principales et les nervures, autour de la zone centrale, de sorte que la région centrale se trouve décalée axialement par rapport à la région périphérique vers l'intérieur du récipient. les rainures principales de renfort se prolongent radialement au-delà de l'assise. - le fond comprend une série de rainures intercalaires de renfort, qui s'étendent localement à cheval sur l'assise. D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront à la lumière de la description d'un mode de réalisation, faite ci-après en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue de dessous en perspective d'un récipient en matière plastique ; S001 B116 FR - B13016 Version : TQD la figure 2 est une vue en perspective, à échelle agrandie, montrant le fond du récipient de la figure 1 avec, en médaillon, un détail à plus grande échelle encore ; la figure 3 est une vue en coupe de détail du fond illustré sur la figure 2, selon le plan de coupe ; la figure 4 est une vue en perspective, en arraché partiel, du fond de la figure 2. Sur la figure 1 est représenté un récipient 1, en l'occurrence une bouteille, réalisé par étirage soufflage à partir d'une préforme en 10 matière thermoplastique, par exemple en PET (polyéthylène téréphtalate). Ce récipient 1 comprend, à une extrémité supérieure, un col 2, muni d'un buvant 3. Dans le prolongement du col 2, le récipient 1 comprend, dans sa partie supérieure une épaule 4 allant en s'évasant 15 dans la direction opposée au col 2, cette épaule 4 étant prolongée par une paroi latérale ou corps 5, de forme généralement cylindrique de révolution autour d'un axe X principal du récipient I. Le récipient 1 comprend en outre un fond 6 qui s'étend à l'opposé du col 2, à partir d'une extrémité inférieure du corps 5. Le fond 6 du 20 récipient comprend une assise 7 périphérique sous forme d'un bourrelet annulaire qui s'étend sensiblement axialement dans le prolongement du corps 5. L'assise 7 définit un plan 8 de pose perpendiculaire à l'axe X longitudinal du récipient 1, lequel plan 8 de pose forme l'extrémité inférieure du récipient 1 et lui permet d'être posé, debout, sur une 25 surface plane. Vers l'intérieur du récipient 1, l'assise 7 comprend une joue 9 annulaire tronconique qui s'étend vers l'intérieur du récipient 1 dans le prolongement du plan 8 de pose, le tronc de cône formé par la joue 9 s'ouvrant vers le bas (en dépouille) et présentant un angle au sommet 30 d'au moins 70° (et inférieur ou égal à 90°). Cette joue 9 peut présenter une hauteur comprise entre 1 mm et 3 mm, par exemple d'environ 1,5 mm. Le fond 6 du récipient comprend en outre une voûte 10 concave, sous forme d'une calotte sensiblement sphérique à concavité tournée 35 vers l'extérieur du récipient 1 en l'absence de contrainte, c'est-à-dire en l'absence de contenu dans le récipient I. La voûte 10 s'étend à partir de l'assise 7, dans le prolongement de la joue 9 (qui forme S001 B116 FR - B13016 Version : TQD jonction entre le plan 8 de pose et un bord périphérique de la voûte 10), jusqu'à une zone 11 centrale du fond 6 formant un pion en saillie vers l'intérieur du récipient 1, avec en son centre une pastille 12 amorphe qui correspond à la zone d'injection du matériau constitutif de la 5 préforme ayant servi à réaliser le récipient 1 et peut remplir une fonction de centrage lors du formage, par soufflage, du récipient 1. Comme cela est visible sur les figures, et en particulier sur la figure 2, le fond 6 du récipient comprend une série de rainures 13 principales de renfort formées en creux dans la voûte 10 vers l'intérieur 10 du récipient 1, qui s'étendent radialement à partir de la zone 11 centrale, jusqu'à l'assise 7 au moins. Dans l'exemple de réalisation illustré sur les figures, les rainures 13 principales de renfort se prolongent radialement au-delà de l'assise 7, remontant latéralement sur une partie inférieure du corps 5. Les rainures forment ainsi 15 conjointement une structure étoilée de renfort du fond du récipient. En d'autres termes, les rainures 13 principales s'étendent radialement sur la totalité de la voûte 10, à cheval sur l'assise 7 et partiellement sur le corps 5. On comprend par conséquent que le plan 8 de pose est discontinu, puisqu'interrompu au droit de chaque rainure 13 20 principale. Les rainures 13 principales sont par exemple au nombre de cinq (comme dans l'exemple illustré, qui correspond à un récipient d'une capacité de 0,5 litre), mais ce nombre pourrait être supérieur, notamment de six dans le cas d'un récipient d'une capacité supérieure ou égale à 1 litre, ou encore de sept dans le cas d'un récipient d'une 25 capacité supérieure ou égale à 2,5 litre. Selon un mode préféré de réalisation, le fond 6 du récipient est en outre pourvu d'une série de rainures 14 intercalaires de renfort, situées entre les rainures 13 principales, et qui s'étendent localement à cheval sur l'assise 7 qu'elles contribuent ainsi à rigidifier. Ainsi que représenté 30 sur les figures 2 et 3, les nervures 14 intercalaires se prolongent vers l'extérieur au-delà de l'assise 7 en remontant latéralement sur une partie inférieure du corps 5, comme les rainures 13 principales. Dans l'exemple illustré sur la figure 2, les nervures 14 intercalaires chevauchent la joue 9 mais s'interrompent à la périphérie de la voûte 35 10. Les rainures 13 principales ont pour fonction d'accroître la résistance de la voûte 10 à l'affaissement (voire au retournement) sous S001 B116 FR - B13016 Version : TQD l'effet des efforts induits par la pression exercée par le contenu du récipient 1 (typiquement un liquide plat éventuellement mis sous pression par l'injection d'une goutte de gaz liquéfié dans le volume défini dans le col 2 entre la surface libre du liquide et le buvant 3, immédiatement avant le bouchage du récipient 1). Comme illustré sur la figure 2, les rainures 13 principales subdivisent la voûte 10 en une série de secteurs 15 angulaires de forme sensiblement triangulaire. Chaque rainure 13 principale de renfort présente un fond 16 qui s'étend à partir de la zone 11 centrale dans une direction radiale, flanqué de deux parois 17 latérales. On note P la profondeur de la rainure 13, mesurée entre le bord des secteurs 15 angulaires adjacents à la rainure 13, et le fond 16 de celle-ci. Dans un exemple de réalisation préféré, le fond 16 de la rainure 13 présente en section transversale un profil arrondi (qui pourrait cependant être aplati), les parois 17 latérales définissant en section transversale un angle ouvert, de sorte que la rainure 13 présente une section à profil en V à pointe arrondie. Comme on le voit bien sur les figures 2 à 4, chaque rainure 13 principale est bordée latéralement (c'est-à-dire de part et d'autre le long de la direction radiale d'extension de la rainure 13) par une nervure 18 de renfort qui s'étend en saillie par rapport au secteur 15 angulaire adjacent, à la jonction entre la rainure 13 et le secteur 15. Chaque nervure 18 de renfort a pour fonction de former une poutre de renfort (ou raidisseur) agissant à la manière d'une jambe de force et destinée à accroître la résistance du fond 6 du récipient aux déformations dues à la pression exercée par le contenu du récipient 1. En particulier, les nervures 18 de renfort visent à minimiser les risques de retournement du fond 6 (et plus précisément de la voûte 10) sous l'effet d'une trop grande pression interne au récipient 1. Selon un mode préféré de réalisation, chaque nervure 18 de renfort réalise une jonction continue entre la rainure 13 principale qu'elle borde et la voûte 10. Plus précisément, et comme cela est illustré sur la figure 3, chaque nervure 18 de renfort présente une section 19 interne, qui s'étend dans le prolongement de la paroi 17 latérale jusqu'à une ligne 20 de crête formant un sommet de la nervure 18, et une section 21 externe qui assure la jonction avec le secteur 15 angulaire adjacent. On S001 B116 FR - B13016 Version : TQD note H la hauteur de la nervure 18, mesurée entre le bord du secteur 15 angulaire adjacent et la ligne 20 de crête. Cette hauteur H est de préférence égale ou supérieure à la moitié de la profondeur de la rainure 13 principale : H > - - 2 Comme on le voit sur la figure 2, chaque nervure 18 de renfort s'étend intérieurement jusqu'à la zone 11 centrale, et extérieurement jusqu'au plan 8 de pose. Plus précisément, chaque nervure 18 vient s'ancrer dans la joue 9 en venant affleurer le plan 8 de pose à sa jonction avec celui-ci. De la sorte, la nervure 18 ne forme aucune surépaisseur par rapport au plan de pose, au bénéfice de la stabilité du récipient 1. Comme dans l'exemple illustré, les nervures 18 de renfort bordant deux rainures 13 principales adjacentes, situées de part et d'autre d'un même secteur 15 angulaire de la voûte 10, s'étendent de préférence dans la continuité l'une de l'autre, effectuant leur jonction au voisinage de la zone 11 centrale et formant conjointement une structure de renfort continue à profil en V. De la sorte, chaque secteur 15 angulaire de la voûte 10 est bordé extérieurement par la joue 9, et latéralement et intérieurement par deux nervures 18 de renfort adjacentes et jointives. Ainsi, chaque rainure 13 principale s'étend en saillie, par rapport à chaque secteur de la voûte 10, vers l'intérieur du récipient 1, tandis que chaque nervure 18 de renfort s'étend en saillie, par rapport au secteur 15 angulaire, vers l'extérieur du récipient 1. Il en résulte une relative indéformabilité du fond 6 du récipient aux déformations dues tant à une surpression dans le récipient 1 (ayant tendance à repousser le fond 6 vers l'extérieur du récipient 1) qu'a une dépression dans celui-ci (ayant tendance à attirer le fond 6 vers l'intérieur du récipient 1), consécutive par exemple à une réfrigération. Globalement, le fond du récipient ainsi structuré offre une meilleure résistance à la déformation qu'un fond ordinaire, à quantité de matière égale. Comme on le voit sur les figures, et plus nettement sur les figures 2 et 4, le fond 6 du récipient peut également présenter deux régions concentriques, à savoir une région 22 centrale annulaire entourant la zone 11 centrale du fond 6, et une région 23 périphérique annulaire S001 B116 FR - B13016 Version : TQD entourant la région 22 centrale, séparées par un décrochement 24 qui s'étend axialement sur une hauteur prédéterminée. Ce décrochement 24 est médian par rapport à la voûte 10, c'est-à-dire que la région 22 centrale et la région 23 périphérique présentent sensiblement la même extension radiale. Le décrochement 24 s'étend de manière continue, c'est-à-dire qu'il n'est interrompu ni au droit des rainures 13 principales mais s'étend jusqu'au fond 16 de celles-ci, ni au droit des nervures 18 de renfort, mais s'étend à cheval sur celles-ci. Le décrochement 24 axial s'étend annulairement autour de la zone 11 centrale. Dans le mode de réalisation représenté, où le récipient 1 est de forme sensiblement cylindrique de révolution autour de son axe X, le décrochement 24 forme un anneau à contour circulaire. Par la présence du décrochement 24 axial, la région 22 centrale du fond 6 du récipient, bien qu'ayant un rayon de courbure sensiblement identique à celui de la région 23 périphérique, se trouve légèrement décalée par rapport à celle-ci vers l'intérieur du récipient 1. Le décrochement 24 a pour fonction de maintenir la stabilité du récipient 1 en induisant une rigidification de la voûte 10 dans sa région médiane, et en limitant la déformation de la voûte 10 de façon à élargir l'assise 7 vers le centre du fond 6 du récipient. Ainsi, un récipient 1 en PET tel que décrit précédemment, d'une capacité de 0,5 litre, d'une masse de 10 g, a pu être soufflé sans difficulté à une pression d'air de 20 bars environ, le récipient 1 final rempli d'eau plate offrant de bonnes performances mécaniques y compris sous une condition de surpression due à un azotage au niveau du col 2. Le récipient 1 muni de ce fond 6 présente un bon compromis entre les performances mécaniques (c'est-à-dire la capacité du récipient 1 à résister aux déformations et, lorsque celles-ci surviennent, à les subir de manière contrôlée) et la soufflabilité (c'est-à-dire la capacité du récipient 1 à être formé par soufflage). S001 B116 FR - B13016 Version : TQD REVENDICATIONS1. Récipient (1) en matière plastique, muni d'un corps (5) et d'un fond (6) s'étendant à partir d'une extrémité inférieure du corps (5), le fond (6) comprenant : une assise (7) périphérique définissant un plan (8) de pose ; une voûte (10) concave qui s'étend à partir d'une zone (11) centrale jusqu'à l'assise (7) ; une série de rainures (13) principales de renfort, formées en creux dans la voûte, qui s'étendent radialement à partir de la zone (11) centrale jusqu'à l'assise (7) au moins, et qui subdivisent la voûte en une série de secteurs (15) angulaires, caractérisé en ce que chaque rainure (13) principale est bordée latéralement, à sa jonction avec chaque secteur (15) angulaire de la voûte (10) qui lui est adjacent, par une nervure (18) de renfort qui s'étend en saillie par rapport audit secteur (15). 2. Récipient (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque rainure (13) principale présente un fond (16) flanqué de deux parois (17) latérales, et en ce que chaque nervure (18) de renfort s'étend dans le prolongement d'une paroi (17) latérale. 3. Récipient (1) selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que chaque nervure (18) de renfort s'étend intérieurement jusqu'à la zone (11) centrale. 4. Récipient (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le fond (6) du récipient comprend une joue (9) annulaire qui s'étend sensiblement perpendiculairement au plan (8) de pose et forme la jonction entre celui-ci et un bord périphérique de la voûte (10). 5. Récipient (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque nervure (18) de renfort s'étend extérieurement jusqu'au plan (8) de pose. 6. Récipient (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que, à sa jonction avec le plan (8) de pose, chaque nervure (18) de renfort affleure celui-ci. 7. Récipient (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les nervures (18) de renfort situées de part et S001 B116 FR - B13016 Version : TQDd'autre d'un même secteur (15) angulaire s'étendent dans la continuité l'une de l'autre. 8. Récipient (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fond (6) du récipient présente, intérieurement au plan (8) de pose, deux régions concentriques, à savoir une région (22) centrale et une région (23) périphérique, séparées par un décrochement (24) axial médian qui s'étend annulairement de manière continue, à la fois sur les secteurs (15) angulaires de la voûte (10) , les rainures (13) principales et les nervures (18) de renfort, autour de la zone (11) centrale, de sorte que la région (22) centrale se trouve décalée axialement par rapport à la région (23) périphérique vers l'intérieur du récipient (1). 9. Récipient (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les rainures (13) principales de renfort se prolongent radialement au-delà de l'assise (7) . 10. Récipient (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le fond (6) du récipient comprend une série de rainures (14) intercalaires de renfort, qui s'étendent localement à cheval sur l'assise (7) . S001 B116 FR - B13016 Version : TQD