Brevet FR3124497A1 — publié le 20221230

Bouchon pour boucher une bouteille, comprenant deux faces opposées et une surface latérale de sorte à pouvoir être inséré en force dans le col de la bouteille, et dans lequel est ménagé au moins un canal (2) percé entre les deux faces opposées du bouchon (1), de sorte à mettre en communication l’intérieur et l’extérieur de la bouteille. Le au moins un canal (2) est rempli d’un matériau imperméable aux liquides, présentant une perméabilité aux gaz supérieure à celle du bouchon (1) de sorte à contrôler la quantité de gaz circulant à travers le bouchon. Figure pour l’abrégé : Fig 1 Bouchon présentant un contrôle de la perméabilité aux gaz et procédé de fabrication correspondant L’invention a pour domaine technique les bouchons en liège, et plus particulièrement, de tels bouchons permettant de contrôler les échanges de gaz entre une bouteille et son environnement. Techniques antérieures Le liège est un matériau naturel, imperméable et léger, qui provient de l'écorce de certaines espèces de chênes, telles que les chênes-lièges, qui se trouvent typiquement dans les pays du pourtour méditerranéen, en Europe et en Afrique du Nord. Le liège trouve notamment son utilisation dans la fabrication de bouchons, qui servent à boucher des récipients tels que des bouteilles contenant des liquides destinés à l’alimentation, en particulier, du vin tranquille ou effervescent, de spiritueux ou d’autres boissons. Les bouchons sont produits soit par tubage de planches de liège, soit par reconstitution en utilisant du liège broyé et tamisé avec des polymères. Le liège est un matériau élastique, résilient, comprimable, imperméable aux liquides et présentant un fort coefficient de friction. Sa structure offre une perméabilité aux gaz permettant l’échange d’oxygène utile à la maturation du produit en bouteille. La structure des bouchons en liège issue de tubage, est toutefois très hétérogène entraînant la variabilité du passage d’oxygène. Les bouchons micro-agglomérés présentent des structures beaucoup plus homogènes que les bouchons naturels tubés qui limitent leurs perméabilités à des valeurs basses. Aujourd’hui, par la formulation de ces bouchons, il n’est pas possible d’augmenter les valeurs de perméabilité aux gaz sans augmenter l’hétérogénéité. De ce fait, il n’existe pas de bouchon ayant une perméabilité aux gaz plus élevée et contrôlée avec une faible variabilité d’un bouchon à un autre. Il existe donc un besoin pour un bouchon en liège présentant une plus faible variabilité de perméabilité aux gaz d’un bouchon à l’autre que les bouchons micro-agglomérés ou que les bouchons en liège directement produits par tubage. Il existe également un besoin pour un contrôle plus fin de la perméabilité aux gaz par rapport aux perméabilités accessibles aujourd’hui. Il existe également un besoin pour un procédé de fabrication de bouchons en liège permettant l’obtention de bouchons en liège présentant une perméabilité choisie dans une gamme de valeur prédéfinie et présentant une faible variabilité de la perméabilité d’un bouchon à l’autre. L’invention a pour objet un bouchon pour boucher une bouteille, comprenant deux faces opposées et une surface latérale de sorte à pouvoir être inséré en force dans le col de la bouteille, et dans lequel est ménagé au moins un canal percé entre les deux faces opposées du bouchon, de sorte à mettre en communication l’intérieur et l’extérieur de la bouteille. Le au moins un canal est rempli d’un matériau imperméable aux liquides, présentant une perméabilité aux gaz supérieure à celle du bouchon de sorte à contrôler la quantité de gaz circulant à travers le bouchon. Le ratio entre le volume des canaux et le volume du bouchon, la perméabilité du bouchon et la perméabilité du matériau remplissant le au moins un canal peuvent définir la quantité de gaz circulant à travers le bouchon. Un canal peut présenter un diamètre compris entre 0,5mm et 6mm. Le bouchon peut comprendre entre un et quinze canaux. Le bouchon peut présenter une perméabilité contrôlée à l’oxygène et/ou au dioxyde de carbone. Le matériau remplissant le au moins un canal peut être de type élastomère à base silicone réticulable. Un autre objet de l’invention est un procédé de fabrication d’un bouchon tel que décrit ci-dessus, comprenant les étapes suivantes : • on réalise au moins un canal dans un bouchon, • on remplit ledit au moins un canal par un élastomère réticulable sous forme liquide, l’élastomère réticulable étant imperméable aux liquides et présentant une perméabilité à l’oxygène supérieure à celle du bouchon usiné et • on maintient le bouchon dans des conditions de températures et de pression permettant la réticulation de l’élastomère. Un canal peut être réalisé par perçage mécanique avec une mèche ou par perçage laser ou par jet d’eau à haute pression. On peut nettoyer chaque canal avant remplissage par une circulation de liquide, d’air comprimé ou de gaz neutre. On peut préparer l’élastomère à l’aide d’un système de dosage/injection incluant si nécessaire un mélange statique ou dynamique, notamment d’un mélangeur planétaire par un enchainement d’étapes de mélange et de dégazage. Pour maintenir le bouchon dans des conditions de températures et de pression permettant la réticulation de l’élastomère, on peut le placer sur une plaque chauffante de sorte qu’une extrémité du bouchon soit au contact de la plaque chauffante, afin d’éviter le fluage de l’élastomère. Pour maintenir le bouchon dans des conditions de température, d’humidité et de pression permettant la réticulation de l’élastomère, on peut le placer dans une étuve pendant une durée prédéterminée, notamment entre un et deux jours. L’élastomère peut présenter une aptitude alimentaire. D’autres buts, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : illustre les principaux éléments d’un bouchon selon l’invention, illustre l’évolution de la quantité d’oxygène cumulée et mesurée au cours du temps en fonction du nombre de canaux, pour des bouchons munis de deux à six canaux de 1mm de diamètre, illustre l’évolution de la quantité d’oxygène cumulée et mesurée au cours du temps en fonction du nombre de canaux, pour des bouchons munis de trois et six canaux de 1,5mm de diamètre, illustre l’évolution de la quantité d’oxygène cumulée et mesurée au cours du temps en fonction du nombre de canaux, pour des bouchons munis de un à trois canaux de 2mm de diamètre, illustre la quantité d’oxygène cumulée et mesurée en fonction du volume de silicone injecté pour différents échantillons à 182 jours, et illustre les principales étapes d’un procédé de fabrication selon l’invention. Exemples Afin d’obtenir un bouchon à perméabilité aux gaz déterminée et présentant une faible variabilité de la perméabilité d’un bouchon à l’autre, les inventeurs ont eu l’idée d’élever la perméabilité d’un bouchon présentant une très faible perméabilité (inférieure à 0,84mg d’O2 à 180j) et une très bonne durée de vie jusqu’aux niveaux recherchés sans modifier ses propriétés physiques. La illustre un tel bouchon 1 dans lequel, au moins un canal 2 est ménagé axialement et rempli d’un matériau de perméabilité aux gaz supérieure à celle du bouchon. La illustre un bouchon avec un canal. Néanmoins, un plus grand nombre de canaux peut être réalisé. Dans la description suivante, l’oxygène est pris comme exemple. Néanmoins, d’autres gaz peuvent être considérés comme, par exemple, le dioxyde de carbone dans le cas des vins pétillants. De même, la description suivante est donnée dans le cas d’un élastomère utilisé comme matériau remplissant les canaux. Néanmoins, d’autres matériaux peuvent être employés dès lors qu’ils présentent des propriétés mécaniques compatibles en termes de compressibilité et de tenue mécanique ainsi que de capacité de transition irréversible d’un état liquide à un état solide. La perméabilité obtenue dépend de la quantité d’élastomère injecté dans des canaux. Une quantité donnée d’élastomère injecté peut correspondre à des combinaisons de nombres et de diamètres de canaux différents. Les figures 2 à 4 montrent l’évolution de la quantité d’oxygène cumulée et mesurée au cours du temps en fonction du nombre de canaux, pour un diamètre de canal donné ainsi que l’évolution de la quantité d’oxygène cumulée et mesurée au cours du temps pour un échantillon témoin dépourvu de canal. La illustre de tels essais pour des bouchons munis de deux à six canaux de 1mm de diamètre, la pour des bouchons munis de trois et six canaux de 1,5mm de diamètre et la pour des bouchons munis de un à trois canaux de 2mm de diamètre. La illustre la quantité d’oxygène cumulée et mesurée en fonction du volume de silicone injecté pour chacun des échantillons illustrés sur les figures 2 à 4, à une même date, soit 182j. Le nombre et la taille des canaux sont alors choisis de sorte à définir un volume de silicone inséré. En fonction de ce volume, on obtient des perméabilités différentes. Néanmoins, la variabilité de la perméabilité demeure restreinte comme illustré. La illustre un procédé de fabrication de bouchon selon l’invention. Au cours d’une première étape 11, on fabrique un bouchon par mélange de granulé de liège, de liant, typiquement un liant polyuréthane, et d’autres ingrédients tels que des microsphères, ou des cires puis par moulage individuel. La granulométrie du liège et la nature du liant sont choisies afin d’obtenir un bouchon en liège présentant une perméabilité basse, précise et maitrisée. Au cours d’une deuxième étape 12, on réalise neuf canaux d’un diamètre prédéfini, notamment de 1mm, dans la direction axiale d’un bouchon usiné par perçage mécanique. Au cours d’une troisième étape 13, on nettoie chaque canal de sorte à extraire les copeaux et la poussière de liège restants après perçage des canaux. Le nettoyage est réalisé par injection d’air comprimé. Au cours d’une quatrième étape 14, on prépare un élastomère imperméable aux liquides, présentant une aptitude au contact alimentaire destiné au remplissage des canaux. Ce matériau est notamment un composé élastomère thermo-réticulable. Un tel matériau est liquide avant réticulation ce qui facilite l’insertion dans les canaux. Les caractéristiques mécaniques de l’élastomère obtenu sont sensiblement proches de celles du liège de sorte que les canaux remplis sont compatibles avec la tenue mécanique attendue lors de l’embouteillage et de la vie d’un bouchon. Un tel composé élastomère est en particulier, un élastomère bi-composant, thermo-réticulable présentant une viscosité de 800 mPa.s. D’autres composés élastomères peuvent être employés, notamment un élastomère mono-composant ou bi-composant, et réticulant au contact de l’humidité ambiante, ou par apport thermique. Dans ce cas particulier de mise en œuvre l’élastomère est un composé bi-composant Dans un mode de réalisation spécifique, on ajoute au mélange des deux composés de l’élastomère un pigment afin de teinter le matériau obtenu après réticulation. L’utilisation d’un pigment permet à l’élastomère de présenter la même teinte que le liège afin de masquer les canaux remplis. Le mélange est réalisé dans un mélangeur planétaire puis dégazé. On remplit ensuite chaque canal avec l’élastomère décrit précédemment. Le remplissage est réalisé sous forme liquide, notamment par l’intermédiaire d’une seringue. Au cours d’une cinquième étape 15, on réalise une réticulation rapide du composé élastomère. Dans le mode de réalisation décrit ici, la réticulation est thermiquement activée et réalisée sur une plaque chauffante, une des faces d’extrémité du bouchon étant au contact de la plaque chauffante. Pour l’élastomère utilisé ici, la plaque chauffante est portée à 80°C. Cette étape est optionnelle, et permet d’éviter un fluage de l’élastomère lors de la réticulation en profondeur. Au cours d’une sixième étape 16, on réalise une réticulation en profondeur du composé élastomère. Dans le mode de réalisation décrit ici, la réticulation en profondeur est réalisée en plaçant le bouchon dans une enceinte thermorégulée. Au cours d’une septième étape 17, on retire l’éventuel excédent d’élastomère des faces du bouchon de sorte à obtenir des faces planes. Un procédé de fabrication alternatif comprend une première étape 11a au cours de laquelle le bouchon usiné est plus long que le bouchon commercialisé. Les étapes de la deuxième étape 12 à la sixième étape 16 sont similaires à celles présentées ci-dessus. Au cours d’une septième étape 17a différente de la septième étape 17 décrite ci-dessus, on recoupe le bouchon à la longueur d’un bouchon commercialisé. Les deux faces d’extrémité sont retaillées. Dans tous les cas, les septièmes étapes permettent d’obtenir des bouchons présentant des faces lisses, conformément à ce qui est attendu d’un bouchon de bouteille. Au cours d’une huitième étape 18, on termine la fabrication du bouchon en réalisant l’étape de satinage. Bouchon à perméabilité contrôlée pour boucher une bouteille, comprenant deux faces opposées et une surface latérale de sorte à pouvoir être inséré en force dans le col de la bouteille, et dans lequel est ménagé au moins un canal (2) percé entre les deux faces opposées du bouchon microaggloméré, de sorte à mettre en communication l’intérieur et l’extérieur de la bouteille, caractérisé par le fait que le au moins un canal (2) est rempli d’un matériau imperméable aux liquides, présentant une perméabilité aux gaz supérieure à celle du bouchon microaggloméré de sorte à contrôler la quantité de gaz circulant à travers le bouchon à perméabilité contrôlée. Bouchon à perméabilité contrôlée selon la revendication 1, dans lequel le ratio entre le volume des canaux et le volume du bouchon microaggloméré, la perméabilité du bouchon microaggloméré et la perméabilité du matériau remplissant le au moins un canal définissent la quantité de gaz circulant à travers le bouchon. Bouchon à perméabilité contrôlée selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2, dans lequel un canal présente un diamètre compris entre 0,5mm et 6mm. Bouchon à perméabilité contrôlée selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, comprenant entre un et quinze canaux. Bouchon à perméabilité contrôlée selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel les gaz sont l’oxygène et/ou le dioxyde de carbone. Bouchon à perméabilité contrôlée selon la revendication 5, dans lequel le matériau remplissant le au moins un canal est de type élastomère à base silicone réticulable. Procédé de fabrication d’un bouchon à perméabilité contrôlée selon la revendication 6, comprenant les étapes suivantes : on réalise au moins un canal dans un bouchon microaggloméré, on remplit ledit au moins un canal par un élastomère réticulable sous forme liquide, l’élastomère réticulable étant imperméable aux liquides et présentant une perméabilité à l’oxygène supérieure à celle du bouchon microaggloméré , et on maintient le bouchon à perméabilité contrôlée dans des conditions de températures et de pression permettant la réticulation de l’élastomère. Procédé de fabrication d’un bouchon à perméabilité contrôlée selon la revendication 7, dans lequel un canal est réalisé par perçage mécanique avec une mèche ou par perçage laser ou par jet d’eau à haute pression. Procédé de fabrication d’un bouchon à perméabilité contrôlée selon l’une quelconque des revendications 7 ou 8, dans lequel on nettoie chaque canal avant remplissage par une circulation de liquide, d’air comprimé ou de gaz neutre. Procédé de fabrication d’un bouchon à perméabilité contrôlée selon l’une quelconque des revendications 7 à 9, dans lequel on prépare l’élastomère à l’aide d’un système de dosage/injection incluant si nécessaire un mélange statique ou dynamique. Procédé de fabrication d’un bouchon à perméabilité contrôlée selon l’une quelconque des revendications 7 à 10, dans lequel pour maintenir le bouchon à perméabilité contrôlée dans des conditions de températures et de pression permettant la réticulation de l’élastomère, on le place sur une plaque chauffante de sorte qu’une extrémité du bouchon à perméabilité contrôlée soit au contact de la plaque chauffante afin d’éviter le fluage de l’élastomère. Procédé de fabrication d’un bouchon à perméabilité contrôlée selon l’une quelconque des revendications 7 à 11, dans lequel pour maintenir le bouchon à perméabilité contrôlée dans des conditions de températures, d’humidité et de pression permettant la réticulation de l’élastomère, on le place dans une étuve pendant une durée prédéterminée, notamment entre un et deux jours. Procédé de fabrication d’un bouchon à perméabilité contrôlée selon l’une quelconque des revendications 7 à 12, dans lequel l’élastomère présente une aptitude alimentaire.