EP2658784A1 - Récipient à fond à assise interne ondulée - Google Patents

Récipient à fond à assise interne ondulée

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EP2658784A1
EP2658784A1 EP11815545.6A EP11815545A EP2658784A1 EP 2658784 A1 EP2658784 A1 EP 2658784A1 EP 11815545 A EP11815545 A EP 11815545A EP 2658784 A1 EP2658784 A1 EP 2658784A1
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    • B65D1/0284—Bottom construction having a discontinuous contact surface, e.g. discrete feet

Definitions

  • Each hollow reserve extends for example over an angular extension J such that:
  • n is the number of reserves on the bottom, and J the angular extension of each reserve expressed in degrees.
  • each hollow reserve extends radially on an extension greater than a width of the inner seat.
  • Figure 3 is a bottom plan view of the bottom of Figure 2;
  • the outer seat 8 is lined internally by an annular step 16 which extends axially over a small height, followed by an annular return 17 which, in the deployed position of the membrane 10, extends radially in a plane substantially perpendicular to the X axis.
  • the main purpose of the recessed reserves 20 is to enable the diaphragm 10 to progressively and smoothly turn back from its deployed configuration (adopted as soon as the forming is completed in the mold, and kept during the possible transport of the container 1 and then during the filling thereof), to its retracted configuration (adopted under the effect of a depression in the container 1 accompanying the cooling of the contents after capping).
  • the angular extension J of the reserves 20 is comparable to the angular extension K of the arc sections 21.
  • the angular extensions J, K are preferably substantially equal.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Containers Having Bodies Formed In One Piece (AREA)
  • Rigid Containers With Two Or More Constituent Elements (AREA)

Abstract

Récipient (1) en matière plastique, comprenant un corps (5) et un fond (6), le fond (6) présentant une assise (8) externe annulaire définissant un plan (9) de pose principal pour le récipient (1), et une membrane (10) déformable qui s'étend radialement à l'intérieur de l'assise (8) externe annulaire et qui est agencée pour pouvoir adopter deux configurations : une configuration rétractée, dans laquelle la membrane (10) s'étend axialement au-dessus du plan (9) principal de pose; une configuration déployée, dans laquelle la membrane (10) comprend une assise (14) interne annulaire sous forme d'un bourrelet annulaire en saillie vers l'extérieur du récipient (1), qui s'étend axialement au-dessous du plan (9) de pose principal et définit un plan (15) de pose secondaire, le fond (6) comprenant une série de réserves (20) en creux dans l'assise (15) interne annulaire, qui forment des discontinuités locales du plan (15) de pose secondaire.

Description

Récipient à fond à assise interne ondulée
L'invention se rapporte à la fabrication des récipients, tels que bouteilles ou pots, obtenus par soufflage ou étirage soufflage à partir de préformes en matière thermoplastique.
L'étirage soufflage conventionnel induit une bi-orientation de la matière (axiale et radiale) qui confère au récipient final une bonne rigidité structurelle. Toutefois, la bi-orientation induit dans la matière des contraintes résiduelles qui, lors d'un remplissage à chaud (notamment avec un liquide ayant une température supérieure à la température de transition vitreuse de la matière), sont libérées en provoquant une déformation du récipient pouvant le rendre impropre à la vente.
Afin de minimiser les déformations du récipient lors de la rétraction du liquide accompagnant son refroidissement consécutif à un remplissage à chaud, il est connu soit de munir le corps du récipient de panneaux déformables qui, lors du refroidissement du liquide, fléchissent sous l'effet de la rétraction, soit de reporter sur le fond la capacité du récipient à se déformer (ou à être déformé de manière forcée).
Le brevet américain US7451886 (AMCOR) et la demande internationale WO 2009/050346 (SIDEL) illustrent tous deux la technique du fond déformable : sous l'effet de la dépression accompagnant la rétraction du liquide, le fond remonte vers l'intérieur du récipient.
La technique du fond déformable présente, par rapport à la technique des panneaux déformables, l'avantage de minimiser les déformations du corps, au bénéfice notamment de l'aspect esthétique du récipient.
Toutefois, lorsque la dépression est trop forte (par exemple lorsque la température de remplissage est élevée), les déformations du fond sont insuffisantes pour compenser la variation de volume du récipient, et il est fréquent que le corps se déforme aussi, de manière non souhaitée (et non contrôlée).
Afin d'accroître la course du fond, il est connu (cf. le document WO
2006/068511, C02PAC) de concevoir le fond de manière que celui-ci puisse adopter deux positions distantes l'une de l'autre, à savoir une position déployée dans laquelle le fond s'étend en saillie à l'extérieur du récipient, et une position rétractée dans laquelle le fond s'étend vers l'intérieur du récipient. La position déployée est adoptée par le fond avant le remplissage du récipient, tandis que la position rétractée est adoptée après le remplissage, pour accompagner la rétraction du liquide due à son refroidissement.
Mais cette technique suppose le retournement du fond depuis sa position déployée vers sa position rétractée. Pour que ce retournement se produise spontanément, on comprend que la dépression dans le récipient doive être élevée. A défaut, le retournement ne se produit pas, et c'est par conséquent sur le corps que se reportent les déformations.
Afin d'éviter cette situation, le document C02PAC prévoit de forcer le passage du fond de sa position déployée à sa position rétractée au moyen d'un outil à l'aide duquel il est fait pression sur le fond vers l'intérieur du récipient (cf. les figures 12a à 12d). Cette solution suppose donc qu'un tel outil soit interposé sur la chaîne de fabrication, au détriment de la simplicité et de la cadence de production.
On connaît par ailleurs du document WO 2010/078341 un récipient dont le fond comprend une structure annulaire munie de formations séquentielles (appelées dents). Cette structure annulaire est censée former une articulation et distribuer de manière uniforme les contraintes résultant d'un vide de refroidissement. Dans cette conception, la formation des dents (en forme de diamant) pose toutefois des problèmes de soufflabilité du fond, et il est en pratique nécessaire de recourir à des pressions de soufflage élevées pour obtenir la structure présentée.
L'invention vise donc à proposer un récipient dont le fond puisse se déformer facilement (en particulier sans qu'il soit nécessaire de recourir à des outils), et qui présente une bonne soufflabilité.
A cet effet, il est proposé un récipient en matière plastique, comprenant un corps et un fond, le fond présentant une assise externe annulaire définissant un plan de pose principal pour le récipient, et une membrane déformable qui s'étend radialement à l'intérieur de l'assise externe annulaire et qui est agencée pour pouvoir adopter deux configurations :
une configuration rétractée, dans laquelle la membrane s'étend axialement au-dessus du plan principal de pose ; une configuration déployée, dans laquelle la membrane comprend une assise interne annulaire sous forme d'un bourrelet annulaire en saillie vers l'extérieur du récipient, qui s'étend axialement au- dessous du plan de pose principal et définit un plan de pose secondaire,
le fond comprenant en outre une série de réserves en creux dans l'assise interne annulaire, qui forment des discontinuités locales du plan de pose secondaire.
Ainsi configuré, le fond présente une déformabilité accrue sous l'effet d'une dépression dans le récipient rempli, tout en permettant un transport facile du récipient vide reposant sur l'assise interne, et tout en présentant une bonne soufflabilité.
De préférence, l'assise interne comprend une section interne et une section externe tronconique, jointives au niveau de l'assise interne, et les réserves en creux forment une jonction entre les sections interne et externe au travers de l'assise interne.
Chaque réserve en creux s'étend par exemple sur une extension angulaire J telle que :
360 360
10≤]≤—
2n 2n
où n est le nombre de réserves sur le fond, et J l'extension angulaire de chaque réserve exprimée en degrés.
Selon un mode de réalisation, chaque réserve en creux s'étend sur une extension angulaire sensiblement égale à une extension angulaire d'une section d'arc de l'assise interne située entre deux réserves en creux successives.
De préférence, chaque réserve en creux s'étend radialement sur une extension supérieure à une largeur de l'assise interne.
Avantageusement, chaque réserve en creux s'étend radialement sur une extension comprise entre le septième et le tiers du diamètre de l'assise interne.
Chaque réserve en creux présente par exemple une forme en selle de cheval et possède une courbure double.
D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront à la lumière de la description faite ci-après en référence aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est une vue en perspective de dessous d'un récipient conforme à l'invention ;
la figure 2 est vue à échelle agrandie du fond du récipient de la figure 1 ;
la figure 3 est une vue en plan de dessous du fond de la figure 2 ;
la figure 4 est un vue de côté du fond de la figure 3, représenté posé sur une surface plane ;
la figure 5 est une vue en coupe du fond de la figure 3, suivant le plan de coupe V-V.
Sur les figures est représenté un récipient 1 - en l'occurrence une bouteille - réalisé par étirage soufflage à partir d'une préforme en matière thermoplastique tel que PET (polyéthylène téréphtalate), préalablement chauffée à une température supérieure à la température de transition vitreuse de la matière.
Ce récipient 1 est de préférence de type HR (acronyme de heat résistant : résistant à la chaleur) ; dans ce cas il peut être fabriqué par étirage soufflage au sein d'un moule dont la paroi est chauffée de sorte à augmenter le taux de cristallinité de la matière par apport calorifique.
Ce récipient 1 comprend, à une extrémité supérieure, un col 2 fileté, muni d'un buvant 3. Dans le prolongement du col 2, le récipient 1 comprend dans sa partie supérieure une épaule 4 prolongée par une paroi latérale ou corps 5, qui présente une forme globalement symétrique de révolution autour d'un axe X principal du récipient 1.
Le récipient 1 comprend en outre un fond 6 qui s'étend à une extrémité inférieure du récipient 1 dans le prolongement du corps 5.
Le corps 5 est, dans une partie inférieure, sensiblement cylindrique et s'étend vers le bas jusqu'à une extrémité 7 inférieure où il fait jonction avec le fond 6.
Le fond 6 comprend, dans le prolongement axial de la jonction 7, une assise 8 externe sous forme d'un bourrelet annulaire, qui définit un plan 9 de pose principal pour le récipient 1, par lequel celui-ci peut reposer à plat sur une surface plane telle qu'une table.
Le fond 6 comprend en outre une membrane 10 qui s'étend radialement à partir de l'assise externe 8 en direction de l'axe X du récipient 1, jusqu'à une région 11 centrale du fond 6, comprenant successivement, radialement de l'extérieur vers l'intérieur, une section 12 centrale annulaire sensiblement plane et perpendiculaire à l'axe X puis, au centre du fond 6 dans le prolongement de la section 12, un pion 13 faisant saillie axialement vers l'intérieur du récipient 1.
La membrane 10 est déformable ; elle est agencée pour pouvoir adopter deux configurations :
une configuration déployée, représentée en traits pleins sur les figures, dans laquelle la membrane 10 s'étend au moins en partie au-delà (ou au-dessous, lorsque le récipient est orienté col en haut) du plan 9 de pose principal - en d'autres termes en saillie vers l'extérieur du récipient 1,
une configuration rétractée, représentée en traits interrompus sur la section de la figure 5, dans laquelle la membrane 10 s'étend axialement en deçà (ou au-dessus, lorsque le récipient est orienté col en haut) du plan 9 de pose principal - en d'autres termes en saillie vers l'intérieur du récipient 1 et forme ainsi une voûte sensiblement tronconique.
Le récipient 1 est formé dans la configuration déployée de la membrane 10. Dans cette position, la membrane 10 comprend un bourrelet annulaire en saillie vers l'extérieur du récipient, formant une assise 14 interne annulaire, qui s'étend axialement au-delà (ou au- dessous) du plan 9 de pose principal et définit un plan 15 de pose secondaire par lequel le récipient peut reposer à plat sur une surface plane (notamment sur un tapis de transport au sortir du moule). On note A le diamètre du plan de pose secondaire (en trait mixte sur la figure 3), B la distance, mesurée axialement, entre le plan 9 de pose principal et le plan 15 de pose secondaire (figure 5).
L'assise 8 externe est bordée intérieurement par une marche 16 annulaire qui s'étend axialement sur une faible hauteur, suivie d'un retour 17 annulaire qui, en position déployée de la membrane 10, s'étend radialement dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe X.
Comme cela est bien visible sur la figure 5, la membrane 10 comprend :
- une section 18 externe tronconique, qui s'étend radialement vers l'intérieur à partir du retour 17, et axialement vers l'extérieur (c'est-à-dire vers le bas) jusqu'à l'assise interne 14; une section 19 interne également tronconique, qui s'étend radialement vers l'extérieur à partir de la section 12 centrale annulaire, et axialement vers l'extérieur (c'est-à-dire vers le bas) jusqu'à l'assise interne 14, qui forme ainsi un congé de raccordement entre la section 18 externe et la section 19 interne, à concavité tournée vers le haut.
L'assise 14 interne forme ainsi la partie la plus saillante (c'est-à- dire la plus basse) de la membrane 10.
Comme cela est bien visible sur les figures, en particulier sur les figures 2 et 3, le fond 6 comprend une série de réserves 20 formées en creux dans l'assise 14 interne.
Les réserves 20 s'étendent radialement à cheval sur l'assise 14 interne, et forment une jonction entre la section 18 externe et la section 19 interne de la membrane 10 au travers de l'assise 14.
Les réserves 20 en creux ont pour principale fonction de permettre un retournement progressif et en souplesse de la membrane 10 depuis sa configuration déployée (adoptée dès l'issue du formage dans le moule, et conservée pendant l'éventuel transport du récipient 1 puis lors du remplissage de celui-ci), vers sa configuration rétractée (adoptée sous l'effet d'une dépression dans le récipient 1 accompagnant le refroidissement du contenu après bouchage).
Chaque réserve 20 a globalement la forme d'une selle de cheval, et présente par conséquent une courbure double, à savoir :
vue de côté, une première courbure à concavité orientée vers le bas, de rayon noté C (visible au centre sur la figure 4).
en section radiale, une deuxième courbure à concavité orientée vers le haut, de rayon noté D (visible à gauche sur la figure 5),
Les réserves 20 en creux forment ainsi dans l'assise 14 interne des ondulations, qui génèrent des discontinuités locales du plan 15 de pose secondaire. Le plan 15 de pose secondaire est par conséquent formé d'une série discrète de sections 21 d'arcs coplanaires à l'extrémité de l'assise 14 interne, qui s'étendent entre les réserves 20 en creux et dont on note E le rayon de courbure (figure 5, à droite), lequel est par conséquent le rayon de courbure de l'assise 14 interne au niveau du plan 15 de pose secondaire. On note par ailleurs F la largeur de l'assise interne 14, c'est-à-dire la largeur (mesurée radialement au niveau des sections 21 d'arcs) de la jonction entre la section 18 externe et la section 19 interne de la membrane 10, où le rayon de courbure est constant et égal à E.
On note G la profondeur, mesurée axialement, de chaque réserve 20 en creux (c'est-à-dire la distance, mesurée axialement, du fond de chaque réserve 20 au plan 15 de pose secondaire).
Chaque réserve 20 comprend une zone 22 centrale, dont le contour vu de dessous dans la direction axiale (figure 3) est en forme de losange, et qui présente la double courbure évoquée ci-dessous. La jonction de cette zone 22 centrale avec les sections 21 d'arcs adjacents est réalisée au moyen de congés 23 de raccordement à concavité orientée vers le haut, et dont le rayon de courbure, noté H, est comparable au rayon C (en valeur absolue). La jonction de la zone 22 centrale avec les sections 18, 19 externe et interne de la membrane 10 est réalisée au moyen de congés 24 de raccordement à concavité orientée vers le haut, et dont le rayon de courbure, noté I, est comparable aux rayons C et D, bien que légèrement inférieur en valeur absolue.
On note J l'extension angulaire de chaque réserve 20 et K l'extension angulaire des sections 21 d'arcs, toutes deux mesurées dans le plan 15 de pose secondaire autour de l'axe X.
Le nombre n de réserves 20 est de préférence compris entre 3 et 7, et l'extension J angulaire (exprimée en degrés) vérifie préférentiellement l'inégalité suivante :
360 360
10≤]≤—
2n 2n
Selon un mode de réalisation illustré sur la figure 3, l'extension J angulaire des réserves 20 est comparable à l'extension K angulaire des sections 21 d'arc. Les extensions angulaires J, K sont, de préférence, sensiblement égales. Dans le mode de réalisation illustré, où le fond 6 comprend cinq réserves 20 en creux (n = 5) réparties uniformément sur le périmètre de l'assise 14 interne, les extensions angulaires J et K sont de 35° environ.
On note par ailleurs L l'extension radiale des réserves 20 en creux. Cette extension L est supérieure à la largeur F de l'assise (et même de préférence supérieure ou égale au triple de la largeur F de l'assise) ; par ailleurs, l'extension L est de préférence comprise entre un septième et un quart du diamètre A de l'assise 14 interne. Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 3, L est environ égale au sixième du diamètre A.
On notera que les traits visibles sur les figures sont destinés à mieux suggérer le contour des réserves 20 (et plus précisément des zones 22 centrales et des congés 23, 24 de raccordement qui les encadrent), mais ne signifient nullement qu'il existe une discontinuité entre ces différentes zones 22, 23, 24. La présence d'arêtes vives aurait pour effet, en introduisant de fortes variations locales de la courbure de la matière au voisinage de l'assise interne, de favoriser l'apparition de fissures lors du retournement de la membrane. Cet écueil est évité grâce aux réserves 20 en creux dont les variations de courbure sont progressives, ce qui améliore en outre la soufflabilité du récipient.
On voit sur la figure 5 que la course de la membrane 10 dans son retournement depuis sa configuration déployée (en trait plein) vers sa configuration rétractée (en traits interrompus), mesurée au niveau de l'assise intérieure, est relativement importante. Plus précisément, cette course, notée M, est sensiblement égale au double de la distance B entre les deux plans 9, 15 de pose ou, de préférence, au double de la somme de la distance B et de la hauteur, notée N, de la marche 16. Cette course M importante est permise par la configuration de la membrane 10, et plus particulièrement la progressivité de son retournement induit par la forme et les dimensions des réserves 20 en creux.
Cette course importante permet d'éviter au maximum le report sur le corps 5 de déformations accompagnant la diminution du volume interne du récipient 1 due au refroidissement du liquide et de l'air présent dans l'espace de tête (défini entre le liquide et le bouchon fermant le récipient 1).
Afin de fabriquer le récipient 1 qui vient d'être décrit, on aura de préférence recours à une technique d'étirage soufflage au sein d'un moule comprenant une paroi latérale définissant une ouverture inférieure et d'un fond de moule mobile par rapport à la paroi du moule entre :
- une position basse, adoptée en début de soufflage, dans laquelle le fond de moule est écarté de l'ouverture vers le bas, et une position haute, adoptée en fin de soufflage, dans laquelle le fond de moule obture l'ouverture et repousse vers le haut la matière du fond 6 du récipient 1.
Cette technique, appelée boxage, permet d'une part d'augmenter le taux d'étirage du fond, au bénéfice de sa rigidité mécanique, et d'autre part de faciliter la prise d'empreinte de la membrane 10, surtout au niveau des réserves en creux 20.

Claims

REVENDICATIONS
1. Récipient (1) en matière plastique, comprenant un corps (5) et un fond (6), le fond (6) présentant une assise (8) externe annulaire définissant un plan (9) de pose principal pour le récipient (1), et une membrane (10) déformable qui s'étend radialement à l'intérieur de l'assise (8) externe annulaire et qui est agencée pour pouvoir adopter deux configurations :
une configuration rétractée, dans laquelle la membrane (10) s'étend axialement au-dessus du plan (9) principal de pose ;
une configuration déployée, dans laquelle la membrane (10) comprend une assise (14) interne annulaire sous forme d'un bourrelet annulaire en saillie vers l'extérieur du récipient (1), qui s'étend axialement au-dessous du plan (9) de pose principal et définit un plan (15) de pose secondaire,
ce récipient (1) étant caractérisé en ce que le fond (6) comprend une série de réserves (20) en creux dans l'assise (14) interne annulaire, qui forment des discontinuités locales du plan (15) de pose secondaire.
2. Récipient (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'assise (14) interne comprend une section (18) externe et une section
(19) interne tronconiques, jointives au niveau de l'assise (14) interne, et en ce que les réserves (20) en creux forment une jonction entre les la section (18) externe et la section (19) interne au travers de l'assise (14) interne.
3. Récipient (1) selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que chaque réserve (20) en creux s'étend sur une extension angulaire J telle que :
360 360
10≤]≤—
2n 2n
où n est le nombre de réserves sur le fond, et J l'extension angulaire de chaque réserve (20) exprimée en degrés.
4. Récipient (1) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque réserve (20) en creux s'étend sur une extension (J) angulaire sensiblement égale à une extension (K) angulaire d'une section (21) d'arc de l'assise (14) interne, située entre deux réserves
(20) en creux successives.
5. Récipient (1) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chaque réserve (20) en creux s'étend radialement sur une extension (L) supérieure à une largeur (F) de l'assise interne.
6. Récipient (1) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chaque réserve (20) en creux s'étend radialement sur une extension (L) comprise entre le septième et le tiers du diamètre (A) de l'assise (14) interne.
7. Récipient (1) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que chaque réserve (20) en creux présente une forme en selle de cheval et possède une courbure double.
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