EP0433193A1 - Perfectionnement au bouchage de récipients avec capsule de bouchage à vis et à bande de garantie arrachable - Google Patents

Perfectionnement au bouchage de récipients avec capsule de bouchage à vis et à bande de garantie arrachable Download PDF

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Publication number
EP0433193A1
EP0433193A1 EP90420540A EP90420540A EP0433193A1 EP 0433193 A1 EP0433193 A1 EP 0433193A1 EP 90420540 A EP90420540 A EP 90420540A EP 90420540 A EP90420540 A EP 90420540A EP 0433193 A1 EP0433193 A1 EP 0433193A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
container
closure cap
teeth
angle
capsule
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP90420540A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Bernard Schneider
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Albea Tubes France SAS
Original Assignee
Cebal SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cebal SAS filed Critical Cebal SAS
Publication of EP0433193A1 publication Critical patent/EP0433193A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D41/00—Caps, e.g. crown caps or crown seals, i.e. members having parts arranged for engagement with the external periphery of a neck or wall defining a pouring opening or discharge aperture; Protective cap-like covers for closure members, e.g. decorative covers of metal foil or paper
    • B65D41/32—Caps or cap-like covers with lines of weakness, tearing-strips, tags, or like opening or removal devices, e.g. to facilitate formation of pouring openings
    • B65D41/34—Threaded or like caps or cap-like covers provided with tamper elements formed in, or attached to, the closure skirt
    • B65D41/3404—Threaded or like caps or cap-like covers provided with tamper elements formed in, or attached to, the closure skirt with ratchet-and-pawl mechanism between the container and the closure skirt or the tamper element
    • B65D41/3409—Threaded or like caps or cap-like covers provided with tamper elements formed in, or attached to, the closure skirt with ratchet-and-pawl mechanism between the container and the closure skirt or the tamper element the tamper element being integrally connected to the closure by means of bridges

Definitions

  • the invention relates to a container and its closure cap with screw and removable tear strip and more particularly an improvement to the closure of containers comprising a threaded constricted zone allowing the screwing of a closure cap provided with its guarantee strip.
  • a closure cap (2) internally threaded and provided with a guarantee strip (3), made integral with the capsule by bridges (13), and provided on its internal face with ratchet notches (14), on the other hand a container having in its constricted part or its neck (6) in addition to a threaded part (8), a part (9) with ratchet teeth ( 10).
  • the capsule When the container is plugged, before or after the packaging phase, depending on the nature of the container, tube or bottle, the capsule is screwed onto the container neck, the teeth and ratchet notches snapping in so as to allow screwing and preventing unscrewing the cap, except after tearing off the guarantee strip.
  • the relative positioning of all these elements is shown diagrammatically in FIG. 1.
  • the Applicant has manufactured containers and their closure caps with a guarantee strip according to the prior art, more particularly plastic tubes as defined in Example 1 and it encountered difficulties during closure.
  • the problem encountered is the rupture of the bridges (13) connecting the body of the capsule (16) and the guarantee strip (3) during the screwing of the capsule before filling the tube.
  • the Applicant has observed a high rupture rate of up to 20%, which makes this packaging unusable industrially.
  • she observed the presence of tubes which were no longer inviolable since the capsule could be unscrewed without breaking the bridges, which is obviously unacceptable.
  • the characteristic parameters in particular the geometric dimensions, have a certain tolerance which integrates among other things the precision of machining of the production tools, their wear before renewal, etc ... this is what explains that it there may be, all other things being equal, some normal, although undesirable, dispersion in the quality of production.
  • the final quality is too sensitive to normal dispersions of the production parameters, since there are, on the same production batch, satisfactory tubes, tubes with cut bridges and non-inviolable tubes which condemns this type of tube on the industrial level. It has also been envisaged to reinforce the bridges, but the ease of opening, which supposes manual tearing of the guarantee strip without any particular effort or tools such as pliers, has been reduced by the same amount. It is therefore not an acceptable solution either.
  • the Applicant has found a solution to these problems thanks in the first place to a tooth profile allowing screwing under low mechanical stress so as not to cause breakage of the bridges and ensuring the inviolability of the packaging and this, in a reliable manner. on all industrial production.
  • the tooth profile according to the invention allows the end of the tooth to flex under the pressure exerted by the notches during screwing and the end of the tooth to return to its initial position after the passage of the notches. to allow the capsule to be screwed in with little effort and to prevent the capsule from being unscrewed except for voluntary removal of the guarantee strip.
  • This profile can have a pentagonal section with an angle E, forming the end of the tooth, 10 to 30 ° greater than the angle A.
  • the plastic material constituting the flexible teeth (10) is generally less hard or rigid than that of the material constituting the notches (14).
  • the preferred field of the invention is, for the angle A between 15 and 25 °, for the angle B between 25 and 40 ° and for the angle C between 55 and 75 °.
  • FIG. 8 and FIGS. 9 and 10 illustrating the screwing force, expressed by the screwing torque in Ncm, in the case of a tube respectively.
  • each tooth from a mechanical point of view, behaves like a beam embedded over its entire height as well as at its base so that, during screwing, the notches getting closer and closer to the base of the teeth, the flexibility of the latter decreases.
  • tooth profile is the essential means to achieve the object of the invention, there are other means which contribute to achieving this goal.
  • alignment is favored by choosing a closure cap and a container with a threaded neck such that the start of the screwing, with the helical power take-off, precedes the start of the latching, which can be expressed by geometrical considerations: the height of the non-threaded zone (12) of the capsule essentially comprising the guarantee strip, is less than that of the threaded part (8) of the neck, these heights being measured along the axis (17 ) of the tube and the capsule.
  • the threaded part (8) of the neck is extended by a non-threaded cylindrical part (15) of outside diameter slightly less than the inside diameter of the threaded part (11) of the capsule so to maintain the capsule and the neck in a coaxial position.
  • This non-threaded part (15) can have substantially the same height as the threaded part (8).
  • the angle of rotation of the capsule is not high and is between 5 and 20 °.
  • this is obtained for numbers c and d such that their product c ⁇ d is respectively between 360/5 and 360 / 20.
  • an angle of rotation between two passages is chosen.
  • the closure cap used is made of plastic, typically polypropylene, with a guarantee strip (3) in the form of a circular strip, just interrupted between two bridges so as to provide a tear-off primer (21). easily grippable manually and having no protrusion relative to the diameter circumscribed to said circular band. It is common to see on many tamper-evident packaging tabs or other additions, intended to facilitate gripping, which extend beyond the guarantee strip itself.
  • the plastic material constituting the capsule and its guarantee ring is more rigid than that constituting the teeth secured to the neck of the container.
  • the capsule may be made of polypropylene and the teeth as well as the rest of the tube made of polyethylene, the difference in hardness or rigidity of the two materials promoting sealing of the plugging. .
  • the invention also applies to composite containers consisting on the one hand of a hollow body made of metal, glass, rigid plastic, in multilayer metalloplastic material, such as a metalloplastic tube, or also in rigid or flexible multilayer plastic material , such as a pocket, but on the other hand having a shoulder and / or a neck made of plastic, generally a moldable plastic, such as for example polyethylene, which makes it possible to produce the flexible toothing of the invention. More precisely, this toothing is obtained by injection while the extrusion-blowing or injection-blowing methods do not make it possible to obtain the fineness of tooth necessary according to the invention.
  • the invention can also be applied to containers having a neck which does not allow, for reasons of the nature of the material or of the manufacturing process, the formation of flexible teeth.
  • an end piece (20) comprising teeth (10) according to the invention and a thread (8) is attached to the neck or the shoulder of the container and it is made integral by any known means of said neck or shoulder, among these means, mention may be made of overmolding, welding, bonding, and more generally any means ensuring a tight fixing of said tip on the constricted end of the container.
  • the end piece (20) may comprise, in addition to a thread and teeth, a part (15) facilitating the orientation of the capsule during capping or other means intended to facilitate the use of the packaged product.
  • the size of the containers and caps there is no limitation to the invention regarding the size of the containers and caps.
  • the outside diameter of the threaded part of the neck of the container will be between 10 and 80 mm.
  • the advantages of the invention are first of all of an economic nature with the elimination of production losses during plugging according to the prior art, with the ease of plugging which allows an increase in plugging rates, and therefore of productivity.
  • Another advantage of the invention relates to the inviolability and the quality of the products produced: with a torque of passage crossing tooth on notch as low during screwing, and a torque of unscrewing with breakage of bridges as high, the ratio between two can go up to 10, the invention greatly secures the manufacture of inviolable containers.
  • Figure 1 shows a general view of a container and its tamper-evident closure cap allowing the location of the main elements relating to the invention and the prior art.
  • FIG. 2 represents the profile of a tooth according to the invention, in the plane perpendicular to the axis (17).
  • Figures 3-1,2,3 show a closure cap.
  • Figure 3-1 is a top view, making it possible to see the plane I perpendicular to the axis (17), with the circular guarantee strip interrupted between 2 bridges and having a tear-off primer (21), one of the ends being cut in a bevel to facilitate gripping of the other end when tearing off the guarantee strip.
  • Figure 3-2 is a sectional view in the plane of the axis (17).
  • Figure 3-3 is a bottom view, showing the plane 11 perpendicular to the axis (17) and the orientation of the notches: the angle F is 10 ° and the angle G is 75 °.
  • FIG. 4 represents a tube according to the prior art with teeth of substantially triangular profile with clipped end, with an angle H of 75 ° and an angle I of 25 °.
  • Figures 5-1,2,3 illustrate the invention and show a plane of a tube with 5 teeth according to Example 2, in section perpendicular to the axis (17) at the teeth.
  • Figure 5-1 shows the relative position of the teeth and notches with a 5-tooth tube and a screwed 12-notch capsule.
  • Figure 5-3 illustrates the bending of a tooth at the tooth / notch passage.
  • Figure 6 illustrates the invention and shows a sectional plan as in Figure 5-1 of a 6-tooth tube obtained according to Example 3 with the 12-notched screw cap. In this case, there are simultaneously 6 tooth / notch passages.
  • Figures 7-1 and 2 illustrate the attachment of plastic end caps with teeth and thread on an aluminum tube (Figure 7-1) and on a glass bottle ( Figure 7-2).
  • Figure 7-2 the glass bottle is provided with means preventing rotation of the nozzle, once it is attached to the neck of the bottle.
  • FIG. 8 corresponds to the screwing of a 24-tooth tube of Example 1 (prior art) and of a 12-notch capsule with 12 simultaneous tooth / notch passages every 15 °.
  • FIG. 9 corresponds to the screwing of a 5-tooth tube of Example 2 according to the invention and of a 12-notch capsule, with a single tooth / notch passage every 6 °.
  • FIG. 10 corresponds to the screwing of a 6-tooth tube of Example 3 according to the invention and of a 12-notch capsule, with 6 simultaneous tooth / notch passages every 30 °.
  • FIG. 4 An HD polyethylene tube was made, the neck (6) and more particularly the teeth (10) are shown in FIG. 4.
  • the outside diameter of the tube at the teeth is 17 mm at the end of the teeth (a) and 15.7 mm at the bottom of the teeth (b).
  • This tube has 24 teeth with a "clipped" triangular profile with an angle at the top A equal to 50 ° and the two adjacent sides of which form angles of 25 and 75 ° with respect to the tangent T.
  • a polypropylene closure cap suitable for this tube and shown in Figure 3.
  • each notch has 12 notches (14) on the inside periphery of its guarantee strip (3), each notch having a triangular profile with an angle at the top of 65 ° and the two adjacent sides of which form angles of 10 and 75 ° with respect to the tangent T.
  • the internal diameter at the notches is 16.5 mm at the end of the notches and 17.7 at the bottom of the notches.
  • the clearance between capsule and tube is 0.7 mm and the theoretical snap-in before closure is 0.25 mm, ie (17 - 16.5) / 2.
  • the outside diameter of the tube at the teeth is not 17 mm but 16.6 mm: the wear of the teeth at each tooth / notch passage has reduced the outside diameter by 0.4 mm.
  • the latching becomes equal to 0.05 mm, which is undoubtedly insufficient since cases have been observed where the capsule has been able to be unscrewed without causing the bridges to break.
  • the outside diameter of the tube at the teeth is 17.5 mm at the end of the teeth and 15.7 at the bottom of the teeth as in Example 1.
  • the capsule is the same as that described in Example 1.
  • Figures 5-1 and 3 show in plan perpendicular to the axis (17) the snap of the teeth and notches.
  • the clearance between capsule and tube is 0.2 mm and the snap is 0.5 mm.
  • After screwing on the capsule no tooth wear was noted so that the outside diameter of the tube at the teeth remains unchanged.
  • the curve giving the screwing force is in FIG. 9.
  • no bridge break or unscrewable tube was observed without bridge break. If we unscrew in force without having previously torn off the guarantee strip, we cause the sequential rupture of all the bridges with a torque of 50 Ncm.
  • the snap-fastening is shown in FIG. 6 and the screwing effort in FIG. 10. Unscrewing in force without tearing off the guarantee strip causes the bridges to break simultaneously with a torque of up to 60 Ncm.

Landscapes

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Abstract

Récipient (1) et sa capsule de bouchage (2) filetée avec bande de garantie arrachable (3), la partie rétreinte (6) du récipient étant filetée et munie de dents (10) flexibles à effet ressort croissant s'encliquetant avec les crans (14) de la bande de garantie, et présentant une résistance mécanique qui permet de garantir l'inviolabilité du récipient tout en assurant une grande facilité d'ouverture après arrachage de la bande de garantie. <IMAGE>

Description

    DOMAINE DE L'INVENTION
  • L'invention concerne un récipient et sa capsule de bouchage à vis et à bande de garantie arrachable et plus particulièrement un perfectionnement au bouchage de récipients comportant une zone rétreinte filetée permettant le vissage d'une capsule de bouchage munie de sa bande de garantie.
    • RAPPEL DE L'ART ANTERIEUR
  • Il existe déjà de nombreux récipients à bague filetée bouchée par vissage d'une capsule de bouchage et présentant une garantie d'inviolabilité.
    Une manière connue d'assurer l'inviolabilité consiste à utiliser d'une part, une capsule de bouchage (2) filetée intérieurement et munie d'une bande de garantie (3), rendue solidaire de la capsule par des ponts (13), et munie sur sa face interne de crans à rochets (14), d'autre part un récipient présentant dans sa partie rétreinte ou son col (6) outre une partie filetée (8), une partie (9) avec des dents à rochets (10). Au bouchage du récipient, avant ou après la phase de conditionnement selon la nature du récipient, tube ou flacon, on visse la capsule sur le col du récipient, les dents et crans à rochet s'encliquetant de manière à permettre le vissage et à empêcher le dévissage de la capsule, sauf après arrachage de la bande de garantie. Le positionnement relatif de tous ces éléments est schématisé sur la figure 1.
    • POSITION DU PROBLEME
  • La demanderesse a fabriqué des récipients et leur capsule de bouchage avec bande de garantie selon l'art antérieur, plus particulièrement des tubes en matière plastique tels que définis à l'exemple 1 et elle a rencontré des difficultés lors du bouchage.
    Le problème rencontré est la rupture des ponts (13) reliant le corps de la capsule (16) et la bande de garantie (3) durant le vissage de la capsule avant remplissage du tube. En effet la demanderesse a observé un taux de rupture élevé pouvant atteindre 20% ce qui rend cet emballage inutilisable industriellement. En outre elle a observé la présence de tubes qui n'étaient plus inviolables puisqu'on pouvait dévisser la capsule sans rupture des ponts, ce qui est évidemment inacceptable.
    Pour résoudre ce problème, elle a essayé de diminuer l'encliquetage, c'est à dire l'interpénétration des dents (10) et des crans (14) mais alors, si elle a bien observé dans ce cas une diminution du taux de ruptures, elle a aussi constaté une augmentation du taux de tubes qui n'étaient plus inviolables. Cette solution a donc été abandonnée.
  • En production industrielle, les paramètres caractéristiques, notamment les côtes géométriques, ont une certaine tolérance qui intègre entre autres choses la précision d'usinage des outils de production, leur usure avant renouvellement, etc...c'est ce qui explique qu'il puisse y avoir, toutes choses égales par ailleurs, une certaine dispersion, normale bien que non souhaitable, de la qualité de la production. Dans le cas de la production de tubes de l'exemple 1, la qualité finale est trop sensible aux dispersions normales des paramètres de production, puisque l'on trouve sur un même lot de fabrication à la fois des tubes satisfaisants, des tubes à ponts coupés et des tubes non-inviolables ce qui condamne sur le plan industriel ce type de tube.
    On a aussi envisagé de renforcer les ponts, mais la facilité d'ouverture, qui suppose un arrachement manuel de la bande de garantie sans effort particulier ni outils tels que des pinces, a été réduite d'autant. Ce n'est donc pas non plus une solution acceptable.
    • DESCRIPTION DE LA SOLUTION
  • La demanderesse a trouvé une solution à ces problèmes grâce en premier lieu à un profil de dent permettant un vissage sous faible contrainte mécanique de manière à ne pas provoquer de rupture des ponts et assurant l'inviolabilité de l'emballage et cela, de manière fiable sur l'ensemble de la production industrielle.
  • L'invention consiste en un récipient (1) et sa capsule de bouchage (2) inviolable comportant un corps de capsule (16) et une bande de garantie (3) arrachable manuellement, ledit récipient comprenant un corps creux (4) prolongé par un épaulement (5) se terminant par un col (6) à symétrie axiale présentant un orifice (7) et ayant sur sa surface externe une partie filetée (8) permettant le vissage dudit corps de capsule et une partie (9) munie de dents à rochets (10) destinées à empêcher le dévissage sauf après arrachage de la bande de garantie (3), ladite capsule de bouchage (2), à symétrie axiale, comprenant une partie filetée (11) sur la surface interne du corps de capsule et une partie non-filetée (12) qui comporte une bande de garantie (3) solidaire du reste de la capsule grâce à des ponts (13) et munie intérieurement de crans à rochets (14) qui permettent l'encliquetage des dents (10), caractérisé en ce que:
    • 1) les dents sont en matière plastique et forment un angle A, défini par les plans délimitant la base de la dent, compris entre 0 et 30°,
    • 2) les dents sont orientées selon un angle B, angle que forme la bissectrice de l'angle A avec la tangente T, compris entre 15 et 45°,
    • 3) les dents offrent un plan de résistance au dévissage faisant un angle C avec la tangente T compris entre 45 et 90°, cet angle C étant plus grand que l'angle D à la base de la dent,
    • 4) les dents, solidaires sur toute leur hauteur de la partie (9) du col, présentent l'extrémité supérieure (18) libre alors que l'extrémité inférieure (19) est encastrée de manière à avoir un effet de ressort croissant favorisant le retour de la dent à sa position d'origine après passage des crans (14) lors du vissage de la capsule de bouchage,
      ces caractéristiques permettant un vissage de la capsule de bouchage ne provoquant pas la rupture des ponts (13) et garantissant l'inviolabilité.
  • En effet, les recherches entreprises par la demanderesse pour résoudre le problème posé ont montré la nécessité d'agir simultanément sur la finesse de dent (caractérisée par l'angle A), sur son orientation (caractérisée par l'angle B), sur l'orientation du plan de résistance au dévissage (caractérisé par l'angle C), ainsi que la nécessité d'avoir une dent à extrémité inférieure encastrée.
  • Le profil de la dent selon l'invention permet la flexion de l'extrémité de la dent sous la pression exercée par les crans lors du vissage et le retour de l'extrémité de la dent à sa position initiale après le passage des crans de manière à permettre un vissage de la capsule avec un faible effort et à empêcher un dévissage de la capsule sauf arrachement volontaire de la bande de garantie. Ce profil peut avoir une section pentagonale avec un angle E, formant l'extrémité de la dent, supérieur de 10 à 30° à l'angle A.
    La matière plastique constituant les dents flexibles (10) est généralement de dureté ou de rigidité moindre que celle du matériau constituant les crans (14).
  • Le domaine préféré de l'invention se situe, pour l'angle A entre 15 et 25°, pour l'angle B entre 25 et 40° et pour l'angle C entre 55 et 75°.
  • L'influence du profil de la dent apparaît de manière évidente lorque l'on compare la figure 8 et les figures 9 et 10 illustrant l'effort de vissage, exprimé par le couple de vissage en Ncm, dans le cas respectivement d'un tube plastique selon l'art antérieur (décrit à l'exemple 1) et selon l'invention (décrit à l'exemple 2): le couple de vissage est deux à trois fois plus important pour le tube selon l'art antérieur que pour le tube selon l'invention et il augmente considérablement au cours du vissage selon l'art antérieur, ce qui a pour conséquence de conduire dans un grand nombre de cas à la rupture des ponts au vissage ou éventuellement, en l'absence de rupture des ponts au vissage, à un dévissage possible de la capsule sans rupture des ponts suite à l'abrasion des dents et des crans durant le vissage.
    L'augmentation du couple de vissage durant le bouchage résulte du fait que chaque dent, d'un point de vue mécanique, se comporte comme une poutre encastrée sur toute sa hauteur ainsi qu'à sa base de sorte que, au cours du vissage, les crans se rapprochant de plus en plus de la base des dents, la flexibilité de ces dernières diminue.
  • Si le profil de la dent est le moyen essentiel pour atteindre le but de l'invention, il est d'autres moyens qui contribuent à atteindre ce but.
    Tout d'abord, il est avantageux selon l'invention de réaliser un encliquetage des dents et des crans alors que capsule et col de récipient sont alignés selon le même axe afin d'éviter des contraintes locales sur la bande de garantie qui pourraient provoquer une rupture des ponts.
  • Selon une première modalité, on favorise l'alignement en choisissant une capsule de bouchage et un récipient à col fileté tels que le début du vissage, avec la prise de mouvement hélicoïdal, précède le début de l'encliquetage, ce qui peut s'exprimer par des considérations géométriques: la hauteur de la zone non-filetée (12) de la capsule comprenant essentiellement la bande de garantie, est inférieure à celle de la partie filetée (8) du col, ces hauteurs étant mesurées selon l'axe (17) du tube et de la capsule.
    Selon une seconde modalité, éventuellement cumulable avec la précédente, la partie filetée (8) du col est prolongée par une partie cylindrique non filetée (15) de diamètre extérieur légèrement inférieur au diamètre intérieur de la partie filetée (11) de la capsule de manière à maintenir en position coaxiale la capsule et le col. Cette partie non-filetée (15) peut avoir sensiblement la même hauteur que la partie filetée (8).
  • Il est très avantageux qu'il n'y ait, durant le vissage, simultanément qu'un seul passage de dent sur cran. Ceci revient à avoir un nombre "d" de dents et "c" n'ayant pas entre eux de plus petit commun diviseur en dehors de l'unité, ce qui implique qu'au moins un des deux nombres c et d soit impair. On obtient ainsi un vissage avec encliquetage sous faible contrainte mécanique, pouvant ne pas dépasser 5 Ncm, ce qui réduit d'autant les risques de rupture des ponts au bouchage.
    De manière surprenante, la résistance au dévissage, due à l'encliquetage des dents et des crans, a été peu modifiée et reste à un niveau élevé, de l'ordre de 50 Ncm, bien qu'il n'y ait qu'une dent et qu'un cran en prise simultanément, ce qui montre qu'une seule dent, grâce à son profil selon l'invention, a une résistance mécanique supérieure à celle de l'ensemble des ponts de liaison (13) reliant la bande de garantie (3) et le corps de capsule (16). Naturellement, il n'y a plus de résistance au dévissage notable après l'arrachage de la bande de garantie, hormis le couple normal de dévissage (en général voisin de 50% du couple de serrage initial).
  • En outre, il est souhaitable qu'entre deux passages successifs de dent sur cran l'angle de rotation de la capsule, à col fixe, ne soit pas élevé et soit compris entre 5 et 20°. Dans le cas de nombres c et d n'ayant pas de plus petit commun diviseur en dehors de l'unité, ceci est obtenu pour des nombres c et d tels que leur produit c × d soit compris respectivement entre 360/5 et 360/20. De préférence, on choisit un angle de rotation entre deux passages compris entre 8 et 15°.
  • Selon l'invention, la capsule de bouchage utilisé est en matière plastique, typiquement en polypropylène, avec une bande de garantie (3) sous forme de bande circulaire, juste interrompue entre deux ponts de manière à offrir une amorce d'arrachage (21) facilement préhensible manuellement et ne présentant pas d'excroissance par rapport au diamètre circonscrit à ladite bande circulaire.
    Il est courant de voir sur de nombreux emballages inviolables des languettes ou autres ajouts, destinés à faciliter la préhension, qui débordent de la bande de garantie elle-même. De telles excroissances de matière ne sont pas nécessaires dans l'invention, ce qui est un grand avantage d'une part, sur le plan de la productivité du bouchage, puisque, la capsule de bouchage étant pratiquement de symétrie axiale, la recherche de forme est supprimée et les possibilités de coincement de la bande de garantie sont exclues, ainsi que d'autre part, sur le plan esthétique, avec une amélioration notable de la pureté de ligne fort appréciable dans le secteur des cosmétiques.
  • En général, le matériau plastique constituant la capsule et sa bague de garantie est plus rigide que celui constituant les dents solidaires du col du récipient. Typiquement, dans le cas d'un emballage tout plastique, tel un tube, la capsule pourra être en polypropylène et les dents ainsi que le reste du tube en polyéthylène, la différence de dureté ou de rigidité des deux matériaux favorisant l'étanchéité du bouchage.
  • L'invention s'applique aussi à des récipients composites constitués d'une part d'un corps creux en métal, en verre, en plastique rigide, en matériau métalloplastique multicouche, tel un tube métalloplastique, ou encore en matériau plastique multicouche rigide ou souple, telle une poche, mais présentant d'autre part un épaulement et/ou un col en matière plastique, généralement une matière plastique moulable, tel par exemple le polyéthylène, qui permet de réaliser la denture souple de l'invention. De manière plus précise, cette denture est obtenue par injection alors que les procédés d'extrusion-soufflage ou d'injection-soufflage ne permettent pas d'obtenir la finesse de dent nécessaire selon l'invention.
    L'invention peut s'appliquer aussi à des récipients ayant un col ne permettant, pour des raisons de nature de matériau ou de procédé de fabrication, la formation d'une denture souple. Dans ce cas, afin de pouvoir réaliser l'invention, on rapporte sur le col ou l'épaulement du récipient un embout (20) comprenant des dents (10) selon l'invention et un filetage (8) et on le rend solidaire par tout moyen connu dudit col ou épaulement, parmi ces moyens, on peut citer le surmoulage, le soudage, le collage, et plus généralement tout moyen assurant une fixation étanche dudit embout sur l'extrémité rétreinte du récipient.
    L'embout (20) peut comporter, outre un filetage et des dents, une partie (15) facilitant l'orientation de la capsule lors du bouchage ou d'autres moyens destinés à faciliter l'utilisation du produit conditionné.
  • On peut, selon la figure 7-1, positionner l'embout (20) sur le col (6) du récipient. Mais il est avantageux du point de vue de la fabrication industrielle de fabriquer par injection l'embout (20), de le monter à part sur la capsule de bouchage comme indiqué à la figure 7-2, puis de rapporter ces deux pièces sur le col du récipient.
    Les matériaux de ces récipients peuvent être en matière plastique, en métal, en verre, en céramique, en matériau plastique ou métallo-plastique multicouche. Ces récipients peuvent être un tube aluminium, un flacon ou une bouteille en verre, des emballages en matériau métalloplastique multicouche souples ou rigides.
  • Par ailleurs, on peut selon l'invention permuter la position des dents et des crans, avec un récipient en matériau "dur" porteur de crans sur son col et une capsule en matériau plastique "moins dur" portant des dents flexibles sur sa bande de garantie.
  • Il n'y a pas de limitation à l'invention concernant la taille des récipients et capsules de bouchage. En général, le diamètre extérieur de la partie filetée du col du récipient sera compris entre 10 et 80 mm.
  • Les avantages de l'invention sont d'abord d'ordre économique avec la suppression des pertes de production au bouchage selon l'art antérieur, avec la facilité de bouchage qui permet une augmentation des cadences de bouchage, donc de la productivité.
    Un autre avantage de l'invention concerne l'inviolabilité et la qualité des produits fabriqués: avec un couple de franchissement de passage dent sur cran aussi faible durant le vissage, et un couple de dévissage avec rupture des ponts aussi élevé, le rapport entre les deux pouvant aller jusqu'à 10, l'invention sécurise beaucoup la fabrication de récipients inviolables.
    • DESCRIPTION DES FIGURES
  • La figure 1 représente une vue générale d'un récipient et sa capsule de bouchage inviolable permettant la localisation des principaux éléments concernant l'invention et l'art antérieur.
  • La figure 2 représente le profil d'une dent selon l'invention, dans le plan perpendiculaire à l'axe (17).
  • Les figures 3-1,2,3 représentent une capsule de bouchage. La figure 3-1 est une vue de dessus, permettant de voir le plan I perpendiculaire à l'axe (17), avec la bande de garantie circulaire interrompue entre 2 ponts et présentant une amorce d'arrachage (21), une des extrémités étant taillée en biseau pour faciliter la préhension de l'autre extrémité lors de l'arrachement de la bande de garantie.
    La figure 3-2 est une vue en coupe dans le plan de l'axe (17). La figure 3-3 est une vue de dessous, permettant de voir le plan 11 perpendiculaire à l'axe (17) ainsi que l'orientation des crans: l'angle F vaut 10° et l'angle G vaut 75°.
  • La figure 4 représente un tube selon l'art antérieur avec des dents de profil sensiblement triangulaire à extrémité écrêtée, avec un angle H de 75° et un angle I de 25°.
  • Les figures 5-1,2,3 illustrent l'invention et représentent un plan d'un tube à 5 dents selon l'exemple 2, en coupe perpendiculaire à l'axe (17) au niveau des dents. La figure 5-1 montre la position relative des dents et des crans avec un tube à 5 dents et une capsule à 12 crans vissée. La figure 5-2 représente le profil de la dent, avec les valeurs de tous les angles: A = 18°, B = 57°, C = 73°, D = 48°, E = 60°.
    La figure 5-3 illustre la flexion d'une dent au passage dent/cran.
  • La figure 6 illustre l'invention et représente un plan en coupe comme à la figure 5-1 d'un tube à 6 dents obtenu selon l'exemple 3 avec la capsule à 12 crans vissée. Dans ce cas, il y a simultanément 6 passages dent/cran.
  • Les figures 7-1 et 2 illustrent la fixation d'embouts en matière plastique munis de dents et d'un filetage sur un tube aluminium (figure 7-1) et sur un flacon de verre (figure 7-2). Bien que non représentés sur la figure 7-2, le flacon de verre est muni de moyens empêchant la rotation de l'embout, une fois celui-ci rapporté sur le col du flacon.
  • Les figures 8, 9, et 10 illustrent l'intensité du couple de vissage, exprimé en N.cm en ordonnée en fonction de l'angle de vissage exprimé en nombre de tour. Pour la clarté des figures, tous les passages dent/cran ne sont pas représentés (lignes discontinues).
    La figure 8 correspond au vissage d'un tube à 24 dents de l'exemple 1 (art antérieur) et d'une capsule à 12 crans avec 12 passages dent/cran simultanés tous les 15°.
    La figure 9 correspond au vissage d'un tube à 5 dents de l'exemple 2 selon l'invention et d'une capsule à 12 crans, avec un seul passage dent/cran tous les 6°.
    La figure 10 correspond au vissage d'un tube à 6 dents de l'exemple 3 selon l'invention et d'une capsule à 12 crans, avec 6 passages dent/cran simultanés tous les 30°.
    • EXEMPLES Exemple 1
  • On a fabriqué un tube en polyéthylène HD dont le col (6) et plus particulièrement les dents (10) sont représentées à la figure 4.
    Le diamètre extérieur du tube au niveau des dents vaut 17 mm à l'extrémité des dents (a) et 15,7 mm au fond des dents (b). Ce tube a 24 dents à profil triangulaire "écrêté" d'angle au sommet A valant 50° et dont les deux côtés adjacents forment par rapport à la tangente T des angles de 25 et 75°.
    On a fabriqué une capsule de bouchage en polypropylène, adaptée à ce tube et représentée à la figure 3. Elle a 12 crans (14) sur le pourtour intérieur de sa bande de garantie (3), chaque cran ayant un profil triangulaire avec un angle au sommet de 65° et dont les deux côtés adjacents forment par rapport à la tangante T des angles de 10 et 75°. Le diamètre intérieur au niveau des crans est de 16,5 mm à l'extrémité des crans et de 17,7 à fond de crans. Ainsi, le jeu entre capsule et tube est de 0,7 mm et l'encliquetage théorique avant bouchage vaut 0,25 mm soit (17 - 16,5)/2.
    En pratique après bouchage, le diamètre extérieur du tube au niveau des dents n'est pas de 17 mm mais de 16,6 mm: l'usure des dents à chaque passage dent/cran a réduit le diamètre extérieur de 0,4 mm. L'encliquetage devient égal à 0,05 mm, ce qui est sans doute insuffisant puisque on a observé des cas où on a pu dévisser la capsule sans provoquer la rupture des ponts.
  • La courbe donnant l'effort de vissage est à la figure 8. Dans de très nombreux cas, il y a rupture des ponts durant le vissage et cela est sans doute dû à un effort de vissage trop élevé.
    • Exemple 2
  • On a fabriqué un tube en polyéthylène HD semblable à celui fabriqué à l'exemple 1 sauf en ce qu'il comporte 5 dents et que ces dents ont un profil représenté à la figure 5-2 avec les valeurs suivantes pour les différents angles: A = 18°, B = 57°, C = 73°, D = 48° et E = 60°.
    Le diamètre extérieur du tube au niveau des dents vaut 17,5 mm à l'extrémité des dents et 15,7 au fond des dents comme à l'exemple 1.
    La capsule est la même que celle décrite à l'exemple 1.
  • Les figures 5-1 et 3 représentent en plan perpendiculaire à l'axe (17) l'encliquetage des dents et des crans.
    Le jeu entre capsule et tube est de 0,2 mm et l'encliquetage vaut 0,5 mm. Après vissage de la capsule, on n'a pas noté d'usure des dents de sorte que le diamètre extérieur du tube au niveau des dents reste inchangé.
    La courbe donnant l'effort de vissage est à la figure 9. Lors d'essais de bouchage sur un grand nombre de tubes, on n'a pas observé de rupture de pont ni de tube dévissable sans rupture de pont. Si on dévisse en force sans avoir arraché au préalable la bande de garantie, on provoque la rupture séquentielle de tous les ponts avec un couple de 50 Ncm.
    • Exemple 3
  • Exemple identique à l'exemple 2 sauf qu'il y a 6 dents au lieu de 5 à l'exemple précédent. Après vissage, le diamètre extérieur du tube au niveau des dents s'est réduit de 0,1mm de sorte que l'encliquetage est passé de 0,5 à 0,45 mm.
    Lors d'essais de bouchage sur un grand nombre de tubes, on a observé les mêmes bons résultats que ceux de l'exemple 2. L'encliquetage est représenté à la figure 6 et l'effort de vissage à la figure 10. Un dévissage en force sans arrachage de la bande de garantie provoque la rupture simultanée des ponts avec un couple atteignant 60 Ncm.

Claims (15)

  1. Récipient (1) et sa capsule de bouchage (2) inviolable comportant un corps de capsule (16) et une bande de garantie (3) arrachable manuellement, ledit récipient comprenant un corps creux (4) prolongé par un épaulement (5) se terminant par un col (6) à symétrie axiale présentant un orifice (7) et ayant sur sa surface externe une partie filetée (8) permettant le vissage dudit corps de capsule et une partie (9) munie de dents à rochets (10) destinées à empêcher le dévissage sauf après arrachage de la bande de garantie (3), ladite capsule de bouchage (2), à symétrie axiale, comprenant une partie filetée (11) sur la surface interne du corps de capsule et une partie non-filetée (12) qui comporte une bande de garantie (3) solidaire du reste de la capsule grâce à des ponts (13) et munie intérieurement de crans à rochets (14) qui permettent l'encliquetage des dents (10), caractérisé en ce que:
    1) les dents sont en matière plastique et forment un angle A, défini par les plans délimitant la base de la dent, compris entre 0 et 30°,
    2) les dents sont orientées selon un angle B, angle que forme la bissectrice de l'angle A avec la tangente T, compris entre 15 et 45°,
    3) les dents offrent un plan de résistance au dévissage faisant un angle C avec la tangente T compris entre 45 et 90°, cet angle C étant plus grand que l'angle D à la base de la dent,
    4) les dents, solidaires sur toute leur hauteur de la partie (9) du col, présentent l'extrémité supérieure (18) libre alors que l'extrémité inférieure (19) est encastrée de manière à avoir un effet de ressort croissant favorisant le retour de la dent à sa position d'origine après passage des crans (14) lors du vissage de la capsule de bouchage,
    ces caractéristiques permettant un vissage de la capsule de bouchage ne provoquant pas la rupture des ponts (13) et garantissant l'inviolabilité du récipient bouché.
  2. Récipient et sa capsule de bouchage selon la revendication 1 dans lequel l'angle B est compris de préférence entre 55 et 75°.
  3. Récipient et sa capsule de bouchage selon la revendication 1 dans lequel l'angle C est compris de préférence entre 15 et 25°.
  4. Récipient et sa capsule de bouchage selon la revendication 1 dans lequel l'angle D est compris de préférence entre 25 et 40°.
  5. Récipient et sa capsule de bouchage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 dans lequel le nombre de dents (10) du récipient et le nombre de crans (14) de la capsule n'ont pas de plus petit commun diviseur de manière à avoir un seul passage de dent sur cran simultanément lors du vissage de la capsule.
  6. Récipient et sa capsule de bouchage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 dans lequel la hauteur de la partie non-filetée (12) de la capsule est inférieure à celle la partie filetée (8) du col de manière à ce qu'il y ait déjà eu un début de vissage lorsque commence l'encliquetage des dents (10) et des crans (14).
  7. Récipient et sa capsule de bouchage selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 dans lequel la partie filetée (8) du col du récipient est prolongée par une partie cylindrique non filetée (15) de diamètre extérieur voisin à légèrement inférieur au diamètre intérieur de la partie filetée (11) de la capsule, de manière à orienter selon le même axe la capsule et le col du récipient et à faciliter ainsi le début du vissage.
  8. Récipient et sa capsule de bouchage selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 dans lequel l'angle de rotation de la capsule entre deux passages de dent sur cran est compris entre 5 et 30° et de préférence entre 8 et 15°.
  9. Récipient et sa capsule de bouchage selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 dans lequel la capsule de bouchage est en matière plastique avec une bande de garantie circulaire (3) interrompue entre deux ponts (13) de manière à présenter une amorce d'arrachage (18) sans excroissance par rapport à ladite bande de garantie.
  10. Récipient et sa capsule de bouchage selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 dans lequel le col (6) et éventuellement l'épaulement (5) du récipient sont en matière plastique injectée permettant l'obtention de dents selon l'invention.
  11. Récipient et sa capsule de bouchage selon la revendication 10 dans lequel le récipient est un tube plastique ou métalloplastique, un emballage souple en forme de poche.
  12. Récipient et sa capsule de bouchage selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 dans lequel la partie (9) munie de dents (10) et éventuellement la partie filetée (8) du récipient est un embout (20) en matière plastique comportant au moins une partie (9) munie de dents (10) et d'une partie filetée (8), ledit embout (20) étant, par tout moyen connu, rapporté sur un col (6) ou fixé à un épaulement (5), ledit col ou épaulement ainsi que le corps creux (4) associé étant constitué d'un matériau différent d'une matière plastique injectable.
  13. Récipient et sa capsule de bouchage selon la revendication 12 dans lequel le récipient est un tube aluminium, un flacon ou une bouteille en verre, un récipient en céramique.
  14. Récipient et sa capsule de bouchage selon l'une quelconque des revendications 1 à 13 de diamètre extérieur compris entre 10 et 80 mm, considéré au niveau de la partie filetée (11) du col du récipient.
  15. Procédé de fabrication de récipient et de sa capsule de bouchage selon la revendication 12 dans lequel on fabrique d'abord ledit embout (20), puis on visse sur celui-ci la capsule de bouchage (2) avec sa bande de garantie (3), et enfin on fixe par tout moyen connu l'embout muni de sa capsule de bouchage sur le col ou l'épaulement dudit corps creux.
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