Brevet FR3074482A1 — publié le 20190607

Recipient a fond petaloIde L'invention concerne le domaine des recipients, notamment bouteilles ou pots, fabriques par soufflage ou etirage soufflage a partir 5 d'ebauches (preformes ou recipients intermediaires) en matiere plastique telle que du polyterephtalate d'ethylene (PET). Un recipient comprend generalement un col ouvert, par lequel on remplit ou on vide celui-ci, un corps, qui confere au recipient son volume, et un fond qui ferme le corps a ('oppose du col et forme un 10 socle destine a assurer la tenue et le maintien du recipient lorsqu'il repose sur un support tel qu'une table. Certains contenus, typiquement les boissons carbonatees, generent dans les recipients bouches des pressions relatives elevees, qui atteignent ou depassent couramment deux bars et demi. 15 Pour accueillir ce type de contenu, it est courant de munir les recipients de fonds petaloIdes, qui comprennent des pieds en saillie, en forme de Wales, separes par des portions de paroi convexe appelees creux ou vallees, qui s'etendent radialement depuis une zone centrale du fond. Les pieds sont destines a assurer le maintien stable du 20 recipient sur un support, tandis que les vallees sont destinees a absorber les efforts (thermiques et/ou mecaniques) exerces par le contenu. Un fond petaloIde, dont un exemple est propose dans la demande de brevet europeen EP3059175 (Sidel), est par construction plus 25 resistant aux deformations qu'un fond ordinaire. Cependant, les conditions, notamment de temperature et d'humidite, auxquelles sont soumis certains recipients, amenent parfois la matiere au-dela de sa limite d'elasticite, voire meme jusqu'au point de rupture. On rencontre de telles conditions notamment dans certains pays chauds. 30 Ainsi, le stockage d'un recipient en plein soleil dilate le contenu et augmente sensiblement la pression relative a l'interieur du recipient, jusqu'a atteindre ou depasser quatre, voire cinq bars. En outre, soumis a une atmosphere fres chaude et humide (que Ion rencontre dans les pays tropicaux), le PET subit une reprise 35 d'humidite importante qui diminue sa stabilite dimensionnelle. Cela explique ('apparition de fissures dans le fond, au point que certains recipients se mettent parfois a fuir. 2 Une solution qui parait evidente pour augmenter la resistance d'un fond petaloIde est d'augmenter son epaisseur, c'est-a-dire la quantite de matiere employee pour sa fabrication. Cependant on se heurte a deux difficultes. La premiere difficulte est la necessite, pour des raisons economiques et environnementales, de maintenir la quantite de matiere a un niveau raisonnable (il est merne demande aux fabricants de ne pas augmenter la quantite de matiere, voire de la diminuer). La seconde difficulte est que ('augmentation de l'epaisseur du fond modifie ses conditions de formage et necessite, pour obtenir une bonne prise d'empreinte, d'augmenter la pression de soufflage du recipient. Un objectif de la presente invention est par consequent de proposer un recipient a fond petaloIde dont la forme le rende plus performant mecaniquement, et plus precisement plus resistant aux deformations lorsqu'il est soumis a des conditions de temperature et/ou d'humidite elevee. A cet effet, il est propose un recipient en matiere plastique comprenant un corps et un fond petaloIde qui se raccorde au corps par une peripherie, le fond ayant un axe central de symetrie et comprenant : un dome central qui fait saillie vers l'interieur du recipient, delimite par un bord externe circulaire qui s'etend a une distance R1 de l'axe central ; une serie de pieds en saillie vers l'exterieur du recipient, qui rayonnent chacun a partir du dome central et presentent chacun un sommet eloigne radialement du dome central et un chemin de crete qui s'etend du bord externe du dome central jusqu'au sommet ; une serie de vallees formees chacune en creux entre deux pieds successifs, chaque vallee rayonnant a partir d'une extremite interne jusqu'a la peripherie ; ce recipient etant caracterise en ce que : chaque chemin de crete presente : - une section interne, qui s'etend du bord externe du dome jusqu'a une jonction qui s'etend a une distance R2 de l'axe central, cette section interne ayant, dans un plan radial median du pied, une premiere cambrure ; 3 - une section externe qui s'etend a partir de la jonction dans le prolongement tangent de la section interne et jusqu'au sommet, cette section externe ayant, dans le plan radial median du pied, une deuxierne cambrure superieure a la 5 premiere cambrure ; les distances R1 et R2 sont dans un rapport tel que : 45% R1/R2 60% Une telle structure confere au fond une resistance, notamment thermo-mecanique, plus elevee que celle des fonds petaloIdes connus, 10 et rend, a quantite de matiere equivalente, le fond plus resistant aux conditions de temperature et/ou d'humidite elevee, rencontrees notamment dans les pays tropicaux. Diverses caracteristiques supplementaires peuvent etre prevues, seules ou en combinaison. Ainsi, par exemple : 15 Le rapport R1/R2 peut etre compris entre 45% et 55%. Le recipient ayant une capacite volumique de 1,5 I, le rapport R1/R2 est d'environ 50%. Le sommet de chaque pied s'etend a une distance R3 de l'axe central et les distances R1 et R3 sont dans un rapport tel que : 20 25% R1/R3 35% Pour un recipient ayant une capacite volumique de 1,5 I, les distances R1 et R3 sont avantageusement dans un rapport R1/R3 d'environ 27%. L'extremite interne de chaque vallee est espacee du bord externe 25 du dome central, d'une distance E. Cette distance E et les distances R1 et R2 sont avantageusement dans une relation telle que 45% E/(R2-R1) 55%, avec de preference E/(R2-R1) a- 50%. Le fond presente un conge de raccordement entre l'extremite 30 interne de chaque vallee et le bord externe du dome central. A la jonction entre la section interne et la section externe, le chemin de crete presente une largeur L1, et a distance R2 de l'axe central la vallee presente une largeur L2 telle que 60% L1/L2 210%. 4 Pour un recipient ayant une capacite volumique de 1,5 I, les largeurs Ll et L2 sont de preference egales ou sensiblement egales. A distance R2 de l'axe central, un point median du chemin de crete 5 et un point median de la vallee sont espaces, d'une part, axialement, d'une distance H et d'autre part, dans un plan transversal perpendiculaire a l'axe central, d'une distance G, telles que 20% H/G 30%. Pour un recipient ayant une capacite volumique de 1,5 I, les 10 distances H et G sont avantageusement dans un rapport H/G d'environ 25%. La section externe du chemin de crete est de preference droite, et forme avec un plan transversal perpendiculaire a l'axe central un angle compris entre 21° et 24°, et par ex. d'environ 22,5°. 15 D'autres objets et avantages de ('invention apparaitront a la lumiere de la description d'un mode de realisation, faite ci-apres en reference aux dessins annexes dans lesquels : La FIG.1 est une vue en perspective, par-dessous, d'un recipient pourvu d'un fond petaloIde ; 20 - La FIG.2 est une vue de detail, en perspective, montrant le fond a plus grande echelle ; La FIG.3 est une vue en plan du fond du recipient ; La FIG.4 est un vue en coupe du fond de la FIG.3, selon le plan de coupe IV-IV ; 25 - La FIG.5 est une vue de detail, a plus grande echelle, du fond de la FIG.3, prise dans le medaillon V ; La FIG.6 est une vue de detail en coupe du fond faite dans un plan radial median d'un pied ; La FIG.7 est une vue de detail en coupe du fond faite dans un plan 30 radial median d'une vallee. Sur la FIG.1 est represents, en perspective par-dessous, un recipient 1 en matiere plastique (il s'agit en ('occurrence d'une bouteille). Le recipient 1 est obtenu par formage (soufflage ou etirage soufflage) a partir d'une preforme en polymere thermoplastique, par ex. 35 en polyterephtalate d'ethylene (PET). Avant le formage, la preforme est prealablement chauffee pour que la matiere atteigne une temperature 5 superieure a sa temperature de transition vitreuse (laquelle est d'environ 80°C dans le cas du PET). Le recipient 1 s'etend selon un axe X central. II comprend une paroi laterale appelee corps 2, et un fond 3 petaloIde qui ferme le 5 recipient 1 a une extremite inferieure du corps 2. Le fond 3 presente une peripherie 4 par laquelle il se raccorde au corps 2. Le fond 3 presente un axe central de symetrie qui, dans Ia configuration presentee, est confondu avec l'axe X central du recipient 1. 10 Le fond 3 comprend, en premier lieu, un dome 5 central qui fait saillie vers l'interieur du recipient 1. Dans l'exemple illustre, le dome 5 se presente sous forme d'une calotte torique ou hem ispherique, dont Ia concavite est tournee vers l'exterieur du recipient 1. Au centre du dome 5 s'etend, en saillie axiale vers l'exterieur du 15 recipient 1, une pastille 6 venue d'injection, dont Ia matiere est demeuree sensiblement amorphe au cours du formage du recipient 1. Le dome 5 a notamment pour fonction d'etirer Ia matiere au centre du fond 3, de facon a en accroitre Ia cristallinite et donc Ia resistance mecanique. 20 Le dome 5 est delimite par un bord 7 externe circulaire qui s'etend a une distance R1 de l'axe X central. On note par ailleurs D1 le diametre du bord 7 externe circulaire (FIG.4). D1 est tel que D1 = 2.R1. Le fond 3 comprend, en deuxierne lieu, une serie de pieds 8 en saillie vers l'exterieur du recipient 1, qui rayonnent a partir du dome 5 25 central. Chaque pied 8 presente un sommet 9, qui est sa partie Ia plus saillante. Chaque pied 8 est borde lateralement, de part et d'autre, par une paire de flancs 10 de forme sensiblement triangulaire. Ensemble, les sommets 9 s'etendent dans un plan P commun, 30 appele plan de pose, par lequel le recipient 1 peut reposer sur une surface plane (par exemple une table). Chaque pied 8 presente une facette appelee chemin 11 de crete, qui s'etend radialement, en pente, depuis le bord 7 externe du dome 5 central jusqu'au sommet 9. 35 Chaque chemin 11 de crete presente, de l'interieur (c'est-a-dire du cote de l'axe X central) vers l'exterieur (c'est-a-dire du cote de Ia 6 peripherie 4), deux sections successives, a savoir une section 12 interne et une section 13 externe, qui se raccordent a une jonction 14. La jonction 14 s'etend a une distance R2 de l'axe X central. On note par ailleurs D2 le diametre du cercle joignant les jonctions 14 5 (FIG.4). D2 est tel que D2 = 2-R2. La section 12 interne s'etend du bord 7 externe du dome 5 jusqu'a la jonction 14 avec la section 13 externe. La section 12 interne presente, dans un plan radial median du pied (correspondant au plan de coupe de la FIG.4 et de la FIG.6), une premiere cambrure Cl. Si la 10 section 12 interne est a contour circulaire (lorsque vue en coupe dans le plan radial median), la premiere cambrure Cl correspond au rayon de courbure de la section 12 interne. Sinon, la premiere cambrure Cl peut etre consideree comme etant la moyenne de la courbure de la section 12 interne, mesuree dans le plan radial median. 15 La section 13 externe s'etend a partir de la jonction 14 avec la section 12 interne, dans le prolongement tangent de celle-ci, et jusqu'au sommet 9 du pied 8. La section 13 externe presente, dans le plan radial median du pied 8 (correspondant au plan de coupe de la FIG.4 et de la FIG.6), une 20 deuxieme cambrure C2. Si la section 13 interne est a contour circulaire (lorsque vue en coupe dans le plan radial median), la deuxieme cambrure C2 correspond au rayon de courbure de la section 13 interne. Sinon, la deuxieme cambrure C2 peut etre consideree comme etant la moyenne de la courbure de la section 13 externe mesuree dans le plan 25 radial median. La deuxieme cambrure C2 est superieure a la premiere cambrure Cl : C2 C1. Selon un mode prefere de realisation illustre sur la FIG.4 et sur la FIG.6, la section 13 externe est droite - c'est-a-dire que la deuxieme 30 cambrure C2 est infinie. Dans ce cas, la section externe forme avantageusement, avec tout plan transversal perpendiculaire a l'axe X central, un angle A compris entre 21° et 24°, et de preference d'envion 22,5° (FIG.4). La position de la jonction 14 entre la section 12 interne et la 35 section 13 interne est en lien de dependance avec la taille du dome 5. Plus precisement, les distances R1 et R2 sont dans un rapport tel que : 7 45% R1/R2 60% Selon un mode prefere de realisation, le rapport R1/R2 est plutot compris entre 45% et 55%. Pour un recipient 1 d'une capacite volumique de 1,5 I, le rapport 5 R1/R2 est d'environ 50%. On note R3 la distance de chaque sommet 9 a l'axe X central. On note par ailleurs D3 le diametre du cercle inscrit au polygone joignant les sommets 9 (FIG.4). D3 est tel que D3 = 2-R3. On peut noter que les sommets 9 sont situes radialement en retrait 10 par rapport a la peripherie 4 du fond 3. En d'autres termes, le diametre D3 est inferieur au diametre hors tout du fond 3 (qui, dans l'exemple illustre, correspond au diametre hors tout du recipient 1). Les distances R1 et R3 sont avantageusement dans un rapport tel que 25% R1/R3 35% 15 Pour un recipient 1 ayant une capacite volumique de 1,5 I, les distances R1 et R3 sont de preference dans un rapport R1/R3 d'environ 27%. Le fond 3 comprend, en troisierne lieu, une serie de vallees 15 formees chacune en creux entre deux pieds 8 successifs. Chaque 20 vallee 15 est reliee a chacun des flancs 10 qui la bordent par un conge 16 de raccordement. Chaque vallee 15 rayonne a partir d'une extremite 17 interne jusqu'a la peripherie 4 du fond 3. Comme illustre notamment sur la FIG.5, ('extremite 17 interne de 25 chaque vallee 15 est espacee du bord 7 externe du dome 5 central d'une distance E. Selon un mode prefere de realisation illustre sur la FIG.5, la vallee 15 apparait arrondie a son extremite 17 interne, lorsque le fond est vu de dessous. La distance E de ('extremite 17 interne de chaque vallee 15 au 30 bord 7 externe du dome 5 central et les distance R1 et R2 sont avantageusement dans une relation telle que : 45% E/(R2-R1) 55% Selon un mode prefere de realisation, la distance E de ('extremite 17 interne de chaque vallee 15 au bord 7 externe du dome 5 central et 35 les distances R1 et R2 sont dans une relation telle que : E/(R2-R1) - 50% 8 Comme on le voit sur la FIG.7, le fond 3 presente un conge 18 de raccordement entre l'extremite 17 interne de chaque vallee 15 et le bord 7 externe du dome 5 central. Ce conge 18 de raccordement appartient a une zone 19 de raccordement plus vaste, en forme de 5 croissant lorsque vue de dessous (c'est-a-dire dans le plan de la FIG.5), qui assure une jonction douce : radialement, entre la vallee 15 (du cote de son extremite 17 interne) et le bord 7 externe du dome 5 central ; lateralement, entre la vallee 15 et la section 12 interne de chaque 10 chemin 11 de crete. A la jonction entre la section 12 interne et la section 13 externe (c'est-a-dire a distance R2 de l'axe X central), chaque chemin 11 de crete presente une largeur L1. Par ailleurs, a distance R2 de l'axe X central, chaque vallee 15 15 presente avantageusement une largeur L2 telle que 60% L1/L2 21 0%. La valeur du rapport L1/L2 peut notamment dependre de la capacite volumique (et donc du diametre hors tout) du recipient 1. Ainsi, pour un recipient 1 ayant une capacite volumique de 1,5 I, les 20 largeurs L1 et L2 sont avantageusement egales (c'est-a-dire que l'ecart entre L1 et L2 est inferieur a 5%) ou sensiblement egales (c'est-a-dire que l'ecart entre L1 et L2 est compris entre 5% et 10%). On note (cf. FIG.4 et FIG.5) : M1 le point (geometrique) median du chemin 11 de crete, situe a 25 distance R2 de l'axe X central (en d'autres termes, le point M1 est le centre du segment formant la jonction 14 entre la section 12 interne et la section 13 externe du chemin 11 de crete ; M2 le point median de la vallee 15, situe a distance R2 de l'axe X central ; 30 - H la distance, mesuree axialement, entre les points M1 et M2 (et plus exactement entre les plans transversaux perpendiculaires a l'axe X central et passant respectivement par le point M1 et par le point M2) ; G la distance separant M1 et M2 dans un plan transversal 35 perpendiculaire a l'axe X (et plus precisement la distance separant 9 les projections axiales de M1 et M2 dans un tel plan, qui correspond par ex. au plan de la FIG.5). Les distances H et G sont avantageusement dans un rapport H/G tel que 20% H/G 30%. 5 Pour un recipient 1 ayant une capacite volumique de 1,5 I, les distances H et G sont de preference dans un rapport H/G d'environ 25%. Ainsi structure, le fond 3 presente une resistance thermomecanique plus elevee qu'un fond petaloIde courant, a quantite de 10 matiere equivalente. Plus precisement, des essais ont demontre que le fond 3 est plus resistant aux conditions de temperature et/ou d'humidite elevee. Ces performances proviennent, notamment, de la douceur des galbes du fond 3, qui assure une bonne repartition des efforts et 15 minimise la concentration des contraintes dans une (ou plusieurs) zone(s) localisee(s). Cette douceur resulte notamment de la localisation de la jonction 14 entre la section 12 interne et la section 13 externe du chemin 11 de crete des pieds 8, caracterisee par le rapport R1/R2. La presence du dome 5 est ici necessaire a la rigidite structurelle 20 du fond 3. Si la jonction 14 etait trop proche du bord 7 externe de celui- ci, la transition entre la section 12 interne du chemin 11 de crete et le dome serait trop brutale et on noterait alors l'apparition d'une concentration de contraintes sur la section 12 interne. Si au contraire la jonction 14 etait trop proche du pied 8, le fond 3 serait d'une hauteur 25 trop faible et offrirait une resistance mecanique insuffisante. La distance E d'espacement entre les vallees 15 et le dome 5 permet egalement, via le conge 18 de raccordement, d'assurer une transition douce entre eux. Rapprocher l'extremite 17 interne des vallees 15 du dome 5 diminuerait le rayon du conge 18 de raccordement 30 et augmenterait la concentration des contraintes sur celui-ci. A ('extreme, faire deboucher les vallees sur le dome central provoquerait l'apparition d'un pic de contraintes a la jonction entre les vallees et le dome. Le rapport H/G, assez faible, et le rapport L1/L2, au contraire 35 assez eleve, contribuent egalement (quoiqu'indirectement et de maniere secondaire), a la douceur des galbes du fond 3 et donc a la repartition des efforts sur celui-ci. 10 On constate merne que, lorsque le recipient 1 rempli et bouche est soumis a des conditions de temperature (superieure a 40°) et/ou d'humidite (superieure a 50%) elevee, le fond 3 se deploie legerement (c'est-a-dire que le diametre D3 s'elargit quelque peu) et de maniere 5 uniforme. II en resulte une augmentation de I'assise du recipient 1, REVENDICATIONS1. Recipient (1) en matiere plastique comprenant un corps (2) et un fond (3) petaloIde qui se raccorde au corps (2) par une peripherie (4), le fond (3) ayant un axe (X) central de symetrie et comprenant : un dome (5) central qui fait saillie vers l'interieur du recipient (1), delimite par un bord (7) externe circulaire qui s'etend a une distance R1 de l'axe (X) central ; une serie de pieds (8) en saillie vers l'exterieur du recipient (1), qui rayonnent a partir du dome (5) central et presentent chacun un sommet (9) eloigne radialement du dome central et un chemin (11) de crete qui s'etend du bord (7) externe du dome (5) central jusqu'au sommet (9) ; une serie de vallees (15) formees chacune en creux entre deux pieds (8) successifs, chaque vallee (15) rayonnant a partir d'une extremite (17) interne jusqu'a la peripherie (4) ; caracterise en ce que : chaque chemin (11) de crete presente : - une section (12) interne, qui s'etend du bord (7) externe du dome (5) jusqu'a une jonction (14) qui s'etend a une distance R2 de l'axe (X) central, cette section (12) interne ayant, dans un plan radial median du pied (8), une premiere cambrure (C1) ; - une section (13) externe qui s'etend a partir de la jonction (14) dans le prolongement tangent de la section (12) interne et jusqu'au sommet (9), cette section (13) externe ayant, dans le plan radial median du pied (8), une deuxierne cambrure (C2) superieure a la premiere cambrure (C1) ; les distances R1 et R2 sont dans un rapport tel que : 45% R1/R2 60% 2. Recipient (1) selon la revendication 1, caracterise en ce que le rapport R1/R2 est compris entre 45% et 55%. 3. Recipient (1) selon la revendication 2, caracterise en ce que, le recipient (1) ayant une capacite volumique de 1,5 I, le rapport R1/R2 est d'environ 50%. 12 4. Recipient (1) selon l'une des revendications precedentes, caracterise en ce que : le sommet (9) de chaque pied (8) s'etend a une distance R3 de l'axe (X) central ; 5 les distances R1 et R3 sont dans un rapport tel que : 25% R1/R3 35% 5. Recipient (1) selon la revendication 4, caracterise en ce que, le recipient (1) ayant une capacite volumique de 1,5 I, les distances R1 et R3 sont dans un rapport R1/R3 d'environ 27%. 10 6. Recipient (1) selon l'une des revendications precedentes, caracterise en ce que l'extremite (17) interne de chaque vallee (15) est espacee du bord (7) externe du dome (5) central d'une distance E. 7. Recipient (1) selon la revendication 6, caracterise en ce que la distance E de l'extremite (17) interne de chaque vallee (15) et les 15 distance R1 et R2 sont dans une relation telle que : 45% E/(R2-R1) 55% 8. Recipient (1) selon la revendication 7, caracterise en ce que la distance E de l'extremite (17) interne de chaque vallee (15) au bord (7) externe du dome (5) central et les distance R1 et R2 sont dans une 20 relation telle que : E/(R2-R1) - 50% 9. Recipient (1) selon l'une des revendications precedentes, caracterise en ce que le fond (3) presente un conge (18) de raccordement entre l'extremite (17) interne de chaque vallee (15) et le 25 bord (7) externe du dome (5) central. 10. Recipient (1) selon l'une des revendications precedentes, caracterise en ce que : a la jonction (14) entre la section (12) interne et la section (13) externe, le chemin (11) de crete presente une largeur L1 ; 30 - a distance R2 de l'axe (X) central, la vallee (15) presente une largeur L2 telle que : 60% L1/L2 210% 11. Recipient (1) selon la revendication 10, caracterise en ce que, le recipient (1) ayant une capacite volumique de 1,5 I, les largeurs L1 35 et L2 sont egales ou sensiblement egales. 13 12. Recipient (1) selon l'une des revendications precedentes, caracterise en ce que, a distance R2 de l'axe (X) central, un point (M1) median du chemin (11) de crete et un point (M2) median de la vallee (15) sont espaces, d'une part, axialement, d'une distance H et d'autre 5 part, dans un plan transversal perpendiculaire a l'axe (X) central, d'une distance G, telles que : 20% H/G 30% 13. Recipient (1) selon la revendication 12, caracterise en ce que, le recipient (1) ayant une capacite volumique de 1,5 I, les distances H 10 et G sont dans un rapport H/G d'environ 25%. 14. Recipient (1) selon l'une des revendications precedentes, caracterise en ce que la section (13) externe du chemin (11) de crete est droite, et forme avec un plan transversal perpendiculaire a l'axe (X) central un angle (A) compris entre 21° et 24°. 15 15. Recipient (1) selon la revendication 14, caracterise en ce que ('angle (A) est de 22,5° environ.