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CAPSULE DE BOUCHAGE POUR BAGUE DE VERRERIE STANDARD
DOMAINE DE L'INVENTION
L'invention concerne le domaine des capsules et plus spécialement les capsules
de
bouchage à vis destinées à fermer des récipients ou des bouteilles dont la
bague de
verrerie comporte un filetage.
Ces bouteilles sont typiquement des bouteilles d'apéritifs, de liqueurs,
d'alcools, de
lo boissons alcoolisées, dont la consommation est typiquement échelonnée, ce
qui
nécessite de pouvoir fermer et ouvrir, éventuellement un grand nombre de fois
lesdites
bouteilles.
Ces capsules comprennent le plus souvent une bande d'inviolabilité ou de
garantie.
ETAT DE LA TECHNIQUE
On connaît déjà un grand nombre de capsules de bouchage.
Certaines de ces capsules sont en matière plastique, comme décrit dans le
brevet
2o européen n 0107 680 au de la demanderesse, et typiquement destinées au
bouchage de
bouteilles d'eau en matière plastique.
D'autres sont métalliques, comme décrites dans les demandes de brevet français
n
9705182 ou 9706009 au nom de la demanderesse, et typiquement destinées au
bouchage
de bouteilles d'alcools, apéritifs et spiritueux. Ces capsules comprennent un
insert
plastique fileté.
PROBLEMES POSES
3o Les capsules de bouchage à vis destinées au bouchage des apéritifs, alcools
et spiritueux
comprennent un insert fileté en matière plastique fixé à l'intérieur d'une
ébauche de
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capsule, typiquement métallique, de sorte qu'aucun filetage n'est apparent
extérieurement.
Un premier problème posé par les capsules de l'état de la technique est la
nécessité
d'utiliser des récipients, typiquement des bouteilles, présentant une bague de
verrerie
coûteuse car spécifiquement adaptée à ce type de capsule. Ces capsules sont
connues
sous la marque Supaluxe et il existe donc une norme de bague de verrerie
spécifique
pour ces capsules.
Un second problème est le coût de l'insert, notamment le coût matière de
l'insert.
En effet, l'insert plastique des capsules de bouchage de l'état de la
technique présente
lo une certaine épaisseur qui a nécessité la mise au point d'une bague de
verrerie
spécifique.
L'objet de l'invention est une capsule de bouchage à insert à jupe mince
permettant
simultanément d'utiliser des bagues de verrerie standard et de réduire le coût
matière de
l'insert et de la bouteille.
DESCRIPTTON DE L'INVENTION
Selon l'invention, la capsule de bouchage comprend une ébauche de capsule,
typiquement dotée d'une tête et d'une jupe, et un insert en matière plastique
à jupe
filetée fixé à ladite ébauche, et est caractérisée en ce que ladite jupe
filetée comprend un
filet intérieur dont le fond présente une épaisseur allant de 0,40 mm à 0,150
mm.
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2a
Selon un aspect de l'invention, il est prévu une capsule de bouchage (1)
destinée à être
vissée sur un récipient, comprenant une ébauche de capsule (2), dotée d'une
jupe (21), et
un insert (3) en matière plastique muni d'une jupe (31) filetée et fixé à
ladite ébauche (2),
caractérisée en ce que ladite jupe (31) filetée comprend un filet intérieur
(32) dont le
fond (320) présente une épaisseur allant de 0,40 mm à 0,150 mm, le rapport
entre
l'épaisseur dudit filet à son sommet et à son fond étant compris entre 2 et
10, ladite
matière plastique présentant des caractéristiques mécaniques, notamment une
dureté, au
moins égales à celle du polyéthylène à 25 C.
De préférence, ladite épaisseur va de 05,25 à 0,20 mm.
Dans les capsules selon l'invention, le rapport entre l'épaisseur du filet à
son sommet et à
son fond est compris entre 5 et 9.
Les inserts selon l'invention peuvent présenter une hauteur allant de 10 mm à
20 mm.
Un insert typique de l'invention présente une hauteur de jupe comprise entre
12 et 14
mm, l'épaisseur en fond de filet de la jupe dudit insert étant comprise entre
0,15 et 0,30
mm, et un poids typiquement compris entre 0,8 et 1,5 g, ces caractéristiques
étant celles
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qui correspondent à une bague de verrerie standard selon la norme française NF
H35-
103, avec un diamètre allant typiquement 30 à 31,5 mm dans le cas des
diamètres les
plus courants, ou selon toute autre norme ISO, CEN ou AFNOR de bague à vis en
verre
ou en matière plastique pouvant recevoir une capsule.
La capsule de l'invention se caractérise en effet par le fait que l'insert
présente une jupe
très mince, de manière à résoudre simultanément tous les problèmes de
l'invention.
Par comparaison, les inserts de l'état de la technique présentent les
caractéristiques
suivantes :
- épaisseur en fond de filet : 3 mm
1o - épaisseur en sommet de filet : 4 mm
- hauteur de jupe : 25 mm
-poids : de4à5g
La simple comparaison de ces données montre l'immense écart entre les inserts
selon
l'état de la technique et selon l'invention.
Suite à ses essais et à ses travaux, la demanderesse a constaté qu'il était
possible,
moyennant des adaptations, et contrairement à ce qu'elle croyait initialement
:
- de mouler un insert à jupe de faible épaisseur, du moins dans certaines
limites,
- de manipuler et assembler en ligne des inserts, même très légers, avec des
ébauches de
capsules,
- d'obtenir une capsule fmale fonctionnant correctement sur bague de verrerie
standard,
tant en ce qui concerne le vissage que l'étanchéité, à condition que
l'assemblage dudit
insert et de ladite ébauche soit solide.
En effet, la demanderesse a observé que, dans les inserts selon l'invention,
et
contrairement aux inserts de l'état de la technique, l'insert seul ne
présenterait pas les
caractéristiques mécaniques suffisantes pour assurer le vissage et
l'étanchéité. Par
contre, la demanderesse a observé qu'un insert selon l'invention, même avec
une jupe
très mince, présentant en lui-même de faibles caractéristiques mécaniques,
pouvait
remplir les fonctions attendues en ce qui concerne notamment le vissage et
l'étanchéité
dans la mesure où il était solidarisé à une ébauche de capsule, ou du moins à
une jupe
présentant les caractéristiques mécaniques requises.
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Dans les capsules selon l'état de la technique, l'insert, considéré comme une
entité, était
rendu solidaire de l'ébauche de capsule en rotation, puisqu'il fallait que
l'effort de
vissage ou dévissage manuel exercé sur l'ébauche extérieure soit transmis à
l'insert
intérieur.
Avec les inserts selon l'invention, la demanderesse a donc trouvé qu'il
suffisait que
l'insert conserve un filet d'épaisseur suffisante - typiquement de l'ordre de
1 mm, et une
jupe d'épaisseur faible - typiquement 0,2 mm, mais juste suffisante pour
permettre la
formation dudit insert et sa manipulation. La demanderesse a donc trouvé que
le filet
pouvait jouer ses fonctions techniques, simplement à condition qu'il soit
solidarisé à
lo une ébauche de caractéristiques mécaniques suffisantes, la jupe de faible
épaisseur
servant à la fabrication et à la manipulation de l'insert, et n'apportant
qu'une
contribution secondaire dans la tenue mécanique du filet, n'étant donc
virtuellement
plus nécessaire.
Avec un poids divisé par 4 ou 5 et une épaisseur en fond de filet qui peut
être divisée
par plus de 10 par rapport à un insert de l'état de la technique, les inserts
selon
l'invention ne sont pas seulement une amélioration ou un perfectionnement des
inserts
connus. Ils constituent en fait une nouvelle génération d'inserts.
Ces inserts résultent d'essais exploratoires entrepris sans réel espoir de
réussite car hors
du domaine considéré comme réaliste par l'homme du métier, compte tenu des
problèmes prévisibles, que ce soit pour former par injection des inserts à
jupe aussi
mince, pour assembler des insert aussi légers et pour obtenir les mêmes
propriétés
d'usage que celles obtenues avec l'insert de l'état de la technique.
DESCRIPTION DES FIGURES
La figure 1 est une vue en coupe axiale d'une capsule (1) selon l'invention
sertie sur une
bague de verrerie standard et dotée d'un joint d'étanchéité rapporté (4). Par
souci de
clarté l'ébauche (2) et l'insert (3) sont présentés avec un espace entre eux,
alors qu'ils
sont étroitement solidaires. Il en est de même sur les figures qui suivent.
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La figure 2 est une vue en coupe axiale de l'insert de la capsule de la figure
1.
La figure 3 est une vue partielle en coupe axiale d'une capsule selon
l'invention
5 analogue à celle de la figure 1, dans laquelle ledit insert est constitué
d'une jupe.
La figure 4 est une vue partielle en coupe axiale d'une capsule selon
l'invention
analogue à celle de la figure 1, dans laquelle ladite ébauche est constituée
d'une jupe.
la figure 4a est une modalité d'assemblage d'une capsule selon la figure 4.
La figure 5, analogue à la figure 4, représente une capsule dans laquelle la
tête de
l'insert porte une lèvre d'étanchéité qui remplace le joint rapporté des
capsules des
figures précédentes.
Les figures 6 et 7, analogues à la figure 1, représentent une capsule (1)
dotée d'une lèvre
d'étanchéité (33) à la place du joint rapporté (4) de la figure 1 et
comprenant, sur la
figure 6, un dispositif anti-gouttes (6), pré-assemblé à ladite capsule grâce
à ladite lèvre
(33); et fixé, lors du capsulage, à l'intérieur de la bague de verrerie (51)
du goulot (5),
grâce à des ailettes (60) de fixation, alors que, sur la figure 7, la capsule
comprend un
2o dispositif d'irremplissabilité (7), typiquement analogue au dispositif anti-
gouttes (6),
mais comprenant typiquement une bille (70) comprise entre une lèvre inférieure
(72)
empêchant la bille de tomber et empêchant le remplissage ultérieur du
récipient ou de la
bouteille, et entre une membrane supérieure (71) empêchant l'extraction de la
bille (70)
tout en permettant l'écoulement du liquide contenu dans la bouteille.
Sur les figures 6a et 7a, analogues aux figures 6 et 7, les inserts ont un
obturateur (35).
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
Selon l'invention, la jupe (31) dudit insert (3) est fixée à la jupe (21) de
ladite ébauche
(2) par collage, typiquement grâce à une couche adhésive, par un emmanchement
à force
ou par thermoscellage.
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De préférence on utilise le collage. Ce collage peut être obtenu soit en
utilisant une
couche adhésive assurant la liaison entre ledit insert et ladite ébauche,
typiquement une
couche d'adhésif applicable à chaud, connu sous le nom de hot-melt , soit
en utilisant
une ébauche présentant une surface intérieure apte à adhérer au dit insert.
Ainsi, comme
décrit dans la demande française n 9706009 au nom de la demanderesse, on peut
utiliser une ébauche revêtue intérieurement d'une couche comprenant de la
matière
plastique constituant ledit insert à l'état divisé, et ainsi apte à être
thermoscellée audit
insert.
1o Selon une modalité de l'invention représentée à la figure 5, ledit insert
(3) peut
comprendre une tête (30) typiquement dotée d'une lèvre intérieure (33)
assurant
l'étanchéité du bouchage.
Mais, comme illustré sur les figures 1 à 4, un joint rapporté (4), intégré à
la capsule et
maintenu au fond de la capsule par une nervure (34), peut assurer l'étanchéité
du
bouchage. Dans ce cas, ledit insert (3) peut être constitué simplement par une
jupe
filetée (31), comme illustré à la figure 3.
Comme illustré aux figures 6a et 7a, l'insert peut comprendre un obturateur
(35).
Selon l'invention, ladite ébauche (2) peut être choisie parmi les ébauches
métalliques,
typiquement en aluminium, les ébauches métalloplastiques en matériau
multicouche,
ébauches formées par emboutissage ou par roulage du matériau correspondant en
bande,
et aptes à être serties sous la contre-bague du goulot. Les caractéristiques
mécaniques de
ces ébauches doivent être suffisantes notamment pour assurer le sertissage de
la capsule
et pour contenir les efforts radiaux ou axiaux qui s'exercent sur l'insert
lors du vissage
ou dévissage de la capsule. Typiquement, les épaisseurs de ces ébauches
peuvent aller
de 100 m à 300 m selon les caractéristiques mécaniques propres des matériaux
utilisés.
Ladite ébauche (2) peut être constituée par une jupe (21), comme illustré sur
les figures
4 et 4a.
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Il importe que ledit insert (3) soit formé d'une matière plastique qui soit à
la fois
moulable par injection, apte au contact alimentaire, et qui présente à 25 C
des
caractéristiques mécaniques, et notamment une dureté, au moins égales à celle
du PE.
On peut ainsi utiliser des PE ou des mélanges de PE, du PP, tous matériaux qui
satisfont
aux exigences requises et qui font partie des matières plastiques les moins
onéreuses, ou
encore du PET ou PBT.
De préférence, ladite matière plastique est une polyoléfine comprenant une
charge
minérale destinée à augmenter les caractéristiques mécaniques de ladite
matière
plastique. La teneur en poids % de ladite charge dans ladite matière plastique
peut aller
de5à50%.
Ainsi, ladite matière plastique peut être du PP et ladite teneur en poids peut
être
comprise entre 35 et 45%. Comme charge minérale, on peut prendre du talc,
typiquement micronisé. Ainsi, par exemple, avec 40% de talc, on obtient un
module
d'élasticité en flexion de 4490 MPa. Mais, on peut prendre d'autres charges
minérales,
telles que des phyllosilicates.
De plus, selon l'invention, ladite jupe filetée (31) dudit insert, tout comme
ledit filet
(32), peut être discontinue dans le plan axial, de manière à ce que la
fixation de ladite
capsule audit goulot fileté, opération dite de capsulage, puisse être réalisée
par simple
pression axiale, sans qu'il soit nécessaire de visser ladite capsule audit
goulot fileté.
En outre, la capsule (1) selon l'invention peut comprendre des moyens pour
assurer une
ou plusieurs des fonctions complémentaires suivantes :
- indication de première ouverture, avec une ligne d'affaiblissement,
- ouverture facile, avec une languette d'ouverture,
- irremplissabilité, avec un dispositif ad hoc, amovible ou pré-assemblé dans
l'insert à
l'emplacement du joint, à introduire dans le goulot lors du capsulage, le
dispositif
irremplissable étant dit in bore ,
- anti-coulure, avec un verseur anti-goutte amovible ou pré-assemblé dans
l'insert à
l'emplacement du joint, à introduire dans le goulot lors du capsulage.
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Un autre objet de l'invention est un procédé de fabrication de capsules (1)
selon
l'invention. Dans ce procédé :
a) on approvisionne des ébauches de capsule (2),
b) on forme par moulage lesdits inserts (3),
c) on assemble les inserts (3) dans les ébauches (2) pour former lesdites
capsules (1),
typiquement en utilisant une couche de hot-melt.
d) on assemble, typiquement avec ledit insert, d'autres éléments
éventuellement présents
dans la capsule tels qu'un joint rapporté (4), un dispositif
d'irremplissabilité ou un
1o dispositif anti-coulure.
De préférence, on utilise un mandrin à noyau expansible, de manière à pouvoir
l'extraire
du moule sans dévissage.
Les ébauches de capsules peuvent être formées par emboutissage ou par roulage
et
soudure latérale de matériaux en bande ou en feuille d'épaisseur et de
structure requise.
EXEMPLES DE REALISATION
On a fabriqué des capsules selon les figures 1 à 5.
On a utilisé pour former les inserts (3) le moulage par injection d'un mélange
de PEBD
et de PEHD 50/50 en poids.
On a également moulé des inserts en copolymère de PP et en PET, ainsi qu'en PP
chargé
à 40% en volume avec du talc, comme matière thermoplastique de moulage.
On a réussi à fabriquer des inserts (3) selon l'invention avec des équipements
standards,
sans avoir à dévisser le mandrin central du moule, mais on a observé que la
production
était de qualité plus régulière en utilisant un mandrin expansible de manière
à éviter tout
risque d'endommagement du filet (32) intérieur de l'insert lorsqu'on retire
l'insert (3)
du moule.
Tous les inserts (3) présentaient une jupe (31) dont les dimensions sont
portées sur la
figure 2.
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On a utilisé comme ébauche (2) une ébauche en alliage d'aluminium de 0,21 mm
d'épaisseur et de 60 mm de hauteur.
On a utilisé un adhésif de type hot-melt pour fixer les inserts aux ébauches.
On a utilisé un joint rapporté (4) standard du commerce.
On a assemblé sur ligne les différents éléments de la manière suivante :
- on a introduit un adhésif hot-melt sur la jupe (21) des ébauches (2) en
aluminium,
- on a fixé ensuite l'insert (3) dans l'ébauche (2),
- on a introduit ensuite, le cas échéant, le joint rapporté (4).
i o Les essais effectués sur bouteilles à goulot ou bague de verrerie (5)
standard ont donné
entière satisfaction.
De manière globale, la capsule (1) selon l'invention présente un double
avantage,
puisqu'elle est en elle-même plus économique qu'une capsule standard, et
puisqu'elle
est utilisable sur des bouteilles standard.
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LISTE DES REPERES DES FIGURES
Capsule de bouchage ........................... 1
Ebauche de capsule .... ..... ... .. .. .. ............. 2
Tête ..........:............................ 20
5 Jupe ....................................... 21
Insert plastique ....................................... 3
Tête ........................................ 30
Jupe filetée ............................ 31
Filet ....................................... 32
10 Fond de filet ................ 320
Sommet de filet........... 321
Lèvre d'étanchéité ................. 33
Nervure de maintien ............. 34
Obturateur ............................. 35
.......................... 4
Joint rapporté .................
Goulot de bouteille .................................. 5
Filet de la bague .................. 50
Contre-bague ...................... 51
Dispositif anti-gouttes .. ...................... 6
Ailettes de fixation............ 60
Dispositif d'irremplissabilité .................. 7
Bille .................................... 70
Membrane supérieure......... 71
Lèvre inférieure . .... . . ...... ... ... 72
