Brevet FR3019538A1 — publié le 20151009

Procédé de bouchage d'un récipient creux, récipient bouché obtenu par un tel procédé et utilisation d'un tel récipient bouché L'invention concerne un récipient, tel que ceux que l'on peut trouver 5 communément pour les liquides ou produits alimentaires, le procédé de bouchage d'un récipient et son utilisation. D'une manière générale, l'invention concerne le domaine du bouchage des récipients, notamment les bouteilles et les briques, du type de ceux qui comprennent un col, le col formant un étranglement sur le récipient. 10 En effet, un récipient comprend en général un corps, définissant un volume de remplissage, fermé par un fond à une extrémité inférieure. Le corps est surmonté d'un col ouvert, de section inférieure à celle du corps et donc formant étranglement, de manière à faciliter l'écoulement du produit hors du récipient. Le corps est par exemple obtenu par soufflage ou étirage-soufflage d'une préforme 15 en matière thermoplastique, le col étant préalablement fixé à, ou plus communément partie intégrante de, la préforme. Le corps peut également être une brique, par exemple en carton, sur lequel un col en plastique est rapporté. Une fois le corps rempli, un système de bouchage est rapporté sur le col afin de fermer le récipient. 20 Deux catégories de systèmes de bouchage se retrouvent communément sur le marché. Une première catégorie consiste à former sur le col des moyens de fixation temporaire avec un bouchon. Le bouchon se présente sous la forme d'une pièce rigide, par exemple en plastique, dont les dimensions lui permettent de recouvrir 25 le col et l'ouverture. Les moyens de fixation temporaires sont par exemple du type encliquetage, ou encore de type filetage sur le col coopérant avec un contre-filet du bouchon. Le document EP 0 941 938 illustre un exemple d'un système de bouchage de cette première catégorie. 30 De tels bouchons ont notamment pour avantage d'offrir une fermeture sécurisée, voire étanche, et de permettre d'ôter le bouchon pour ouvrir le récipient et de remettre en place le bouchon pour refermer le récipient de manière étanche à plusieurs reprises, sans dégrader la qualité de la fermeture. Toutefois, de tels bouchons rigides sont coûteux à fabriquer. En outre, ils nécessitent la mise en place de moyens de fixation dédiés à leur mise en place sur le col, respectant des dimensions adaptées au bouchon, rendant la forme du col complexe, et donc augmentant encore les coûts de fabrication. La deuxième catégorie consiste à appliquer une feuille d'un matériau souple, typiquement de l'aluminium, par-dessus l'ouverture et recouvrant le col. La feuille est alors fixée sur le col par exemple par collage ou par thermosoudage. Pour ouvrir le récipient, la fixation de la feuille sur le col doit être rompue. Dans cette deuxième catégorie, la feuille peut être accompagnée d'un surbouchon, c'est-à-dire un bouchon supplémentaire, rapporté par-dessus la feuille. Un avantage de cette deuxième catégorie de systèmes de bouchage est, lorsque la feuille n'est pas accompagnée d'un surbouchon, que les coûts sont diminués par rapport aux bouchons de la première catégorie. En effet, la quantité de matière constituant la feuille est inférieure à celle des bouchons de la première catégorie. En outre, la fixation de la feuille sur le col ne nécessite pas de former des moyens supplémentaires sur le col, simplifiant la conception et la fabrication du col. C'est pourquoi cette deuxième catégorie de systèmes de bouchage est en général mise en place sur des bouteilles dont le col n'est pas assez long pour permettre la formation de tels moyens supplémentaires. Cependant, une fois que la fixation entre la feuille et le col est rompue, la feuille ne permet pas de refermer le récipient. En effet, même si la feuille peut être posée sur l'ouverture du col, il n'y a plus de moyens de fixation. Le récipient ne peut plus être fermé de manière étanche. Le contenu peut alors se répandre hors du récipient par inadvertance, ou des corps étrangers peuvent pénétrer dans le récipient. Il existe donc un besoin pour un récipient muni d'un nouveau système de bouchage apportant une solution notamment aux inconvénients précités. L'invention propose à cet effet selon un premier aspect un procédé de bouchage d'un récipient creux. Le récipient comprend un corps s'étendant entre une extrémité supérieure et une extrémité inférieure, l'extrémité supérieure étant surmontée d'un col formant un rétrécissement sur le récipient et définissant une ouverture vers l'intérieur du récipient et l'extrémité inférieure comprenant un fond fermant le récipient. Le procédé de bouchage comprend les étapes suivantes : - l'application d'une feuille sur l'ensemble du bord de l'ouverture du récipient de manière à recouvrir l'ouverture, - l'emboutissage de la feuille dans l'ouverture du col du récipient par une matrice, de sorte que la feuille forme une collerette en appui sur l'ensemble du bord de l'ouverture, une zone centrale entourée par la collerette et se trouvant dans un plan décalé par rapport à celle-ci, et une zone de jonction entre la collerette et la zone centrale, la zone de jonction formant une contremarche en contact avec la paroi intérieure du col, - la fixation de la feuille emboutie sur le col assurant la solidarisation de la feuille sur le corps du récipient. Le procédé de bouchage conforme à l'invention permet notamment de former de manière simple et économique un bouchon à partir d'une feuille. La feuille conformée lors de l'opération d'emboutissage présente une forme adaptée à un rebouchage ultérieur. Suivant l'invention, le procédé peut comporter les caractéristiques suivantes : - la feuille est en matière thermoplastique, ce qui la rend notamment bon marché, et particulièrement adaptée à l'emboutissage. En effet, la ductilité de la feuille en matière thermoplastique peut être aisément contrôlée par chauffage ; - la feuille comprend au moins une portion s'étendant au-delà du bord 20 de l'ouverture, de manière à former zone de préhension après l'étape d'emboutissage. La zone de préhension permet notamment de faciliter l'ouverture du récipient en tirant sur la feuille conformée ; - l'étape de fixation comprend une étape de soudure entre la feuille et le col. La soudure permet une fixation sûre et rapide entre le col et la feuille ; 25 - la soudure est réalisée entre la collerette et l'ensemble du bord de l'ouverture, de sorte que la collerette de la feuille est en contact étanche avec le bord de l'ouverture. La préservation du contenu du récipient est ainsi garantie ; la soudure est réalisée entre la contremarche et la paroi intérieure du col, de sorte que la contremarche est en contact étanche avec la paroi intérieure 30 du col ; - l'étape de soudure est simultanée à l'étape d'emboutissage, diminuant le temps de mise en oeuvre du procédé, et donc les coûts ; - l'étape de fixation comprend une étape de collage entre la feuille et le col. Le collage constitue également un moyen adapté en termes de coûts pour obtenir une fixation adéquate due la feuille sur le col ; - l'étape d'emboutissage est accompagnée d'une étape de chauffage de la feuille, afin de faciliter la mise en forme de bouchon de la feuille ; le col du récipient est en matière thermoplastique ; le corps du récipient est en matière thermoplastique. Le corps est ainsi obtenu par exemple par un procédé de soufflage ou étirage-soufflage d'une préforme dans un moule, ou par un procédé de moulage. Selon un deuxième aspect, l'invention propose un récipient bouché obtenu par le procédé tel que présenté ci-dessus, dans lequel le col est dépourvu de filetage ou dans lequel le col est dépourvu de moyens d'encliquetage. Selon un troisième aspect, l'invention propose une utilisation du récipient bouché selon le procédé présenté ci-dessus, comprenant une étape d'ouverture dans laquelle la fixation entre la feuille et le récipient est rompue, désolidarisant la feuille du corps du récipient pour permettre son ouverture, et une étape de fermeture dans laquelle la collerette de la feuille est placée sur le bord de l'ouverture, la zone centrale bouchant l'ouverture. Pour pouvoir être exécutée, l'invention est exposée de façon suffisamment claire et complète dans la description suivante qui est, en plus, accompagnée de dessins dans lesquels : - la figure 1 est une illustration d'un récipient de type bouteille comprenant un système de bouchage conforme à l'invention, la figure 2 est une vue de dessus du système de bouchage de la figure 1, la figure 3 est une vue en coupe du système de bouchage des figures 1 et 2, les figures 4 à 8 illustrent chacune et successivement une étape d'un procédé d'obtention du récipient de la figure 1. La figure 1 illustre un récipient 1 qui s'étend selon un axe X longitudinal. Le récipient 1 est par exemple une bouteille, destinée à contenir un liquide propre à la boisson. Le récipient 1 comprend un corps 2, s'étendant entre une extrémité 3 supérieure et une extrémité 4 inférieure. Dans la description qui suit, les termes « inférieur », « supérieur », « haut », « bas » etc... sont utilisés en référence aux dessins pour une plus grande facilité de compréhension. Ils ne doivent pas être compris comme étant des limitations de la portée de l'invention. L'extrémité 3 supérieure est surmontée, dans la direction de l'axe X principal, par un col 5, de section transversale inférieure à la section transversale du corps 2. Un épaulement 6 relie le col 5 à l'extrémité 3 supérieure du corps 2. Le col 5 forme ainsi un rétrécissement sur le récipient 1. Le col 5 présente une extrémité 7 libre, ouverte, formant le bord d'une ouverture 8 (telle que référencée sur la figure 4) vers l'intérieur du récipient 1. Dans ce qui suit, les termes « intérieur », « extérieur », « dans », « dedans », etc sont utilisés par référence au récipient 1, lequel délimite un volume intérieur. L'extrémité 4 inférieure du corps 2 du récipient 1 est fermée par un fond 9. Le récipient 1 peut présenter, comme illustré sur la figure 1, une forme générale symétrique de révolution autour de l'axe X longitudinal. Cependant, une telle symétrie n'est en aucun cas nécessaire. L'ouverture 8 et son bord 7 sont par exemple de section transversale circulaire. Le récipient 1 peut être réalisé en matière thermoplastique, tel que le PET, et est formé par exemple par un procédé de moulage, de soufflage ou étirage-soufflage, à partir d'une préforme. En variante, le corps 2 du récipient est réalisé en carton ; le col 5, réalisé en matière thermoplastique, est fixé rigidement sur le corps 2. Le col 5 peut présenter une collerette 5' en saillie transversale, servant de support lors des différentes étapes de fabrication du récipient. L'ouverture 8 du col 5 est bouchée au moyen d'une feuille 10 conformée en bouchon, selon un procédé de bouchage que l'on va maintenant décrire. Par conformer, on entend ici réaliser une déformation permanente. La feuille 10 se présente initialement sous la forme d'un disque de matière mince, dont l'épaisseur est de l'ordre du millimètre ou inférieure. La feuille 10 est en matière ductile, c'est-à-dire qu'elle est destinée à se déformer plastiquement sous l'action d'une contrainte minimale sans se rompre. Par exemple, elle est en matière thermoformable, c'est-à-dire qu'elle peut être déformée plastiquement sans se rompre après avoir subi une augmentation de température. Dans une première étape, la feuille 10 est appliquée sur l'ensemble du bord 7 de l'ouverture 8 du récipient 1. La feuille 10, sous forme de disque, est centrée sur l'axe X longitudinal de manière à recouvrir totalement l'ouverture 8. Dans une deuxième étape d'emboutissage, la feuille 10 est emboutie dans l'ouverture 8. A cet effet, une matrice 11 comprend une empreinte 12 correspondant à l'ouverture 8 et au bord 7 de celle-ci. La matrice 11 est mobile en translation selon l'axe X longitudinal. En variante, c'est le récipient 1 qui est mobile en translation selon l'axe X longitudinal. Plus précisément, l'empreinte 12 de la matrice 11 est formée par deux portions. Une première portion 12a s'étend selon l'axe X longitudinal sur une distance de l'ordre du centimètre, et présente une section transversale correspondant sensiblement à la section transversale intérieure du col 5. La seconde portion 12b s'étend également selon l'axe X longitudinal, et présente une section transversale dont les dimensions sont supérieures à celles de la section transversale de l'ouverture 8. Lors de l'étape d'emboutissage, la première portion 12a de l'empreinte 12 de la matrice 11 entre en contact avec la feuille 10 et pénètre à l'intérieur du col 5 par l'ouverture 8 jusqu'à ce que la seconde portion 12b vienne en butée contre le bord 7 de l'ouverture 8 en écrasant la feuille 10 contre le bord 7. Afin de faciliter l'étape d'emboutissage, la feuille 10, alors en matière thermoformable, peut être chauffée. Le chauffage peut avoir lieu juste avant l'emboutissage ou pendant, la matrice 11 comprenant alors des moyens de chauffage à cet effet. La matrice 11, associée éventuellement à une étape de chauffage, exerce ainsi une contrainte suffisante sur la feuille 10 pour la déformer plastiquement. La feuille 10 conformée en bouchon par l'emboutissage, éventuellement refroidie, présente alors une zone 13 centrale, pénétrant à l'intérieur du récipient par l'ouverture 8 sur une distance de l'ordre du centimètre. La zone 13 centrale est entourée par une collerette 14, en appui sur le bord 7 de l'ouverture 8. La zone 13 centrale et la collerette 14 de la feuille 10 sont décalées selon l'axe X longitudinal l'une par rapport à l'autre (en d'autres termes, la collerette 14 et la zone 13 centrale sont dans des plans décalés). Ainsi, lors de la déformation, une zone 15 de jonction est créée entre la zone 13 centrale et la collerette 14 de la feuille 10. La zone de jonction constitue une contremarche 15 entre la collerette 14 et la zone 13 centrale et est avantageusement en contact avec la paroi intérieure du col 5. La zone 13 centrale présente une section transversale circulaire, adaptée à l'ouverture 8. La collerette 14 de la feuille 10 est également circulaire, limitant notamment l'encombrement au-delà du bord 7 de l'ouverture 8. Dans une troisième étape, dite de fixation, la feuille 10 emboutie est fixée sur le col 5, assurant ainsi la solidarisation de la feuille 10 sur le corps 2 du récipient 1. Selon un mode de réalisation, la fixation est réalisée par soudage entre la collerette 14 de la feuille 10 et le bord 7 de l'ouverture 8. En variante, ou en combinaison, le soudage est réalisé entre la contremarche 15 et la paroi intérieure du col 5. L'étape de soudage peut avoir lieu en même temps que l'étape d'emboutissage. A cet effet, la matrice 11 est munie de moyens de chauffage portant la feuille 10, et éventuellement le col 5, à une température suffisante pour provoquer le soudage. En variante, la fixation est réalisée par collage. A cet effet, par exemple, préalablement à l'étape d'application de la feuille 10, le bord 7 de l'ouverture 8 du col 5 est, enduit d'une couche de colle, de préférence une colle alimentaire. La pression exercée par la matrice 11 sur la feuille 10 contre le bord 7 assure la prise de la colle sur la feuille 10. L'étape de fixation assure un contact étanche entre la collerette 14 de la feuille 10 et le bord 7 et / ou entre la contremarche 15 et la paroi intérieure du col 5. Lorsque la matrice est déplacée selon l'axe X longitudinal pour s'éloigner de la feuille 10, la feuille 10 reste fixée rigidement sur le col 5. La feuille 10 forme ainsi un bouchon, empêchant le liquide de s'échapper hors du récipient, et empêchant des corps extérieurs de pénétrer dans le récipient. Afin de faciliter l'ouverture du récipient en retirant la feuille 10, celle-ci peut comprendre une portion en saillie transversale, à partir de la collerette 14 de la feuille 10, et formant zone 16 de préhension, comme visible sur les figures 1 et 2. En variante, la collerette 14 peut être de forme carrée dans laquelle l'ouverture 8 s'inscrit. Les coins de la collerette 14 s'étendant au-delà du bord 7 de l'ouverture 8 forment alors des zones de préhension. Il est entendu que la collerette 14, et la feuille 10 en général, peuvent être de forme quelconque, recouvrant l'ouverture 8. Pour ouvrir le récipient, un utilisateur saisit la zone 16 de préhension exerce un effort pour rompre la fixation entre la feuille 10 et le col 5. La feuille 10 est ainsi désolidarisée du récipient 1. Toutefois, la feuille 10 conserve sa conformation en bouchon, c'est-à-dire la zone 13 centrale, la collerette 14 et la contremarche 15. Le choix du matériau et de l'épaisseur de la feuille 10 permet d'éviter à la feuille 10 qu'elle ne se déchire lors de la rupture de la fixation. Pour refermer le récipient, la feuille 10 peut être replacée par-dessus l'ouverture 8, en insérant la zone 13 centrale dans l'ouverture 8 pour la boucher, la collerette 14 de la feuille 10 venant en appui sur le bord 7. Bien que la fixation soit rompue, la forme de la feuille 10 conformée en bouchon permet une solidarisation entre la feuille 10 et le récipient 1, limitant les risques que le contenu du récipient ne s'échappe hors du récipient ou que des corps étrangers ne pénètrent dans le récipient 1. La feuille 10 peut être en matériau souple ou rigide. Par souple, on entend ici la propriété de la feuille 10 à se déformer élastiquement sous l'effet d'une contrainte maximale déterminée dans des conditions normales d'utilisation du récipient 1. Par rigide, on entend ici la propriété de la feuille 10 à conserver sa forme sous l'action d'une contrainte maximale déterminée dans des conditions normales d'utilisation du récipient 1. Par exemple, la feuille 10 est en matière thermoplastique, ou en métal tel que l'aluminium. Le col 5 ne requiert plus de moyens spécifiques pour la réception d'un bouchon, tel qu'un filetage ou des moyens d'encliquetage. Le col 5 est d'ailleurs dépourvu de tels moyens. La feuille 10 fournit ainsi un bouchon à moindre coût, permettant de plus de refermer l'ouverture 8 du récipient 1.30 REVENDICATIONS1. Procédé de bouchage d'un récipient (1) creux, le récipient (1) comprenant un corps (2) s'étendant entre une extrémité (3) supérieure et une extrémité (4) inférieure, l'extrémité (3) supérieure étant surmontée d'un col (5) formant un rétrécissement sur le récipient (1) et définissant une ouverture (8) vers l'intérieur du récipient (1) et l'extrémité (4) inférieure comprenant un fond (9) fermant le récipient (1), le procédé de bouchage comprenant les étapes suivantes : - l'application d'une feuille (10) sur l'ensemble du bord (7) de l'ouverture (8) du récipient (1) de manière à recouvrir l'ouverture (8), - l'emboutissage de la feuille (10) dans l'ouverture (8) du col (5) du récipient (1) par une matrice (11), de sorte que la feuille (10) forme une collerette (14) en appui sur l'ensemble du bord (7) de l'ouverture (8), une zone (13) centrale entourée par la collerette (14) et se trouvant dans un plan décalé par rapport à celle-ci, et une zone de jonction entre la collerette (14) et la zone (13) centrale, la zone de jonction formant une contremarche (15) en contact avec la paroi intérieure du col (5), - la fixation de la feuille (10) emboutie sur le col (5) assurant la solidarisation de la feuille (10) sur le corps (2) du récipient (1). 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la feuille (10) est en matière thermoplastique. 3. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel la feuille (10) comprend au moins une portion s'étendant au-delà du bord de l'ouverture, de manière à former zone (16) de préhension après l'étape d'emboutissage. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel l'étape de fixation comprend une étape de soudage entre la feuille (10) et le col (5). 5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel le soudage est réalisé entre la collerette (14) et l'ensemble du bord (7) de l'ouverture (8), de sorte que lacollerette (14) de la feuille est en contact étanche avec le bord (7) de l'ouverture (8). 6. Procédé selon la revendication 4 ou la revendication 5, dans lequel le soudage est réalisé entre la contremarche (15) et la paroi intérieure du col (5), de sorte que la contremarche (15) est en contact étanche avec la paroi intérieure du col (5) 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, dans lequel l'étape de soudage est simultanée à l'étape d'emboutissage. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l'étape de fixation comprend une étape de collage entre la feuille (10) et le col (5) 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'étape d'emboutissage est accompagnée d'une étape de chauffage de la feuille (10). 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le col (5) du récipient (1) est en matière thermoplastique. 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le corps (2) du récipient (1) est en matière thermoplastique. 12. Récipient (1) bouché obtenu par le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le col (5) est dépourvu de filetage. 13. Récipient (1) bouché obtenu par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, dans lequel le col (5) est dépourvu de moyens 30 d'encliquetage. 14. Utilisation d'un récipient (1) bouché selon l'une des revendications 1 à 11, comprenant une étape d'ouverture dans laquelle la fixation entre la feuille (10) et le récipient (1) est rompue, désolidarisant la feuille (10) du corps du récipient (1) 35 pour permettre son ouverture, et une étape de fermeture dans laquelle la collerette (14) de la feuille est placée sur le bord (7) de l'ouverture (8), la zone (13) centrale bouchant l'ouverture (8).