CA2184390A1

CA2184390A1 - Bouteille moulee en matiere plastique et moule de fabrication

Info

Publication number: CA2184390A1
Application number: CA002184390A
Authority: CA
Inventors: Alain Colloud; Jean-Marie Petre
Original assignee: Individual
Current assignee: Societe des Eaux Minerales dEvian SA SAEME
Priority date: 1994-03-16
Filing date: 1995-03-13
Publication date: 1995-09-21
Also published as: ATE153295T1; DE69500307D1; JPH09510168A; WO1995025041A1; EP0673840A1; DE69500307T2; FR2717443B1; FR2717443A1; US5713480A; EP0673840B1

Abstract

Bouteille moulée en matière plastique, comprenant un fond à résistance et à stabilité améliorées, ce fond comprenant une partie centrale concave (26) reliée par une surface annulaire plane (28) à une surface périphérique convexe (30) d'appui sur une surface de support (32), des rainures radiales (38) étant formées dans ladite surface annulaire convexe (30) et raccordées tangentiellement à la surface annulaire plane (28).

Description

Wo 9S/ZS041 Y~
21 8~390 3Q~rT.'TT.T.T.' MO~T.~T.` T'~ Ma'l`TT.`RT& pT.a.~TTO~JE ET MOnT.T.' DE
F,aRRTr'l~ ON
L ' invention concerne une bouteille moulée en matière plastigue, destinée en particulier à contenir de l ~ eau plate ou non gazeuse, ou un autre liquide non ga-zéifié. Elle concerne également un moule de fabrication de cette bouteille.
Les bouteilles de ce type sont réalisées en une matière plastique telle par exemple que du PET (poly-téréphtalate d' éthylène), du PVC (polychlorure de vinyle) ou autre, par des techniques bien connues d' injection-soufflage ou d'extrusion-soufflage. Elles comportent en général un goulot destiné à recevoir un bouchon de ferme-ture étanche, une paroi cylindrique à cannelures trans-versales et un fond dont la forme est conçue pour lui conférer une certaine résistance mécanique.
Il est notamment connu de former dans le fond d ~ une bouteille de ce type, une partie centrale rentrante bombée qui est raccordée à la paroi latérale cylindrique de la bouteille par une surface ~nn~ ire convexe d'appui au sol comportant des nervures ou des rainures radiales de rigidification (comme décrit par exemple dans les Bre-vets Fransais 2 219 077 et 2 300 707).
Cependant, ces fonds constituent toujours le point faible des bouteilles. En particulier, des essais de chute verticale de bouteilles pleines révèlent des taux de casse ou de rupture du fond de l ' ordre de 70%
pour des bouteilles en PVC tombant sur leur fond d~ une hauteur d ' un mètre .
Un autre inconvénient de ces fonds connus est leur faible résistance à une surpression interne, qui peut résulter d ' une augmentation de la température de stockage des bouteilles pleines et/ou d'un retrait de la matière plastique des bouteilles au cours des deux ou trois ~ ;n.~q suivant leur ~abrication et leur remplis-sage. La surpression interne dans une bouteille bouchée Wo 95/250~1 P~llr~'.~ 91

2 1 84390 hermé~ m~n~ se traduit par une déformation du fond et un défaut de sta~ilité de la bouteille En outre, les bouteilles de ce type sont ac-t~ l, t condi~; nnnF~-~q et transportées en charges ger-bées et palettisées, de sorte que les fonds des bou-teilles des couches supérieures d ~ une charge reposent sur les bouchons des bouteilles des couches inf érieures et sont soumis par ces derniers à des contraintes d'enfoncement et de poinçnnr t, gui peuvent se tra-duire par des ruptures ou des déformations permanentes des fonds, par des inclinaisons des bouteilles dans la charge et par des défauts de stabilité des charges palet-tisées.
IJ ' invention a notamment pour but d' éviter ou au moins de réduire ces inconvénients.
Elle a pour objet une bouteille moulée en ma-tière plastique dont le fond présente une stabilité et une résistance à 1 ' enfoncement améliorées.
Elle propose à cet ei~et une bouteille moulée en matière plastisEue comprenant un goulot destiné à rece-voir un bouchon, une paroi latérale s.Qnq;hl ~ nt cylin-drigue et un fond formé avec une partie centrale ren-trante concave et une surf ace périphérique convexe qui comprend des rainu]^es radiales et gui est raccordée à la 2~ partie centrale concave du fond par une surface AnnlllA;re sensiblement plane, caractérisé en ce gue les fonds des rainures radiales sont raccordées sensiblement tangen-tiellement à ladite surface ~nnlllA;re plane.
Dans la présente description, la courbure d~une surface est toujours définie de l'intérieur vers 1~ extérieur de la bouteille, une surface concave ayant donc sa concavité tournée vers 1 ' extérieur de la bou-teille, une surface convexe ayant sa convexité tournée vers l ' exte~rieur de la boll~
De façon surprenante, on a constaté gu'un fond de bouteiile préselltant la conf iguration déf inie ci-des-Wo 9S/250-11 PI,I/Y~''C 9l sus a une résistance aux surpressions internes et aux contraintes de po;nç~nn~mont, ainsi qu'une stabilité, no-ta'olement supérieures à ce que 1 ' on pouvait obtenir dans la tech~ique antérieure.
C ' est notamment grâce au raccordement tangen-tiel des rainures à la surface plane du fond que l ' on peut empêcher ou réduire considérablement les déforma-tions du fond sous l ' effet deg variations de pression dans la bouteille, et donc garantir sa stabilité.
Avantageusement, la largeur radiale de ladite surface ~nn~ ; re plane est supérieure au rayon de la partie centrale concave du f ond de la bouteille, et le diamètre de cette partie centrale concave du fond est in-férieur au diamètre du bouchon prévu sur le goulot de la bouteille.
Dans un mode de réalisation préféré de l ~ invention, la surface périphérique convexe du fond est raccordée à la surface ~nnlll~;re plane par une surface ;~nnll 1;1; re concave, et à la paroi latérale de la bouteille par une surface cylindrique convexe dont la génératrice est un arc de cercle à grand rayon de courbure.
A une extrémité, les f onds des rainures ra-diales formées dans la surface périphérique convexe sont raccordés tangenti~ m~nt à la surface de raccordement entre cette surface ~nn~ ; re plane et ladite surface pé-riphérique convexe.
A leur autre extrémité, les fonds des rainures radiales sont raccordés à la paroi de la bouteille par des surf aces concaves .
~e façon générale, cette forme de fond de bou-teille moulée en matière plastique permet d~ améliorer d~un facteur 1, 5 à ~ la résistance mécanique à
l ' enfoncement et à la surpression interne, et l' invention est applicable aux bouteilles à fond circulaire ou d'une autre forme, par exemple sensiblement rectangulaire ou carrée, polygonale ou autre.
. . , .. , . , ,, _ _ _ _ _ _ .

WO95/25041 r~l/rh~C ,1 21 8439~

L~ invention propose également un moule de fa-brication d~une bouteille du type précité, ce moule com-prenant une paroi de fond formee avec une surface cen-trale SA; 1 l ~ntf~ OU convexe, une surface périphéri~ue concave comportant des nervures radiales, et une surface ; re sensiblement plane raccordant la surface cen-trale à la surface périphérique concave, caractérisé en ce ~aue les sommets des nervures radiales sont raccordés s-n~ihl~m~t tangentiellement à ladite surface ~nmll~ire plane.
De préîérence, la largeur radiale de la sur-face ~nn~ ; re plane du fond du moule est supérieure au rayon de la surface centrale saillante du fond du moule.
De façon générale, les caractéristiques du ~ond de la bouteille se retrouvent, avec une inversion de forme pour les courbures, sur le fond du moule L'invention sera mieux comprise et d'autres c~ractéristiques, détails et avantages de celle-ci appa-raitront plus clairement à la lecture de la descriPtion tlui suit, faite à titre d' exemple en référence aux des-sins annexés, dans les~auels:
la figure 1 est une vue schématique en éléva-tion d'une boute~lle en matière plasti~ue à la~auelle l ' invention est applicable;
la igure 2 est une demi-vue schémati~ue en coupe axiale du ~ond de cette bouteille, représenté à
plus grande échelle;
la figure 3 est une vue partielle en coupe se-lon la ligne III-III de la ~igure 2;

3 0 les f igures 4 et ~ sont des vues schémati~ues en élévation et de dessous du fond d' une bouteille à sec-tion sensiblement rectangulaire;
la figure 6 est une vue schémati~[ue partielle en coupe axiale d'un moule de fabrication d'une bouteille selon l' invention.

WO95/25041 P~l/r~55.'C-291 La bouteille 10 de la flgure 1, destinée à
conterlir de l ' eau minérale plate ou non gazeuse, est de forme classique et est réalisée en une matière classique telle que du PET (poly-téréphtalate d' éthylène) par in-5 j ec tion- s ouf 1age ou OEtrusion- souf f lage .
Cette bouteille comprend essentiellement un goulot fileté 12 destin~ à recevoir un bouchon vissé 14 de fermeture étanche, une partie supérieure 16 tronco-nique reliant le goulot 12 à une paroi latérale cylin-10 drique 18 à section circulaire, et un fond 20, la paroilatérale cylindrique 18 de la bouteille étant formée avec des ~nn~ res transversales 22 de rigidif ication et avec un rétreint de préhension 24 préw sensiblement à mi-hau-teur .
Le fond 20 de la bouteille (figure 2) est à
contour circulaire et comprend une partie centrale ren-trante 26 de forme concave (à concavité tournée vers 1 ' extérieur de la bouteille comme indiqué plus haut ) qui est raccordée à la paroi latérale 18 de la bouteille par, 20 successivement, une surface ~nn7~ e plane 28 et par une surace périphérique convexe 30 qui forme une surface d'appui de la bouteille sur un support q~ 32, le ~ond de la bouteille comprenant en outre une surface an-nulaire concave 34 de raccordement entre la surface annu-25 laire plane 28 et la surace périphérique convOEe 30, etune surface cylindrique 36 convexe de raccordement entre ladite surface périphérique COnVOEe 30 et la paroi cylin-drique 18 de la bouteille.
Des rainures radiales 3 8 sont formées dans la-30 dite surace périphérique convexe 30, ces rainures (qui sont des rainures à 1 ' extérieur de la bouteille et qui forment des nerwres en saillie à l ' intérieur de la bou-teille) étant r~gulièrement réparties sur la périphérie de la surface convexe 30, leur nombre étant compris entre 35 6 et 20 et étant de préférence de 9, 10 ou 11.
, . ~

WO95/250~1 r~ ss.~c~ Si ~
2 l684390 De faSon plu5 précise, le profil du fond de la bouteille en coupe axiale peut être défini comme suit, en référence à la figure 2:
la surface cylindriSue convexe 36 ~ui relie la 5 paroi cylindrique droite 18 de la bouteille à la surface convexe 30 d~ appui sur un support, a une génératrice en arc de cercle dont le rayon de courbure Rl est relative-ment important, par exemple de 1~ ordre de 90 mm quand le rayon de la section droite de la paroi cylindrique 18 est 10 de l ' ordre de 45 mm.
Le profil de la surface convexe 30 est un arc de cercle de rayon R2, par exemple de l ' ordre de 7 mm dans l ' hypothèse évoquée plus haut, qui est raccordé tan-gentiellement à l~arc de cercle de rayon Rl ~ fin;~.c~nt 15 la surface 36.
L'arc de cercle de rayon R2 ~fin;c~Ant le profil de la surface convexe 3a est raccordé tangentiel-lement à un arc de cercle de rayon R3 ~-~f;n;~s~nt le pro-fil de la sur~ace ~nn~ ire concave 34, ce rayon R3 étant 20 de l ~ ordre de 20 mm dans l ' hypothèse évoguée plus haut .
L ~ arc de cercle de rayon R3 dé_inissant le profil de la sur~ace 34 est raccordé tangentiellement à
la sur~ace AnnlllAire plane 28 r~ui s~étend perp~-n-l;r--lA;-rement à 1 ' axe longitudinal 40 de la bouteille, la dis-25 tance _ entre cette surface ;~nnlll~;re plane 28 et le plantransversal tangent à la sur_ace convexe 3 0 étant de l ~ ordre de 3 à 4 mm dans l ~ hypothèse évoquée plus haut .
La partie centrale concave 26 du _ond est dé-finie, en coupe axiale, par un arc de cercle de rayon R4 30 qui est de l'ordre de 9 mm dans l'hypothèse évoquée plus haut, cet arc de cercle concave de rayon R4 étant rac-cordé à la surface AnnlllA;re plane 28 par une surface an-nulaire convexe ~2 dont le profil en section æiale est dé~ini par ln arc de cercle de rayon R5 ayant une valeur 35 de 1 ' ordre de 5 m~ dans la même hypothèse que précédem-ment .

wo gsl~o~l 2 1 8 4 3 9 0 P~ SII
Chaque rainure radiale 38 est à section trans-versale en V ( figure 3 ) à fond arrondi 44, les parois la-térales 46 de chaque rainure faisant entre elles un angle de l ' ordre de 70 dans l ' hypothèse évoquée plu9 haut et 5 étant raccordées à la surface convexe 30 par des arrondis 48 à faible rayon de courbure (d' environ 1 mm dans l ' hypothèse évoquée plus haut ~ .
Le nombre des rainures radiales 3 8 étant com-pris entre 6 et 20, 1 ' angle au centre .a entre les axes de 10 deux rainures consécutives est compris entre 60- et 18'.
Le profil du fond 44 de chaque nervure radiale peut être déf ini ( f igure 2 ) par un arc de cercle convexe de rayon R6 raccordé tangentiellement à la surf ace annu-laire plane 2 8 par un arc de cercle concave de rayon R7 15 et raccordé à la surface cylindrique 36 par un arc- de cercle concave de rayon R8 et un arc de cercle convexe de rayon R9, l ' arc de cercle de rayon R9 étant raccordé
tangentiellement à l 'arc de cercle de rayon R1 de la sur-face 36 et à 1 ' arc de cercle de rayon R8, ce dernier 20 étant lui-même raccordé tangentiellement à l ' arc de cercle de rayon R6.
Le fond 44 de chaque nervure radiale est rac-cordé tangentiellement à la surface Annl1lA;re plane 28 du fond de la bouteille et à la surface AnnlllA;re concave 34 25 de raccordement entre cette sur~ace ~nnl1l~;re plane 28 et la surface convexe 30 d'appui sur un support 32.
C ~ est grâce à ce raccordement tangentiel des fonds des rainures 38 à la surface ~nnlllA;re plane 28 ~ue 1~ on peut empêcher des dé~ormations du fond vers le haut 30 ou vers le bas sous l ' ef~et des variations de pression dans une bouteille pleine et bouchée, et que l ' on peut maintenir la partie plane 28 du fond à une distance d sensiblement constante de la surface d'appui 32 de la bouteille ( les variations de pression dues au retrait de 35 la matière ou aux variations de température étant infé-rieures à 0, 5 bar pour une bouteille co~tenant de l ' eau _ _ _ _ .. , . . . . ... .. _ . _ . . _ _ _ . . .

WO95/25041 2 1 a ~3qo ~ r~S.. ~
plate), cette distance restant sensiblement la même gue la bouteille soit vide ou pleine Dans l'hypothèse chiffrée évo~Iuée plus haut, le rayon R6 peut être de l ' ordre de 5 mm, le rayon R7 de 5 l ' ordre de 45 mm, le rayon R8 de l ~ ordre de 5, 5 mm et le rayon R9 de l ~ ordre de l, ~ mm La partie centrale concave 26 du ~ond de la bouteille a un diamètre asse~ nettement inférieur à celui du bouchon 14 de la bouteille (par exemple de l ' ordre de 18-20 mm c~uand le bouchon a un diamètre de l'ordre de 30 mm) et est raccordee à la surface ~nn~ ;re plane 28 dont l ~ étendue ou lar~eur radiale est avantageusement supé-rieure au rayon de la partie centrale concave 2 6 du f ond.
La résistance du ~ond de la bouteille aux 15 contraintes de poinconnement dans le cas d ' une charge gerbée et palettisée en est largement accrue Il en ré-sulte laue la stabilité de la charge gerbée et palettisée en est améliorée.
La tenue de la bouteille au stockage est éga-20 lement améliorée, aucune déformation en glte (;nr~linAi~onpar rapport à la verticf~le) n' étant constatée après sept jours de stockage à 40 C.
En outre, aucune rupture du fond n~a été
constatée ~ors des essais de chutes verticales sur une 25 hauteur d' un mètre (bouteilles en P~T ~ d~ eau plate et fermées hermé~ mF~nt).
Dans la forme de réalisation des figures 4 et 5, la bouteille est à section sensiblement rectangulaire à côtés incurvés convexes et son fond 20 est à contour 30 sensiblement rectangulaire curviligne, défini par deux grands côtés 50 convexes et deux petits côtés 52 convexes, raccordés par des arrondis ou arcs de cercle convexes 5 4 .
Comme pr ot~ mm~n t, le f ond 2 0 comprend une 3 5 partie centrale concave rentrante 2 6, raccordee par une surface ~nn~ ire plane 28 à une surface périphéri~aue W ~25 4 r ~1/rh55,'~ ~ I
095 0 1 21 8~3~0 convexe 30 d' appui sur une surface de support, et des nervures radiales 38 formées dans cette surface convexe 3 0 et régulièrement réparties .
Comme on le voit bien en figure 5, des rai-5 nures radiales 3 8 sont f ormées le long des diagonales 5 6du fond 20. 3,e nombre de rainures est avantageusement compris entre 12 et 16 (il est de 14 dans l'exemple re-présenté), et peut varier entre 8 ou 10 et 20 en fonction de la forme et des dimensions du fond.
Pour le reste, les caractéristiques du fond de la bouteille des figures 4 et 5 sont les mêmes gue celles déjà décrites de la bouteille des figures 1 à 3.
On a représenté schématiguement en figure 6 une vue partielle en coupe axiale d'un moule de fabrica-tion d' une bouteille selon l ' invention, telle gue celle des f igures 1 à 3 .
Le moule 60 comprend une paroi de f ond 62 dont la face interne comprend une surface centrale s~ nt~
64 de forme convexe, une surface périphérigue concave 66 comportant des nervures radiales 68 régulièrement répar-ties, et une surface ~nn~ ;re sensiblement plane 70 gui relie la surface centrale convexe 64 à la surface péri-phérique concave 66, celle-ci étant raccordée à la sur-face périphérigue interne 72 du moule.
De façon générale, les formes de la face in-terne du f ond de moule correspondent à celles du f ond de la bouteille des f igures 1 a 3, avec une inversion pour les courbures, les surfaces concaves du fond du moule correspondant à des surfaces convexes du fond de la bou-teille, et inversement, et les nervures radiales 68 du fond du moule corr~qp~-nrq~nt aux rainures radiales 38 du ~ond de la bouteille.

Claims

REVENDICATIONS

1. Bouteille moulée en matière plastique, com-prenant un goulot (12) destiné à recevoir un bouchon (14), une paroi latérale (18) sensiblement cylindrique et un fond (20) formé avec une partie centrale (26) ren-trante ou concave et une surface périphérique convexe (30) qui comprend des rainures radiales (38) et qui est raccordée à la partie centrale concave (26) du fond par une surface annulaire sensiblement plane (28), caractéri-sée en ce que les fonds (44) des rainures radiales (38) sont raccordés sensiblement tangentiellement à ladite surface annulaire plane (28).

2. Bouteille selon la revendication 1, carac-térisée en ce que la largeur radiale de ladite surface annulaire plane (28) est supérieure au rayon de la partie centrale concave (26) du fond.

3. Bouteille selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le diamètre de la partie centrale concave (26) du fond est inférieur au diamètre du bouchon (14) vissable sur le goulot de la bouteille.

4. Bouteille selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la surface périphé-rique convexe (30) du fond est raccordée à la surface an-nulaire plane (28) par une surface annulaire concave (34).

5. Bouteille selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la surface périphé-rique convexe (30) du fond est raccordée à la paroi laté-rale (18) par une surface cylindrique convexe (36) dont la génératrice est un arc de cercle à grand rayon de courbure.

6. Bouteille selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les fonds (44) des rainures radiales (38) formées dans la surface périphé-rique convexe (30) sont raccordés tangentiellement à la surface (34) de raccordement entre la surface annulaire plane (28) du fond et la surface périphérique convexe (30).

7. Bouteille selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les fonds (44) des rainures radiales (38) sont raccordés à la paroi latérale (18, 36) de la bouteille par des surfaces convexes puis concaves.

8. Bouteille selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les rainures radiales (38) ont une section transversale en V.

9. Bouteille selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le profil du fond (44) de chaque rainure radiale (38) comprend un arc de cercle convexe relié par un arc de cercle concave à la surface annulaire plane (28) du fond de la bouteille et par des arcs de cercle convexe puis concave à la paroi latérale de la bouteille.

10. Bouteille selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que son fond (20) est à
contour circulaire et le nombre de rainures radiales (38) est compris entre 6 et 20, et est en particulier de 9, 10 ou 11.

11. Bouteille selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que son fond (20) est à contour sensiblement polygonal, par exemple carré ou rectangu-laire et comprend des rainures radiales (38) régulière-ment réparties.

12. Bouteille selon la revendication 11, ca-ractérisé en ce que des rainures radiales (38) s'étendent le long des diagonales (56) du fond.

13. Bouteille selon la revendication 11 ou 12, caractérisée en ce que le nombre de rainures radiales (38) est compris entre 8 ou 10 et 20, en particulier entre 12 et 16.

14. Bouteille selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que, quand elle est pleine, ladite surface annulaire plane (28) reste sensi-blement à la même distance axiale (d) du fond de la sur-face périphérique convexe (30) que quand la bouteille est vide .

15. Moule de fabrication d'une bouteille selon l'une des revendications précédentes, comprenant une pa-roi de fond (62) formée avec une surface centrale (64) saillante ou convexe, une surface périphérique concave (66) comportant des nervures radiales (68) et une surface annulaire plane (70) reliant la surface centrale (64) à
la surface périphérique concave (66), caractérisé en ce que les sommets des nervures radiales (68) sont raccordés sensiblement tangentiellement à ladite surface annulaire plane (70).
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