FR3095769A1 - A method of manufacturing long metal caps comprising a skirt having a constant thickness - Google Patents
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Abstract
Procédé de fabrication de capsules métalliques de bouchage comprenant les étapes successives suivantes :a) l’approvisionnement d’une bande ou tôle, en alliage d’aluminium revêtue sur ses deux faces d'une couche de vernis ;b) une première opération de découpage pour obtenir des disques appelés flans ;c) une étape d'emboutissage, en une ou plusieurs passes, desdits flans, de manière à former une ébauche emboutie, comprenant une tête et une jupe ;d) une étape de dégraissage de ladite ébauche emboutie ;e) une étape éventuelle d’impression et/ou de vernissage de finition pour la protection et/ou la décoration ;et caractérisé en ce qu’il comprend, après l’étape c) d’emboutissage et avant les étapes d) de dégraissage et e) d’éventuels impression et/ou vernissage, au moins une étape d’étirage consistant à faire passer l’ébauche emboutie par au moins une bague d’étirage afin d’allonger le métal et l’amincir, de manière à former une capsule (4) comprenant une tête (5) ayant un diamètre de 20 à 40 mm, une jupe (6) ayant une longueur de 40 à 70 mm, le haut de la capsule (4) étant du côté de la tête (5) et le bas de la capsule (4) du côté où la jupe (6) finit, la jupe (6) ayant une épaisseur constante de 0,12 à 0,27 mm sur au moins 20 % de sa longueur en partant du bas de la capsule (4). Figure d’abrégé : Fig. 1 FIGURESA method of manufacturing metal closure caps comprising the following successive steps: a) supplying a strip or sheet, of aluminum alloy coated on both sides with a layer of varnish; b) a first cutting operation to obtain discs called blanks; c) a step of stamping, in one or more passes, said blanks, so as to form a stamped blank, comprising a head and a skirt; d) a step of degreasing said stamped blank; e) an optional printing and / or finishing varnishing step for protection and / or decoration; and characterized in that it comprises, after step c) of stamping and before steps d) of degreasing and e) optional printing and / or varnishing, at least one drawing step consisting in passing the stamped blank through at least one drawing ring in order to elongate the metal and thin it, so as to form a capsule (4) comprising a head (5) having a diameter of 20 to 4 0 mm, a skirt (6) having a length of 40 to 70 mm, the top of the capsule (4) being on the side of the head (5) and the bottom of the capsule (4) on the side where the skirt (6) ) ends, the skirt (6) having a constant thickness of 0.12 to 0.27 mm over at least 20% of its length starting from the bottom of the capsule (4). Abstract figure: Fig. 1 FIGURES
Description
Domaine de l’inventionField of invention
L'invention concerne le domaine des capsules de bouchage comportant une coque extérieure métallique en alliage d'aluminium et notamment les capsules à vis ayant une jupe longue de telle sorte que lorsque le bouchon est dévissé, le bas de la jupe reste en place sur le goulot de la bouteille. Ces capsules sont destinées au bouchage de récipients, essentiellement des bouteilles en verre contenant des boissons alcoolisées et notamment du vin ou des spiritueux.The invention relates to the field of closure caps comprising a metal outer shell of aluminum alloy and in particular screw caps having a long skirt such that when the cap is unscrewed, the bottom of the skirt remains in place on the bottle neck. These caps are intended for sealing containers, essentially glass bottles containing alcoholic beverages and in particular wine or spirits.
L'invention concerne plus particulièrement un procédé de fabrication de ces capsules permettant d’obtenir des capsules ayant une jupe d’épaisseur plus faible que l’épaisseur du flan et constante sur toute sa longueur, ainsi qu’une jupe ayant une couche de vernis intérieur et extérieur continue et intacte sur toute la longueur de la jupe.The invention relates more particularly to a process for manufacturing these caps making it possible to obtain caps having a skirt of thickness smaller than the thickness of the blank and constant over its entire length, as well as a skirt having a layer of varnish interior and exterior continuous and intact over the entire length of the skirt.
Etat de la techniqueState of the art
Les capsules de bouchage en alliage d’aluminium sont fabriquées typiquement de la manière suivante :
- Une presse d'emboutissage forme des ébauches de capsules à partir d’une bande ou tôle encore appelée format, découpée en flans, vernis sur leurs deux faces, d'épaisseur typique allant de 0,15 à 0,25 mm sans prendre en compte le vernis. Selon la hauteur de la jupe (longueur de l’ébauche de capsule), une à trois passes d’emboutissage peuvent être nécessaires.
- Ces ébauches sont dégraissées en étuve à haute température, typiquement de 180 à 210°C, pendant un temps allant de 3 à 5 minutes, afin d'éliminer le lubrifiant d'emboutissage.
- Elles sont ensuite laquées sur toute leur surface extérieure et sont passées en étuve afin de cuire la laque.
- Ces ébauches laquées sont imprimées sur la jupe, typiquement en sérigraphie, procédé connu de l’homme de métier sous l’appellation d’ « Offset », avec un séchage final des encres en étuve.
- Un vernis de surimpression est enfin appliqué afin de protéger l'impression, ledit vernis étant séché lors d'un passage en étuve.
- L'ébauche ainsi obtenue est dotée d'un joint et/ou d'un insert plastique intérieur fileté.Aluminum alloy closure caps are typically manufactured as follows:
- A stamping press forms capsule blanks from a strip or sheet also called a format, cut into blanks, varnished on both sides, with a typical thickness ranging from 0.15 to 0.25 mm without taking into account consider the varnish. Depending on the height of the skirt (length of the capsule blank), one to three stamping passes may be necessary.
- These blanks are degreased in an oven at high temperature, typically 180 to 210°C, for a time ranging from 3 to 5 minutes, in order to eliminate the drawing lubricant.
- They are then lacquered over their entire outer surface and are placed in an oven to cook the lacquer.
- These lacquered blanks are printed on the skirt, typically by screen printing, a process known to those skilled in the art as “Offset”, with final drying of the inks in an oven.
- An overprint varnish is finally applied in order to protect the print, said varnish being dried during a passage in an oven.
- The blank thus obtained is fitted with a joint and/or a threaded internal plastic insert.
On notera que tous les alliages d’aluminium dont il est question dans ce qui suit sont désignés, sauf mention contraire, selon les désignations définies par l’ « Aluminum Association » dans les « Registration Record Series » qu’elle publie régulièrement.It should be noted that all the aluminum alloys referred to in the following are designated, unless otherwise stated, according to the designations defined by the “Aluminum Association” in the “Registration Record Series” which it regularly publishes.
On notera également que tous les pourcentages sont exprimés en pourcentages massiques, sauf indication contraire.It will also be noted that all the percentages are expressed in mass percentages, unless otherwise indicated.
Problème poséProblem
Ainsi, les capsules longues sont obtenues par un procédé comprenant plusieurs passes d’emboutissage. Or ces passes successives d’emboutissage aboutissent à une capsule dont l’épaisseur de la jupe est irrégulière. Cette irrégularité peut poser des problèmes lors de l’utilisation de la capsule, par exemple, en rendant parfois plus difficile ou parfois trop facile la rupture de la ligne de pont par l’utilisateur. La ligne de pont est la ligne le long de laquelle la capsule se casse quand un utilisateur la fait tourner sur elle-même pour ouvrir la bouteille. On cherche à obtenir une capsule plus fiable à l’ouverture, pour laquelle le couple d’ouverture est moins variable, plus reproductible.Thus, long capsules are obtained by a process comprising several stamping passes. However, these successive stamping passes lead to a capsule whose thickness of the skirt is irregular. This irregularity can cause problems when using the capsule, for example, sometimes making it more difficult or sometimes too easy for the user to break the bridge line. The bridge line is the line along which the cap breaks when a user spins it around to open the bottle. We are looking to obtain a capsule that is more reliable when opening, for which the opening torque is less variable and more reproducible.
Certaines capsules peuvent être obtenues par une étape d’emboutissage suivie d’une étape d’étirage, mais ce ne sont pas des capsules longues et le procédé permettant de les obtenir cherche à résoudre un problème particulier :
- conserver une surface brillante identique sur toutes les parties de la capsule, de la tête à la jupe (voir par exemple la demande de brevet de Constellium France WO 2015/075324) ;
- conserver une surface texturée sur la tête et obtenir une surface brillante identique sur toute la jupe (voir par exemple le brevet de Constellium Neuf-Brisach EP 3 188 855) ;
- obtenir une couche de vernis discontinue, présente seulement à certains emplacements déterminés (voir par exemple le brevet de Pechiney Emballage alimentaire US 6,403,173).Some capsules can be obtained by a drawing step followed by a stretching step, but they are not long capsules and the process for obtaining them seeks to solve a particular problem:
- maintain an identical shiny surface on all parts of the capsule, from the head to the skirt (see for example Constellium France patent application WO 2015/075324);
- keep a textured surface on the head and obtain an identical shiny surface on the entire skirt (see for example Constellium Neuf-Brisach patent EP 3 188 855);
- Obtain a discontinuous layer of varnish, present only at certain determined locations (see for example the Pechiney patent Food packaging US 6,403,173).
Pour des raisons de rendement industriel, il est souhaité que le vernis soit ajouté avant les étapes d’emboutissage et d’étirage. Cependant, il n’est pas certain que le vernis appliqué avant l’emboutissage et l’étirage conserve son intégrité sur toute la surface de la capsule, et notamment sur toute la longueur de la jupe de la capsule, à l’intérieur et à l’extérieur de la capsule.For reasons of industrial efficiency, it is desirable that the varnish be added before the stamping and drawing stages. However, it is not certain that the varnish applied before drawing and stretching retains its integrity over the entire surface of the capsule, and in particular over the entire length of the skirt of the capsule, inside and outside the outside of the capsule.
D’autre part, il convient d’obtenir une épaisseur de la jupe constante mais pas trop fine afin que la jupe conserve de bonnes propriétés mécaniques et puisse recevoir les différentes mises en forme nécessaires à l’utilisation de la capsule, en particulier le moulurage 1, la ligne de sertissage 3 (pour accrocher la capsule sur la bouteille) et la ligne de pont 2, comme illustré sur la Figure 1.On the other hand, it is necessary to obtain a thickness of the skirt which is constant but not too thin so that the skirt retains good mechanical properties and can receive the various shapings necessary for the use of the cap, in particular the molding 1, the crimp line 3 (to hang the cap on the bottle) and the bridge line 2, as shown in Figure 1.
La présente invention a de multiples avantages : uniformiser l’épaisseur de la jupe sur toute sa hauteur en minimisant la quantité de matière mise en œuvre, ou en autorisant la fabrication de capsules plus hautes sans augmentation de la quantité de matière, tout en garantissant de bonnes propriétés mécaniques et une couche de vernis continue et intacte sur toute la longueur de la jupe de la capsule.The present invention has multiple advantages: to standardize the thickness of the skirt over its entire height by minimizing the quantity of material used, or by authorizing the manufacture of taller caps without increasing the quantity of material, while guaranteeing good mechanical properties and a continuous and intact layer of varnish along the entire length of the capsule skirt.
L'invention vise à résoudre le problème de compromis entre la régularité d’épaisseur de la jupe de la capsule tout en garantissant l’intégrité du vernis appliqué avant l’emboutissage et l’étirage sur toute la longueur de la jupe, et tout en garantissant de bonnes propriétés mécaniques de la jupe, en proposant un procédé réalisable dans des conditions industriellement économiques pour le marché des capsules longues de bouchage de bouteilles de boissons.The invention aims to solve the problem of compromise between the regularity of thickness of the skirt of the capsule while guaranteeing the integrity of the varnish applied before stamping and stretching over the entire length of the skirt, and while guaranteeing good mechanical properties of the skirt, by proposing a process that can be carried out under industrially economical conditions for the market for long closure caps for beverage bottles.
Objet de l’inventionObject of the invention
L’invention est relative à un procédé de fabrication de capsules métalliques de bouchage comprenant les étapes successives suivantes :The invention relates to a process for manufacturing metal closure caps comprising the following successive steps:
a) l’approvisionnement d’une bande ou tôle, en alliage d’aluminium, de préférence ayant une rugosité de 0,2 à 0,8 µm, plus préférentiellement de 0,2 à 0,6 µm, revêtue sur ses deux faces d'une couche de vernis ;a) the supply of a strip or sheet, of aluminum alloy, preferably having a roughness of 0.2 to 0.8 μm, more preferably 0.2 to 0.6 μm, coated on both sides a coat of varnish;
b) une première opération de découpage pour obtenir des disques appelés flans ;b) a first cutting operation to obtain discs called blanks;
c) une étape d'emboutissage, en une ou plusieurs passes, de préférence au moins deux passes, plus préférentiellement deux ou trois passes, encore plus préférentiellement deux passes, desdits flans, de préférence à l'aide d'un lubrifiant d'emboutissage, de manière à former une ébauche emboutie, comprenant une tête et une jupe ;c) a step of drawing, in one or more passes, preferably at least two passes, more preferably two or three passes, even more preferably two passes, of said blanks, preferably using a drawing lubricant , so as to form a stamped blank, comprising a head and a skirt;
d) une étape de dégraissage de ladite ébauche emboutie ;d) a step of degreasing said stamped blank;
e) une étape éventuelle d’impression et/ou de vernissage de finition pour la protection et/ou la décoration ;e) a possible step of printing and/or finishing varnishing for protection and/or decoration;
et caractérisé en ce qu’il comprend, après l’étape c) d’emboutissage et avant les étapes d) de dégraissage et e) d’éventuels impression et/ou vernissage, au moins une étape d’étirage consistant à faire passer l’ébauche emboutie par au moins une bague d’étirage afin d’allonger le métal et l’amincir, de manière à former une capsule comprenant une tête ayant de préférence un diamètre de 20 à 40 mm, plus préférentiellement de 25 à 35 mm, une jupe ayant de préférence une longueur de 40 à 70 mm, plus préférentiellement de 45 à 65 mm, le haut de la capsule étant du côté de la tête et le bas de la capsule du côté où la jupe finit, la jupe ayant une épaisseur constante de 0,12 à 0,27 mm, de préférence de 0,15 à 0,25 mm, sur au moins 20 % de sa longueur en partant du bas de la capsule, et de préférence jusqu’à 60 % de sa longueur en partant du bas de la capsule, et comprenant une couche de vernis continue et intacte sur toute la longueur de la jupe, à l’intérieur comme à l’extérieur de la capsule.and characterized in that it comprises, after step c) of stamping and before steps d) of degreasing and e) of any printing and/or varnishing, at least one stretching step consisting in passing the blank stamped by at least one drawing ring in order to lengthen the metal and thin it, so as to form a capsule comprising a head preferably having a diameter of 20 to 40 mm, more preferably of 25 to 35 mm, a skirt preferably having a length of 40 to 70 mm, more preferably 45 to 65 mm, the top of the capsule being on the side of the head and the bottom of the capsule on the side where the skirt ends, the skirt having a thickness constant from 0.12 to 0.27 mm, preferably from 0.15 to 0.25 mm, over at least 20% of its length starting from the bottom of the capsule, and preferably up to 60% of its length starting from the bottom of the capsule, and comprising a continuous and intact layer of varnish over the entire length of the skirt, inside and outside the capsule.
L’invention a également pour objet une capsule métallique de bouchage fabriquée par le procédé selon la présente invention, qui comprend une tête, une jupe, le haut de la capsule étant du côté de la tête et le bas de la capsule du côté où la jupe finit, caractérisée en ce que l’épaisseur de sa jupe est constante sur au moins 20 % de sa longueur en partant du bas de la capsule (et de préférence jusqu’à 60 % de sa longueur en partant du bas de la capsule) et est de 0,12 à 0,27 mm, de préférence de 0,15 à 0,25 mm, et en ce qu’elle comprend une couche de vernis continue et intacte sur toute la longueur de la jupe, à l’intérieur comme à l’extérieur de la capsule, la tête de la capsule ayant de préférence un diamètre de 20 à 40 mm, plus préférentiellement de 25 à 35 mm, et la jupe de la capsule ayant de préférence une longueur de 40 à 70 mm, plus préférentiellement de 45 à 65 mm.The invention also relates to a metal closure cap manufactured by the method according to the present invention, which comprises a head, a skirt, the top of the cap being on the side of the head and the bottom of the cap on the side where the finished skirt, characterized in that the thickness of its skirt is constant over at least 20% of its length starting from the bottom of the capsule (and preferably up to 60% of its length starting from the bottom of the capsule) and is 0.12 to 0.27 mm, preferably 0.15 to 0.25 mm, and in that it comprises a continuous and intact layer of varnish over the entire length of the skirt, inside as on the outside of the capsule, the head of the capsule preferably having a diameter of 20 to 40 mm, more preferably 25 to 35 mm, and the skirt of the capsule preferably having a length of 40 to 70 mm, more preferably from 45 to 65 mm.
L’invention a également pour objet un poinçon pour emboutir et étirer un flan en alliage d’aluminium, caractérisé en ce qu’il a deux diamètres différents sur sa longueur, un premier diamètre D1 correspondant à la partie du poinçon entrant en contact en premier avec le métal à emboutir puis à étirer et un deuxième diamètre D2 correspondant à la partie du poinçon entrant en contact en deuxième avec le métal à emboutir puis à étirer, les deux parties ayant des diamètres différents étant reliées entre elles par une partie de transition conique, le premier diamètre D1 étant inférieur au deuxième diamètre D2, la différence de diamètre entre D1 et D2 étant de 0,02 à 0,1 mm, de préférence de 0,03 à 0,07 mm.The invention also relates to a punch for stamping and drawing an aluminum alloy blank, characterized in that it has two different diameters along its length, a first diameter D1 corresponding to the part of the punch coming into contact first with the metal to be stamped then to be drawn and a second diameter D2 corresponding to the part of the punch coming into second contact with the metal to be stamped then to be drawn, the two parts having different diameters being connected together by a conical transition part , the first diameter D1 being smaller than the second diameter D2, the difference in diameter between D1 and D2 being from 0.02 to 0.1 mm, preferably from 0.03 to 0.07 mm.
Description des figuresDescription of figures
Description de l’inventionDescription of the invention
L’invention a pour objet un procédé de fabrication de capsules métalliques de bouchage comprenant les étapes successives suivantes :The subject of the invention is a process for manufacturing metal closure caps comprising the following successive steps:
a) l’approvisionnement d’une bande ou tôle, en alliage d’aluminium, de préférence ayant une rugosité de 0,2 à 0,8 µm, plus préférentiellement de 0,2 à 0,6 µm, revêtue sur ses deux faces d'une couche de vernis ;a) the supply of a strip or sheet, of aluminum alloy, preferably having a roughness of 0.2 to 0.8 μm, more preferably 0.2 to 0.6 μm, coated on both sides a coat of varnish;
b) une première opération de découpage pour obtenir des disques appelés flans ;b) a first cutting operation to obtain discs called blanks;
c) une étape d'emboutissage, en une ou plusieurs passes, de préférence au moins deux passes, plus préférentiellement deux ou trois passes, encore plus préférentiellement deux passes, desdits flans, de préférence à l'aide d'un lubrifiant d'emboutissage, de manière à former une ébauche emboutie, comprenant une tête et une jupe ;c) a step of drawing, in one or more passes, preferably at least two passes, more preferably two or three passes, even more preferably two passes, of said blanks, preferably using a drawing lubricant , so as to form a stamped blank, comprising a head and a skirt;
d) une étape de dégraissage de ladite ébauche emboutie ;d) a step of degreasing said stamped blank;
e) une étape éventuelle d’impression et/ou de vernissage de finition pour la protection et/ou la décoration ;e) a possible step of printing and/or finishing varnishing for protection and/or decoration;
et caractérisé en ce qu’il comprend, après l’étape c) d’emboutissage et avant les étapes d) de dégraissage et e) d’éventuels impression et/ou vernissage, au moins une étape d’étirage consistant à faire passer l’ébauche emboutie par au moins une bague d’étirage afin d’allonger le métal et l’amincir, de manière à former une capsule comprenant une tête ayant de préférence un diamètre de 20 à 40 mm, plus préférentiellement de 25 à 35 mm, une jupe ayant de préférence une longueur de 40 à 70 mm, plus préférentiellement de 45 à 65 mm, le haut de la capsule étant du côté de la tête et le bas de la capsule du côté où la jupe finit, la jupe ayant une épaisseur constante de 0,12 à 0,27 mm, de préférence de 0,15 à 0,25 mm, sur au moins 20 % de sa longueur en partant du bas de la capsule (et de préférence jusqu’à 60 % de sa longueur en partant du bas de la capsule), et comprenant une couche de vernis continue et intacte sur toute la longueur de la jupe, à l’intérieur comme à l’extérieur de la capsule.and characterized in that it comprises, after step c) of stamping and before steps d) of degreasing and e) of any printing and/or varnishing, at least one stretching step consisting in passing the blank stamped by at least one drawing ring in order to lengthen the metal and thin it, so as to form a capsule comprising a head preferably having a diameter of 20 to 40 mm, more preferably of 25 to 35 mm, a skirt preferably having a length of 40 to 70 mm, more preferably 45 to 65 mm, the top of the capsule being on the side of the head and the bottom of the capsule on the side where the skirt ends, the skirt having a thickness constant from 0.12 to 0.27 mm, preferably from 0.15 to 0.25 mm, over at least 20% of its length starting from the bottom of the capsule (and preferably up to 60% of its length starting from the bottom of the capsule), and comprising a continuous and intact layer of varnish over the entire length of the skirt, inside and outside the capsule.
Typiquement, le flan a une épaisseur de 0,15 à 0,35 mm sans prendre en compte le vernis.Typically, the blank has a thickness of 0.15 to 0.35 mm without taking the varnish into account.
De préférence, le flan a un diamètre de 80 à 96 mm. Selon la présente invention, le flan peut avoir deux diamètres différents. Selon une première variante, le flan peut avoir un diamètre de 90 à 96 mm, ce qui correspond à ce qui se pratique habituellement dans le domaine des capsules longues. Cette variante peut permettre de produire des capsules plus longues que ce qui se pratique habituellement dans le domaine des capsules longues, par exemple de 60 à 105 mm. La longueur additionnelle peut ainsi être coupée puis recyclée. L’avantage de la présente invention est ici de permettre de ne pas changer tous les outils de production tout en permettant une valorisation du métal non utilisé pour produire des capsules de même longueur mais ayant une épaisseur plus faible que ce qui se pratique habituellement dans le domaine des capsules longues.Preferably, the blank has a diameter of 80 to 96 mm. According to the present invention, the blank can have two different diameters. According to a first variant, the blank can have a diameter of 90 to 96 mm, which corresponds to what is usually practiced in the field of long capsules. This variant can make it possible to produce longer capsules than what is usually practiced in the field of long capsules, for example from 60 to 105 mm. The additional length can thus be cut and then recycled. The advantage of the present invention is here to allow not to change all the production tools while allowing a recovery of the metal not used to produce capsules of the same length but having a lower thickness than what is usually practiced in the domain of long capsules.
Selon une deuxième variante, le flan peut avoir un diamètre de 80 à 92 mm, ce qui correspond à un diamètre inférieur à ce qui se pratique habituellement dans le domaine des capsules longues. Cette variante peut permettre de produire des capsules de même longueur que ce qui se pratique habituellement dans le domaine des capsules longues, par exemple de 40 à 70 mm. L’avantage de la présente invention est ici de permettre un gain de métal pour produire des capsules de même longueur mais ayant une épaisseur plus faible que ce qui se pratique habituellement dans le domaine des capsules longues.According to a second variant, the blank can have a diameter of 80 to 92 mm, which corresponds to a diameter smaller than what is usually practiced in the field of long capsules. This variant can make it possible to produce capsules of the same length as what is usually practiced in the field of long capsules, for example from 40 to 70 mm. The advantage of the present invention here is to allow a gain of metal to produce capsules of the same length but having a lower thickness than what is usually practiced in the field of long capsules.
Selon une variante de la présente invention, les inventeurs ont déterminé une formule, qui pourrait par exemple servir d’outil à l’échelle industrielle, pour permettre de déterminer, avec une marge d’erreur de +/- 0,1 mm, le diamètre D du flan de départ en fonction du diamètre B et de la hauteur H de la capsule, ainsi que de l’épaisseur initiale de métal E0, de l’épaisseur de la jupe de la capsule après étirage E et du taux d’étirage Red. Il est à noter que le taux d’étirage Red est égal à 1–(E/E0). La formule est issue de la relation disant que le volume de métal du flan de départ (E0.π.D²/4) est égal au volume de métal de la capsule finale
([E0. π.B²/4] + [H. π.B.E]). Il est à noter que E est égale à E0.(1-Red). La formule est alors la suivante, après simplification :According to a variant of the present invention, the inventors have determined a formula, which could for example serve as a tool on an industrial scale, to make it possible to determine, with a margin of error of +/- 0.1 mm, the diameter D of the starting blank as a function of the diameter B and the height H of the capsule, as well as the initial thickness of metal E0, the thickness of the skirt of the capsule after drawing E and the drawing rate Red. Note that the stretch ratio Red is equal to 1–(E/E0). The formula comes from the relationship saying that the metal volume of the starting blank (E0.π.D²/4) is equal to the metal volume of the final capsule
([E0.π.B²/4] + [H.π.BE]). Note that E is equal to E0.(1-Red). The formula is then the following, after simplification:
[Formule 1][Formula 1]
Dans laquelle D est le diamètre du flan de départ en mm, B est le diamètre de la capsule en mm, H est la hauteur de la capsule en mm et Red est le taux d’étirage.Where D is the diameter of the starting blank in mm, B is the diameter of the capsule in mm, H is the height of the capsule in mm and Red is the draw rate.
De préférence, l’ébauche emboutie est axisymétrique selon une direction axiale de ladite ébauche. De préférence l’ébauche emboutie a un diamètre de 27 à 31 mm et/ou une épaisseur de 0,15 à 0,35 mm.Preferably, the stamped blank is axisymmetric in an axial direction of said blank. Preferably, the stamped blank has a diameter of 27 to 31 mm and/or a thickness of 0.15 to 0.35 mm.
Selon la présente invention, on entend par « épaisseur constante » quand la variation d’épaisseur sur la hauteur de la jupe est inférieure à 5 %, de préférence inférieure à 3 % par rapport à l’épaisseur totale de la jupe sans compter le vernis. A titre de comparaison, la variation d’épaisseur sur la hauteur de la jupe après emboutissage est généralement d’environ 20 % par rapport à l’épaisseur totale de la jupe.According to the present invention, the term “constant thickness” is understood to mean when the variation in thickness over the height of the skirt is less than 5%, preferably less than 3% with respect to the total thickness of the skirt, not counting the varnish. . By way of comparison, the variation in thickness over the height of the skirt after stamping is generally around 20% compared to the total thickness of the skirt.
De manière générale, dans la présente description, les épaisseurs de métal s’entendent à l’exclusion du vernis.In general, in this description, the metal thicknesses are understood to exclude the varnish.
Le taux minimum d’étirage se justifie par le fait que ce dernier doit au minimum amener l’épaisseur de l’ensemble de la jupe sensiblement uniformément à la valeur de l’épaisseur minimum localement obtenue après emboutissage. Cette dernière dépend des conditions d’emboutissage (rugosité de l’outil, jeu, pression du serre-flanc, lubrification).The minimum stretching rate is justified by the fact that the latter must at least bring the thickness of the entire skirt substantially uniformly to the value of the minimum thickness locally obtained after stamping. The latter depends on the stamping conditions (tool roughness, play, pressure of the hold-down clamp, lubrication).
Il est à noter que l’étape d’emboutissage épaissit la jupe, de manière non-uniforme sur la longueur de la jupe (voir Figure 2). De ce fait, l’épaisseur de la jupe d’une ébauche emboutie, après emboutissage et avant étirage, est variable sur la longueur de la jupe, et généralement croissante de la tête de l’ébauche vers le bas de la jupe. L’épaisseur de la jupe d’une ébauche emboutie, quelle que soit la longueur considérée, est généralement supérieure à l’épaisseur initiale du flan avant emboutissage.It should be noted that the stamping step thickens the skirt, in a non-uniform way over the length of the skirt (see Figure 2). As a result, the thickness of the skirt of a stamped blank, after stamping and before stretching, is variable over the length of the skirt, and generally increases from the head of the blank to the bottom of the skirt. The thickness of the skirt of a stamped blank, whatever the length considered, is generally greater than the initial thickness of the blank before stamping.
Il est à noter que la tôle, la bande et le flan ont la même épaisseur, c’est-à-dire l’épaisseur initiale E0.It should be noted that the sheet, the strip and the blank have the same thickness, that is to say the initial thickness E0.
L’étape d’emboutissage conduisant à un épaississement de la jupe, un taux d’étirage peut être négatif, égal à 0 % ou positif. Un taux d’étirage de 0 % signifie qu’on retrouve, de manière uniforme au niveau de la jupe, l’épaisseur initiale du flan. Un taux d’étirage négatif signifie qu’on uniformise l’épaisseur de la jupe par l’étape d’étirage mais sans réduire cette épaisseur au même niveau que l’épaisseur initiale du flan. Un taux d’étirage positif signifie qu’on uniformise l’épaisseur de la jupe par l’étape d’étirage en réduisant cette épaisseur à un niveau inférieur à l’épaisseur initiale du flan.The stamping step leading to a thickening of the skirt, a stretching rate can be negative, equal to 0% or positive. A stretching rate of 0% means that the initial thickness of the blank is found uniformly at the level of the skirt. A negative stretching rate means that the thickness of the skirt is standardized by the stretching step but without reducing this thickness to the same level as the initial thickness of the blank. A positive stretching rate means that the thickness of the skirt is standardized by the stretching step by reducing this thickness to a level lower than the initial thickness of the blank.
Selon la présente invention, le taux d’étirage est de préférence supérieur ou égal à 0 %, c’est-à-dire qu’on retrouve au minimum l’épaisseur initiale du flan. Selon le mode le plus commun, le taux d’étirage (1- épaisseur finale E/épaisseur initiale E0 de la tôle ou de la bande ou du flan) est de préférence supérieur ou égal à 2,5 %.According to the present invention, the stretching rate is preferably greater than or equal to 0%, that is to say that the initial thickness of the blank is found at a minimum. According to the most common method, the stretching rate (1- final thickness E/initial thickness E0 of the sheet or of the strip or of the blank) is preferably greater than or equal to 2.5%.
Le taux maximum d’étirage est lié à la limite d’étirabilité avant rupture (du métal et/ou du vernis), intrinsèque au complexe alliage d’aluminium/vernis, qui ne doit pas être dépassée lors de l’étirage du bas de la jupe, zone la plus épaisse après emboutissage. Par exemple, dans le cas d’un alliage du type AA3105, le taux maximum d’étirage industriellement admis est de 40 %. On obtient alors un taux maximum d’étirage de sensiblement 30 % pour tenir compte notamment des limites du vernis.The maximum stretching rate is linked to the stretching limit before rupture (of the metal and/or of the varnish), intrinsic to the aluminum alloy/varnish complex, which must not be exceeded when drawing the bottom of the the skirt, the thickest area after stamping. For example, in the case of an alloy of the AA3105 type, the maximum industrially accepted stretching rate is 40%. A maximum stretching rate of substantially 30% is then obtained to take account in particular of the limits of the varnish.
Selon un mode préférentiel, le taux d’étirage est inférieur ou égal à 30 %.According to a preferred mode, the stretching rate is less than or equal to 30%.
De préférence, le vernis est emboutissable, c’est-à-dire qu’il n’est pas endommagé pendant l’emboutissage et l’étirage, et qu’il reste présent et de bonne qualité sur toute la surface de la capsule, de la tête à la jupe. On attend du vernis qu’il forme une couche continue et intacte sur toute la longueur de la jupe, à l’intérieur comme à l’extérieur, même après l’emboutissage et l’étirage.Preferably, the varnish is drawable, that is to say that it is not damaged during drawing and drawing, and that it remains present and of good quality over the entire surface of the capsule, from head to skirt. The varnish is expected to form a continuous, intact layer along the full length of the skirt, inside and out, even after stamping and drawing.
A titre d’exemple, le vernis intérieur, c’est-à-dire celui appliqué sur le côté du flan qui deviendra l’intérieur de la capsule, peut être un vernis acrylique, ayant de préférence un grammage de 2 à 6 mg/m², plus préférentiellement de 3 à 5 mg/m². Ce vernis intérieur doit généralement convenir pour le contact alimentaire. Il peut être appliqué par exemple en une épaisseur de 1 à 6 µm, de préférence de 2 à 5 µm. Sa couleur peut par exemple être dorée, argentée ou blanche.By way of example, the interior varnish, that is to say that applied to the side of the blank which will become the inside of the capsule, can be an acrylic varnish, preferably having a basis weight of 2 to 6 mg/ m², more preferably from 3 to 5 mg/m². This interior varnish must generally be suitable for food contact. It can be applied for example in a thickness of 1 to 6 μm, preferably 2 to 5 μm. Its color can for example be gold, silver or white.
A titre d’exemple, le vernis extérieur, c’est-à-dire celui appliqué sur le côté du flan qui deviendra l’extérieur de la capsule, peut être un vernis polyester, ayant de préférence un grammage de 3 à 17 mg/m², plus préférentiellement de 4 à 16 mg/m². Ce vernis extérieur peut être appliqué par exemple en une épaisseur de 4 à 12 µm, de préférence de 5 à 11 µm. Sa couleur peut par exemple être dorée, argentée ou blanche.By way of example, the outer varnish, that is to say the one applied to the side of the blank which will become the outside of the capsule, can be a polyester varnish, preferably having a basis weight of 3 to 17 mg/ m², more preferably from 4 to 16 mg/m². This exterior varnish can be applied, for example, in a thickness of 4 to 12 μm, preferably 5 to 11 μm. Its color can for example be gold, silver or white.
De manière avantageuse, un lubrifiant peut être utilisé pour l’étape d’emboutissage. Le lubrifiant est de préférence volatil et éliminé par chauffage.Advantageously, a lubricant can be used for the stamping step. The lubricant is preferably volatile and removed by heating.
Il en va de même pour le lubrifiant utilisé pour l’étirage qui, avantageusement, est volatil et éliminé par chauffage, typiquement dans un four à passage ou dans une étuve.The same goes for the lubricant used for drawing which, advantageously, is volatile and eliminated by heating, typically in a continuous oven or in an oven.
Par ailleurs, le même lubrifiant peut être utilisé pour les deux étapes d’emboutissage et d’étirage.Furthermore, the same lubricant can be used for both drawing and drawing stages.
De préférence, l’étape de dégraissage est destinée à éliminer les restes de lubrifiant, pour former une ébauche dégraissée apte à être éventuellement vernie.Preferably, the degreasing step is intended to eliminate the remains of lubricant, to form a degreased blank capable of possibly being varnished.
De façon avantageuse, les étapes d’emboutissage et d’étirage sont enchaînées sans autre étape intermédiaire. De façon encore plus avantageuse, la dernière étape d’emboutissage et l’étape d’étirage sont réalisées en un seul et même coup de presse.Advantageously, the stamping and drawing steps are linked without any other intermediate step. Even more advantageously, the final stamping step and the stretching step are carried out in a single press stroke.
Enfin, l’alliage d’aluminium peut être, mais non exclusivement, du type AA3105 ou du type AA8011.Finally, the aluminum alloy can be, but not exclusively, type AA3105 or type AA8011.
L’invention a également pour objet une capsule métallique de bouchage fabriquée par le procédé selon la présente invention, qui comprend une tête et une jupe, le haut de la capsule étant du côté de la tête et le bas de la capsule du côté où la jupe finit, caractérisée en ce que l’épaisseur de sa jupe est constante sur au moins 20 % de sa longueur en partant du bas de la capsule et est de 0,12 à 0,27 mm, de préférence de 0,15 à 0,25 mm, et en ce qu’elle comprend une couche de vernis continue et intacte sur toute la longueur de la jupe, à l’intérieur comme à l’extérieur de la capsule.The invention also relates to a metal closure cap manufactured by the method according to the present invention, which comprises a head and a skirt, the top of the cap being on the side of the head and the bottom of the cap on the side where the finished skirt, characterized in that the thickness of its skirt is constant over at least 20% of its length starting from the bottom of the capsule and is from 0.12 to 0.27 mm, preferably from 0.15 to 0 .25 mm, and in that it comprises a continuous and intact layer of varnish over the entire length of the skirt, both inside and outside the capsule.
De préférence, l’épaisseur de la jupe de la capsule est constante jusqu’à 60 % de sa longueur en partant du bas de la capsule. De préférence, le diamètre de la tête de la capsule est de 20 à 40 mm, plus préférentiellement de 25 à 35 mm. De préférence, la longueur de la jupe de la capsule est de 40 à 70 mm, plus préférentiellement de 45 à 65 mm.Preferably, the thickness of the skirt of the capsule is constant up to 60% of its length starting from the bottom of the capsule. Preferably, the diameter of the capsule head is 20 to 40 mm, more preferably 25 to 35 mm. Preferably, the length of the capsule skirt is 40 to 70 mm, more preferably 45 to 65 mm.
La capsule selon la présente invention présente toutes les caractéristiques présentées en lien avec le procédé selon la présente invention.The capsule according to the present invention has all the characteristics presented in connection with the method according to the present invention.
De préférence, la capsule est axisymétrique selon une direction axiale de ladite capsule. De préférence, la capsule comprend une tête ayant une épaisseur correspondant à l’épaisseur initiale du flan, c’est-à-dire généralement de 0,15 à 0,35 mm.Preferably, the capsule is axisymmetric along an axial direction of said capsule. Preferably, the capsule comprises a head having a thickness corresponding to the initial thickness of the blank, that is to say generally from 0.15 to 0.35 mm.
Selon un mode de réalisation avantageux, il est possible d’utiliser un poinçon tel que celui illustré par la Figure 3, ayant une longueur L et deux diamètres différents sur sa longueur, le diamètre de la partie du poinçon entrant en contact en premier avec le métal à emboutir puis à étirer (= premier diamètre D1) étant inférieur au diamètre de la partie du poinçon entrant en contact en deuxième avec le métal à emboutir puis à étirer (= deuxième diamètre D2). Selon ce mode de réalisation, le procédé selon la présente invention utilise un poinçon pour l’étape d’emboutissage/étirage, le poinçon ayant deux diamètres différents sur sa longueur, un premier diamètre D1 correspondant à la partie du poinçon entrant en contact en premier avec le métal à emboutir puis à étirer et un deuxième diamètre D2 correspondant à la partie du poinçon entrant en contact en deuxième avec le métal à emboutir puis à étirer, les deux parties ayant des diamètres différents étant reliées entre elles par une partie de transition conique, le premier diamètre D1 étant inférieur au deuxième diamètre D2, la différence de diamètre entre D1 et D2 étant de 0,02 à 0,1 mm, de préférence de 0,03 à 0,07 mm.According to an advantageous embodiment, it is possible to use a punch such as that illustrated in Figure 3, having a length L and two different diameters along its length, the diameter of the part of the punch coming into contact first with the metal to be stamped then to be drawn (= first diameter D1) being less than the diameter of the part of the punch coming into second contact with the metal to be drawn then to be drawn (= second diameter D2). According to this embodiment, the method according to the present invention uses a punch for the stamping/drawing step, the punch having two different diameters along its length, a first diameter D1 corresponding to the part of the punch coming into contact first with the metal to be stamped then to be drawn and a second diameter D2 corresponding to the part of the punch coming into second contact with the metal to be stamped then to be drawn, the two parts having different diameters being connected together by a conical transition part , the first diameter D1 being smaller than the second diameter D2, the difference in diameter between D1 and D2 being from 0.02 to 0.1 mm, preferably from 0.03 to 0.07 mm.
Le premier diamètre D1 et le deuxième diamètre D2 sont de préférence de 19 à 39,6 mm. La partie ayant le diamètre D1 représente de préférence de 25 à 35 % de la hauteur du poinçon. La partie ayant le diamètre D2 représente de préférence de 60 à 70 % de la hauteur du poinçon. La partie de transition représente de préférence de 3 à 7 % de la hauteur du poinçon. La longueur L du poinçon est, de manière connue de l’homme du métier, à adapter par rapport à la longueur de la jupe souhaitée. A titre d’exemple, D1 peut être d’environ 29,53 mm, D2 d’environ 29,58 mm et la partie de transition d’environ 5 mm. La partie ayant comme diamètre D1 représente dans ce cas environ 28,9 % de la hauteur du poinçon.The first diameter D1 and the second diameter D2 are preferably from 19 to 39.6 mm. The part having the diameter D1 preferably represents from 25 to 35% of the height of the punch. The part having the diameter D2 preferably represents 60 to 70% of the height of the punch. The transition part preferably represents 3 to 7% of the height of the punch. The length L of the punch is, in a manner known to those skilled in the art, to be adapted in relation to the length of the desired skirt. For example, D1 may be about 29.53mm, D2 about 29.58mm, and the transition portion about 5mm. The part having the diameter D1 represents in this case approximately 28.9% of the height of the punch.
Cette variante permettrait de faire varier l’épaisseur de la jupe de la capsule, le haut de la jupe ayant une épaisseur plus importante que celle du bas de la jupe. De préférence, selon cette variante le haut de la jupe a une épaisseur de 0,15 à 0,35 mm, plus préférentiellement de 0,12 à 0,27 mm, et le bas de la jupe a une épaisseur de 0,12 à 0,27 mm, sachant que l’épaisseur du haut de la jupe est supérieure à l’épaisseur du bas de la jupe. Il est à noter que l’épaisseur plus importante de la partie haute de la jupe permettrait de garantir une bonne résistance mécanique pour la réalisation de l’éventuel moulurage, de la ligne de pont et de la ligne de sertissage, ainsi qu’une bonne résistance mécanique lors de l’ouverture de la bouteille par l’utilisateur final.This variant would make it possible to vary the thickness of the skirt of the capsule, the top of the skirt having a greater thickness than that of the bottom of the skirt. Preferably, according to this variant, the top of the skirt has a thickness of 0.15 to 0.35 mm, more preferably 0.12 to 0.27 mm, and the bottom of the skirt has a thickness of 0.12 to 0.27 mm, knowing that the thickness of the top of the skirt is greater than the thickness of the bottom of the skirt. It should be noted that the greater thickness of the upper part of the skirt would guarantee good mechanical resistance for the production of any moulding, the bridge line and the crimping line, as well as good mechanical resistance when the bottle is opened by the end user.
L’invention a également pour objet un poinçon pour emboutir et étirer un flan en alliage d’aluminium, caractérisé en ce qu’il a deux diamètres différents sur sa longueur, un premier diamètre D1 correspondant à la partie du poinçon entrant en contact en premier avec le métal à emboutir puis à étirer et un deuxième diamètre D2 correspondant à la partie du poinçon entrant en contact en deuxième avec le métal à emboutir puis à étirer, les deux parties ayant des diamètres différents étant reliées entre elles par une partie de transition conique, le premier diamètre D1 étant inférieur au deuxième diamètre D2, la différence de diamètre entre D1 et D2 étant de 0,02 à 0,1 mm, de préférence de 0,03 à 0,07 mm.The invention also relates to a punch for stamping and drawing an aluminum alloy blank, characterized in that it has two different diameters along its length, a first diameter D1 corresponding to the part of the punch coming into contact first with the metal to be stamped then to be drawn and a second diameter D2 corresponding to the part of the punch coming into second contact with the metal to be stamped then to be drawn, the two parts having different diameters being connected together by a conical transition part , the first diameter D1 being smaller than the second diameter D2, the difference in diameter between D1 and D2 being from 0.02 to 0.1 mm, preferably from 0.03 to 0.07 mm.
Le premier diamètre D1 et le deuxième diamètre D2 sont de préférence de 19 à 39,6 mm. La partie ayant le diamètre D1 représente de préférence de 25 à 35 % de la hauteur du poinçon. La partie ayant le diamètre D2 représente de préférence de 60 à 70 % de la hauteur du poinçon. La partie de transition représente de préférence de 3 à 7 % de la hauteur du poinçon. La longueur du poinçon est, de manière connue de l’homme du métier, à adapter par rapport à la longueur de la jupe souhaitée. A titre d’exemple, D1 peut être d’environ 29,53 mm, D2 d’environ 29,58 mm et la partie de transition d’environ 5 mm, La partie ayant comme diamètre D1 représentant alors environ 28,9 % de la hauteur du poinçon.The first diameter D1 and the second diameter D2 are preferably from 19 to 39.6 mm. The part having the diameter D1 preferably represents from 25 to 35% of the height of the punch. The part having the diameter D2 preferably represents 60 to 70% of the height of the punch. The transition part preferably represents 3 to 7% of the height of the punch. The length of the punch is, in a manner known to those skilled in the art, to be adapted in relation to the length of the desired skirt. By way of example, D1 can be around 29.53 mm, D2 around 29.58 mm and the transition part around 5 mm, the part having diameter D1 then representing around 28.9% of the height of the punch.
Dans ses détails, l’invention sera mieux comprise à l’aide des exemples ci-après, qui n’ont toutefois pas de caractère limitatif.In its details, the invention will be better understood with the help of the examples below, which are not, however, of a limiting nature.
Exemples de réalisationExamples of realization
Des tests ont été réalisés afin de démontrer l’efficacité du procédé selon la présente invention pour obtenir des capsules ayant une épaisseur de jupe diminuée tout en conservant une couche de vernis intacte sur toute la longueur de la jupe de la capsule. Dans le procédé industriel, il est en effet important que la couche de vernis reste intacte sur toute la surface de la capsule, car ladite capsule est ensuite généralement soumise à un traitement thermique, typiquement de 2 minutes à 160-180°C, et ensuite à une impression pour décorer les parois de la capsule. Si la couche de vernis n’est pas intacte avant ces étapes, la capsule finale obtenue ne respectera pas les critères esthétiques attendus par le client et l’utilisateur final.Tests were carried out in order to demonstrate the effectiveness of the process according to the present invention for obtaining caps having a reduced skirt thickness while retaining an intact layer of varnish over the entire length of the cap skirt. In the industrial process, it is indeed important that the layer of varnish remains intact over the entire surface of the capsule, because said capsule is then generally subjected to a heat treatment, typically for 2 minutes at 160-180°C, and then to a print to decorate the walls of the capsule. If the varnish layer is not intact before these steps, the final capsule obtained will not meet the aesthetic criteria expected by the customer and the end user.
Pour vérifier la qualité de la couche de vernis, et notamment la présence de cette couche de vernis sur toute la surface de la capsule, un test est réalisé utilisant du sulfate de cuivre. Il s’agit d’un test de porosité au sulfate de cuivre. Ce test est destructif et généralement réalisé sur dix capsules par référence. Le protocole est tel que décrit ci-après.To check the quality of the varnish layer, and in particular the presence of this varnish layer over the entire surface of the capsule, a test is carried out using copper sulphate. This is a copper sulphate porosity test. This test is destructive and generally carried out on ten capsules per reference. The protocol is as described below.
La solution au sulfate de cuivre est composée de 50 g de sulfate de cuivre (CuSO4) sous forme de cristaux à dissoudre dans 950 g d’eau déminéralisée, auxquels sont ajoutés 20 ml d’acide chlorhydrique à 36 %. L’ensemble est ensuite mélangé avec un agitateur.The copper sulphate solution is composed of 50 g of copper sulphate (CuSO 4 ) in the form of crystals to be dissolved in 950 g of demineralized water, to which are added 20 ml of 36% hydrochloric acid. The whole is then mixed with a stirrer.
La mise en œuvre du test nécessite un dégraissage thermique. Les capsules ont ensuite été placées dans un bac et immergées dans la solution au sulfate de cuivre. Le temps d’application a été de 15 minutes. Après ce laps de temps, une simple observation à l’œil nu permet de voir si la capsule a été attaquée, chaque zone d’attaque correspondant à une zone où il n’y a plus de vernis. Les zones non-attaquées sont de la même couleur que la capsule d’origine, alors que les zones attaquées sont de couleur rouille.The implementation of the test requires thermal degreasing. The capsules were then placed in a tray and immersed in the copper sulphate solution. Application time was 15 minutes. After this period of time, a simple observation with the naked eye makes it possible to see if the capsule has been attacked, each attack zone corresponding to an area where there is no more varnish. Unattacked areas are the same color as the original capsule, while attacked areas are rust-colored.
S’il n’y a pas de surface attaquée, alors la couche de vernis est présente et intacte sur toute la surface de la capsule.If there is no surface attacked, then the varnish layer is present and intact over the entire surface of the capsule.
Plusieurs capsules, embouties en une seule passe puis étirées, ont été produites selon le protocole décrit ci-après. Des bandes de métal en alliage d’aluminium du type AA8011, ayant une rugosité Ra de 0,3 µm et une épaisseur initiale E0 sans vernis telle que donnée dans le Tableau 1 ci-après, ont été découpées au format 100 mm x 300 mm. Lesdits formats ont ensuite été découpés en flans ayant un diamètre de 64 mm à l’aide d’une bague de coupe.Several capsules, stamped in a single pass and then stretched, were produced according to the protocol described below. Aluminum alloy metal strips of the AA8011 type, having a roughness Ra of 0.3 μm and an initial thickness E0 without varnish as given in Table 1 below, were cut in the format 100 mm x 300 mm . Said formats were then cut into blanks having a diameter of 64 mm using a cutting ring.
Les flans ont été vernis avec un vernis couleur or de type PPG-3117-3003 pour l’intérieur des capsules, et avec un vernis tel que décrit dans le Tableau 1 ci-après pour l’extérieur des capsules. L’étape d’emboutissage a été réalisée sur lesdits flans vernis afin d’obtenir des ébauches embouties, avec des outils ayant les caractéristiques suivantes (BUP 200) : diamètre du poinçon de 33 mm et diamètre de la bague d’emboutissage donnée dans le Tableau 1 ci-après.The blanks were varnished with a gold-coloured varnish of the PPG-3117-3003 type for the inside of the capsules, and with a varnish as described in Table 1 below for the outside of the capsules. The stamping step was carried out on said varnished blanks in order to obtain stamped blanks, with tools having the following characteristics (BUP 200): diameter of the punch of 33 mm and diameter of the stamping ring given in the Table 1 below.
Le lubrifiant était du type connu sous la référence Paraliq P12 de Klüber (huile incolore à base de paraffine). Il a été déposé à l’aide d’un dispositif automatique couramment utilisé dans les usines de fabrication de capsules. La pression de serre-flan a été réglée de façon à obtenir une ébauche emboutie sans pli.The lubricant was of the type known under the reference Paraliq P12 from Klüber (colorless paraffin-based oil). It was deposited using an automatic device commonly used in capsule manufacturing plants. The blankholder pressure was adjusted to obtain a wrinkle-free stamped blank.
L’étape d’étirage a été réalisée sur les ébauches embouties obtenues selon l’étape d’emboutissage telle que décrite ci-avant, avec des outils ayant les caractéristiques suivantes (BUP 200) : diamètre du poinçon de 33 mm et diamètre de la bague d’étirage donnée dans le Tableau 1 ci-après.The drawing step was carried out on the stamped blanks obtained according to the stamping step as described above, with tools having the following characteristics (BUP 200): diameter of the punch of 33 mm and diameter of the drawing ring given in Table 1 below.
Toutes les capsules testées ont permis d’obtenir une couche de vernis constante et intacte sur toute la longueur de la jupe suite au test au sulfate de cuivre tel que décrit ci-avant.All the caps tested made it possible to obtain a constant and intact layer of varnish over the entire length of the skirt following the copper sulphate test as described above.
Pour chacune des capsules, l’épaisseur et la hauteur de la jupe ont été mesurées à l’aide d’un micromètre de marque Mitutoyo et de modèle 395-271-30. L’épaisseur de la jupe de chaque capsule a été mesurée au niveau de tirets que l’on peut voir sur la Figure 5. Le Tableau 1 ci-après montre les conditions d’emboutissage et d’étirage ainsi que les résultats obtenus.For each of the capsules, the thickness and height of the skirt were measured using a Mitutoyo brand micrometer, model 395-271-30. The thickness of the skirt of each capsule was measured at the level of dashes that can be seen in Figure 5. Table 1 below shows the drawing and stretching conditions as well as the results obtained.
Des mesures de l’épaisseur de la jupe des différentes capsules testées (comme celles illustrées dans la Figure 2) ont été réalisées au micromètre de marque Mitutoyo et de modèle 395-271-30. La Figure 2, et notamment les courbes correspondant à aux capsules Caps.2 et Caps.3 obtenues selon la présente invention, illustre bien la réduction d’épaisseur de la paroi de la jupe des capsules, en comparant avec l’épaisseur de la paroi pour la capsule Caps.1 obtenue avec seulement une étape d’emboutissage, sans étirage.Measurements of the thickness of the skirt of the various capsules tested (like those illustrated in Figure 2) were carried out with a Mitutoyo brand micrometer, model 395-271-30. Figure 2, and in particular the curves corresponding to the Caps.2 and Caps.3 capsules obtained according to the present invention, clearly illustrates the reduction in thickness of the wall of the skirt of the capsules, by comparing with the thickness of the wall for the Caps.1 capsule obtained with only one drawing step, without stretching.
Ainsi, les exemples illustrent une réduction possible de l’épaisseur de la jupe de 9 à 26 %, tout en préservant la qualité de la couche de vernis sur toute la longueur de la jupe. Ces réductions d’épaisseur peuvent conduire à une diminution de la quantité de métal de l’ordre de 8 à 22 %.Thus, the examples illustrate a possible reduction in the thickness of the skirt from 9 to 26%, while preserving the quality of the varnish layer over the entire length of the skirt. These reductions in thickness can lead to a reduction in the quantity of metal of the order of 8 to 22%.
Claims (11)
a) l’approvisionnement d’une bande ou tôle, en alliage d’aluminium, de préférence ayant une rugosité de 0,2 à 0,8 µm, plus préférentiellement de 0,2 à 0,6 µm, revêtue sur ses deux faces d'une couche de vernis ;
b) une première opération de découpage pour obtenir des disques appelés flans ;
c) une étape d'emboutissage, en une ou plusieurs passes, de préférence au moins deux passes, plus préférentiellement deux ou trois passes, encore plus préférentiellement deux passes, desdits flans, de préférence à l'aide d'un lubrifiant d'emboutissage, de manière à former une ébauche emboutie, comprenant une tête et une jupe ;
d) une étape de dégraissage de ladite ébauche emboutie ;
e) une étape éventuelle d’impression et/ou de vernissage de finition pour la protection et/ou la décoration ;
et caractérisé en ce qu’il comprend, après l’étape c) d’emboutissage et avant les étapes d) de dégraissage et e) d’éventuels impression et/ou vernissage, au moins une étape d’étirage consistant à faire passer l’ébauche emboutie par au moins une bague d’étirage afin d’allonger le métal et l’amincir, de manière à former une capsule comprenant une tête ayant de préférence un diamètre de 20 à 40 mm, plus préférentiellement de 25 à 35 mm, une jupe ayant de préférence une longueur de 40 à 70 mm, plus préférentiellement de 45 à 65 mm, le haut de la capsule étant du côté de la tête et le bas de la capsule du côté où la jupe finit, la jupe ayant une épaisseur constante de 0,12 à 0,27 mm, de préférence de 0,15 à 0,25 mm, sur au moins 20 % de sa longueur en partant du bas de la capsule, et comprenant une couche de vernis continue et intacte sur toute la longueur de la jupe, à l’intérieur comme à l’extérieur de la capsule.Process for manufacturing metal closure caps comprising the following successive steps:
a) the supply of a strip or sheet, of aluminum alloy, preferably having a roughness of 0.2 to 0.8 μm, more preferably 0.2 to 0.6 μm, coated on both sides a coat of varnish;
b) a first cutting operation to obtain discs called blanks;
c) a step of drawing, in one or more passes, preferably at least two passes, more preferably two or three passes, even more preferably two passes, of said blanks, preferably using a drawing lubricant , so as to form a stamped blank, comprising a head and a skirt;
d) a step of degreasing said stamped blank;
e) a possible step of printing and/or finishing varnishing for protection and/or decoration;
and characterized in that it comprises, after step c) of stamping and before steps d) of degreasing and e) of any printing and/or varnishing, at least one stretching step consisting in passing the blank stamped by at least one drawing ring in order to lengthen the metal and thin it, so as to form a capsule comprising a head preferably having a diameter of 20 to 40 mm, more preferably of 25 to 35 mm, a skirt preferably having a length of 40 to 70 mm, more preferably 45 to 65 mm, the top of the capsule being on the side of the head and the bottom of the capsule on the side where the skirt ends, the skirt having a thickness constant from 0.12 to 0.27 mm, preferably from 0.15 to 0.25 mm, over at least 20% of its length starting from the bottom of the capsule, and comprising a continuous and intact layer of varnish over the entire the length of the skirt, inside and outside the capsule.
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