FR2467790A2 - Obturateur et emballage inviolables - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un obturateur inviolable destiné à un récipient. L'obturateur 10 comporte une paroi latérale 14 de laquelle partent vers le bas des pattes 16 dont les extrémités inférieures sont reliées à une bande 18. Cette dernière est rétractée au-dessous d'une bride 34 du goulot du récipient 30 par application de chaleur, afin que ce retrait fasse apparaître, dans la bande 18, des zones sécables 20 de résistance réduite. Domaine d'application : emballages inviolables, etc

Description

L'utilisation d'obturateurs inviolables est bien connue. Un emballage

inviolable particulièrement commun comprend un obturateur pouvant s'ajuster sur un récipient qui

comporte un goulot et une bride faisant saillie vers l'exté-

rieur, au-dessous de ce goulot. L'obturateur comporte une bande incassable reliée au bord inférieur de la jupe de

l'obturateur par plusieurs pattes sécables. Ce type d'obtura-

teur est généralement ajusté sur le récipient de manière que

la bande soit retenue au-dessous de la bride dudit récipient.

Lorsque l'obturateur est retiré du récipient, le corps prin-

cipal de cet obturateur se déplace axialement et ce mouvement ne peut être suivi par la bande incassable, car cette dernière est retenue par la bride du récipient. Lorsqu'on augmente la force axiale appliquée à l'obturateur, les pattes sécables se cassent et permettent à l'obturateur de se séparer de la bande et d'être retiré du récipient. Un exemple d'un tel emballage inviolable est décrit dans le brevet des

Etats-Unis d'Amérique NI 3 438 528.

Le brevet des Etats-Unis d'Amérique NI 4 126 240 décrit un autre type d'emballage inviolable dans lequel un obturateur comporte une bande qui est séparée du corps principal lors de la mise en place de l'obturateur sur le récipient. L'ajustement final de l'obturateur sur le récipient provoque l'enclenchement de plusieurs pattes avec la bande séparée de manière que, lorsque l'obturateur est retiré du corps du récipient, la bande séparée se brise et

indique ainsi que l'emballage a été violé.

Bien que les dispositifs décrits ci-dessus présentent certains avantages, ils présentent également un grave inconvénient, à savoir qu'un anneau ou une bande de matière plastique reste sur le récipient après que la partie principale de l'obturateur en a été retirée. Ceci a souvent pour conséquence, pour l'utilisateur de ces emballages, la chute de la bande séparée dans le produit lorsque ce dernier est versé dans une tasse ou dans un verre. L'utilisateur de l'emballage doit donc essayer de retrouver et d'enlever la

bande du produit distribué, ce qui peut provoquer une conta-

mination du produit et l'aggravation de cette contamination.

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Dans le cas o l'utilisateur ne s'aperçoit pas de la chute de la bande dans sa tasse ou dans son verre, il existe un danger

très réel d'ingestion de cette bande, avec toutes les diffi-

cultés médicales qui en résultent.

La présente invention a donc pour objet un emballage inviolable qui utilise un obturateur dont les parties d'indication de spoliation restent solidarisées pour former une seule pièce. L'invention concerne également un obturateur pouvant être utilisé avec ou sans garniture

d'étanchéité.

La présente addition concerne donc un emballage

inviolable comportant un obturateur en matière thermo-

plastique destiné à s'ajuster sur un récipient qui comporte un corps, un goulot et une bride faisant saillie vers l'extérieur immédiatement audessous du goulot. Une structure de fixation entourant le goulot du récipient, par exemple des filets hélicoïdaux, est destinée à coopérer avec une structure de fixation solidaire de l'obturateur afin que ce dernier puisse être fixé de manière amovible sur le récipient. L'obturateur comporte une paroi supérieure et une paroi latérale annulaire qui part vers le bas de la paroi supérieure et dont la surface intérieure présente la structure de fixation précitée afin de permettre la fixation amovible de l'obturateur sur le récipient. L'obturateur est également réalisé d'une seule pièce avec une bande annulaire qui est reliée à la paroi latérale par plusieurs pattes espacées. Ces pattes ont une longueur suffisante pour que la bande se place au-dessous de la bride du récipient lorsque l'obturateur est fixé à ce dernier. La bande annulaire présente une section droite dont l'aire est sensiblement uniforme et elle comporte certaines parties de résistance réduite. Ces parties alternent le long de la bande avec les points de fixation aux pattes. Les pattes et la bande peuvent être rétractées sous l'effet de l'application de chaleur afin que la bande s'ajuste étroitement au- dessous de la bride annulaire du récipient. Sous l'effet de cet échauffement, l'aire de la section droite des parties de résistance réduite devient inférieure à celle de la bande rétractée. Etant donné

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que ces zones d'affaiblissement ont une section droite plus faible, elles opposent moins de résistance à la rupture que

la partie restante de la bande.

Les structures de fixation de l'obturateur et du récipient sont de préférence des filets hélicoïdaux complé- mentaires. Pour réaliser une fermeture étanche, l'obturateur selon l'invention peut comporter une garniture d'étanchéité logée contre la surface intérieure de la paroi supérieure, ou bien une lèvre annulaire d'étanchéité partant vers le bas de la paroi supérieure et destinée à réaliser un joint étanche aux liquides avec la partie supérieure du goulot du récipient. L'obturateur selon l'invention est de préférence

réalisé dans une matière plastique choisie entre le poly-

propylène, le téréphtalate de polyéthylène ou le polyéthylène

à haute densité.

Le brevet principal décrit un obturateur compor-

tant un cordon ou bande annulaire relié par plusieurs pattes à une paroi latérale de cet obturateur, le cordon comportant au moins une zone sécable. Sur les figures, qui représentent une forme préférée de réalisation, le cordon présente plusieurs zones moulées dont l'aire de la section droite est inférieure à celle de la partie restante du cordon et qui forment les zones sécables. L'obturateur selon l'invention comporte des parties ou des zones sécables qui ne sont pas moulées sur la bande annulaire. La diminution de l'aire de la section droite, au lieu de venir de moulage, est obtenue par l'application de chaleur à la bande annulaire après que l'obturateur a été ajusté sur le récipient. Ce phénomène, c'està-dire la réduction de l'aire de la section droite sous l'effet de l'application de chaleur aux zones sécables, semble être en relation directe avec le procédé de production de l'obturateur selon l'invention, bien que l'obturateur selon l'invention ne soit cependant pas limité par cette

théorie.

La fabrication de l'obturateur selon l'invention consiste à utiliser des techniques de moulage par injection dans lesquelles une matière thermoplastique en fusion est 246fl90. injectée dans une cavité formée dans un moule mâle et dans un moule femelle. La matière plastique est injectée de manière à pénétrer dans la cavité, de-préférence à proximité du centre de la paroi supérieure de l'obturateur, afin de rayonner dans une direction telle qu'elle remplisse la partie supérieure de

l'obturateur, puis descende pour former les parois latérales.

Lorsque les parois latérales sont remplies, la matière plas-

tique en fusion se déplace vers les cavités des pattes et pénètre dans la cavité délimitant la bande annulaire. Etant donné que la matière pénètre dans la cavité de la bande uniquement en provenant des diverses cavités des pattes, la matière thermoplastique se déplace circonférentiellement le long de la cavité de la bande, à partir de chacune des pattes, de manière que la matière thermoplastique provenant d'une cavité de patte rencontre la matière thermoplastique provenant de la cavité de patte adjacente, en un point situé entre ces deux cavités. Ce point de rencontre de la matière établit une condition unique au point d'intersection qui, par souci de commodité, peut être une ligne de soudure ou de joint. Cette ligne de soudure ou de joint constitue ensuite la zone sécable. Bien que les lignes de soudure (il existe

une ligne entre les pattes de chaque paire) soient pratique-

ment invisibles à l'oeil nu, elles présentent des propriétés de structure qui diffèrent de celles de la matière adjacente constituant la partie restante de la bande annulaire. On pense, bien que l'obturateur selon l'invention ne soit pas limité par cette théorie, que les lignes de joint ont une structure moléculaire double. Le centre de la ligne de joint semble avoir une structure moléculaire enchevêtrée, car la matière thermoplastique provenant d'une patte entre en contact à l'état fondu avec la matière plastique provenant de la patte adjacente. Si l'on considère la ligne de soudure ou de joint et que l'on se déplace vers ses bords extérieurs, il apparaît que la structure moléculaire n'est pas enchevêtrée,

car les deux parties de matière thermoplastique se rencon-

trant ne sont pas en fusion, comme c'est le cas dans la partie centrale de la ligne de soudure ou de joint. Cette absence de contact d'une matière en fusion avec une autre ?46?fiG. matière en fusion est due au fait que les bords de la matière en contact avec le moule métallique plus froid provoquent une solidification partielle de la surface extérieure de la matière alors que la partie intérieure de la matière plastique en mouvement reste en fusion. La pellicule plus froide frotte davantage contre la surface du moule que la

matière intérieure en fusion et sa vitesse est donc réduite.

En conséquence, la cavité se remplit sous l'effet de la poussée continue vers l'avant de la matière thermoplastique intérieure en fusion qui traverse ainsi la pellicule avant plus froide. A l'emplacement ou les deux courants séparés se rencontrent, les pellicules avant froides entrent en contact et sont forcées l'une contre l'autre par la masse intérieure soumise encore à la pression de moulage par injection. A ce

moment, seule une petite quantité de matière en fusion pro-

venant de l'intérieur de chaque courant peut traverser les pellicules et former une masse homogène et, par conséquent, une liaison. On obtient ainsi une structure stratifiée tubulaire dont les parois extérieures sont en contact bout à bout, mais n'ont pas une structure moléculaire enchevêtrée, alors que l'intérieur de la structure stratifiée présente une structure moléculaire enchevêtrée en raison du mélange de la

matière intérieure en fusion.

Comme mentionné précédemment, à l'oeil nu, la bande présente une section droite uniforme jusqu'à ce qu'elle soit chauffée. Lors de l'application de chaleur par un

courant d'air chaud par exemple, la bande de matière thermo-

plastique commence à se rétracter sous la bride du récipient.

A l'emplacement des lignes de soudure ou de joint, les parties des lignes n'ayant pas une structure moléculaire enchevêtrée s'éloignent les unes des autres. Au centre des lignes de soudure ou de joint, o la structure moléculaire est enchevêtrée, la bande s'étire en fait légèrement pour suivre le retrait de la partie restante de ladite bande. Cet étirement, associé aux caractéristiques précitées des lignes de joint ou de soudure, résulte en la formation de zones sécables dont l'aire de la section droite est inférieure à celle de la partie restante de la bande. Après le retrait de

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la bande, l'application d'une force axiale sur l'obturateur a pour effet de faire passer la bande rétractée par-dessus la bride du récipient. Etant donné que le diamètre de la bande rétractée est inférieur au diamètre extérieur de la bride, la bande se rompt au niveau des zones sécables affaiblies. Etant donné que ces zones sont très visibles lorsqu'elles sont

brisées, la fonction d'inviolabilité est obtenue.

Dans le procédé d'application de chaleur à la bande annulaire et aux pattes, le temps d'exposition à la chaleur et la température doivent être réglés pour permettre l'obtention des résultats souhaités. En général, plus la

température est élevée, plus le temps est court et vice-

versa. Par exemple, sur une chaîne de remplissage à grande vitesse o des bouteilles sont normalement remplies et capsulées à des cadences de 240600 bouteilles par minute en un mouvement continu, le temps disponible pour le retrait thermique de chaque jeu de pattes et de bande est très

limité. Par conséquent, des températures élevées, c'est-à-

dire des températures pouvant provoquer le retrait de la matière thermoplastique, sont utilisées, mais le temps d'application de chaleur est réglé avec soin afin que l'on obtienne le degré souhaité de retrait de la bande sans détérioration de la partie restante de l'obturateur. Le degré souhaité de retrait est défini comme étant celui qui: (1) provoque une traction de la bande inviolable au-dessous de la bride du récipient jusqu'à un diamètre inférieur au diamètre extérieur de la bride; (2) provoque une diminution de l'aire de la section droite des parties sécables, c'est-à-dire des lignes de soudure ou de joint, cette diminution ne devant cependant pas être suffisante pour provoquer une rupture des zones sous l'effet de l'échauffement; et (3) provoque un étirement des zones sécables au-delà de la limite d'élasticité de la matière thermoplastique, afin qu'une rupture ne se produise que lors de l'enlèvement ultérieur de l'obturateur, au moment o la bande est forcée vers

l'extérieur en passant au-dessus de la bride du récipient.

Un procédé pratique pour obtenir la gamme de conditions satisfaisant aux critères précédents, sur une

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chaîne industrielle de remplissage de bouteilles, consiste à utiliser une conduite à circulation d'air forcée et fente étroite, dirigeant un courant horizontal d'air chaud sur la bande annulaire. Les bouteilles sont mises en rotation mécaniquement en passant dans le courant d'air chaud. La température de l'air est réglée au moyen d'un transformateur variable si la source de chaleur est électrique, ou au moyen de valves convenables si un gaz ou autre combustible est utilisé. Ensuite, la vitesse du courant d'air chaud est

réglée au moyen de robinets appropriés. La vitesse du trans-

porteur sur lequel les bouteilles se déplacent est réglée pour établir un temps d'exposition convenable pour la bande

annulaire. Le réglage de la température et du temps d'exposi-

tion au moyen d'un système tel que celui décrit ci-dessus entre dans les capacités de l'homme de l'art. D'autres procédés peuvent être mis en oeuvre pour chauffer la bande annulaire et ils peuvent s'avérer également valables pourvu

que les critères mentionnés précédemment soient respectés.

L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels:

- la figure 1 est une vue de dessus de l'obtura-

teur selon l'invention; - la figure 2 est une élévation de l'obturateur représenté sur la figure 1;

- la figure 3 est une vue de dessous de l'obtura-

teur représenté sur la figure 1; - la figure 4 est une coupe axiale partielle d'un

emballage inviolable selon l'invention, montrant l'applica-

tion de chaleur à l'obturateur pour rétracter la bande annulaire; - la figure 5 est une élévation de l'emballage de la figure 4 dont la bande annulaire est fixée au-dessous de la bride du récipient; - la figure 6 est une élévation de l'emballage de la figure 4 dont l'obturateur est déplacé par rapport au récipient avec, pour conséquence, une rupture de la bande annulaire; et 246yt90 - la figure 7 est une coupe axiale partielle de

l'emballage inviolable selon l'invention utilisant l'obtura-

teur représenté sur la figure 1, mais qui comporte une lèvre d'étanchéité. Les figures 1 à 6 montrent que l'obturateur selon l'invention, désigné globalement en 10, peut être ajusté sur un récipient qui est représenté globalement en 30 sur les figures 4 à 6. L'obturateur 10 comporte une paroi supérieure 12 de laquelle part vers le bas une paroi latérale annulaire 14. La paroi latérale 14 de la forme de réalisation montrée présente une surface extérieure striée. La présence d'une telle surface offre à l'utilisateur de l'obturateur selon l'invention une meilleure prise pour appliquer le couple nécessaire au retrait et à la remise en place de l'obturateur 10 sur le récipient 30. Il est évident que l'obturateur selon l'invention peut présenter une surface extérieure lisse ou, à cet effet, traitée autrement, sans sortir du cadre de l'invention, la configuration exacte de la surface extérieure étant laissée au soin du fabricant de l'obturateur 10. La figure 4 représente un filet hélicoïdal 24 formé sur la

surface intérieure de la paroi latérale 14 de l'obturateur.

Le filet 24 de l'obturateur coopère avec un filet 38 du récipient pour permettre le serrage de l'obturateur 10 sur le récipient 30. D'autres moyens de fixation de l'obturateur au récipient peuvent être utilisés, par exemple un mécanisme de verrouillage à baïonnette, un mécanisme à came, un élément fini à emboîtement élastique, etc. Une garniture 22 d'étanchéité, appliquée contre la surface intérieure de la paroi supérieure 12, peut être constituée par l'une quelconque des nombreuses garnitures disponibles dans le commerce et réalisant un joint étanche

aux liquides pour l'emballage montré sur les figures.

Plusieurs pattes incassables 16 partent vers le bas du bord inférieur de la paroi latérale 14. Ces pattes sont reliées par leur extrémité opposée à celle fixée à la paroi 14 à une bande 18 qui comporte plusieurs tronçons ou zones sécables 20 de résistance réduite. Il convient de noter que, sur les figures 2 et 3, l'aire de la section droite des zones sécables 20 est sensiblement égale à celle de la partie

restante de la bande 18.

Les pattes 16 sont incassables et, par consé-

quent, elles sont dimensionnées pour résister aux contraintes qui leur sont appliquées avant la rupture des zones sécables 20. En raison du procédé de fabrication, les zones sécables alternent le long de la bande 18 avec les points de liaison de cette bande 18 aux pattes 16. Ainsi, le nombre de

zones 20 est égal au nombre de pattes 16.

Une autre forme de réalisation de l'invention est montrée sur la figure 7 et est presque identique à celle représentée sur les figures 1 à 6, les mêmes références numériques désignant les mêmes pièces. La seule différence est que l'obturateur représenté sur la figure 7 ne comporte pas une garniture d'étanchéité, mais une lèvre 35 d'étanchéité. Cette lèvre 35 d'étanchéité est de forme annulaire et elle est dimensionnée de manière à porter sur l'extrémité supérieure du goulot du récipient. Comme mentionné précédemment, la configuration exacte de la lèvre d'étanchéité peut répondre à toute conception convenable, l'emballage selon l'invention n'étant pas limité à la forme de lèvre d'étanchéité représentée sur la figure 7. Par exemple, au lieu d'être constituée d'une pièce unique, la lèvre 35 d'étanchéité peut avoir une forme en fourche. La lèvre 35 peut également être conçue pour réaliser un joint étanche aux liquides avec la surface intérieure du goulot du récipient plutôt qu'en reposant sur le dessus du goulot du récipient comme montré sur la figure 7. De nombreuses variantes de garnitures non étanches, connues de l'homme de l'art, peuvent être utilisées pourvu qu'elles n'affectent pas les caractéristiques rendant inviolable l'emballage selon l'invention. Comme indiqué précédemment, le récipient 30 peut être réalisé en verre ou en toute matière thermoplastique convenable. Il peut comporter classiquement une bride 32 utilisée comme élément pour maintenir le récipient 30 sur la chaîne de remplissage. Une bride annulaire 34 fait saillie

vers l'extérieur au-dessous du filetage 38 du récipient.

Claims (4)

REVENDICATIONS

1. Obturateur inviolable destiné à un récipient comportant un goulot fileté ou tout autre élément permettant la fixation de l'obturateur, ce dernier étant réalisé en matière thermoplastique thermorétractable et comprenant une partie supérieure qui comporte une paroi supérieure (12) et une paroi latérale (14) portant un organe destiné à s'enclencher avec lesdits organes de fixation, plusieurs pattes (16) faisant saillie vers le bas de la paroi latérale et étant reliées à une bande annulaire (18) qui présente des zones sécables (20) de résistance réduite, intercalées avec les pattes, la bande (18) et les pattes (16) pouvant se rétracter sous l'effet de l'application de chaleur pour prendre une position d'engagement étroit au-dessous d'une saillie annulaire (34) du goulot du récipient, les pattes étant dimensionnées de manière à être plus résistantes que les zones sécables (20) de résistance réduite de la bande annulaire (18), afin qu'une rupture se produise de préférence dans la bande (18) lorsqu'elle est dégagée du récipient, l'obturateur étant caractérisé en ce que les zones sécables (20) de résistance réduite de la bande annulaire (18) ont une aire en section droite inférieure à celle de la bande rétractée et sont obtenues par retrait thermique desdites pattes (16) et de la bande annulaire (18) alors que cette dernière présente une aire en section droite sensiblement uniforme.

2. Obturateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bande annulaire (18), qui présente une aire en section droite sensiblement uniforme de manière à pouvoir être rétractée thermiquement pour former des zones sécables (20) de résistance réduite et ayant une aire en section droite inférieure à celle de la bande rétractée, est obtenue par moulage par injection de la matière plastique dans des moules mâle et femelle dans lesquels la cavité de la

bande est alimentée par chaque cavité de patte.

3. Obturateur selon l'une des revendications 1 et

2, caractérisé en ce qu'il est réalisé en polypropylène, en téréphtalate de polyéthylène ou en polyéthylène à haute densité.

4. Emballage inviolable comprenant un récipient et un obturateur pouvant s'ajuster sur ce récipient, caractérisé en ce que l'obturateur présente les

caractéristiques de l'une quelconque des revendications

précédentes et en ce que le récipient comprend un corps, un goulot fileté et une saillie (34) qui part vers l'extérieur

entre le goulot et le corps.

1/4 #/10 12-)

FIG. I.

<12 er1 -14

FIG. 2.

2/4

FIG. 3.