EP4299266A1 - Procédé de fabrication d'un bouchon pour boucher une bouteille comprenant des feuilles de liège collées sur les deux miroirs et sur le roule - Google Patents

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EP4299266A1
EP4299266A1 EP22305948.6A EP22305948A EP4299266A1 EP 4299266 A1 EP4299266 A1 EP 4299266A1 EP 22305948 A EP22305948 A EP 22305948A EP 4299266 A1 EP4299266 A1 EP 4299266A1
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EP
European Patent Office
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cork
semi
reduced diameter
finished
glued
Prior art date
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Pending
Application number
EP22305948.6A
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German (de)
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Inventor
Sophie MARTINEZ
Rébecca ZETTWOOG
Christophe Loisel
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Diam Bouchage SAS
Original Assignee
Diam Bouchage SAS
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Publication date
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Priority to ARP230101672A priority patent/AR129754A1/es
Priority to CN202310774011.4A priority patent/CN117301242A/zh
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    • B65D39/0005—Closures arranged within necks or pouring openings or in discharge apertures, e.g. stoppers made in one piece
    • B65D39/0011—Closures arranged within necks or pouring openings or in discharge apertures, e.g. stoppers made in one piece from natural or synthetic cork, e.g. for wine bottles or the like

Definitions

  • the technical field of the invention is cork stoppers, and more particularly, such stoppers reconstituted from cork elements.
  • Cork is a natural, waterproof and lightweight material, which comes from the bark of certain species of oaks, such as cork oaks, which are typically found in countries around the Mediterranean, in Europe and in North Africa.
  • Cork is particularly used in the manufacture of stoppers, which are used to seal containers such as bottles containing liquids intended for food, in particular still or sparkling wine, spirits or other drinks. Corks are produced either by casing cork boards or by reconstitution using crushed cork sifted with polymers.
  • Cork is an elastic, resilient, compressible material, impermeable to liquids and with a high coefficient of friction. Its structure offers gas permeability allowing the exchange of oxygen useful for the maturation of the product in the bottle. The structure of the cork stoppers resulting from tubing, the aesthetics of which are very appreciated, is however very variable leading to the variability of this passage of oxygen.
  • reconstituted corks called agglomerates or microagglomerates, produced from cork crushed into granules, are much more homogeneous in structure.
  • Such agglomerated or microagglomerated corks are manufactured in several successive stages during which we first obtain a raw cork following the step of crosslinking the binder between the pieces of cork. These raw plugs are then machined to give them the required diameter and length. We then obtain so-called semi-finished corks.
  • corks then undergo various more or less optional stages in order to make them conform to a marketed cork ready for bottling.
  • the corks are then called finished corks.
  • Reconstituted corks called agglomerated or microagglomerated, have the major disadvantage in aesthetic terms of moving away from the classic visual appearance of so-called “natural” corks tubed directly into the cork board. In return, they offer much better permeability characteristics, beneficial for the aging of the wine, as well as the possibility of treating the cork so as to reduce the presence of TCA (acronym for “2,4,6 trichloroanisole”) at trace level. .
  • TCA is the cause of a change in the taste of the wine through the appearance of a so-called cork taste.
  • cork stoppers called 1+1 whose opposite end faces (commonly called “mirrors”) are made of cork slices and the central body of agglomerated cork granules.
  • the mirrors of the reconstituted cap are thus masked by the cork washers both from an aesthetic and mechanical point of view.
  • a technical problem to be solved is how to make a cork for corking a bottle in which the mirrors and the roller are covered with a layer of natural cork, and which resists bottling and uncorking.
  • the cork sheets glued to the cork roll can be cut from cork in a direction perpendicular to the lenticels.
  • cork sheets glued to the mirrors of the cork can be cut from cork in a direction parallel or perpendicular to the lenticels.
  • Cork sheets can be treated so as to have a tricholoranisole level of less than 0.3ng/l, preferably by treatment with supercritical carbon dioxide.
  • the semi-finished cork of reduced diameter can be sanded and/or trimmed after gluing a sheet of cork to adapt the dimensions of the glued cork sheet to the dimensions of a semi-finished cork which has not undergone any reduction in diameter. diameter.
  • the binder may be a one-component polyurethane, a two-component polyurethane or a hot melt polyurethane.
  • Water can be applied before, during, or after the binder application to accelerate the crosslinking of the binder.
  • Steaming can be carried out at a temperature between 80°C and 150°C for a period of between 10min and 1h30 for a polyurethane binder.
  • Steaming can be carried out in an autoclave or a tunnel.
  • the semi-finished stopper of reduced diameter with a glued cork sheet can be placed in a mold allowing pressure to be applied in a direction normal to the surface of the cork sheet, the mold being preheated to the steaming temperature.
  • a semi-finished cap of reduced diameter can be machined so as to uniformly reduce its diameter with a thickness equal to twice the thickness of a sheet of cork glued to the roll.
  • a raw cork of reduced diameter can be formed in a mold of uniformly reduced diameter with a thickness equal to twice the thickness of a sheet of cork glued to the roll corresponding to the diameter of a semi-finished cap of reduced diameter, then the raw cap of reduced diameter can be machined so as to obtain a semi-finished cap of reduced diameter.
  • a sheet of cork glued to the roll can have a thickness of between 0.3mm and 1mm.
  • a sheet of cork glued to a mirror can have a thickness of between 0.3mm and 2mm.
  • the method of manufacturing a stopper according to the invention is illustrated by the figure 1 .
  • cork blades with a thickness of between 0.3mm and 2mm are cut from a parallelepiped of cork having a shape adapted to their bonding on the mirrors and the rolls from a semi-finished cap described below.
  • the cork blades glued to the mirrors of the semi-finished stopper of reduced diameter are cut from cork in a direction parallel to the lenticels.
  • Lenticels are defined as the veins opening into the pores of the cork bark.
  • the cork blade glued to the roll of the semi-finished cork of reduced diameter is cut from cork in a direction perpendicular to the lenticels.
  • FIG 2 illustrates a parallelepiped of natural cork referenced 4 comprising lenticels 5 opening onto pores 6.
  • FIG. 3 illustrates the surface of a first type 4a of cork blades cut along plane A, parallel to the lenticels.
  • a first type 4a of cork blades cut along plane A parallel to the lenticels.
  • lenticels or fragments of lenticels visible on the surface of a blade thus cut.
  • Such a blade is preferably glued to the mirrors of a cap.
  • FIG. 4 illustrates the surface of a second type 4b of cork blade cut along plane B, perpendicular to the lenticels. Pores 6 resulting from the cutting of lenticels 5 are visible on the surface of the cork blade.
  • a blade is preferably glued to the roll of a cork. In a particular embodiment, such a blade is also glued to the mirrors of the cap. Such an embodiment has the advantage of reducing costs by cutting the cork blades glued to the roll and the mirrors in the same direction, both in terms of the industrial process and the supply of cork.
  • the commercially available cork parallelepipeds corresponding to the parallelepipeds referenced 4 on the figure 2 generally have a width of 25mm.
  • a width limits the possibilities of cutting a sheet of cork to stick on the roll of a cork.
  • a cap generally has a length of between 38mm and 54mm for a diameter of 24mm.
  • Such a diameter of 24mm implies a perimeter of approximately 75mm.
  • the cork sheet glued to the roll thus has a length of 75mm for a width of between 38 and 54mm, exceeding the width of a cork parallelepiped.
  • Such sheets must therefore be cut perpendicular to the width of the parallelepiped and perpendicular to the lenticels.
  • cork strips thus cut present a visual similar to the visual observed in a cork cased in a parallelepiped of cork, so as to reinforce the visually very similar appearance of the corks obtained compared to corks cased in cork.
  • a semi-finished cork is prepared whose diameter after gluing a sheet of cork is equal or substantially equal to the diameter of a semi-finished cork resulting not of this manufacturing process.
  • finished cork we mean a crushed cork stopper glued under pressure with a polyurethane binder machined so as to be ready for the traffic jam.
  • the request for patent FR2672002 in the name of the plaintiff illustrates such a stopper. Only finishing steps separate a semi-finished cork from a finished cork. Such a reduction in diameter is important in order to ensure that the cap produced, after finishing, has a diameter ensuring that the extraction force will be less than the limit of 50daN.
  • a semi-finished cork is machined so as to reduce its diameter uniformly by a thickness equal to twice the thickness of a sheet of cork glued to the roll.
  • a raw cork is formed in a mold having an internal diameter reduced to a thickness equal to twice the thickness of a sheet of cork glued to the roll in relation to the diameter of a mold for form a raw plug of reduced diameter.
  • the raw plug of reduced diameter obtained is then machined in a manner similar to the machining of a raw plug, in accordance with industry practice. We then obtain a semi-finished plug of reduced diameter similar to that obtained by the first embodiment.
  • a sheet of cork is glued to the roll of the semi-finished cork of reduced diameter obtained in the previous step.
  • a binder suitable for food contact is deposited on the semi-finished cork of reduced diameter and/or the cork sheet.
  • the binder may in particular be a one-component polyurethane binder, a two-component polyurethane binder or a hot-melt polyurethane binder.
  • the crosslinking of the binder is improved by wetting the sheet and/or the cap by spraying water or by condensation of water in a humid or humidity-saturated atmosphere.
  • the assembly formed by the semi-finished stopper of reduced diameter and the cork sheet is steamed by applying pressure normal to the glued sheet. via a mold, possibly preheated to the steaming temperature.
  • sanding and trimming are carried out during a third sub-step 2c to adapt the dimensions of the glued cork sheet to the dimensions of the cork. This step is optional and depends on the result obtained at the end of the second sub-step 2b.
  • a sheet of cork is glued to each mirror of the cork.
  • a binder suitable for food contact is deposited on the semi-finished cork of reduced diameter and/or the cork sheets, possibly supplemented by humidification of the cork sheet and/or the cork .
  • the cork sheets are then applied to the semi-finished cork of reduced diameter.
  • the assembly formed by the semi-finished stopper of reduced diameter and the cork sheets is steamed by applying normal pressure to the glued sheets via a mold. , possibly preheated to the steaming temperature.
  • sanding and trimming are carried out, to adapt the dimensions of the glued cork sheets to the dimensions of the cork, when this proves necessary.
  • the maximum temperature was determined to be equal to 150°C, the temperature at which cork burns.
  • a temperature between 80°C and 150°C, preferably between 90°C and 115°C, or preferably between 100°C and 110°C has been determined to be satisfactory.
  • thermoexpandable microspheres are added to the polyurethane binder.
  • the maximum temperature is then equal to 110°C, a temperature beyond which the plugs are damaged by the expansion of the microspheres.
  • durations of 1 hour allow good polymerization to be obtained.
  • durations greater than 1h30 do not provide any improvement in crosslinking, so that they rather represent a disadvantage of the production process by leading to a reduction in productivity associated with the manufacturing process.
  • This steaming is carried out by placing the corks glued with a sheet of cork in a mold allowing a force to be exerted on the sheet to be glued.
  • a cylindrical mold with hinge, piston or screw is used so as to apply pressure in an axial direction of the cork.
  • a cylindrical mold with hinge and latches or bolted is used so as to apply pressure on the cork radially.
  • the baking time is reduced to 10 minutes for a baking temperature of 150°C, to 40 minutes for a baking temperature of 100°C, and to 1 hour for a baking temperature of 80°C. °C.
  • crosslinking of the binder has been described in relation to steaming. It is nevertheless possible to use other means of heating, in particular a heating tunnel, equipped with a conveyor belt and allowing the molds to pass through while heating them. The speed of movement is then correlated with the length of the tunnel so as to obtain the heating times described above.
  • the test campaign therefore aimed to measure imbibition, elastic return and extraction force.
  • THE figures 5 to 7 illustrate the results of these tests and their comparison with reference caps.
  • results of the plugs according to the invention are represented by disc-shaped symbols while the results of the reference plugs are represented by symbols in the shape of a triangle.
  • trend associated with the caps according to the invention is represented in dotted lines, while the trend associated with the reference caps is represented in dashes.
  • the imbibition of a cork characterizes its absorption of water under particular conditions of temperature and pressure.
  • the imbibition measurement makes it possible to verify that the impregnation of the cork prior to gluing the cork sheet does not lead to deterioration during steaming.
  • the imbibition of the caps was estimated following a mass measurement of the caps totally immersed in water at 100°C for 15 min. This temperature makes it possible to visualize the behavior of the plugs. accelerated manner in extreme conditions. We then determine the imbibition as the ratio of the difference in mass before immersion and after immersion by the mass before immersion.
  • FIG. 5 illustrates the results obtained for the caps according to the invention and for reference caps having a structure similar to that of the semi-finished caps in the manufacturing process according to the invention.
  • the imbibition of the caps according to the invention is thus similar in order of magnitude and in deviation to that of the reference caps.
  • the imbibition is thus between 3 and 6% mass imbibition, i.e. significantly lower than the compliance limit of 11%.
  • Elastic return is one of the mechanical properties of a cork and makes it possible to quantify the force generated in reaction by the cork on the wall of the neck of the bottle.
  • the elastic return is measured automatically with the “Multitest 10i” machine from the Mecmesin company.
  • the cork undergoes compression until it reaches a diameter of between 15mm and 16mm, which corresponds to the diameter of the jaws of a corker. Compression is obtained using a piston which moves at a speed of 10 mm/min. The force required (in Newtons) to perform this compression is measured. The compression value is reduced to the cylindrical surface of the cap. This must be between 15 and 60 N/cm 2 and preferably between 25 and 60 N/cm 2 depending on the diameters of the plugs.
  • the plates will then release the pressure and position themselves at a distance of 21 millimeters from each other, called the return distance. After 180 seconds, the pressure exerted by the cap on the plates is noted. This pressure corresponds to the elastic return force (also in Newton). For the interpretation of the results, these forces will be calculated in relation to the surface of each plug, and therefore expressed in Newton per square centimeter.
  • the elastic return of the caps according to the invention is significantly lower, at constant density compared to that of the reference caps, while remaining higher than the limit of 3.2 N/cm 2 of the standard.
  • the extraction forces making it possible to quantify the force necessary to extract the cork from the neck of the bottle were then measured. They are measured as follows. First, caps to be tested are introduced into bottle necks. After 2 hours of rest in the necks, the corks are extracted using a corkscrew connected to a system for measuring the force necessary to extract the cork from the neck of the bottle, such as the machine " Multitest 2.5 - d” from the company Mecmesin.
  • the extraction force value must be between 100 and 600 N, preferably between 200 and 500 N depending on the diameters of the plugs.
  • the extraction force of the plugs according to the invention is thus similar in order of magnitude to that of the reference plugs, while presenting a greater deviation but nevertheless close to that of the reference plugs.
  • FIG. 8 illustrates the main parts of the cap according to the invention.
  • a cap according to the invention comprises in its center a semi-finished cap of reduced diameter having a reduced length, referenced 10. It comprises two mirrors 10a and a wheel 10b.
  • a sheet of cork 20a is glued to each mirror 10a of the semi-finished cork of reduced diameter.
  • a sheet of cork 20b is glued to the roll 10b of the semi-finished cork of reduced diameter.
  • the semi-finished stopper of reduced diameter is a crushed cork stopper glued under pressure with a polyurethane binder.
  • the patent application FR2672002 in the name of the plaintiff illustrates such a stopper.

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Abstract

Procédé de fabrication d'un bouchon pour boucher une bouteille de sorte à pouvoir être inséré en force dans le col de la bouteille, comprenant les étapes suivantes :
- découpage (la) de feuilles de liège à coller sur les miroirs et sur le roule du bouchon,
- collage (2a,2b,2c) d'une desdites feuilles de liège sur le roule du bouchon semi-fini de diamètre réduit par l'intermédiaire d'un dépôt d'un liant apte au contact alimentaire, suivie d'un étuvage, et
- collage (3a,3b,3c) de chacune des autres feuilles de liège sur chaque miroir du bouchon semi-fini de diamètre réduit par l'intermédiaire d'un dépôt d'un liant apte au contact alimentaire, suivie d'un étuvage,
le bouchon semi-fini de diamètre réduit étant un bouchon en liège trituré collé sous pression avec un liant polyuréthane, présentant un diamètre uniformément réduit d'une épaisseur égale à deux fois l'épaisseur d'une feuille de liège collée sur le roule.

Description

    Domaine technique
  • L'invention a pour domaine technique les bouchons en liège, et plus particulièrement, de tels bouchons reconstitués à base d'éléments en liège.
    • Techniques antérieures
  • Le liège est un matériau naturel, imperméable et léger, qui provient de l'écorce de certaines espèces de chênes, telles que les chênes-lièges, qui se trouvent typiquement dans les pays du pourtour méditerranéen, en Europe et en Afrique du Nord.
  • Le liège trouve notamment son utilisation dans la fabrication de bouchons, qui servent à boucher des récipients tels que des bouteilles contenant des liquides destinés à l'alimentation, en particulier, du vin tranquille ou effervescent, de spiritueux ou d'autres boissons. Les bouchons sont produits soit par tubage de planches de liège, soit par reconstitution en utilisant du liège broyé et tamisé avec des polymères.
  • Le liège est un matériau élastique, résilient, comprimable, imperméable aux liquides et présentant un fort coefficient de friction. Sa structure offre une perméabilité aux gaz permettant l'échange d'oxygène utile à la maturation du produit en bouteille. La structure des bouchons en liège issue de tubage dont l'esthétique est très appréciée, est toutefois très variable entraînant la variabilité de ce passage d'oxygène.
  • A l'inverse, les bouchons reconstitués, dits agglomérés ou microagglomérés, produits à partir de liège trituré en granulés, sont beaucoup plus homogènes en structure.
  • De tels bouchons agglomérés ou microagglomérés sont fabriqués en plusieurs étapes successives au cours desquelles on obtient d'abord un bouchon brut à l'issu de l'étape de réticulation du liant entre les morceaux de liège. On usine ensuite ces bouchons bruts afin de leur donner le diamètre et la longueur requis. On obtient alors des bouchons dits semi-finis.
  • Ces bouchons subissent alors différentes étapes plus ou moins optionnelles afin de les rendre conformes à un bouchon commercialisé et prêt à l'embouteillage. Les bouchons sont alors dits bouchons finis.
  • Les bouchons reconstitués, dits agglomérés ou microagglomérés présentent l'inconvénient majeur en terme esthétique de s'éloigner du visuel classique des bouchons dits « naturels » tubés directement dans la planche de liège. Ils offrent en contrepartie de bien meilleures caractéristiques de perméabilité, bénéfiques pour le vieillissement du vin, ainsi que la possibilité de traiter le liège de sorte à réduire la présence de TCA (acronyme pour « 2,4,6 trichloroanisole ») au niveau de traces. On rappelle que la TCA est à l'origine d'une modification gustative du vin à travers l'apparition d'un gout dit de bouchon.
  • Néanmoins, cet éloignement du visuel classique des bouchons naturels est à l'origine d'un apriori tant de la part des consommateurs que des vignerons, et ce même si des progrès ont été réalisés quant à l'apparence de ces bouchons. On peut citer par exemple les sérigraphies laser qui reproduisent l'aspect des pores et lenticelles visibles dans les bouchons naturels. Ces progrès sont toutefois encore insuffisants de sorte que les consommateurs et vignerons sont toujours capables de distinguer les bouchons agglomérés ou microagglomérés des bouchons dit « natuels ».
  • Différents documents ont été publiés pour tenter de résoudre à la fois l'apriori de certains utilisateurs ou consommateurs et l'utilisation des parties de liège dont la taille ou le visuel ne permettent pas d'extraire un bouchon en liège naturel.
  • Chaque document apporte une solution technique à l'emploi d'une partie du liège en cherchant à se rapprocher visuellement le plus possible d'un bouchon naturel traditionnel.
  • Parmi ces solutions, on note les bouchons en liège dénommés 1+1 dont les faces d'extrémité opposées (communément appelées « miroirs ») sont faites de rondelles de liège et le corps central de granulés de liège agglomérés.
  • Les miroirs du bouchon reconstitué sont ainsi masqués par les rondelles de liège tant d'un point de vue esthétique que mécanique.
  • Dans un tel bouchon 1+1, la face latérale du bouchon (communément appelée « roule »), en contact avec la bouteille, n'est pas modifiée. L'utilisateur et le consommateur peuvent alors identifier la nature du bouchon, qui est à l'origine d'un préjugé et, pour certains, d'un rejet.
  • Jusqu'à présent, il était communément accepté qu'il n'était pas possible de modifier le roule d'un bouchon reconstitué, du fait des forces mises en jeu tant à l'embouteillage qu'à l'extraction du bouchon. Plus précisément, il était considéré que ces forces provoqueraient une séparation de la feuille de liège collée. Néanmoins, un tel collage latéral est nécessaire pour rendre visuellement très proches les bouchons, de type naturel ou reconstitués, afin de s'affranchir des préjugés liés aux bouchons techniques.
  • Un problème technique à résoudre est comment fabriquer un bouchon pour boucher une bouteille dans lequel les miroirs et le roule sont recouvertes d'une couche de liège naturel, et qui résiste à l'embouteillage et au débouchage.
    • Exposé de l'invention
  • L'invention a pour objet un procédé de fabrication d'un bouchon pour boucher une bouteille comprenant deux miroirs et un roule de sorte à pouvoir être inséré en force dans le col de la bouteille, comprenant les étapes suivantes :
    • découpe de feuilles de liège à coller sur les miroirs et sur le roule d'un bouchon semi-fini de diamètre réduit,
    • collage d'une desdites feuilles de liège sur le roule d'un bouchon semi-fini de diamètre réduit par l'intermédiaire d'un dépôt d'un liant apte au contact alimentaire, suivi d'un étuvage, et
    • collage de chacune des autres feuilles de liège sur chaque miroir du bouchon semi-fini de diamètre réduit par l'intermédiaire d'un dépôt d'un liant apte au contact alimentaire, suivi d'un étuvage, le bouchon semi-fini de diamètre réduit étant un bouchon en liège trituré collé sous pression avec un liant polyuréthane, présentant un diamètre uniformément réduit d'une épaisseur égale à deux fois l'épaisseur d'une feuille de liège collée sur le roule.
  • Les feuilles de liège collées sur le roule du bouchon peuvent être découpées dans du liège selon une direction perpendiculaire aux lenticelles.
  • Les feuilles de liège collées sur les miroirs du bouchon peuvent être découpées dans du liège selon une direction parallèle ou perpendiculaire aux lenticelles.
  • Les feuilles de liège peuvent être traitées de sorte à présenter un taux de tricholoranisole inférieur à 0,3ng/l, de préférence par traitement au dioxyde de carbone supercritique.
  • On peut poncer et/ou rogner le bouchon semi-fini de diamètre réduit après collage d'une feuille de liège pour adapter les dimensions de la feuille de liège collée aux dimensions d'un bouchon semi-fini n'ayant pas subi de réduction de diamètre.
  • Le liant peut être un polyuréthane monocomposant, un polyuréthane bicomposant ou un polyuréthane thermofusible.
  • On peut appliquer de l'eau avant, pendant, ou après l'application de liant afin d'accélérer la réticulation du liant.
  • L'étuvage peut être réalisé à une température comprise entre 80°C et 150°C pendant une durée comprise entre 10min et 1h30 pour un liant polyuréthane.
  • L'étuvage peut être réalisé dans un autoclave ou un tunnel.
  • Le bouchon semi-fini de diamètre réduit avec une feuille de liège collée peut être disposé dans un moule permettant d'appliquer une pression selon une direction normale à la surface de la feuille de liège, le moule étant préchauffé à la température d'étuvage.
  • Pour préparer un bouchon semi-fini de diamètre réduit, on peut usiner un bouchon semi-fini de sorte à en réduire uniformément le diamètre d'une épaisseur égale à deux fois l'épaisseur d'une feuille de liège collée sur le roule.
  • Pour préparer un bouchon semi-fini de diamètre réduit, on peut former un bouchon brut de diamètre réduit dans un moule de diamètre uniformément réduit d'une épaisseur égale à deux fois l'épaisseur d'une feuille de liège collée sur le roule correspondant au diamètre d'un bouchon semi-fini de diamètre réduit, puis on peut usiner le bouchon brut de diamètre réduit de sorte à obtenir un bouchon semi-fini de diamètre réduit.
  • Une feuille de liège collée sur le roule peut présenter une épaisseur comprise entre 0,3mm et 1mm.
  • Une feuille de liège collée sur un miroir peut présenter une épaisseur comprise entre 0,3mm et 2mm.
  • L'invention a également pour objet un bouchon pour boucher une bouteille comprenant deux miroirs et un roule de sorte à pouvoir être inséré en force dans le col de la bouteille, comprenant :
    • un bouchon semi-fini de diamètre réduit comprenant deux miroirs et un roule,
    • une feuille de liège collée sur chacun des miroirs et du roule du bouchon semi-fini de diamètre réduit,
    le bouchon semi-fini de diamètre réduit étant un bouchon en liège trituré collé sous pression avec un liant polyuréthane, présentant un diamètre uniformément réduit d'une épaisseur égale à deux fois l'épaisseur d'une feuille de liège collée sur le roule. Brève description des dessins
  • D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels :
    • la figure 1 illustre les principales étapes d'un procédé de fabrication selon l'invention,
    • les figures 2 à 4 illustrent la direction de découpe des feuilles de liège dans un parallélépipède de liège,
    • la figure 5 illustre les résultats de tests d'imbibition de bouchons selon l'invention et de bouchons de référence,
    • la figure 6 illustre les résultats de tests de retour élastique de bouchons selon l'invention et de bouchons de référence,
    • la figure 7 illustre les résultats de tests de force d'extraction de bouchons selon l'invention et de bouchons de référence, et
    • la figure 8 illustre les principaux éléments d'un bouchon selon l'invention.
    Description détaillée
  • Le procédé de fabrication d'un bouchon selon l'invention est illustré par la figure 1.
  • Au cours d'une première sous-étape la de la première étape 1, on découpe des lames de lièges d'une épaisseur comprise entre 0,3mm et 2mm dans un parallélépipède de liège présentant une forme adaptée à leur collage sur les miroirs et le roule d'un bouchon semi-fini décrit plus bas.
  • Dans un mode de réalisation particulier, les lames de liège collées sur les miroirs du bouchon semi-fini de diamètre réduit sont découpées dans du liège selon une direction parallèle aux lenticelles. On définit les lenticelles comme les veines débouchant sur les pores de l'écorce de liège. La lame de liège collée sur le roule du bouchon semi-fini de diamètre réduit est découpée dans du liège selon une direction perpendiculaire aux lenticelles.
  • La figure 2 illustre un parallélépipède de liège naturel référencé 4 comprenant des lenticelles 5 débouchant sur des pores 6. On définit le plan A de découpe parallèle aux lenticelles et le plan B de découpe perpendiculaire aux lenticelles.
  • La figure 3 illustre la surface d'un premier type 4a de lames de liège découpé selon le plan A, parallèlement aux lenticelles. On note que l'on retrouve des lenticelles ou des fragments de lenticelles visibles en surface d'une lame ainsi découpée. Une telle lame est collée préférentiellement sur les miroirs d'un bouchon.
  • La figure 4 illustre la surface d'un deuxième type 4b de lame de liège découpé selon le plan B, perpendiculairement aux lenticelles. Des pores 6 résultants de la découpe de lenticelles 5 sont visibles en surface de la lame de liège. Une telle lame est collée préférentiellement sur le roule d'un bouchon. Dans un mode de réalisation particulier, une telle lame est collée également sur les miroirs du bouchon. Un tel mode de réalisation présente l'avantage d'une réduction des couts de par la découpe des lames de liège collées sur le roule et les miroirs dans une même direction, tant au niveau du procédé industriel que de l'approvisionnement en liège
  • Il est à noter que les parallélépipèdes de liège commercialement disponibles, correspondant aux parallélépipèdes référencé 4 sur la figure 2 présentent généralement une largeur de 25mm. Une telle largeur limite les possibilités de découpe d'une feuille de liège à coller sur le roule d'un bouchon. En effet, un bouchon présente en général une longueur comprise entre 38mm et 54mm pour un diamètre de 24mm. Un tel diamètre de 24mm implique un périmètre d'environ 75mm. La feuille de liège collée sur le roule présente ainsi une longueur de 75mm pour une largeur comprise entre 38 et 54mm, excédant la largeur d'un parallélépipède de liège. De telles feuilles doivent donc être découpées perpendiculairement à la largeur du parallélépipède et perpendiculairement aux lenticelles.
  • Les lames de liège ainsi découpées présentent un visuel similaire au visuel observé dans un bouchon tubé dans un parallélépipède de liège, de sorte à renforcer l'aspect visuellement très proche des bouchons obtenus par rapport à des bouchons tubés dans du liège.
  • Au cours d'une deuxième sous-étape 1b de la première étape 1, on prépare un bouchon semi-fini dont le diamètre après collage d'une feuille de liège soit égal ou sensiblement égal au diamètre d'un bouchon semi-fini ne résultant pas du présent procédé de fabrication. Par bouchon fini, on entend un bouchon en liège trituré collé sous pression avec un liant polyuréthane usiné de sorte à être prêt pour l'embouteillage. La demande de brevet FR2672002 au nom de la demanderesse illustre un tel bouchon. Seules des étapes de finition séparent un bouchon semi-fini, d'un bouchon fini. Une telle réduction de diamètre est importante afin de s'assurer que le bouchon produit, après finition, présente un diamètre permettant d'assurer que la force d'extraction sera inférieure à la limite de 50daN.
  • Dans un premier mode de réalisation, on usine un bouchon semi-fini de sorte à en réduire le diamètre de façon uniforme d'une épaisseur égale à deux fois l'épaisseur d'une feuille de liège collée sur le roule.
  • Dans un deuxième mode de réalisation, on forme un bouchon brut dans un moule présentant un diamètre interne réduit d'une épaisseur égale à deux fois l'épaisseur d'une feuille de liège collée sur le roule par rapport au diamètre d'un moule pour former un bouchon brut de diamètre réduit. On usine ensuite le bouchon brut de diamètre réduit obtenu de manière similaire à l'usinage d'un bouchon brut, conformément à la pratique du milieu. On obtient alors un bouchon semi-fini de diamètre réduit similaire à celui obtenu par le premier mode de réalisation.
  • Au cours d'une deuxième étape 2, on colle une feuille de liège sur le roule du bouchon semi-fini de diamètre réduit obtenu à l'étape précédente.
  • Au cours d'une première sous étape 2a, on dépose un liant apte au contact alimentaire sur le bouchon semi-fini de diamètre réduit et/ou la feuille de liège.
  • Le liant peut être notamment un liant polyuréthane à un composant, un liant polyuréthane à deux composants ou un liant polyuréthane thermofusible.
  • Dans un mode de réalisation particulier, on améliore la réticulation du liant en mouillant la feuille et/ou le bouchon par pulvérisation d'eau ou par condensation d'eau dans une atmosphère humide ou saturée en humidité.
  • Au cours d'une deuxième sous-étape 2b, on réalise un étuvage de l'ensemble formé par le bouchon semi-fini de diamètre réduit et la feuille de liège en appliquant une pression normale à la feuille collée par l'intermédiaire d'un moule, éventuellement préchauffé à la température d'étuvage. Enfin, on réalise un ponçage et rognage, au cours d'une troisième sous-étape 2c pour adapter les dimensions de la feuille de liège collée aux dimensions du bouchon. Cette étape est optionnelle et dépend du résultat obtenu à l'issue de la deuxième sous-étape 2b.
  • Au cours d'une troisième étape 3, on colle une feuille de liège sur chaque miroir du bouchon. Pour réaliser cela, on réalise des étapes similaires aux sous-étapes 2a à 2c. Au cours d'une première sous étape 3a, on dépose un liant apte au contact alimentaire sur le bouchon semi-fini de diamètre réduit et/ou les feuilles de liège, complété éventuellement par une humidification de la feuille de liège et/ou du bouchon. On applique ensuite les feuilles de liège sur le bouchon semi-fini de diamètre réduit.
  • Au cours d'une deuxième sous-étape 3b, on réalise un étuvage de l'ensemble formé par le bouchon semi-fini de diamètre réduit et les feuilles de liège en appliquant une pression normale aux feuilles collées par l'intermédiaire d'un moule, éventuellement préchauffé à la température d'étuvage. Enfin, tout comme pour la troisième sous-étape 2c, on réalise un ponçage et rognage, pour adapter les dimensions des feuilles de liège collées aux dimensions du bouchon, lorsque cela s'avère nécessaire.
  • On comprendra que les deux étapes 2 et 3 sont interchangeables. On comprendra également que les sous-étapes d'étuvage peuvent être réalisées dans d'autres conditions permettant de maintenir une chaleur uniforme, notamment par l'intermédiaire d'un tunnel chauffant.
  • Divers essais ont été réalisés afin de déterminer les conditions de température et de durée permettant de coller les feuilles de liège tout en maintenant les propriétés mécaniques du bouchon.
  • Lors des essais, la température maximale a été déterminée comme étant égale à 150°C, température à laquelle le liège brule. Une température comprise entre 80°C et 150°C, de préférence entre 90°C et 115°C, ou de préférence entre 100°C et 110°C a été déterminée comme satisfaisante.
  • Dans certains modes de réalisation de bouchons agglomérés ou microagglomérés, des microsphères thermoexpansibles sont ajoutées au liant polyuréthane. La température maximale est alors égale à 110°C, température au-delà de laquelle les bouchons sont endommagés de par l'expansion des microsphères.
  • Plusieurs essais ont été réalisés pour déterminer la durée optimale d'étuvage afin d'obtenir une bonne réticulation du liant.
  • Pour le liant polyuréthane, une durée de 1h permet d'obtenir une bonne polymérisation. Par contre, les durées supérieures à 1h30 n'apportent pas d'amélioration de la réticulation, de sorte qu'elles représentent plutôt un inconvénient du procédé de réalisation en menant à une réduction de la productivité associée au procédé de fabrication.
  • Un étuvage à une température comprise entre 100°C et 110°C pendant une durée comprise entre 1h et 1h30 a été ainsi déterminée comme menant à un collage satisfaisant de la feuille de liège sur le bouchon semi-fini avec un liant polyuréthane. D'autres températures et d'autres durées peuvent être nécessaires pour d'autres liants.
  • Cet étuvage est réalisé en disposant les bouchons encollés avec une feuille de liège dans un moule permettant d'exercer une force sur la feuille à coller. Pour le collage d'une feuille de liège sur un miroir, un moule cylindrique à charnière, à piston ou à vis est employé de sorte à appliquer une pression selon une direction axiale du bouchon. Pour le collage d'une feuille de liège sur le roule, un moule cylindrique à charnière et loquets ou boulonné est employé de sorte à appliquer une pression sur le bouchon de façon radiale.
  • Il est possible de réduire la durée d'étuvage en préchauffant les moules permettant d'appliquer une force normale aux feuilles de liège. La demanderesse a alors constaté que la durée d'étuvage est réduite à 10min pour une température d'étuvage de 150°C, à 40min pour une température d'étuvage de 100°C, et à 1h pour une température d'étuvage de 80°C.
  • La réticulation du liant a été décrite en relation avec un étuvage. Il est néanmoins possible d'utiliser d'autres moyens de chauffage, notamment un tunnel chauffant, muni d'un tapis de convoyeur et permettant de faire transiter les moules tout en les chauffant. La vitesse de déplacement est alors corrélée avec la longueur du tunnel de sorte à obtenir les durées de chauffage décrites ci-dessus.
  • La demanderesse a pris soin de réaliser une campagne d'essais préliminaires sur une trentaine de bouchons fabriqués selon le procédé de fabrication de l'invention afin de vérifier que les bouchons obtenus avec le présent procédé de fabrication offrent des caractéristiques similaires aux bouchons sur lesquels ils sont basés. En d'autres termes, il a été vérifié que les feuilles de liège collées ne dégradent pas les performances du bouchon notamment pour l'embouteillage ou le débouchage de la bouteille. La campagne d'essai a eu ainsi pour objet la mesure de l'imbibition, du retour élastique et de la force d'extraction. Les figures 5 à 7 illustrent les résultats de ces essais et leur comparaison à des bouchons de référence.
  • Les résultats des bouchons selon l'invention sont représentés par des symboles en forme de disque tandis que les résultats des bouchons de référence sont représentés par des symboles en forme de triangle. De même, la tendance associée aux bouchons selon l'invention est représentée en pointillés, tandis que la tendance associée aux bouchons de référence est représentée en tirets.
  • L'imbibition d'un bouchon caractérise son absorption d'eau dans des conditions particulières de température et de pression. On mesure généralement l'imbibition d'un bouchon en fonction de la pression, de sorte à connaitre son comportement après embouteillage. En effet, lors de l'embouteillage, l'air présent dans la bouteille entre le liquide et la bouteille est comprimé, à des pressions pouvant atteindre quelques dizaines de bars. De telles pressions peuvent favoriser la perte d'étanchéité des bouchons.
  • Dans le cas présent, la mesure d'imbibition permet de vérifier que l'imprégnation du bouchon préalable à l'encollage de la feuille de liège ne mène pas à une détérioration lors de l'étuvage. L'imbibition des bouchons a été estimée suite à une mesure de masse des bouchons totalement immergés dans une eau à 100°C pendant 15min. Cette température permet de visualiser le comportement des bouchons de manière accélérée dans des conditions extrêmes. On détermine alors l'imbibition comme le rapport de la différence de masse avant immersion et après immersion par la masse avant immersion.
  • La figure 5 illustre les résultats obtenus pour les bouchons selon l'invention et pour des bouchons de référence présentant une structure similaire à celle des bouchons semi-finis dans le processus de fabrication selon l'invention.
  • L'imbibition des bouchons selon l'invention est ainsi similaire en ordre de grandeur et en déviation à celle des bouchons de référence. L'imbibition est ainsi comprise entre 3 et 6% d'imbibition massique, soit nettement inférieure à la limite de conformité de 11%.
  • Le retour élastique a été ensuite mesuré. Le retour élastique est une des propriétés mécaniques d'un bouchon et permet de quantifier la force générée en réaction par le bouchon sur la paroi du col de la bouteille. Le retour élastique est mesuré de façon automatique avec la machine « Multitest 10i » de la société Mecmesin.
  • Lors de ces mesures, le bouchon subit une compression jusqu'à atteindre un diamètre compris entre 15mm et 16mm, ce qui correspond au diamètre des mors d'une boucheuse. La compression est obtenue à l'aide d'un piston qui se déplace à la vitesse de 10 mm/min. La force nécessaire (en Newton) pour effectuer cette compression est mesurée. La valeur de compression est ramenée à la surface cylindrique du bouchon. Celle-ci doit être comprise entre 15 et 60 N/cm2 et préférentiellement entre 25 et 60 N/cm2 selon les diamètres des bouchons.
  • Les plateaux vont ensuite relâcher la pression et se positionner à une distance de 21 millimètres l'un de l'autre, appelée distance de retour. Au bout de 180 secondes, la pression qu'exerce le bouchon sur les plateaux est relevée. Cette pression correspond à la force de retour élastique (en Newton également). Pour l'interprétation des résultats, ces forces seront calculées par rapport à la surface de chaque bouchon, et donc exprimées en Newton par centimètre carré.
  • La figure 6 illustre les résultats obtenus pour les bouchons selon l'invention et pour les bouchons de référence.
  • Le retour élastique des bouchons selon l'invention est sensiblement plus faible, à masse volumique constante par rapport à celui des bouchons de référence, tout en restant supérieur à la limite de 3.2 N/cm2 de la norme.
  • Il est à noter que lors de ces tests, aucun arrachement de feuille de liège collée n'a été constaté.
  • Les forces d'extraction permettant de quantifier la force nécessaire pour extraire le bouchon du col de la bouteille ont ensuite été mesurées. Elles sont mesurées de la manière suivante. On introduit d'abord des bouchons à tester dans des cols de bouteille. Après 2 heures de repos dans les cols, les bouchons sont extraits à l'aide d'un tire-bouchon relié à un système de mesure de la force nécessaire à l'extraction du bouchon du col de la bouteille, tel que la machine « Multitest 2.5 - d » de la société Mecmesin. La valeur de force d'extraction doit être comprise entre 100 et 600 N préférentiellement entre 200 et 500 N selon les diamètres des bouchons.
  • La figure 7 illustre les résultats obtenus pour les bouchons selon l'invention et pour les bouchons de référence.
  • La force d'extraction des bouchons selon l'invention est ainsi semblable en ordre de grandeur à celle des bouchons de référence, tout en présentant une déviation plus importante mais néanmoins proche de celle des bouchons de référence.
  • La figure 8 illustre les principales parties du bouchon selon l'invention.
  • Un bouchon selon l'invention comprend en son centre un bouchon semi-fini de diamètre réduit présentant une longueur réduite, référencé 10. Il comprend deux miroirs 10a et un roule 10b.
  • Une feuille de liège 20a est collée sur chaque miroir 10a du bouchon semi-fini de diamètre réduit.
  • Une feuille de liège 20b est collée sur le roule 10b du bouchon semi-fini de diamètre réduit.
  • Le bouchon semi-fini de diamètre réduit est un bouchon en liège trituré collé sous pression avec un liant polyuréthane. La demande de brevet FR2672002 au nom de la demanderesse illustre un tel bouchon.

Claims (15)

  1. Procédé de fabrication d'un bouchon pour boucher une bouteille comprenant deux miroirs et un roule de sorte à pouvoir être inséré en force dans le col de la bouteille, comprenant les étapes suivantes :
    - découpe de feuilles de liège (20a20b) à coller sur les miroirs (10a) et sur le roule (10b) d'un bouchon semi-fini de diamètre réduit,
    - collage d'une desdites feuilles de liège sur le roule (10b) d'un bouchon semi-fini de diamètre réduit par l'intermédiaire d'un dépôt d'un liant apte au contact alimentaire, suivi d'un étuvage, et
    - collage de chacune des autres feuilles de liège sur chaque miroir (10a) du bouchon semi-fini de diamètre réduit par l'intermédiaire d'un dépôt de liant apte au contact alimentaire, suivi d'un étuvage,
    le bouchon semi-fini de diamètre réduit étant un bouchon en liège trituré collé sous pression avec un liant polyuréthane, présentant un diamètre uniformément réduit d'une épaisseur égale à deux fois l'épaisseur d'une feuille de liège collée sur le roule.
  2. Procédé de fabrication selon la revendication 1, dans lequel les feuilles de liège collées sur le roule du bouchon sont découpées dans du liège selon une direction perpendiculaire aux lenticelles.
  3. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, dans lequel les feuilles de liège collées sur les miroirs du bouchon sont découpées dans du liège selon une direction parallèle ou perpendiculaire aux lenticelles.
  4. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel les feuilles de liège sont traitées de sorte à présenter un taux de tricholoranisole inférieur à 0,3ng/1, de préférence par traitement au dioxyde de carbone supercritique.
  5. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel on ponce et/ou on rogne le bouchon semi-fini de diamètre réduit après collage d'une feuille de liège pour adapter les dimensions de la feuille de liège collée aux dimensions d'un bouchon semi-fini n'ayant pas subi de réduction de diamètre.
  6. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le liant est un polyuréthane monocomposant, un polyuréthane bicomposant ou un polyuréthane thermofusible.
  7. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel on applique de l'eau avant, pendant, ou après l'application de liant afin d'accélérer la réticulation du liant.
  8. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel l'étuvage est réalisé à une température comprise entre 80°C et 150°C pendant une durée comprise entre 10 min et 1h30 pour un liant polyuréthane.
  9. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel l'étuvage est réalisé dans un autoclave ou un tunnel.
  10. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel le bouchon semi-fini de diamètre réduit avec une feuille de liège collée est disposé dans un moule permettant d'appliquer une pression selon une direction normale à la surface de la feuille de liège, le moule étant préchauffé à la température d'étuvage.
  11. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel, pour préparer un bouchon semi-fini réduit, on usine un bouchon semi-fini de sorte à en réduire uniformément le diamètre d'une épaisseur égale à deux fois l'épaisseur d'une feuille de liège collée sur le roule.
  12. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel, pour préparer un bouchon semi-fini de diamètre réduit, on forme un bouchon brut de diamètre réduit dans un moule de diamètre uniformément réduit d'une épaisseur égale à deux fois l'épaisseur d'une feuille de liège collée sur le roule correspondant au diamètre d'un bouchon semi-fini de diamètre réduit, puis on usine le bouchon brut de diamètre réduit de sorte à obtenir un bouchon semi-fini de diamètre réduit.
  13. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, dans lequel une feuille de liège collée sur le roule présente une épaisseur comprise entre 0,3mm et 1mm.
  14. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, dans lequel une feuille de liège collée sur un miroir présente une épaisseur comprise entre 0,3mm et 2mm.
  15. Bouchon pour boucher une bouteille comprenant deux miroirs et un roule de sorte à pouvoir être inséré en force dans le col de la bouteille, caractérisé par le fait qu'il comprend :
    - un bouchon semi-fini de diamètre réduit (10) comprenant deux miroirs (10a) et un roule (10b),
    - une feuille de liège (20a,20b) collée sur chacun des miroirs et du roule du bouchon semi-fini de diamètre réduit (10),
    le bouchon semi-fini de diamètre réduit (10) étant un bouchon en liège trituré collé sous pression avec un liant polyuréthane, présentant un diamètre uniformément réduit d'une épaisseur égale à deux fois l'épaisseur d'une feuille de liège collée sur le roule.
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