CH634522A5

CH634522A5 - Fermeture de recipient pourvue d'une garniture et son procede de fabrication.

Info

Publication number: CH634522A5
Application number: CH679679A
Authority: CH
Inventors: Fumio Mori; Gunji Matsuda; Toshihiro Yoshida; Shigeru Nagashima
Original assignee: Crown Cork Japan
Priority date: 1978-07-22
Filing date: 1979-07-20
Publication date: 1983-02-15
Also published as: NZ191021A; NO153960B; MX152095A; FI71519B; ES250344Y; ES482693A1; FR2431438B1; NO153960C; IL57843A; AR219402A1; GB2028781B; AU4910579A; AU523059B2; LU81530A1; NO792410L; FI792280A; JPS5520126A; IL57843A0; IE791341L; BR7904654A

Description

Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients.

A cet effet, la fermeture de récipient selon l'invention pourvue d'une garniture résistant à la fissuration sous l'effet des contraintes du milieu, comprenant une coquille et une garniture en résine thermoplastique appliquée sur la face intérieure de la coquille et moulée à la presse in situ sur cette face, est caractérisée par le fait que la différence (Iop—Ioc) entre la valeur Iop de l'indice d'orientation en plan Io de la partie périphérique de la garniture et la valeur Ioc de l'indice d'orientation en plan Io de sa partie centrale est inférieure à 0,37, cet indice d'orientation en plan Io étant défini par la formule suivante:

Io = 1+m (1)

dans laquelle:

1 représente le coefficient d'orientation dans la direction radiale de la garniture, et m le coefficient d'orientation dans sa direction circonférentielle.

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Des formes d'exécution de l'objet de l'invention seront décrites, à titre d'exemple, en se référant au dessin annexé, sur lequel :

— la fig. 1 est une vue de dessous montrant l'intérieur d'une fermeture sous forme de bouchon couronne à garniture conforme à l'invention; 5

— la fig. 2 est une vue de côté du bouchon couronne à garniture représenté sur la fig. 1, en partie en coupe suivant la ligne I-I de la fig-1;

— la fig. 3 est une vue de dessous montrant l'intérieur d'un bouchon à garniture; io

— la fig. 4 est une coupe suivant la ligne II-II de là fig. 3;

— la fig. 5 est une coupe de la bague d'une bouteille utilisée dans un essai de l'exemple 2;

— la fig. 6 est une représentation en perspective de l'appareil d'essai de résistance à la pression instantanée utilisé dans l'exemple 2; is

— les fig. 7 et 8 sont une vue de dessous et une vue de côté, celle-ci en partie en coupe suivant la ligne III-III, de l'intérieur d'un bouchon fabriqué dans l'exemple 8 qui montre sa forme et ses dimensions, et

— la fig. 9 est une coupe montrant les dimensions de la bague 20 d'une bouteille utilisée dans l'exemple 4.

Les fig. 10-A, 10-B et 10-C sont des schémas montrant les étapes du procédé de la présente invention.

Comme le montrent les fig. 1 et 2 qui représentent un bouchon-couronne pourvu d'une garniture constituant une réalisation de la 2s fermeture de récipient de l'invention, la coquille 1 du bouchon comprend un plateau 2 et une jupe 4 présentant un certain nombre de plis 3. Une garniture en résine thermoplastique indiquée globalement par le chiffre repère 5 est formée sur la face intérieure du plateau.

Cette garniture 5 est formée par moulage à la presse effectué in situ 30 dans la coquille 1 et comporte une partie centrale relativement mince 6 et des saillies annulaires relativement épaisses 7 formées dans sa partie périphérique. Dans la présente réalisation, une gorge annulaire 8 est formée entre les deux saillies 7. En même temps que le moulage à la presse, la garniture 5 est fixée à chaud à la face inté- 35 rieure de la coquille 1 au moyen d'une couche de vernis thermo-soudable (non représentée) appliquée sur la face intérieure de la coquille 1.

Dans la fermeture de récipient de l'invention, pour qu'il ne se produise aucune fissuration sous l'effet des contraintes du milieu, la 40 garniture 5 doit avoir des caractéristiques d'orientation en plan particulières. Plus précisément, il est indispensable que la différence (Iop —Ioc) entre la valeur Iop de l'indice d'orientation en plan de la partie périphérique de la garniture et la valeur Ioc de l'indice d'orientation en plan de sa partie centrale soit inférieure à 0,37, de préférence infé- 45 rieure à 0,27, particulièrement de préférence inférieure à 0,15.

Comme l'indique la formule 1 donnée ci-dessus, on entend par indice d'orientation en plan Io la somme du coefficient d'orientation 1 de la surface de la garniture dans la direction radiale et du coefficient d'orientation m de sa surface dans la direction circonférentielle. 50

Comme indiqué dans «Polymers», vol. 15, N° 175, p. 868 (article de Sasunori Nishijima, publié par l'Association japonaise des polymères, 1966), les coefficients d'orientation dans les deux directions sont déterminés par une méthode utilisant l'anisotropie optique d'une molécule fluorescente pour la détermination qualitative et 55 quantitative du degré et du mode d'orientation moléculaire lors de la déformation d'une résine thermoplastique sous forme de polymère à l'état solide ou de l'écoulement de cette résine fondue. Si l'on examine les orientations dans les deux directions dans la face de la garniture finale de la fermeture de l'invention comme l'enseigne cet article, 60 on voit que le degré d'orientation bidimensionnelle peut être représenté quantitativement par la formule suivante;

In (co) = K0 (1cos4<b + msin4<a + |n) (2)

dans laquelle; 65

1,1 (<a) représente l'intensité de la composante polarisée de la fluorescence émise par la résine thermoplastique, M indiquant que la direction de vibration de la lumière polarisée incidente est parallèle à la direction de la lumière polarisée mesurée, et a indiquant l'angle que fait l'échantillon de résine avec la direction de vibration de la lumière polarisée incidente,

K représente la probabilité d'excitation maximale obtenue quand l'axe des molécules de l'échantillon est parallèle à la direction de vibration de la fluorescence excitée,

0 la contraction de fluorescence des molécules,

1 le rapport d'orientation des molécules dans la direction circonférentielle dans la face de la garniture finale,

m le rapport d'orientation des molécules dans la direction perpendiculaire, c'est-à-dire dans la direction radiale, et n le rapport de non-orientation dans la face de la garniture finale, la somme de 1, m et n étant égale à 1.

Dans le procédé traditionnel de fabrication des fermetures de récipient pourvues d'une garniture, étant donné qu'une masse de résine thermoplastique fondue est moulée à la presse en une forme déterminée avec refroidissement, la surface de la garniture qui vient en contact avec la surface du moule de la presse subit inévitablement une orientation en plan en raison de la déformation plastique, et le degré de cette orientation est beaucoup plus grand dans la partie périphérique que dans la partie centrale où le degré de déformation est faible. Surtout quand une saillie annulaire d'étanchéité destinée à s'appliquer sur l'embouchure d'une bouteille est formée dans la partie périphérique, pour former cette saillie exactement avec une grande précision, il faut réaliser la surface de la garniture exactement conforme à la surface du moule en abaissant la température superficielle du moule à un niveau aussi bas que possible par refroidissement forcé au moyen d'un fluide à basse température, tel qu'eau froide, et en réduisant la vitesse de descente du moule à un niveau aussi bas que possible. Par conséquent, le degré d'orientation en plan dans la partie périphérique est encore accru.

Dans le cas d'une garniture dans laquelle la différence entre la valeur de l'indice d'orientation en plan de la partie centrale et la valeur de l'indice d'orientation en plan de la partie périphérique est très grande, comme le montrent les exemples comparatifs donnés ci-après, bien qu'il ne se forme pas de fissures si on conserve la garniture telle quelle, si on la soumet à l'essai accéléré de résistance à la fissuration, il se forme des fissures en très peu de temps, et quand on la soumet à l'essai de résistance à la chaleur dans les conditions du milieu embouteillé, il se forme des fissures à une très grande fréquence à cause du contact avec le contenu du récipient et de la température utilisée.

Si, par contre, conformément à l'invention, l'orientation en plan de toute la surface de la garniture, particulièrement l'orientation en plan dans sa partie périphérique, est limitée de façon que la différence entre la valeur Iop de l'indice d'orientation en plan dans la partie périphérique de la garniture et la valeur Ioc de l'indice d'orientation en plan dans sa partie centrale soit inférieure à 0,37, dans l'essai accéléré de résistance à la fissuration, le délai de formation de fissures dans 50% des échantillons est très allongé et est plus de 5 fois plus long que dans le cas des produits fabriqués par le procédé traditionnel. En outre, on peut empêcher complètement la formation de fissures dans l'essai de résistance à la chaleur dans les conditions du milieu embouteillé.

On a trouvé que la fissuration de la garniture due aux contraintes du milieu était étroitement liée non seulement aux caractéristiques d'orientation en plan mentionnées ci-dessus, mais aussi au degré d'équilibre Db défini par la formule suivante :

Db = 11—m I (3)

dans laquelle:

1 représente le coefficient d'orientation de la garniture dans la direction radiale, et m son coefficient d'orientation dans la direction circonférentielle.

Quand la résine se déploie et s'étale dans la direction radiale avec refroidissement forcé, son orientation dans cette direction est beaucoup plus grande que dans la direction circonférentielle et, dans une telle garniture ayant une plus grande orientation dans la direction ra-

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diale dans la partie périphérique, il se produit une fissuration sous l'effet des contraintes du milieu.

Du point de vue de la résistance à la fissuration sous l'effet des contraintes du milieu, il est préférable que la différence entre le degré d'équilibre Dbp dans la partie périphérique de la garniture et le degré d'équilibre Dbc dans sa partie centrale, c'est-à-dire la différence Dbp —Dbc, soit inférieure à 0,3, particulièrement inférieure à 0,25.

La présente fermeture de récipient a, dans la partie périphérique de sa garniture, au moins une saillie d'étanchéité destinée à s'appliquer sur l'embouchure du récipient, particulièrement une saillie ayant une épaisseur égale à 2 à 20 fois, en particulier 4 à 10 fois, l'épaisseur de la partie centrale de la garniture. Dans le cas d'une garniture moulée à la presse pourvue d'une telle saillie, comme il se produit, dans les conditions de moulage, un courant de résine constituant cette saillie dans la partie du bord périphérique contiguë à la circonférence intérieure de la saillie, il se produit une très forte orientation dans la direction radiale. Par suite, il se forme une fissuration à une fréquence très élevée. Selon l'invention, même dans une telle garniture, l'orientation dans la partie du bord périphérique est modérée, et la fissuration peut être complètement empêchée.

Selon l'invention, la fermeture de récipient est fabriquée par un procédé consistant à déposer une masse de résine thermoplastique sur la face intérieure d'une coquille de fermeture de récipient et à mouler à la presse cette masse de résine à l'état ramolli ou fondu pour lui donner la forme d'une garniture entre un moule de presse et la coquille dans des conditions telles que la différence (Iop—Ioc) entre la valeur Iop de l'indice d'orientation en plan Io de la partie périphérique de la garniture et la valeur Ioc de l'indice d'orientation en plan Io de sa partie centrale soit inférieure à 0,37, cet indice d'orientation en plan Io étant défini par la formule suivante:

Io = 1+m dans laquelle:

Pour maintenir la différence des indices d'orientation en plan (Iop —Ioc) précitée au-dessous de 0,37, c'est-à-dire limiter l'orientation en plan dans la partie périphérique de la garniture, on peut employer au moins une des méthodes suivantes:

1) Pour empêcher l'orientation due au refroidissement rapide de la résine, on élève la température de la résine fondue à un niveau aussi élevé que possible. Plus précisément, on maintient la température de la résine fondue à un niveau inférieur à la température de décomposition de la résine, mais supérieur d'au moins 70° C, de préférence d'au moins 100°C, à sa température de fusion ou de ramollissement.

2) Au stade initial du moulage, on maintient la température superficielle du moule à un niveau aussi élevé que possible, mais inférieur à la température de fusion ou de ramollissement de la résine afin de limiter l'orientation des molécules sur toute la surface de la garniture. Plus précisément, on maintient la température superficielle du moule à un niveau supérieur à 20° C, particulièrement supérieur à 40° C, mais inférieur d'au moins 5°C à la température de fusion ou de ramollissement de la résine.

3) On réalise le refroidissement forcé du moule seulement dans la partie qui correspond à la partie centrale de la garniture et on maintient sa température superficielle dans la partie qui correspond à la partie périphérique de la garniture à un niveau supérieur à sa température superficielle dans la partie qui correspond à la partie centrale de la garniture, ce qui modère l'orientation dans la partie périphérique de la garniture. Plus précisément, on produit un gradient de température tel que la température superficielle du moule dans la partie qui correspond à la partie périphérique de la garniture soit supérieure d'au moins 20° C, de préférence d'au moins 40° C, à sa température superficielle dans la partie qui correspond à la partie centrale de la garniture.

4) On chauffe préalablement la coquille de la fermeture de récipient à une température supérieure à la température de fusion ou de ramollissement de la résine.

5) On maintient la température superficielle d'une enclume destinée au support de la coquille et au moulage de la résine fondue en coopération avec le moule de la presse à un niveau supérieur à 20° C, particulièrement supérieur à 40°C, mais inférieur d'au moins 5°C à la température de fusion ou de ramollissement de la résine.

6) On effectue le pressage par le moule à une vitesse telle que la résine se déploie et s'étale et puisse s'écouler à l'état fondu. Plus précisément, on réalise la descente du moule en 1000 ms, particulièrement en 50 ms.

7) Le volume spécifique de la résine fondue est généralement supérieur à celui de la résine solide. On effectue, par conséquent, le pressage par le moule avec une pression relativement faible, généralement inférieure à 50 kg/cm2, en particulier inférieure à 20 kg/cm2.

8) Pour diminuer l'orientation dans la partie périphérique de la garniture, il est efficace d'augmenter le pouvoir d'étalement et la fluidité de la résine à l'état fondu. Par conséquent, par exemple, quand on utilise du polyéthylène basse densité, on en choisit un ayant un indice de fusion relativement élevé.

9) On ajoute un agent antiorientation à la résine constituant la garniture. Par exemple, quand on utilise du polyéthylène basse densité, on lui ajoute un élastomère ou un élastomère thermoplastique.

Si l'une des méthodes précédentes ne permet pas de limiter suffisamment l'orientation en plan de la garniture, on peut en utiliser plusieurs à la fois.

Comme on vient de le voir, il existe beaucoup de méthodes pour limiter l'orientation en plan dans la partie périphérique de la garniture, de sorte qu'il est difficile de préciser les conditions pour chacune d'elles. En définitive, on peut adopter les conditions qu'on veut, pourvu que l'exigence précitée concernant la différence des indices d'orientation en plan (iOp—Ioc) ou la différence des degrés d'équilibre (Dbp—Dbc) soit satisfaite.

Comme le montrent les fig. 10-A, 10-B et 10-C qui représentent les étapes du procédé de l'invention, une masse de résine fondue 10 est amenée à l'intérieur de la coquille 1 d'une fermeture de récipient au moyen d'une filière et d'un couteau rotatif (non représentés) d'ex-trudeuse. Avant l'amenée de la masse de résine 10, la coquille 1 peut être chauffée, par exemple par induction à haute fréquence. Au lieu d'une masse de résine fondue, on peut amener dans la coquille 1 une masse de résine solide ou une masse de résine préchauffée à une température inférieure à sa température de fusion ou de ramollissement, puis la chauffer électriquement par induction (ou au four) pour former une masse de résine fondue 10.

Il est préférable de fixer temporairement à chaud la masse 10 à l'intérieur de la coquille 1.

La coquille 1 contenant la masse de résine fondue 10 est amenée à un poste de travail de presse et placée sur une enclume 11, puis le moule 13 et le manchon 12 situés au-dessus de l'enclume 11 sont abaissés simultanément. Dans la partie centrale de l'enclume 11 correspondant à la partie centrale de la garniture est prévu un système de refroidissement 15. La surface du moule présente une partie centrale 16 plane ou légèrement courbe destinée à former la partie mince de la garniture et une partie périphérique annulaire 17 concave destinée à former la saillie annulaire de la garniture (voir fig. 10-A).

Au stade représenté sur la fig. 10-B, d'abord, le manchon 12 vient en prise avec le bord périphérique intérieur de la jupe de la coquille 1 pour immobiliser fermement celle-ci, puis le moule 13 est abaissé rapidement pour presser la masse de résine fondue 10. Par cette opération, la masse de résine fondue 10 se déploie et s'étale rapidement dans la direction radiale et prend rapidement la forme d'une garniture. En utilisant, à ce stade, au moins une des méthodes 1 à 9 mentionnées ci-dessus, on limite remarquablement l'orientation en plan dans la garniture, au moins dans sa partie périphérique. Par parenthèse, l'air enfermé entre le moule 13 et la coquille 1 s'échappe par un interstice prévu entre le moule 13 et le manchon 12.

Au stade représenté sur la fig. 10-C, la masse de résine fondue est entièrement moulée sous la forme d'une garniture 5 et, en même

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temps, la garniture 5 est fixée à chaud à la coquille 1. La garniture 5 est maintenue un certain temps dans cet état comprimé et est refroidie progressivement et entièrement par les systèmes de refroidissement 14 et 15 montés dans l'enclume 11 et le moule 13 et, ainsi, elle se solidifie. Quand le manchon 12 et le moule 13 sont relevés, on obtient une fermeture de récipient pourvue d'une garniture 5 formée par moulage par pression.

Le moule de la presse et l'enclume peuvent être refroidis commodément à l'eau courante. On peut naturellement aussi utiliser un autre agent de refroidissement gazeux ou liquide.

On peut utiliser, comme produit métallique pour la coquille de la fermeture de récipient, des feuilles de 1 à 100 (i d'épaisseur, particulièrement de 5 à 100 n, et des tôles d'épaisseur supérieure à 100 n. La nature du matériau n'est pas spécialement critique et l'on peut, par exemple, employer des feuilles et des tôles d'acier à surface non traitée (tôle noire), d'acier à surface traitée et de métaux légers, tel l'aluminium. On peut mentionner, comme exemples appropriés de feuilles et tôles d'acier à surface traitée, les feuilles et tôles d'acier dont la surface a été soumise à un traitement chimique tel que traitement à l'acide phosphorique ou à l'acide chromique, un traitement électroly-tique tel que traitement électrolytique à l'acide chromique ou éta-mage électrolytique, ou un traitement de métallisation au trempé tel qu'étamage.

On peut appliquer sur le métal pour la fixation à chaud de la garniture au moins une couche d'un vernis protecteur ou d'un vernis d'apprêt connu. On peut mentionner, comme exemples appropriés de vernis protecteurs, un vernis phénol/époxyde, époxyde/urée, époxy-de/mêlamine, phénol/époxyde/vinyle, époxyde/vinyle, à copolymère chlorure de vinyle/acétate de vinyle, à copolymère chlorure de viny-le/acétate de vinyle/anhydride maléique, à polyester non saturé ou à polyester saturé. Plusieurs de ces vernis protecteurs peuvent être utilisés en combinaison. Quand le vernis protecteur utilisé ne se fixe pas à la résine thermoplastique constituant la garniture, on peut appliquer sur le métal soit directement, soit par l'intermédiaire du vernis protecteur, un vernis de fixation à chaud de la garniture. Par exemple, si l'on utilise, comme résine pour la garniture, une résine d'oléfine, on peut employer un vernis connu de fixation à chaud des résines d'oléfine tel que résine de polyéthylène oxydé ou résine d'oléfine modifiée à l'acide dispersée dans une résine de base filmogène. Quand la résine utilisée pour la garniture est une résine de chlorure de vinyle, on peut employer, pour la fixation à chaud de cette résine, un venis à la résine vinylique tel que ceux mentionnés ci-dessus ou un vernis à la résine vinylique modifiée.

Ces produits métalliques revêtus peuvent être façonnés en des formes quelconques de fermetures de récipient, par exemple bouchons couronnes, bouchons pilferproof, bouchons à vis et capsules déchira-bles, et utilisés pour le procédé de la présente invention.

Toutes les résines thermoplastiques moulables à l'état fondu et ayant le pouvoir d'amortissement requis peuvent être utilisées pour la garniture. Une résine d'oléfine est particulièrement avantageuse. On peut, par exemple, utiliser une ou plusieurs des matières suivantes: polyéthylène, polypropylène, copolymères éthylène/propylène, copolymères éthylène/acétate de vinyle, copolymères et ionomères éthylène/ester d'acide acrylique. On peut, en outre, utiliser une résine de chlorure de vinyle souple.

Le polyéthylène basse densité et les copolymères du type éthylène convienent particulièrement. Du point de vue des caractéristiques de la garniture et pour empêcher l'orientation dans la garniture, il est préférable d'utiliser un mélange de polyéthylène basse densité et d'au moins une des matières suivantes :

a) copolymère éthylène/propylène, et b) élastomère thermoplastique, particulièrement copolymère sty-rène/diène(butadiène ou isoprène)/styrène.

Il est préférable que la quantité d'agent modifiant ajoutée corresponde à 3 à 40% en poids du polyéthylène basse densité.

Pour ne pas produire une orientation en plan excessive dans la partie périphérique de la garniture, il est préférable d'utiliser une résine d'oléfine ayant une fluidité à l'état fondu relativement grande.

Dans une réalisation préférée de l'invention, on utilise, comme résine thermoplastique pour la garniture, un polyéthylène basse densité ayant un indice de fusion de 1,0 à 10 g/10 min, particulièrement de 3 à 10 g/10 min. Quand on utilise un polyéthylène ayant un indice de fusion inférieur à 1,0 g/10 min, une orientation en plan importante tend à se produire dans la partie périphérique de la garniture lors du moulage, et une fissuration sous l'effet des contraintes du milieu se produit facilement dans la garniture obtenue. Quand on utilise un polyéthylène ayant un indice de fusion supérieur à 20 g/10 min, en raison des caractéristiques de ce polyéthylène, une fissuration se produit facilement dans les conditions sévères du milieu où est placée la garniture obtenue, même si l'orientation en plan est limitée dans la partie périphérique de la garniture.

Des additifs connus, par exemple pigments blancs et colorants tels que blanc de titane et noir de carbone, charges telles que carbonate de calcium, carbone blanc et argile, antioxydants, lubrifiants, plastifiants, agents antistatiques et stabilisants à la chaleur, peuvent être incorporés en proportions connues à la résine thermoplastique utilisée dans l'invention.

La quantité de résine déposée dans la coquille de la fermeture de récipient varie suivant la dimension de la coquille et d'autres facteurs. Une quantité comprise entre 100 mg et 10 g convient généralement.

L'invention va maintenant être décrite en détail à l'aide des exemples suivants qui n'en limitent aucunement la portée:

Exemple 1:

Un vernis anticorrosion, composé de 70 parties en poids d'un copolymère chlorure de vinyle/acétate de vinyle, de 25 parties en poids d'une résine d'époxyde du type bisphénol A et de 5 parties en poids d'une résine aminoplaste dans un solvant organique, a été appliqué au rouleau sur une tôle d'acier à surface traitée de 0,3 mm d'épaisseur (Hi-Top fabriquée par Toyo Kohan), et la tôle d'acier revêtue a été chauffée à 190°C pendant 10 min. Un apprêt, composé de 70 parties en poids d'une résine d'époxyde, de 10 parties en poids d'une résine d'urée et de 20 parties en poids de polyéthylène modifié à l'acide maléique dans un solvant organique, a été appliqué au rouleau comme vernis adhésif sur la couche de vernis anticorrosion, puis chauffé à 200° C pendant 10 min pour former une tôle revêtue. Ensuite, des coquilles couronnes ont été fabriquées à partir de cette tôle de façon que la surface revêtue se trouve à l'intérieur de la coquille. Les coquilles ont été chauffées à haute fréquence à 150°C (appareil fabriqué par Shimada Rika, 15 kW). Du polyéthylène basse densité ayant un indice de fusion de 3,0 g/10 min et une densité de 0,92, fondu dans les conditions indiquées dans le tableau 1, a été extradé au moyen d'une extrudeuse et les granulés de résine fondue ont été jetés, dans les coquilles couronnes chauffées, au moyen d'une lame rotative. Il a été mis environ 0,2 g de résine par coquille. Le polyéthylène basse densité fondu a été pressé et moulé dans les conditions indiquées dans le tableau 1. La garniture formée avait la forme représentée sur les fig. 1 et 2. Ses dimensions étaient les suivantes:

— Epaisseur de la partie plate centrale: 0,25 mm

— Diamètre de la partie plate centrale : 19,0 mm

— Epaisseur de la saillie annulaire intérieure: 1,0 mm

— Epaisseur de la saillie annulaire extérieure: 1,0 mm

— Diamètre extérieur de la saillie annulaire extérieure: 25,0 mm

— Epaisseur de la gorge annulaire: 0,35 mm

— Diamètre de la gorge annulaire: 21,5 mm

Les conditions de moulage de la garniture sont indiquées dans le tableau 1.

Les divers bouchons couronnes ainsi fabriqués ont été soumis aux essais décrits ci-dessous et leurs caractéristiques ont été déterminées.

Essai 1: Différence des indices d'orientation en plan et différence des degrés d'équilibre

La garniture enlevée du bouchon couronne échantillon et les coefficients d'orientation des molécules 1 (direction radiale) et m (direction circonférentielle) étaient déterminés par la méthode par fluorescence polarisée pour la partie centrale et la partie périphérique

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(partie contiguë à la saillie annulaire la plus proche du centre du bouchon) de la garniture.

Les bouchons couronnes à garniture ainsi fabriqués ont été soumis aux essais suivants avec des bouteilles conformes à JIS S-9017:

Essai 2: Résistance à l'arrachement

La résistance à l'arrachement de la garniture a été mesurée à 20° C avec une vitesse d'arrachement de 50 mm/min et un angle d'arrachement de 90° au moyen d'une machine d'essai de traction Tensilon.

Essai 3: Résistance à la pression instantanée

L'essai de résistance à la pression instantanée a été effectué conformément à JIS S-9017.

Essai 4: Essai de fissuration sous contrainte

Une solution aqueuse contenant 0,1 % de Liponox (activant non ionique fabriqué par Lion Yushi) servant d'accélérateur de fissuration a été mise dans une cuve thermostatée et maintenue à 50° C. La partie à plis était enlevée du bouchon et le bouchon était plié à 90° de façon que la partie garniture se trouve sur le devant. Le bouchon plié était immergé dans la solution de Liponox et observé au microscope. On déterminait le temps F50 nécessaire à la formation de fissures dans 50% des échantillons soumis à l'essai.

Essai 5: Essai de résistance à la chaleur

A) 200 ml d'acide sulfurique dilué préparé par dilution de 40,5 g d'acide sulfurique concentré (98%) par 7,571 d'eau étaient mis dans une bouteille ayant une capacité de 210 ml, et 3 g de carbonate acide de sodium enveloppés dans du papier étaient mis dans la bouteille de façon à ne pas entrer en contact avec la solution d'acide sulfurique. Après mise en place d'un bouchon sur la bouteille, le carbonate acide de sodium étaient entièrement dissous dans la solution.

Ensuite, la bouteille était mise dans de l'eau chaude à 80° C et, après maintien de cette température pendant 1 h, le nombre de bouteilles échantillons ayant présenté des fuites de gaz étaient compté.

B) On a examiné la formation de fissures dans la garniture de bouchons mis sur les bouteilles et traités comme en A.

C) On a examiné la formation de fissures dans la garniture de bouchons mis sur des bouteilles remplies d'acide sulfurique dilué et de carbonate acide de sodium comme en A, mais non mises dans l'eau chaude à 80° C.

Les résultats obtenus sont indiqués dans le tableau 2.

Si l'on compare les résultats obtenus dans les conditions 1 et 2 de la présente invention avec les résultats obtenus dans les conditions de l'exemple comparatif 1, on constate que, lorsque la température de la résine au stade de la fusion est plus élevée, l'indice d'orientation en plan et le degré d'équilibre diminuent dans l'essai 1 et que de meilleurs résultats sont obtenus dans les essais 2 à 5. Si l'on compare les résultats obtenus dans les conditions 1 à 4 de l'invention avec les résultats obtenus dans les conditions de l'exemple comparatif 2, on constate que, lorsque la température de la résine est plus élevée, on obtient de meilleurs résultats comme ci-dessus et que, lorsque la température de la résine est plus élevée et la température superficielle du moule et de l'enclume est elle aussi plus élevée, l'indice d'orientation en plan et le degré d'équilibre sont encore abaissés dans l'essai 1 et que des résultats très améliorés sont obtenus dans les essais 2 à 5. En outre, si l'on compare les résultats obtenus dans les conditions 2,3 et 5 de l'invention avec les résultats obtenus dans les conditions de l'exemple comparatif 3, on constate que, lorsque la température de la coquille est plus élevée, l'indice d'orientation en plan et le degré d'équilibre sont abaissés dans l'essai 1 et que de meilleurs résultats sont obtenus dans les essais 2 à 5.

En conclusion, on constate qu'un bouchon couronne, pourvu d'une garniture en polyéthylène basse densité, fabriqué avec une résine à 230° C, une coquille à 180°C et un moule et une enclume ayant une température superficielle de 90° C, est très amélioré en ce qui concerne la résistance à l'arrachement, la résistance à la pression instantanée, la résistance à la fissuration et la résistance à la chaleur de la garniture.

Exemple 2:

Une tôle revêtue a été préparée de la même manière que dans l'exemple 1 par revêtement d'une tôle d'aluminium de 0,25 mm d'épaisseur (5052 fabriquée par Furukawa Aluminium Kogyo). Des coquilles couronnes de 28 mm de diamètre et de 15,6 mm de hauteur ont été fabriquées à partir de cette tôle de façon que la face revêtue se trouve à l'intérieur de la coquille.

Les coquilles obtenues ont été chauffées à haute fréquence à 140° C (appareil fabriqué par Shimada Rika, 15 kW). Divers poly-éthylènes indiqués dans le tableau 4 ont été fondus à la température indiquée dans le tableau 3 et extradés au moyen d'une extrudeuse. Des granulés de résine fondue ont été jetés dans la partie centrale de l'intérieur des coquilles. Il a été mis 0,4 g de résine par coquille. Aussitôt après, les granulés de résine ont été moulés en garnitures au moyen d'un moule de presse dans les conditions indiquées dans le tableau 3 pour l'obtention de bouchons à garniture ayant la forme représentée sur les fig. 3 et 4. Les éléments homologues de ces figures et des fig. 1 et 2 sont désignés par les mêmes chiffres repères. Sur les fig. 3 et 4, le chiffre repère 9 désigne une perforation. Les conditions de moulage des garnitures et les polyéthylènes utilisés sont indiqués dans les tableaux 3 et 4.

Les bouchons à garniture ainsi obtenus ont été soumis aux essais décrits ci-dessous et leurs caractéristiques ont été examinées.

Essai 1: Différence des indices d'orientation en plan (Iop—Ipc) et différence des degrés d'équilibre (Dbp—Dbc)

La garniture a été enlevée de chaque bouchon échantillon et la différence des indices d'orientation en plan (Iop—10e) et la différence des degrés d'équilibre (Dbp—Dbc) ont été déterminées de la même manière que dans l'exemple 1.

Chacun des bouchons à garniture a été fixé à une bouteille ayant une capacité de 130 ml et une bague ayant les dimensions (mm) indiquées sur la fig. 5, et la bouteille bouchée a été soumise aux essais suivants:

Essai 2: Résistance à l'arrachement

La résistance à l'arrachement de la garniture a été déterminée de la même manière que dans l'exemple 1.

Essai 3: Résistance à la pression instantanée

Une bouteille ayant une capacité de 130 ml et la bague représentée sur la fig. 5 était remplie avec 120 ml d'eau, le bouchon à garniture était mis en place et la résistance à la pression instantanée était mesurée au moyen de l'appareil représenté sur la fig. 6 (Proper Application Tester 490 fabriqué par Alcore Co.).

Les chiffres repères de la fig. 6 désignent les éléments suivants:

21 : vis de fixation du support de bouteille

22: support de bouteille

23 : tige de support de la bouteille

24: garniture de support de la bouteille

25: aiguille d'aspiration et de décharge

26: garniture en caoutchouc

27 : support de fixation de l'aiguille

28 : trou d'évacuation d'eau

29 : verrou d'ouverture ou de fermeture ou capot 30: poignée de fixation du capot

31 : vanne de décharge 32: dispositif de sécurité 33 : vanne d'aspiration

34: manomètre de mesure de la pression dans la bouteille 35: manomètre gaz

36; vanne de réglage de la pression de gaz 37: capot

La résistance à la pression instantanée était déterminée au moyen de cet appareil de la manière suivante:

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

7

634522

La bouteille bouchée échantillon était mise dans l'appareil, le bouchon en bas, et la face du bouchon était pressée sur l'aiguille d'aspiration et dé décharge 25, de sorte que celle-ci perçait le bouchon et la garniture et que le bouchon venait en contact avec la garniture 26. Ensuite, la bouteille était immobilisée au moyen de la tige 23 et de la garniture 24, le capot 37 était fermé et fixé au moyen de la poignée 30 et la vanne d'aspiration 33 était ouverte, de sorte que le gaz entrait dans la bouteille par l'aiguille 25. Lors de ces opérations, la valeur lue sur le manomètre 34 indiquant la pression dans la bouteille représentait la résistance à la pression instantanée.

Essai 4: Résistance à la fissuration

Comme dans l'exemple 1, la partie latérale filetée était enlevée du bouchon, le bouchon était plié à 90° de façon que la partie garniture se trouve sur le devant et le bouchon plié était immergé dans un accélérateur de fissuration (solution à 0,1 % de Liponox) et observé au microscope. On mesurait alors le temps F50 nécessaire à la formation de fissures dans 50% des échantillons.

Essai 5: Résistance à la chaleur

A) Une bouteille ayant la bague représentée sur la fig. 5 et une capacité de 130 ml était remplie avec 120 ml d'acide sulfurique dilué obtenu par dilution de 40,5 g d'acide sulfurique concentré (98%) par 7,571 d'eau, et 1,8 g de carbonate acide de sodium enveloppé dans du papier était mis dans la bouteille de façon à ne pas entrer en contact avec la solution d'acide sulfurique. Après fixation du bouchon sur la bouteille, le carbonate acide de sodium était entièrement dissous dans la solution. La bouteille bouchée était immergée dans de l'eau chaude à 80° C et, après maintien de cette température pendant 1 h, le nombre de bouteilles ayant présenté des fuites de gaz était compté.

B) On examinait la formation de fissures dans la garniture des bouchons mis sur les bouteilles et traités comme en A.

C) On examinait la formation de fissures dans la garniture de bouchons mis sur des bouteilles remplies d'acide sulfurique dilué et de carbonate acide de sodium comme en A, mais non immergées dans l'eau chaude à 80° C.

Les résultats obtenus sont indiqués dans le tableau 5.

D'après les résultats indiqués dans le tableau 5, on voit que, si l'on compare le bouchon à garniture fabriqué dans les conditions 1 de l'invention avec le bouchon à garniture fabriqué dans les conditions de l'exemple comparatif 2 en ce qui concerne l'indice d'orientation en plan, le degré d'équilibre, la résistance à l'arrachement, la résistance à la pression instantanée, la résistance à la fissuration et la résistance à la chaleur, le bouchon à garniture de la fermeture de l'invention est excellent par rapport au bouchon de comparaison en ce qui concerne la résistance à l'arrachement et la résistance à la pression instantanée, qu'il présente un indice d'orientation en plan et un degré d'équilibre réduits et qu'il est particulièrement amélioré en ce qui concerne la résistance à la fissuration et la résistance à la chaleur. On voit aussi que, dans le cas d'un polyéthylène ayant un indice de fusion trop bas, l'orientation des molécules est à craindre et, dans le cas d'un polyéthylène ayant un indice de fusion trop élevé, il se forme facilement des fissures, bien que l'orientation des molécules soit modérée.

Exemple 3:

Des coquilles ont été fabriquées de la même manière que dans l'exemple 2. Séparément, un vernis vinyle/phénol a été appliqué au rouleau comme vernis pour une garniture en polychlorure de vinyle sur la même tôle d'aluminium que dans l'exemple 2, et la tôle revêtue a été chauffée à 190°C. En outre, un vernis fabriqué de la même manière que dans l'exemple 1, sauf qu'on a utilisé du polypropylène modifié à l'acide maléique au lieu du polyéthylène modifié utilisé dans l'exemple 1, a été appliqué au rouleau comme vernis pour une garniture en polypropylène. Des coquilles ont été fabriquées à partir de ces plaques d'aluminium revêtues de la même manière que ci-dessus.

Des garnitures des résines thermoplastiques indiquées dans le tableau 7 ont été formées dans ces coquilles dans les conditions de moulage indiquées dans le tableau 6 par la méthode décrite dans l'exemple 2. Des garnitures en polypropylène ont été formées dans les coquilles ayant un revêtement du vernis pour polypropylène précité et des garnitures en polychlorure de vinyle formées dans les coquilles ayant un revêtement du vernis pour polychlorure de vinyle précité. Parmi les résines thermoplastiques, les mélanges des échantillons 5 à 14 ont été préparés par mélange à l'état fondu des résines constituantes au moyen d'un malaxeur ordinaire et pastillage de la composition homogène obtenue.

Chacune des garnitures ainsi fabriquées avait la forme représentée sur les fig. 3 et 4.

Les bouchons à garniture obtenus ont été essayés par les mêmes méthodes que dans l'exemple 2 et les résultats obtenus sont indiqués dans le tableau 8.

D'après les résultats indiqués dans le tableau 8, on voit que, dans le cas du bouchon de comparaison fabriqué dans les conditions de moulage 2, l'orientation des molécules est manifeste dans la partie périphérique de la garniture et que, par conséquent, même le bouchon pourvu d'une garniture constituée d'un mélange de polymères thermoplastiques contenant un polymère élastique est insuffisant en ce qui concerne ses caractéristiques pratiques. Si l'on examine en détail la cause de ce phénomène indésirable, on voit que, étant donné que l'embouchure de la bouteille est placée entre deux parties concave/convexe (deux anneaux) formées à la périphérie de la garniture et que la garniture est soumise localement à un effort de traction dans ces parties, et en raison de cet effort de traction et de l'orientation des molécules dans ces parties, les caractéristiques pratiques telles que résistance à la fissuration sont très réduites.

Par contre, le bouchon à garniture, dans laquelle l'orientation des molécules est limitée au-dessous d'un certain niveau par l'adoption des conditions spéciales de moulage de la présente invention (conditions 1), présente d'excellentes caractéristiques pratiques. On voit que le copolymère éthylène/propylène et le copolymère styrène/diène/sty-rène empêchent très bien l'orientation des molécules et que, lorsqu'on emploie ces polymères, les différentes caractéristiques sont remarquablement améliorées.

Exemple 4:

Des tôles revêtues ont été préparées de la même manière que dans l'exemple 1 à partir de la même tôle d'aluminium que dans l'exemple 2. A partir de la tôle revêtue ont été fabriquées par un procédé usuel diverses coquilles représentées sur les fig. 7 et 8 et indiquées dans les tableaux 11 et 12. Ces coquilles ont été chauffées au moyen du même appareil que dans l'exemple 2 dans les conditions indiquées dans le tableau 9. Un mélange homogène de résines composé de 65 parties en poids d'un polyéthylène ayant une densité de 0,920 et un indice de fusion de 1,5 g/10 min, de 25 parties en poids d'un copolymère éthylène/propylène ayant une teneur en propylène de 9%, de 10 parties en poids d'un copolymère styrène/butadiène/styrène en blocs, de 0,01 partie en poids d'amine d'acide stéarique et de 6 parties en poids de blanc de titane, fondu dans les mêmes conditions que dans l'exemple 2, a été mis dans chacune des coquilles chauffées dans les conditions indiquées dans le tableau 10, et des bouchons à garniture ont été formés dans les conditions indiquées dans le tableau 9 par le procédé indiqué dans l'exemple 2. La forme des bouchons à garniture ainsi fabriqués est indiquée par les fig. 7 et 8 et dans le tableau 11. Les conditions de moulage et la quantité de résine fondue employée sont indiquées dans les tableaux 9 et 10.

Ces bouchons à garniture ont été essayés de la même manière que dans l'exemple 2 avec des bouteilles ayant la bague représentée sur la fig. 9 et les dimensions indiquées dans le tableau 12. La capacité de ces bouteilles était de 100 ml pour les bouchons de 16 mm, 100 ml pour ceux de 18 mm, 250 ml pour ceux de 38 mm, 300 ml pour ceux de 63 mm et 500 ml pour ceux de 82 mm. La capacité des bouteilles pour les bouchons de 28 mm était la même que celle des bouteilles utilisées dans l'exemple 2.

Les résultats obtenus sont indiqués dans le tableau 13. D'après

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

634522

8

ces résultats, on voit que, lorsque le diamètre du bouchon augmente, c'est-à-dire que le rapport d'étalement de la masse de résine fondue déposée dans la partie centrale de l'intérieur de la coquille augmente, l'orientation des molécules devient manifeste. Par conséquent, les effets de la présente invention sont particulièrement saillants dans le cas des grands bouchons, car l'augmentation précitée de l'orientation des molécules est efficacement empêchée, même dans le cas des grands bouchons.

Tableau 1

Condition

Température delà résine (°C)

Température de l'enveloppe (°C)

Température de surface du moule

CQ

Température de surface de moulage de l'enclume*

CQ

1

230

150

25

2

160

150

40

3

230

100

90

4

190

150

90

5

190

180

40

Exemple comparatif 1

140

150

40

Exemple comparatif 2

190

150

10

Exemple comparatif 3

190

80

40

* Dans cet exemple et les précédents, par le terme enclume, il faut entendre un outil destiné à supporter le fond de la partie extérieure de l'enveloppe quand la résine fondue dans l'enveloppe est pressée par le moule.

Tableau 2

Conditions de moulage de la présente invention

Conditions de moulage de l'exemple comparatif

1

2

3

4

5

1

2

3

Portion centrale

coefficient d'orientation 1

0,010

0,025

0,008

0,03

0,02

0,18

0,14

0,16

coefficient d'orientation m

0,010

0,015

0,002

0,01

0,17

0,07

0,14

indice d'orientation (Ioc = 1+m)

0,02

0,04

0,01

0,04

0,03

0,35

0,21

0,30

degré d'équilibre (Dbc = 1—m)

0,00

0,01

0,006

0,02

0,01

0,07

0,02

Portion périphérique

coefficient d'orientation 1

0,165

0,275

0,123

0,19

0,21

0,68

0,535

0,65

coefficient d'orientation m

0,005

0,025

0,007

0,04

0,02

0,18

0,095

0,18

indice d'orientation (Iop = 1+m)

0,17

0,30

0,13

0,23

0,86

0,63

0,83

degré d'équilibre (Dbp = 11—m |)

0,16

0,25

0,116

0,15

0,19

0,50

0,44

0,47

Iop-Ioc

0,15

0,26

0,12

0,19

0,20

0,51

0,42

0,53

Dbp—Dbc

0,16

0,24

0,11

0,13

0,18

0,49

0,37

0,45

Résistance au pelage (kg)

4,05

2,84

4,66

3,64

3,72

0,12

0,36

0,05

Résistance à la pression instantanée (kg/cm2)

>15

6

8

4

Résistance au craquage sous contrainte extérieure

F50 (h)

3,8

3,5

4,0

3,7

0,3

0,5

0,2

propriété d'étanchéité (bouteilles)

0

19

16

20

Résistance à résistance au craquage

la chaleur (traitement à chaud) (bouteilles)

0

10

4

10

de l'extérieur résistance au craquage

(non traité) (bouteilles)

0

Tableau 3

9

Tableau 4

634 522

Condition de moulage

Température de la résine (°C)

Température de l'enveloppe (°C)

Température de surface du moule CQ

Température de surface de l'enclume

CQ

1

230

180

90

(présente

invention)

2

150

130

10

(exemple

comparatif)

5

10

15

Polyéthylène Echantillon N°

Indice de fusion (g/10 min)

Densité (g/cm3)

1

0,2

0,922

2

2,0

0,918

3

10,0

0,917

4

20,0

0,916

5

32

0,920

Tableau 5

Condition de moulage

Echantillon N"

Portion centrale

Portion périphérique

Coefficient d'orientation

Indice d'orientation (Ioc = l+m)

Degré d'équilibre (Dbc = |1—m|)

Coefficient d'orientation

Indice d'orientation (Iop = l+m)

Degré d'équilibre (Dbp = |1—m|)

1

m

1

m

1

0,06

0,03

0,09

0,03

0,25

0,01

0,26

0,24

1

2

0,04

0,03

0,07

0,01

0,195

0,005

0,20

0,19

(présente

3

0,04

0,01

0,05

0,03

0,145

0,005

0,15

0,14

invention)

4

0,03

0,02

0,05

0,01

0,14

0,00

0,14

5

0,01

0,02

0,03

0,01

0,11

0,00

0,11

1

0,10

0,03

0,13

0,07

0,59

0,11

0,70

0,48

2

0,08

0,03

0,11

0,05

0,55

0,07

0,62

0,48

(exemple

3

0,06

0,04

0,10

0,02

0,48

0,08

0,56

0,40

comparatif)

4

0,05

0,03

0,08

0,02

0,425

0,49

0,36

5

0,04

0,03

0,07

0,01

0,395

0,46

0,33

Tableau 5 (suite)

Condition de moulage

Echantillon N°

Différence d'indice d'orientation dans le plan (IoP-IoQ

Différence de degré d'équilibre

(DbP-DbC)

Résistance au pelage (kg)

Résistance

àia pression instantanée (kg/cm2)

Résistance au craquage sous contrainte extérieure (h)

Résistance à la chaleur de l'extérieur

Propriété d'étanchéité (bouteilles)

Résistance au craquage (traitement

à chaud) (bouteilles)

Résistance au craquage (non traité) (bouteilles)

1

0,17

0,21

3,50

9,5

2,5

1

0

1

2

0,13

0,18

5,02

>11

4,5

0

(présente

3

0,10

0,11

4,73

>11

6,5

0

invention)

4

0,09

0,13

4,17

>11

4,0

1

0

5

0,08

0,10

3,75

8,0

2,5

2

•1

0

1

0,57

0,41

0,21

3,5

0,1

11

1

2

0,51

0,43

0,25

4,7

0,5

14

3

1

(exemple

3

0,46

0,38

0,34

5,5

0,5 .

16

7

0

comparatif)

4

0,41

0,34

0,58

6,3

0,1

20

10

0

5

0,59

0,35

0,28

3,8

0,2

20

7

1

634 522

10

Tableau 6

Tableau 7

Condition de moulage

Température de la résine (°C)

Température de l'enveloppe

CQ

Température de surface du moule CQ

Température de surface de l'enclume CQ

1

230

180

90

120

(présente

invention)

2

190

140

10

(exemple

comparatif)

Echantillon N°

Composition de la résine

1

PP

2

EVA

3

PVC

4

LDPE

5

LDPE (90) + PIB (10)

6

LDPE (90) + EP (10)

7

LDPW (90) + EP (30)

8

LDPE (90) + PB (10)

9

LDPE (90) + SIS (10)

10

LDPE (90) + SBS (10)

11

LDPE (70) + EP (20) + SIS (10)

12

LDPE (70) + EP (20) + SBS (10)

13

HDPE (70) + PE (30)

14

HDPE (90) + EVA' (10)

Tableau 8

Portion centrale

Portion périphérique

Condition de moulage

Echantillon N°

Coefficient d'orientation

Indice d'orientation

Degré d'équilibre

Coefficient d'orientation

Indice d'orientation

Degré d'équilibre

1

m

(Ioc = l+m)

(Dbc = |1—m|)

1

m

(Iop = l+m)

(Dbp = |1—m|)

1

0,10

0,03

0,13

0,07

0,39

0,04

0,43

0,35

2

0,05

0,02

0,07

0,03

0,06

0,02

0,08

0,04

3

0,032

0,025

0,057

0,007

0,037

0,023

0,06

0,014

4

0,07

0,02

0,09

0,05

0,165

0,025

0,19

0,14

5

0,04

0,03

0,07

0,01

0,125

0,025

0,15

0,10

1

(présente invention)

6

0,04

0,02

0,06

0,02

0,05

0,02

0,07

0,03

7

0,02

0,016

0,036

0,004

0,025

0,015

0,15

0,01

8

0,05

0,02

0,06

0,04

0,135

0,015

0,05

0,12

9

0,03

0,01

0,04

0,02

0,04

0,01

0,05

0,03

10

0,03

0,02

0,05

0,01

0,04

0,02

0,06

0,02

11

0,010

0,002

0,012

0,008

0,0165

0,0035

0,02

0,013

12

0,08

0,004

0,012

0,004

0,13

0,002

0,015

0,011

13

0,06

0,04

0,10

0,02

0,175

0,045

0,22

0,13

14

0,08

0,05

0,13

0,03

0,20

0,06

0,26

0,14

1

0,12

0,04

0,16

0,08

0,65

0,09

0,74

0,56

2

0,10

0,03

0,13

0,07

0,47

0,05

0,52

0,42

3

0,08

0,04

0,12

0,04

0,40

0,05

0,45

0,35

4

0,14

0,07

0,21

0,07

0,535

0,095

0,63

0,44

5

0,12

0,03

0,15

0,09

0,52

0,05

0,57

0,47

o

6

0,10

0,03

0,13

0,07

0,455

0,055

0,51

0,40

(exemple comparatif)

7

0,12

0,02

0,14

0,10

0,46

0,04

0,50

0,42

8

0,18

0,05

0,23

0,13

0,585

0,055

0,64

0,49

9

0,09

0,03

0,12

0,06

0,435

0,055

0,49

0,38

10

0,09

0,02

0,11

0,07

0,44

0,04

0,48

0,40

11

0,07

0,04

0,11

0,03

0,39

0,05

0,44

0,34

12

0,09

0,04

0,13

0,05

0,42

0,05

0,47

0,37

13

0,10

0,05

0,15

0,05

0,55

0,07

0,62

0,48

14

0,09

0,07

0,16

0,02

0,555

0,085

0,64

0,47

11 634522

Tableau 8 (suite)

Résistance F50

Résistance à la chaleur

Différence d'indice d'orientation dans le plan (Iop—Ioc)

Différence de degré d'équilibre (Dbp—Dbc)

Résistance

de l'extérieur

Condition de moulage

Echantillon N"

Résistance au pelage (kg)

àia pression instantanée (kg/cm2)

au craquage sous contrainte extérieure (h)

Propriété d'étanchéité (bouteilles)

Résistance au craquage (traitement

à chaud) (bouteilles)

Résistance au craquage (non traité) (bouteilles)

1

0,30

0,28

4,05

11

>48

1

0

2

0,01

6,88

>11

>48

5

0

3

<0,01

7,08

>11

>48

0

4

0,10

0,09

4,73

>11

>48

0

5

0,08

0,09

3,47

>11

>48

0

1

(présente invention)

6

0,01

7,54

>11

>48

0

7

8

9

<0,01 0,09 0,01

<0,01 0,08 0,01

7,63 3,88 7,16

>11 >11 >11

>48 >48 >48

0 0 0

10

0,01

7,05

>11

>48

0

11

<0,01

7,71

>11

>48

0

12

<0,01

7,33

>11

>48

0

13

0,12

0,11

3,11

>11

>48

0

14

0,13

0,11

4,25

>11

>48

0

1

0,58

0,48

0,15

3,5

30

20

0

2

0,39

0,35

1,17

8,4

1,5

20

1

0

3

0,33

0,31

0,27

7,8

20

15

0

4

0,42

0,37

0,36

7,5

0,5

18

5

0

5

0,42

0,38

0,25

5,3

0,8

18

5

0

•7

6

0,38

0,33

0,78

8,0

1,0

10

1

0

Z

(exemple comparatif)

7

8

9

0,36 0,41 0,37

0,32 0,40 0,32

0,85 0,22 0,70

8,3 4,8 7,7

1,2 0,4 1,1

8

20 12

1 6 1

0 0 0

10

0,37

0,33

0,68

7,5

0,9

13

1

0

11

0,33

0,31

0,88

8,9

1,2

6

0

12

0,34

0,32

0,84

8,5

1,2

7

1

0

13

0,47

0,43

0,20

4,2

0,5

17

6

0

14

0,48

0,45

0,18

3,9

0,5

18

7

0

Tableau 9

Tableau 10

Condition de moulage

Température de la résine (C)

Température de l'enveloppe CQ

Température de surface du moule

CQ

Température de surface de l'enclume

CQ

1

220

160

100

(présente

invention)

2

140

120

15

(exemple

comparatiO

Type de couvercle

Quantité (g) de résine fournie

16 mm

0,15

18 mm

0,2

28 mm

0,4

28 mm

0,4

38 mm

0,7

63 mm

2,0

82 mm

5,0

634522 12

Tableau 11 Tableau 12

Taille (mm)

Type de couvercle

16 mm

18 mm

28 mm

38 mm

63 mm

82 mm

A

16,4

18,4

28,4

38,3

63,9

82,8

B

11,6

12,45

15,6

16,75

18,25

19,15

C

0,2

D

0,3

0,4

E

1,4

1,6

1,8

2,0

F

11,5

12,5

18,5

27,4

52,0

68,9

G

14,5

16,5

26,5

36,4

62,0

80,9

5

Type de couvercle

Taille (mm) de bouteille a

b c

Angle de vis d (°)

16 mm 18 mm 28 mm 38 mm 63 mm 82 mm

14,85 15,90 25,20 34,95 58,75 75,95

8,25 10,35 13,30 13,45 13,85 14,25

5,45 6,25 9,00 10,05 10,45 10,95

2° 58' 2° 43' 2° 12' 1°36' 1°22' 1° 13'

15

Tableau 13

Condition de moulage

Type de couvercle

Portion centrale

Portion périphérique

Coefficient d'orientation

Indice d'orientation (Ioc = 1+m)

Degré d'équilibre (Dbc = |1—m|)

Coefficient d'orientation

Indice d'orientation (Iop = l+m)

Degré d'équilibre (Dbp = |l—m|)

1

m

1

m

16 mm

0,0007

0,0003

0,001

0,0004

0,0027

0,0003

0,003

0,0024

1

18 mm

0,0008

0,0002

0,001

0,0006

0,0033

0,0007

0,004

0,0026

1

28 mm

0,002

0,001

0,003

0,001

0,0125

0,0005

0,013

0,012

(présente

38 mm

0,004

0,002

0,006

0,002

0,064

0,012

0,076

0,052

invention)

63 mm

0,025

0,005

0,03

0,02

0,12

0,01

0,13

0,11

82 mm

0,10

0,02

0,12

0,08

0,425

0,055

0,48

0,37

16 mm

0,13

0,03

0,16

0,10

0,495

0,075

0,57

0,42

o

18 mm

0,15

0,02

0,17

0,13

0,54

0,06

0,60

0,48

z

28 mm

0,16

0,01

0,17

0,15

0,595

0,045

0,64

0,55

(exemple

38 mm

0,16

0,02

0,18

0,14

0,67

0,06

0,73

0,61

comparatif)

63 mm

0,17

0,01

0,18

0,16

0,785

0,055

0,84

0,73

82 mm

0,11

0,02

0,13

0,09

0,935

0,055

0,99

0,88

Tableau 13 (suite)

Résistance à la chaleur

Résistance

de l'extérieur

Condition de moulage

Type de couvercle

U

0

t—(

1

0.

o

DbP-DbC

Résistance au pelage (kg)

àia pression instantanée (kg/cm2)

eu craquage sous contrainte extérieure

(h)

Propriété d'étanchéité (bouteilles)

Résistance au craquage (traitement

à chaud) (bouteilles)

Résistance au craquage (non traité) (bouteilles)

16 mm

0,002

4,51

>11

>48

0

1

(présente invention)

18 mm

0,003

0,02

5,93

>11

>48

0

28 mm

0,01

0,011

7,31

>11

>48

0

38 mm

0,07

0,05

5,81

>11

>48

0

63 mm

0,20

0,18

4,52

>11

>48

0

82 mm

0,36

0,29

4,13

>11

>48

0

16 mm

0,41

0,32

0,59

8,5

1,4

3

1

0

18 mm

0,43

0,35

0,67

8,2

1,5

6

2

0

z

(exemple comparatif)

28 mm

0,47

0,40

0,65

8,0

1,2

10

2

0

38 mm

0,55

0,47

0,41

6,7

0,9

15

3

1

63 mm

0,66

0,57

0,39

4,5

0,9

20

5

1

82 mm

0,86

0,79

0,31

2,3

0,5

20

6

2

R

3 feuilles dessins

Claims

634522

2

REVENDICATIONS

1. Fermeture de récipient pourvue d'une garniture résistant à la fissuration sous l'effet des contraintes du milieu, comprenant une coquille et une garniture en résine thermoplastique appliquée sur la face intérieure de la coquille et moulée à la presse in situ sur cette face, caractérisée par le fait que la différence (Iop—Ioc) entre la valeur Iop" de l'indice d'orientation en plan Io de la partie périphérique de la garniture et la valeur Ioc de l'indice d'orientation en plan Io de sa partie centrale est inférieure à 0,37, cet indice d'orientation en plan Io étant défini par la formule :

Io = 1+m dans laquelle:

1 représente le coefficient d'orientation dans la direction radiale de la garniture, et m le coefficient d'orientation dans sa direction circonférentielle.
2. Fermeture selon la revendication 1, dans laquelle la différence (Dbp—Dbc) entre la valeur Dbp du degré d'équilibre dans la partie périphérique de la garniture et la valeur Dbc du degré d'équilibre dans sa partie centrale est inférieure à 0,3, ce degré d'équilibre Db étant défini par la formule suivante :

Db = 11—m |
3. Fermeture selon la revendication 1, dans laquelle la garniture comporte, dans sa partie périphérique, une saillie annulaire d'étan-chéité destinée à s'appliquer sur l'embouchure du récipient, l'épaisseur de cette saillie étant égale à 2 à 20 fois l'épaisseur de la partie centrale mince de la garniture.
4. Fermeture selon la revendication 1, dans laquelle la garniture est en résine d'oléfine.
5. Fermeture selon la revendication 1, dans laquelle la garniture est constituée d'un mélange composé de polyéthylène basse densité et de 3 à 40% en poids par rapport au polyéthylène d'au moins un agent modifiant pris dans le groupe constitué des copolymères éthylè-ne/propylène et des copolymères styrène/diène/styrène.
6. Fermeture selon la revendication 1, dans laquelle la garniture est en polyéthylène basse densité ayant un indice de fusion de 1,0 à 10 g/10min.
7. Procédé de fabrication de la fermeture de récipient pourvue d'une garniture, selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on dépose une masse de résine thermoplastique sur la face intérieure d'une coquille de fermeture de récipient, et qu'on moule à la presse cette masse de résine à l'état ramolli ou fondu pour lui donner la forme d'une garniture entre un moule de presse et la coquille dans des conditions telles que la différence (Iop—Ioc) entre la valeur Iop de l'indice d'orientation en plan Io de la partie périphérique de la garniture et la valeur Ioc de l'indice d'orientation en plan Io de sa partie centrale soit inférieure à 0,37, cet indice d'orientation en plan Io étant défini par la formule suivante:

Io = 1+m dans laquelle:

1 représente le coefficient d'orientation dans la direction radiale de la garniture, et m le coefficient d'orientation dans sa direction circonférentielle.
8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel le moulage sous pression de la résine thermoplastique est effectué dans des conditions telles que la différence (Dbp—Dbc) entre la valeur Dbp du degré d'équilibre dans la partie périphérique de la garniture et la valeur Dbc du degré d'équilibre dans sa partie centrale est inférieure à 0,3, ce degré d'équilibre Db étant défini par la formule suivante:

Db = |1—m|

Les fermetures de récipient en forme de couronne, de capuchon ou analogue, pourvues d'une garniture en caoutchouc, résine, papier, liège ou matière analogue, sont très employées pour le bouchage des bouteilles. Parmi ces diverses fermetures, celles qui sont pourvues d'une garniture en polyéthylène basse densité ou en résine de chlorure de vinyle sont excellentes en ce qui concerne l'étanchéité et le pouvoir de rétention de la saveur du contenu, tel que boisson. En outre, la moulabilité de la garniture est bonne et le coût de fabrication est relativement bas. Par conséquent, les fermetures de récipient de ce .type sont utilisées en grandes quantités.

Comme procédé de fabrication de ces fermetures de récipient à garniture, on connaît un procédé consistant à déposer une masse de résine thermoplastique fondue sur la face intérieure d'une coquille de fermeture de récipient et à presser cette masse entre un moule de presse refroidi et la coquille pour lui donner la forme d'une garniture (voir brevet japonais N° 5588/66), et un procédé consistant à déposer une résine thermoplastique préformée sur la face intérieure d'une coquille de fermeture de récipient, à chauffer la coquille pour ramollir la résine, et à presser cette dernière entre un moule de presse refroidi et la coquille pour lui donner la forme d'une garniture (voir brevet japonais N° 5706/73).

Une garniture de fermeture de récipient de ce type doit adhérer solidement et s'ajuster à l'embouchure du récipient. Par conséquent, il est préférable qu'une ou plusieurs saillies ou gorges annulaires destinées à s'appliquer sur l'embouchure du récipient soient formées à la périphérie de la garniture.

Le procédé de moulage à la presse traditionnel est avantageux du fait que la transformation d'une masse de résine thermoplastique en garniture et la fixation de cette garniture à une coquille peuvent se faire simultanément. On a cependant constaté que l'étanchéité réalisée par la garniture formée par ce procédé était souvent inférieure à celle d'une garniture du genre disque formée par découpage d'une tôle.

Quand une fermeture de récipient pourvue d'une garniture moulée à la presse est utilisée pour boucher une bouteille, il se forme des microfissures dans la garniture, particulièrement dans sa partie périphérique importante pour l'étanchéité, à cause, au moins, de facteurs tels que l'effort de compression auquel est soumise la garniture, son contact avec le contenu de la bouteille ou sa vapeur et la température utilisée pour la stérilisation ou la pasteurisation. Nous avons constaté que la formation de ces microfissures se manifestait quand la vitesse de moulage de la garniture augmentait et quand des saillies ou gorges annulaires de dimension efficace étaient formées dans sa partie périphérique.

Par conséquent, les fermetures de récipient traditionnelles pourvues d'une garniture en résine formée par moulage à la presse sont encore insuffisantes en ce qui concerne l'étanchéité, la résistance à l'arrachement de la garniture et la conservation de l'étanchéité après le traitement thermique, bien que la résine constituant la garniture ait en elle-même d'excellentes caractéristiques.