CA2441593A1

CA2441593A1 - Recipient en matiere thermoplastique dont le fond comporte une empreinte en croix

Info

Publication number: CA2441593A1
Application number: CA002441593A
Authority: CA
Inventors: Michel Boukobza
Original assignee: Individual
Current assignee: Sidel SA
Priority date: 2001-04-03
Filing date: 2002-04-02
Publication date: 2002-10-17
Also published as: EP1373076B1; PT1373076E; JP3741689B2; ATE285945T1; DE60202450T2; ES2235031T3; KR100547665B1; JP2004524236A; FR2822804A1; CN1500049A; MXPA03009067A; DE60202450D1; EP1373076A1; CN1236963C; US7051889B2; FR2822804B1; BR0208556A; US20040094502A1; WO2002081312A1; BR0208556B1

Abstract

Récipient en matière thermoplastique obtenu par soufflage ou étirage-souffla ge d'une préforme, avec un fond (3) comportant centralement une empreinte (4) e n croix multibranche munie d'un creux central (6) duquel rayonnent des branche s (8) radiales; le fond (3) est de type pétaloïde avec au moins trois pieds (1 0) formés par des excroissances situées vers la périphérie; les pieds et les branches sont en nombre égaux et sont mutuellement alignés radialement; chaq ue pied possède une encoche d'absorption des contraintes (13) radialement sépar ée de l'extrémité de la branche respective.

Description

2 PCT/FR02/01134 RECTPIENT EN MATIERE THERMOPLASTIQUE DONT LE FOND COMPORTE UNE EMPREINTE EN
CROIX
La présente invention concern~des perfection-s nements apportés aux récipients, notamment aux bouteilles, en matière thermoplastique obtenus par soufflage ou étirage-soufflage d'une préforme, ces récipients comportant une paroi latérale et un fond raccordé à cette dernière, ledit fond comportant, dans sa région centrale, une empreinte en forme de croix multibranche imprimée en creux dans 1a face externe de 1a paroi de fond, cette empreinte en croix comportant un creux central sensiblement circulaire autour duquel rayonnent les branches d'étendue radiale réparties régulièrement.
Des récipients, notamment des bouteilles, ainsi constitués peuvent étre remplis avec un liquide chaud (c'est-à-dire ayant une température au plus égale à
environ 94°C). Le fond d'un récipient ainsi conçu, dont le matériau de la partie centrale est resté à l'état amorphe et présente donc une résistance mécanique moindre au contact du liquide chaud, est mécaniquement renforcé par l'empreinte en forme de croix multibranche et ne se déforme pas sous l'effet de 1a chaleur.
Toutefois, de tels récipients ne peuvent pas supporter un processus de pasteurisation du liquide qu'ils contiennent (par exemple traitement thermique à une température de l'ordre de 70°C, pendant un temps de l'ordre de 20 minutes). Au cours de la pasteurisation, le liquide voit son volume augmenter sensiblement sous l'action de la température et le matériau chaud du fond des récipients n'est pas capable de supporter la contrainte accrue sans déformation.

Le méme problème se pose a fortiori, de façon aggravée, lorsque le liquide à pasteuriser qui est enfermé
dans le récipient contient du gaz dissous sous pression (liquide carbonaté) - cas de 1a bière par exemple . Le matériau du fond du récipient non seulement doit supporter la contrainte accrue due à l'augmentation du volume du liquide chaud, mais il doit aussi supporter l'accroisse ment considérable de pression du gaz chaud. Les récipients précités ne sont pas en mesure de supporter de telles IO contraintes sans déformations importantes du fond.
L'invention a donc pour but de remédier à cet inconvénient et de proposer une architecture perfectionnée du fond du récipient qui permette audit récipient de supporter un processus de pasteurisation sans déformation I5 de son fond.
A ces fins, un récipient, notamment une bouteille, en matériau thermoplastique tel qu'exposé précédemment se caractérise, étant agencé conformément à l'invention, en ce que le fond est, en outre, de type pétaloïde, avec Ia 20 paroi de fond de forme généralement convexe vers l'extérieur avec au moins trois pieds situés vers Ia périphérie du fond et formés par des excroissances régulièrement réparties angulairement et séparées l'une de l'autre par une portion de paroi convexe du fond, 25 en ce que les pieds et les branches de, l'empreinte en croix sont en nombre égal, en ce que les branches de l'empreinte en croix sont disposées en correspondance avec les pieds et alignées radialement respectivement avec ceux-ci, 30 en ce que chaque pied comporte une encoche d'absorption des contraintes dans sa partie d'appui, et en ce que, dans chaque pied, l'encoche d'absorption des contraintes reste radialement séparée de

3 l'extrémité de la branche correspondante de l'empreinte en croix.
Certes, il est connu depuis longtemps d'équiper des récipients, tels que des bouteilles, de fonds de type pétaloïde qui sont largement utilisés pour les récipients contenant des liquides gazéifiés (liquides carbonatés notamment) . les creux radiaux séparant les pieds en "pétales" sont aptes à absorber les efforts dus à 1a mise sous pression lors du remplissage et maintiennent les portées d'appui des pieds dans une situation de coplanéité
sensiblement perpendiculaire à l'axe du récipient.
Dans le contexte du récipient conforme à
l'invention, on met donc à profit 1a capacïté des fonds pétaloïdes à supporter correctement la pression intérieure au récipient pour lui faire encaisser, sans qu'il se déforme, la surpression due à l'augmentation de volume du liquide chauffé lors du processus de pasteurisation.
Le récipient conforme à l'invention combine les effets positifs et avantageux . ' - d'une part, du fond pétaloïde qui supporte sans déformation l'accroissement de volume du liquide chaud, et d'autre part, du fond à empreinte en étoile multibranche qui peut, sans modifier la planéité des pieds de la partie pétaloïde, se déformer °et accompagner, en se déformant vers l'intérieur, la réduction de volume du liquide pasteurisé lors de son refroidissement, cette capacité à une déformation contrôlée de la partie centrale du fond (sensiblement dans la zone de matériau amorphe) induisant une réduction de 1a déformation subie simultanément

4 par 1a paroi du corps du récipient, laquelle paroi est, à cet effet, constituée sous forme de panneaux juxtaposés ; la conséquence en est que lesdits panneaux prévus sur la paroi du corps peuvent être réalisés avec une surface moindre, ce qui laisse plus de liberté pour 1a conception de l'ensemble du récipient.
Les avantages exposés ci-dessus valent lorsque les récipients sont remplis d'un liquide plat (non gazéifié) pasteurisé.
A fortiori ces avantages sont-ils valables également pour des récipients. remplis d'un liquide pasteurisé contenant un gaz dissous sous pression (par exemple de la bière), ces récipients étant soumis additionnellement à la surpression des gaz chauffés au cours de la pasteurisation.
On comprendra également que, étant aptes à Subir sans dommage les effets de la pasteurisation, les récipients conformes à l'invention sont capables, a fortiori, de subir sans dommage un remplissage à chaud (remplissage avec un liquide chaud à une température au plus égale à environ 94°C).
En outre, on prend en compte le peu de place disponible sur le fond pour y former le motif pétaloïde et l'empreinte en croix multibranche, en combinant géométriquement les deux motifs avec les branches de l'empreinte en croix disposées en .correspondance avec les pieds et alignées radialement respectivement avec ceux-ci.
Enfin, du fait de la présence, dans chaque pied, d'une encoche d'absorption des contraintes agencée comme précité, lorsqu'un pied subit des contraintes, l'éventuelle déformation en rêsultant se situe au niveau de l'encoche qu'il comporte. Par ailleurs, l'encoche étant située entre deux saillies ou plots du pied par lesquels s'effectue l'appui du fond sur un support,, on double ainsi les points d'appui, ce qui contribue à conférer une meilleure stabilité au récipient.

5 Dans un mode de réalisation conférant une meïlleure rigidité à la partie centrale du fond tout en lui assurant la déformabilité souhaitée nécessaire au but recherché dans le cadre de l'invention, il est souhaitable que la cuvette centrale sensiblement circulaire possède une profondeur sensiblement supérieure à celle des branches de l'empreinte en croix.
De façon avantageuse, les portions de la paroi convexe du fond qui sêparent deux pieds adjacents s'étendent entre les bras adjacents correspondants de l'empreinte en croix, jusque sensiblement au bord de 1a cuvette centrale. Mais pour éviter un affaiblissement central, il est préférable que les susdites portions de la paroi convexe du fond qui séparent deux pieds adjacents ne débouchent pas dans la cuvette centrale et que leur extrémité située radialement vers le centre reste séparée de la cuvette centrale par un rebord, lesquels rebords contribuent à rigidifier 1e pourtour du creux central.
La mise en ouvre des dispositions conformes à
l'invention nécessite d'établir un compromis pour parvenir à un fond de récipient qui possède les qualités recherchées. En effet, le fond pétaloïde peut, en principe, comporter un nombre quelconque, méme élevé, de pieds, De même l'empreinte en creux en croix multibranche peut comporter, en principe, un nombre quelconque, même élevé, de branches. Toutefois, du faït que, conformément au mode de réalisation préféré de l'invention indiqué plus haut, les branches de l'empreinte en croix ont une étendue radiale qui les font arriver, en partie, dans l'amorce des

6 pétales constituant les pieds et alors que, par ailleurs, les branches de l'empreinte en croix possèdent une largeur substantielle, il en résulte que, dans le récipient de l'invention, i1 n'est pas possible de prévoir un nombre substantiel de pieds et de branches de l'empreinte en croix. En pratique, ce nombre doit être supérieur à trois (nombre minimum pour assurer une assise stable du récipient), mais ne semble pas pouvoir dépasser cinq. En pratique le nombre de quatre semble correspondre au meilleur compromis.
On notera également que l'épaisseur du fond ne doit pas être excessive, des essais ayant montré que des fonds épais conduisaient à de médiocres résultats.
A cet effet, on fera remarquer que l' épaisseur du fond du récipient agencé conformément à l'invention est sensiblement moindre que celle du fond à simple empreinte en croix multibranche prévu dans un récipient destiné au seul remplissage à chaud . la mise en oeuvre des dispositions de l'invention permet de réduire notablément la quantité de matière, de l'ordre de ~0 à 30 ô pour le fond seul et de l'ordre de 3 à 10 ô pour l'ensemble du récipient, suivant le type de récipient. Il en résulte donc une économie d'argent substantielle, ce qui rend les dispositions de l'invention intéressantes ne serait-ce que pour la seule application de récipients appropriés au remplissage à chaud.
L'invention sera mieux comprise à 1a lecture de la description détaillée qui suit d'un mode de réalisation préféré donné uniquement à titre illustratif. Dans cette description, on se réfère aux dessins annexés sur lesquels .
- la figure 1 est une vue de dessous d'un fond de rêcipient agencé conformément à l'invention ;

7 les figures 2A et 3A sont des vues en coupe diamétrale selon les lignes . IIA-IIA et IIIA-IIIA, respectivement, de la figure 1 ;
- les figures 2B et 3B sont des vues de côté, respectivement selon les flèches IIB et IIIB de la figure 2, du fond de récipient de la figure 1 ;
- 1a figure 4 est une vue de trois-quarts par-dessous du fond de récipient des figures 1 à 3 ; et - la fïgure 5 est une vue de trois-quarts par dessus du fond de récipient des figures 1 à 4, le corps de récipient étant supposé enlevé.
La .description qui suit est relative plus spécifiquement, car il semble qu'il s'agisse d'une application préférée des dispositions de l'invention, à un agencement de fond de bouteille destinée à contenir un liquide, étant entendu que cet agencement peut cependant tout aussi bien concerner un récipient d'un autre type, tel que flacon, bidon, ...
L'invention s'intéresse à un récipient en matière thermoplastique, par exemple en PET, obtenu par soufflage ou étirage-soufflage d'une préforme préalablement obtenue par moulage.
La bouteille, désignée dans son ensemble par 1a référence 1 aux figures 2B et 3B (sur lesquelles seule la partie inférieure de la bouteille est visible), comporte une paroi latérale 2 et un fond 3 raccordé à cette dernière.
Le fond 3 comporte, dans sa région centrale, une empreinte 4.. en forme de croix multibranche imprimée en creux dans la face externe de la paroi defond 5.
L'empreinte en croix 4 comporte une cuvette centrale 6 sensiblement circulaire (qui se traduit par un plateau sensiblement rond 7 en saillie à l'intérieur de la

8 bouteille) au.centre de laquelle se trouve le bouton ou pastille 9 de matière correspondant, de façon connue, au logement du point d'injection de la préforme. Autour de la cuvette centrale 6 rayonnent les branches 8 d'étendue radiale réparties régulièrement.
Dans l'exemple illustré, les branches 8 de l'empreinte en croix 4 sont au nombre de quatre, espacées mutuellement de 90°, pour une raison qui sera exposée plus loin.
Les branches 8 de l'empreinte en croix 4 ont des dimensions sensiblement importantes, avec un relief prononcé. Par exemple, les branches 8 ont des bords parallèles leur conférant une forme individuelle rectangulaire ou, comme illustré, des bords sensiblement divergents en direction de la périphérie leur conférant une forme sensiblement trapézoïdale. Leur longueur est approximativement double de leur largeur moyenne, et leur profondeur moyenne est approximativement moitié de leur largeur moyenne.
L'empreinte en croix 4 est formée dans la région centrale de la paroi 5 de fond dans laquelle la matière thermoplastique est restée amorphe.
Par ailleurs, le fond 3 est conformé selon le type dit "pétaloïde" avec la paroi de fond 5 ayant une forme générale convexe vers l'extérieur. Dans 1a paroi de fond 5 sont formées des excroissances 10 en saillie vers l'extérieur et situées vers la périphérie du fond ; plus exactement, la partie la plus saillante 11 des excroissances l0 est située au voisinage de la périphérie du fond tandis que les excroissances descendent en pente douce vers le centre du fond. Les excroissances 10 sont régulièrement réparties angulairement et sont séparées les unes des autres par une portion de paroi convexe de fond

9 qui constitue une vallée 12 d'étendue radiale séparant deux excroissances adjacentes.
Les excroissances 10 constituent des pieds dont la partie 1a plus saillante 11 est la zone d'appui par laquelle le récipient repose sur un support.
Comme illustré, les excroissances ou pieds 10 et les branches 8 de la croix formée par l'empreinte centrale 4 sont en nombre égal car, comme cela se voit particulièrement bien à la figure 1, les branches 8 de l'empreinte en croix sont engagées, au moins vers leurs extrémités respectives, dans les pieds 10, au moins dans 1a partie la moins saillante de ceux-ci. Autrement dit, les pieds 10 et les branches 8 non seulement sont en nombre égal, mais sont en outre mutuellement alignés radialement.
Une telle conformation est, en pratique, imposée par la nécessitê d'avoir au moins trois pieds pour que le récipient puisse reposer de façon stable sur un support et par la nécessité d'avoir des branches 8 de l'empreinte en 2.0 croix 4 qui possèdent un relief et des dimensions substantiels, notamment pour ce qui est de leur largeur.
I1 en résulte que le nombre des pieds, et donc 1e nombre des branches 8 de l'empreinte en croix 4 ne peut pas être moindre que trois, mais à l'inverse ne peut pas, 25. en pratique, être trop élevé compte tenu des exigences d'obtention de formes correctes par soufflage lors de la fabrication.
En pratique, il semble que le nombre de quatre constitue un bon compromis, comme illustrê sur les figures 30 1 à 5, pour une bouteille de dimensions standard.
Pour que le fond 3 présente une bonne rigidité
lors de son utilisation, tout en présentant une relative aptitude à la déformation en présence de liquide chaud, i1 est souhaitable de prévoir des éléments de renforcement appropriés.
Ainsi, il est avantageux que les portions de la paroi convexe ou vallées 12 qui séparent deux pieds 5 adjacents s'étendent entre deux bras 8 consécutifs de l'empreinte centrale en croix jusque sensiblement au bord de 1a cuvette centrale 6, sans cependant déboucher dans celle-ci et en laissant subsister un léger rebord 15, formant armature, entre leur extrémité radialement

10 , intérieure et la cuvette centrale 6..
De plus, la partie 12 la plus saillante des pieds 10 n'est pas lisse, mais présente une dépression ou encoche 13 à concavité tournée vers l'extérieur. Lorsque des contraintes sont subies par un pied 10, l'éventuelle déformation qui peut en résulter se situe alors au niveau de cette encoche 13, dite encoche d'absorption des contraintes.
De façon annexe, la présence de l'encoche d'absorption des contraintes 13 fait apparaitre deux zbnes d'appui 11a et 11b situées de part et d'autre de celle-ci.
I1 en résulte un doublement des zones d' appui qui sont au nombre non pas de quatre (dans l'exemple considéré) correspondant au nombre de pieds, mais de huit. I1 en résulte une meilleure stabilité du récïpient reposant sur un support.
Au surplus, cet agencement de chaque pied 10 fait apparaître un barreau transversal 14 entre l'extrémité
radialement extérieure de chaque branche 8 de l'empreinte centrale en croix 4 et l'encoche d'absorption des contraintes 13 du pied 10 qui est située dans le prolongement de la précédente. Le barreau transversal 14 sert, d'une part, à rigidifier la partie en pente douce du pied 10 en entretoisant les deux bordures latérales

11 d'étendue radiale du pied 10 et, sert, d'autre part, d'articulation à la partie centrale du fond rigidifié par l'empreinte en croix 4 lorsque cette partie centrale est aspirêe vers l'intérieur lors du refroidissement du liquide. Cette faculté de mobilité contrôlêe vers l'intérieur de 1a bouteille lors du refroidissement du récipient entraîne une moindre sollicitation des panneaux de la paroi du corps de la bouteille, autorisant ainsi une réduction de la surface desdits panneaux.
La bouteille ainsi constituée peut supporter, sans déformation sensible de son fond, un processus de pasteurisation de son contenu liquide, qu'il s'agisse d'un liquide plat (par exemple jus de fruit) ou d'un liquide contenant du gaz dissous ou liquide carbonaté (par exemple bière). A fortiori, une telle bouteille peut supporter un processus de remplissage à chaud.
On soulignera que le matériau constitutif du fond se présente sous une épaisseur relativement réduite, par rapport aux récipients antérieurs (par exemple réduction de l'ordre de 20 à 30 ô). La bouteille de l'invention est, de ce point de vue, beaucoup plus intéressante que les actuelles bouteilles appropriêes pour le remplissage à
chaud, qui possèdent un fond sensiblement plus épais, dans le cas de bouteilles de même type.

Claims

REVENDICATIONS

1. Récipient en matière thermoplastique obtenu par soufflage ou étirage-soufflage d'une préforme, ce récipient comportant une paroi latérale (2) et un fond (3) raccordé à cette dernière, ledit fond (3) comportant, dans sa région centrale, une empreinte (4) en forme de croix multibranche imprimée en creux dans 1a face externe de 1a paroi (5) de tond, cette empreinte en croix (4) comportant un creux central (6) sensiblement circulaire autour duquel rayonnent les branches (8) d'étendue radiale réparties régulièrement, caractérisé en ce que le fond (3) est en outre de type pétaloïde, avec 1a paroi (5) de fond de forme généralement convexe vers l'extérieur avec au moins trois pieds (10) situés vers la périphérie du fond et formés par des excroissances régulièrement réparties angulairement et séparées l'une de l'autre par une portion (12) de paroi convexe du fond, en ce que les pieds (10) et les branches (8) de l'empreinte en croix (4) sont en nombre égal, en ce que les branches (8) de l'empreinte en croix (4) sont disposées en correspondance avec les pieds (10) et alignées radialement respectivement avec ceux-ci, en ce que chaque pied (10) comporte une encoche d'absorption des contraintes (13) dans sa partie d'appui (11), et en ce que, dans chaque pied, l'encoche d'absorption des contraintes (13) reste radialement séparée de l'extrémité de la branche (8) correspondante de l'empreinte en croix (4).

2. Récipient selon la revendication 1, caractérisé
en ce que la cuvette centrale (6) sensiblement circulaire possède une profondeur sensiblement supérieure à celle des branches (8) de l'empreinte en croix (4).

3. Récipient selon la revendication 2, caractérisé
en ce que les portions (12) de la paroi (5) convexe du fond qui séparent deux pieds adjacents (10) s'étendent entre les branches (8) adjacentes correspondantes de l'empreinte en croix (4), jusque sensiblement au bord de 1a cuvette centrale (6).

4. Récipient selon la revendication 3, caractérisé
en ce que les susdites portions (12) de la paroi (5) convexe du fond qui séparent deux pieds (10) adjacents ne débouchent pas dans la cuvette centrale (6) et en ce que leur extrémité située radialement vers le centre reste séparée de la cuvette centrale (6) par un rebord (15).

5. Récipient selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, dans chaque pied (10), l'extrémité radialement extérieure de la branche (8) de l'empreinte en croix (4) et l'encoche d'absorption des contraintes (13) sont séparées par un barreau transversal (14).

6. Récipient selon l'une quelconque des revendi-cations précédentes, caractérisé en ce que le fond (3) comporte quatre pieds (10) et en ce que l'empreinte en croix (4) est en forme de croix à quatre branches (8).