WO1980002544A1 - Recipient a parois souples pour produits sous pression et procede de realisation d'un tel recipient - Google Patents
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- WO1980002544A1 WO1980002544A1 PCT/FR1980/000079 FR8000079W WO8002544A1 WO 1980002544 A1 WO1980002544 A1 WO 1980002544A1 FR 8000079 W FR8000079 W FR 8000079W WO 8002544 A1 WO8002544 A1 WO 8002544A1
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
- B65D3/00—Rigid or semi-rigid containers having bodies or peripheral walls of curved or partially-curved cross-section made by winding or bending paper without folding along defined lines
- B65D3/10—Rigid or semi-rigid containers having bodies or peripheral walls of curved or partially-curved cross-section made by winding or bending paper without folding along defined lines characterised by form of integral or permanently secured end closure
- B65D3/12—Flanged discs permanently secured, e.g. by adhesives or by heat-sealing
Definitions
- the present invention relates to the production of flexible-walled containers intended to contain pressurized products such as beer or carbonate liquids. More particularly, it relates to the production of flexible material bottoms for these containers.
- Containers with flexible walls can be made from light and inexpensive materials, such as paper, plastic, metallic foil, or thin laminate complexes combining the qualities of various materials. These containers are economical. They also have the advantage of being much less dangerous than rigid containers if they are used as projectiles when they are full. Therefore, we recommend their use, during public events, for the distribution of drinks or various objects.
- the flexible walls are generally made of laminated materials with a core or at least an internal reinforcement which ensures mechanical resistance while appropriate coatings provide on each face the functions of resistance to corrosion or abrasion.
- the core of these flexible walls is often a thin sheet of aluminum which performs the functions of sealing and tensile strength but which has poor corrosion resistance. This core is protected on the internal side of the container by a coating which must be inert with respect to the content, and even aseptic if this content is a food or pharmaceutical product.
- the coatings of the internal faces of the body as well as of the bottoms must meet the same requirements. They are, most often, identical, or at least in very similar composition materials. They can therefore easily be glued or welded to each other.
- the edge of the internal plastic coating can be crushed to make it cover by creep the metal edge as proposed in French patents 1,440,935 and 1,571,778.
- the crushing of the plastic coating would not be regular enough. This technique is practically not applicable.
- the pressure forces which are exerted on the entire surface of the bottom, in particular on the annular groove, have, in fact, an axial resistance which pushes the bottom by tending to progressively unwind the annular groove towards the outside.
- the body connection area with the upturned edge of the cap forms an acute dihedral inside which exerts internal pressure which tends to open the dihedral and to progressively spread the flexible walls opposite.
- FR 2 311 730 gives a solution which consists in stiffening by an annular element added the connection groove between the domed cap of the bottom and its turned edge.
- this solution is expensive. It involves consumption of additional material corresponding to the manufacture of the rigid annular element. It requires an additional operation of placing the rigid element, an operation which can hardly be done at the current production and filling rates of the packaging.
- the object of the present invention is to provide a better solution to the problem of producing containers with flexible walls resistant to pressure, in particular to the production of the bottom edges and of their connection with the body.
- This solution consists, as in the last solution, in making a bottom in the shape of a domed cap bordered by a coaxial cylindrical collar. But, instead of the collar being composed only of an edge turned outward towards the top of the cap, it develops on either side of the plane defined by the periphery of the domed cap.
- the axial section of the bottom and its flange thus has a shape substantially in H and no longer in M.
- the section of the cap corresponds to the horizontal bar of H while the section of the cylindrical flange forms the two vertical bars, and on the other side of the cap.
- the collar thus comprises two substantially symmetrical elements:
- This second element corresponds to the edge returned from the flexible bottoms of the prior art with an M section, it surrounds and shelters the domed portion of the cap.
- This flange in two elements is connected tangentially with the periphery of the cap without inflection point. It considerably regidifies the bottom and makes any reinforcement element such as that proposed by FR 2 311 730 useless.
- the bottom in laminated sheet is produced from a blank in the shape of a glove finger composed of a cap and a cylindrical skirt extending the periphery of the cap. This cap is turned over by pushing it inside the skirt. We also return a skirt portion adjacent to the cap which comes inside the lower part of this skirt. The base of the skirt is possibly flared to form a side flange.
- the various operations for forming the bottom from a laminated sheet blank can be carried out practically simultaneously on double-acting presses operating at rapid rate.
- the coating protecting the internal face of the cap thus continues without any solution of continuity on the external face of the collar, this thanks to the rolling up of the skirt.
- the internal coating of the cap is identical or at least very similar to that of the body, the same is true for the external coating of the collar which is similar to the internal coating of the body.
- the connection between the flange and the body by welding or gluing over the entire height of the flange poses no problem.
- the diameters of the cap and its flange are chosen so that the flange fits right into the body of the container undergoing a very slight contraction which applies the opposite surfaces against each other.
- the H-shaped bottom formed by the cap and its protective flange forms a cartridge that is easy to install in the cylindrical body.
- the opposite faces of the skirt are linked to one another by means such as welding or gluing.
- This operation freezes the relative dimensions of the bottom, that is to say the height of the collar relative to the cap. This operation is generally done at the same time as the connection between the flange and the body of the container.
- Figure 1 shows in axial section a blank in the form of a thimble with a cylindrical skirt.
- Figure 2 shows in axial section the bottom after deformation of the flange, by inversion of the domed cap and part of the skirt of the glove finger.
- Figure 3 shows in axial section the bottom permanently fixed inside a container body by its flange.
- Figure 4 shows in axial section a similar bottom, also fixed inside a container body.
- the base of the collar is flared in the form of a flange.
- Figure 5 shows in axial section a container closed by two bottoms according to the invention.
- Figure 6 shows, in section perpendicular to the axis, the wall of the body at the longitudinal joint.
- Figures 7 and 8 show in plan and in section a bottom with an easy opening device by glued lid.
- the blank in the thermowell of FIG. 1 consists of a domed cap 1 and a cylindrical skirt 2 which extends around the periphery 3 of the domed cap.
- the domed cap has an arrow "f" and an outside diameter "d".
- the length "1" of the skirt 2 is greater than the arrow "f" of the cap 1.
- the thimble blank shown in FIG. 1 has a core 4 of aluminum sheet 0.14 mm thick. This sheet is protected against corrosion on each side by a layer of polyethylene.
- the polyethylene layer 5, which must be in contact with the product, inside the container, as shown in Figures 3 or 4, has a thickness of 80 microns.
- the layer 6 which must protect the aluminum against the atmosphere has a thickness of 30 microns.
- This blank J_ was itself obtained by stamping a flat blank, not shown.
- the internal layer 5 is present outside the blank as a thermowell, while the layer 6 is inside.
- h 6 mm
- e 3 mm
- f 11 mm
- d 55 mm.
- the bottom section has an H shape, the two vertical bars of which consist of the section of the collar 8 while the rounded bottom 1 'corresponds to the horizontal bar.
- the cylindrical collar 8 ⁇ consists of two elements: an upper lip 9 formed by a double wall thickness, of height h in the extension of the periphery 3 of the domed cap 1 'and a lower element 10 substantially similarly diameter d.
- This element 10 corresponds to the turned edge of US Patents 3,712,497 and FR 2,311,730, while the upper lip 9 provides by itself sufficient rigidity which makes an additional reinforcing element unnecessary as in the French patent.
- the upper lip 9 has been shown with a large thickness, whereas this thickness is in fact only of the order of 0.50 mm, the two wall thicknesses being applied one against each other.
- the domed cap 1 'of which is housed in a sort of cylindrical cartridge of diameter substantially d, of thickness ⁇ relatively thin, and of height h + f + e.
- This cartridge just enters the body 11 of the container with even a slight tightening of the order of 0.2 mm on the diameter.
- the lower element 10 of the collar 8 allows precise positioning of the curved portion with respect to the body 11, as shown in FIG. 3. It usefully reinforces the end of this body 11.
- the internal layer 5 of the domed portion of the bottom continues without a solution of continuity outside of the flange 8 and is located opposite the internal layer 12 of the body.
- the layers 5 and 12 of the bottom and of the body are here both made of polyethylene. They can be glued or welded without difficulty. The very slight tightening of the collar 8 in the body 11 is sufficient to ensure good contact of the facing surfaces over the entire height of the collar.
- the flange 8 is welded over its entire height to the internal layer 12 of the body, ie over the height h + f + e. Simultaneously, the layer 6 is welded onto itself over the height h corresponding to the lip 9 obtained by inversion of the skirt part adjacent to the domed cap 1a.
- the collar 8 is immobilized with respect to the cylindrical body 11 and the domed cap 1 'with respect to the collar 8. This double welding is easily carried out by heating the aluminum layers by high frequency induction.
- connection groove made of flexible material between the flange 8 and the domed cap 1 ′ does not have an appreciable surface oriented perpendicular to the pressure forces p in the axial direction and which is liable to gradually deform as is the case in US 3,712 497 and FR 2 311 730.
- the two walls of the thin lip 9 are substantially contiguous, closely linked by a weld zone 14.
- the external face of the lip 9 is itself linked to the body by the weld 15 over the entire height. h, here 6 mm.
- the axial force absorbed by the domed cap 1 ′ of diameter d_ is transmitted by the edge 3 in the form of a tangential tensile force over the whole of the lip 9. It does not apply, as in the art front, on the single connection line 16 between lip 9 and internal layer 12 of the wall 11, but is distributed over the entire height surface h of the welds 14 and 15. Finally, the lower element 10 of the flange is itself even welded to the wall 11. It helps to block the upper lip 9 by preventing any possibility of displacement by sliding of this lip against the wall 11. This lower element 10 reinforces the end of the cylindrical wall 11 which is the part of the container most exposed to shocks.
- the flange 8 of which is flared at its base in the form of a lateral flange 17, as shown in FIG. 4.
- the collar 8 To facilitate installation and welding of the bottom in the body, one can give the collar 8 a very slightly conical shape, tapering towards the center of the container.
- the internal surface of the cylindrical body 11 must not have any asperites of appreciable thickness.
- overlap welds of the types described in FR 1 359 243 or FR 1 571 771 are not used.
- the sheet is wound so that its two ends are presented end to end as shown in FIG. 6.
- the mechanical resistance along the longitudinal joint is ensured by welding or gluing of a resistant tape 18 to the outside of the container, while the sealing and the internal protection against corrosion are ensured by the application of a thin strip 19 of flexible material.
- This ribbon for example a "Saranex" ribbon from DOW CHEMICAL has a moisture-impermeable barrier layer 20 of polyvinilydene chloride protected on both sides by a thin layer of polyethylene
- the composite sheet constituting the body 11 represented in FIG. 6 is constituted like the bottoms of an internal protective layer 12 of polyethylene, of an aluminum sheet 21 and of an external layer 22 of polyethylene. However, to increase the rigidity of the container, this sheet 11 also comprises a layer of cardboard 23 with a thickness of the order of 0.4 mm.
- the external resistant tape 18 has a width 1 of 10 mm as well as the internal sealing tape 19.
- the tape 18 shown is cut from the same sheet as that constituting the body.
- the internal tape 19, very malleable and flexible, has a thickness of 0.08 to 0.1 mm. When each bottom is put in place, it is partially pushed back into the longitudinal gap 24 between the ends which come end to end of the sheet constituting the body 11. The edges of this strip 19 are simultaneously flattened in a bevel and are connected practically without roughness with the polyethylene layer 12.
- FIGS. 7 and 8 For chemically less aggressive products, such as carbonated water, an easy opening device can be produced as shown in FIGS. 7 and 8.
- One or more perforations 25 are before stamping in the flat blank in which the bottom must be formed. These perforations 25 are closed with a thin cover 26 which is fixed by gluing. The blank and the cover 26 are formed at the same time and the device shown in FIGS. 7 and 8 is obtained very economically.
- the surface layers for protection against corrosion and humidity, 5, 6, 12, 22 are made of polyethylene. These protective layers can be made of various other plastics or varnishes. Thus, the outer layers 6 and 22 are frequently made of varnish with a thickness of the order of 10 microns.
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Abstract
L'invention concerne l'industrie des emballages, plus particulierement la fabrication de recipients a paroi souple et mince pour des liquides sous pression. La particularite de ces recipients est d'avoir au moins un fond en forme de calotte bombee (1) solidaire d'une collerette cylindrique (8) coaxiale s'etendant de part et d'autre de la calotte (1). Cette collerette (8) renforce la resistance du fond tout en assurant sa bonne liaison avec le corps. Ces recipients permettront le conditionnement dans des conditions economiques de liquides sous pression tels que les boissons carbonatees.
Description
RECIPIENT APAROIS SOUPLES POURPRODUITS SOUS PRESSION ET PROCEDE DE REALISATIOND'UN TEL RECIPIENT
La présente invention concerne la réalisation de récipients à parois souples destinés à contenir des produits sous pression tels que bière ou liquides carbonates. Plus particulièrement, elle concerne la réalisation de fonds en matériau souple pour ces récipients.
Les récipients à parois souples peuvent être fabriqués à partir de matériaux légers et bon marché, tels que papier, plastique, feuille métallique, ou des complexes stratifiés minces combinant les qualités de divers matériaux. Ces récipients sont économiques. Ils ont, de plus, l'avantage d'être beaucoup moins dangereux que les récipients rigides s'ils sont utilisés comme projectiles lorsqu'ils sont pleins. De ce fait, on recommande leur utilisation, lors des manifestations publiques, pour la distribution de boissons ou d'objets divers.
Après usage, ces récipients sont facilement écrasés. A l'état de déchets, ils présentent des volumes réduits facilement manipulables.
Etant donné ces qualités très diverses, l 'emploi de ces récipients s'est largement développé pour le conditionnement de produits tels que le lait et diverses boissons ou produits chimiques sans pression.
Mais, pour les produits sous pression, leur usage ne s'est guère répandu jusqu'ici. Ceci est dû au fait que, pour que les récipients souples ne se déforment et ne se déchirent pas sous la pression interne, il faut leur donner, dès leur fabrication, leur forme d'équilibre naturel sous pression, c'est-à-dire une forme se rapprochant de celle de la sphère, ou tout au moins une forme cylindrique à section circulaire fermée par deux fonds en forme de calottes bombées. Or, si la réalisation de corps de récipients cylindriques résistant à la pression ne pose guère de problème, la réalisation de fonds bombés et, surtout, le mode de liaison de ces fonds avec le corps se sont avérés des problèmes difficiles. Par ailleurs, pour le stockage et la manutention, et même l'utilisation, les récipients à fonds bombés ne sont guère pratiques. Il est souhaitable de prolonger au moins d'un coté le corps des récipients par une jupe se terminant par une section plane. Cette jupe, de préférence rigide, a le double rôle de protéger le
fond en forme de calotte bombée et de donner une assise au récipient, lui permettant de se tenir debout.
Les parois souples sont généralement réalisées en matériaux stratifiés avec une âme ou tout au moins une armature interne qui assure la résistance mécanique tandis que des revêtements appropriés assurent sur chaque face les fonctions de résistance à la corrosion ou l'abrasion. L'âme de ces parois souples est souvent une feuille mince d'aluminium qui assure les fonctions d'étanchéité et de résistance à la traction mais qui résiste mal à la corrosion. Cette âme est protégée du côté interne du récipient par un revêtement qui doit être inerte vis-à-vis du contenu, et même aseptique si ce contenu est un produit alimentaire ou pharmaceutique. Les revêtements des faces internes du corps aussi bien que des fonds doivent répondre aux mêmes exigences. Il sont, le plus souvent, identiques, ou au moins en matériaux de composition très voisines. Ils peuvent, de ce fait, être facilement collés ou soudés l'un à l'autre.
Dans la majorité des cas, le moindre contact entre le produit contenu et l'âme de l'une ou l'autre des parois entraînerait corrosion avec dégradation de la paroi et pollution du produit. Etant donné la minceur et la complexité des parois souples stratifiées, la soudure bout à bout de ces parois avec raccordement des diverses couches n'est industriellement pas possible. La soudure des parois par recouvrement n'est pas non plus admissible car elle laisserait la section de l'une des parois apparaître à vif à l'intérieur. Pour la paroi dont la tranche se présenterait à l'intérieur, l'âme viendrait au contact du produit, ce qui ne peut être admis.
Pour la soudure longitudinale du corps cylindrique, on peut écraser le bord du revêtement plastique interne pour lui faire recouvrir par fluage la tranche métallique comme proposé dans les brevets français 1 440 935 et 1 571 778. Mais, pour la soudure circulaire entre fond bombé et corps, surtout pour la soudure du deuxième fond fermant le récipient, l'écrasement du revêtement plastique ne serait pas suffisamment régulier. Cette technique n'est pratiquement pas applicable. De plus, elle amènerait à effectuer une opération supplémentaire pour fixer dans le prolongement du corps une jupe cylindrique qui abrite la partie bombée en forme de calotte du fond et qui permette au récipient de se tenir debout.
On peut aussi replier vers l'extérieur le bord de l'une des parois et coller ou souder à recouvrement la seconde paroi sur la première. Comme montré sur les FR 1 359 243 et CE 361 188, pour que le pli ne risque pas de s'ouvrir à la traction, le recouvrement dépasse la largeur du pli et la deuxième paroi est soudée ou collée au-delà de la surépaisseur du pli. Pour cela, la deuxième paroi doit être repoussée contre la première au-delà de cette surépaisseur. Cette technique couramment utilisée pour les soudures longitudinales n'est guère réalisable pour la soudure circonférentielle d'un corps sur un fond, en particulier pour la soudure du deuxième fond alors que l'intérieur du récipient est devenu inaccessible et qu'il est, le plus souvent, rempli du produit à conditionner.
Comme autre solution proposée pour la réalisation de récipients à parois souples, on connaît celles données par les brevets US 3 712 497 et FR 2 311 730. Ces brevets proposent d'utiliser des fonds à section en forme générale de M. La partie centrale de ces fonds est en forme de calotte bombée ou tronconiςue. Le bord de cette calotte est retourné vers l'extérieur en formant une gorge annulaire à concavité tournée vers le sommet de la calotte, soit vers l'extérieur du récipient. Cette gorge annulaire se prolonge par une jupe cylindrique dont la section diamétrale correspond aux deux jambes du M.
On voit sur les dessins de ces brevets que la face externe de la colierette est dans le prolongement et en même matériau que la face interne de la calotte. Cette face externe de la collerette peut ainsi se coller ou souder sans difficulté sur la face interne du corps.
Cette forme de fond à section en M paraît résoudre les problèmes contradictoires posés par la pression et la corrosion. Il subsiste, cependant, un problème difficile de résistance à la pression le long de la ligne de raccordement des surfaces du corps et du fond, comme il est exposé dans le FR 2 311 730.
Les forces de pression qui s'exercent sur toute la surface du fond, en particulier sur la gorge annulaire, ont, en effet, une résistance axiale qui repousse le fond en tendant à dérouler progressivement la gorge annulaire vers l'extérieur. De plus, la zone de raccordement du corps avec
le bord retourné de la calotte forme un dièdre aigu à l'intérieur duquel s'exerce la pression interne qui tend à ouvrir le dièdre et à écarter progressivement les parois souples en vis-à-vis. Pour que la liaison entre fond et corps résiste, il est indispensable de répartir l'effort d la pression sur une certaine étendue des surfaces de parois en vis-à-vis pour soulager la soudure au niveau de leur ligne de raccordement.
Le FR 2 311 730 donne une solution qui consiste à rigidifier par un élément annulaire rapporté la gorge de raccordement entre la calotte bombée du fond et son bord retourné. Mais, cette solution est onéreuse. Elle entraîne une consommation de matériau supplémentaire correspondant à la fabrication de l'élément annulaire rigide. Elle exige une opération supplémentaire de mise en place de l'élément rigide, opération qui peut difficilement se faire aux cadences actuelles de fabrication et de remplis sage des emballages.
L'objet de la présente invention est d'apporter une meilleure solution au problème de la réalisation de récipients à parois souples résistant à la pression, en particulier à la réalisation des bords du fond et de leur liaison avec le corps.
Cette solution consiste, comme dans la dernière solution, à réaliser un fond en forme de calotte bombée bordée par une collerette cylindrique coaxiale. Mais, au lieu que la collerette soit uniquement composée d'un bord retourné vers l'extérieur en direction du sommet de la calotte, elle se développe de part et d'autre du plan défini par le pourtour de la calotte bombée. La section axiale du fond et de sa collerette a ainsi une forme sensiblement en H et non plus en M. La section de la calotte correspond à la barre horizontale du H tandis que la section de la collerette cylindrique forme les deux barres verticales, de part et d'autre du pourtour de la calotte.
La collerette comporte ainsi deux éléments sensiblement symétriques :
- un premier élément en forme de lèvre cylindrique mince qui prolonge le bord - de la calotte bombée avec lequel il se raccorde tangentiellement.
- un second élément cylindrique de même axe et même diamètre qui prolonge la lèvre mais en sens inverse. Ce second élément correspond au bord
retourné des fonds souples de l'art antérieur à section en M, il entoure et abrite la portion bombée de la calotte.
Cette collerette en deux éléments se raccorde tangentiellement avec le pourtour de la calotte sans point d'inflexion. Elle regidifie considérablement le fond et rend inutile tout élément de renforcement tel que celui proposé par le FR 2 311 730.
Dans le cas le plus fréquent, le fond en feuille stratifiée est réalisé à partir d'une ébauche en forme de doigt de gant composé d'une calotte et d'une jupe cylindrique prolongeant le pourtour de la calotte. Cette calotte est retournée en l'enfonçant à l'intérieur de la jupe. On retourne également une portion de jupe adjacente à la calotte qui vient à l'intérieur de la partie inférieure de cette jupe. La base de la jupe est éventuellement évasée pour former une bride latérale. Les diverses opérations de formage du fond à partir d'un flan en feuille stratifiée peuvent se faire de façon pratiquement simultanées sur des presses à double effet travaillant à cadence rapide.
Ainsi, après retournement, on a, en partant de l'axe, une calotte qui se poursuit par une portion cylindrique de jupe dans le prolongement du pourtour de la calotte. Cette première portion de la jupe est celle qui a été retournée sur elle-même à l'intérieur de la seconde partie. La paroi se poursuit ensuite par la seconde portion non retournée de la jupe. Elle entoure la partie retournée en s 'étendant en sens inverse de la direction de la calotte au-delà du plan de son pourtour.
Le revêtement protégeant la face interne de la calotte se poursuit ainsi sans solution de continuité sur la face externe de la collerette, ceci grâce au retroussement de la jupe. Si le revêtement interne de la calotte est identique ou du moins très semblable à celui du corps, il en est de même pour le revêtement externe de la collerette qui se trouve semblable au revêtement interne du corps. Comme dans le cas des deux brevets US 3 712 497 et FR 2 311 730, la liaison entre collerette et corps par soudure ou collage sur toute la hauteur de la collerette ne pose pas de problème. Pour avoir une adhérence maximale, les diamètres de la calotte et de sa collerette sont choisis pour que la collerette rentre juste dans le corps du récipient en subissant une très légère
contraction qui applique les unes contre les autres les surfaces en regard. Le fond en H constitué par la calotte et sa collerette protectrice forme une cartouche facile à mettre en place dans le corps cylindrique.
Dans la partie où, par retroussement sur elle-même, la jupe forme une lèvre à double paroi, les faces en regard de la jupe sont liées l'une à l'autre par un moyen tel que soudure ou collage. Cette opération fige les dimensions relatives du fond, c'est-à-dire de la hauteur de la collerette par rapport à la calotte. Cette opération se fait généralement en même temps que la liaison entre collerette et corps du récipie
L'invention sera mieux comprise par la description ci-après d'un exemple particulier illustré par les dessins joints.
La figure 1 représente en coupe axiale une ébauche en forme de doigt de gant à jupe cylindrique.
La figure 2 représente en coupe axiale le fond après déformation de la collerette, par retournement de la calotte bombée et d'une partie de la jupe du doigt de gant.
La figure 3 représente en coupe axiale le fond définitivement fixé à l'intérieur d'un corps de récipient par sa collerette.
La figure 4 représente en coupe axiale un fond semblable, également fixé à l'intérieur d'un corps de récipient. La base de la collerette est évasée en forme de bride.
La figure 5 représente en coupe axiale un récipient fermé par deux fonds selon l'invention.
La figure 6 représente, en coupe perpendiculaire à l'axe, la paroi du corps au niveau du joint longitudinal.
Les figures 7 et 8 représentent en plan et en coupe un fond avec un dispositif d'ouverture facile par opercule collé.
L'ébauche en doigt de gant de la figure 1 est constituée d'une calotte bombée 1 et d'une jupe cylindrique 2 qui prolonge le pourtour 3 de la calotte bombée. La calotte bombée a une flèche "f" et un diamètre extérieur "d". La longueur "1" de la jupe 2 est supérieure à la flèche "f" de la calotte 1.
L'ébauche en doigt de gant représentée en figure 1 a une âme 4 en feuille d'aluminium d'épaisseur 0,14 mm. Cette feuille est protégée contre la corrosion sur chaque face par une couche de polyethylene. La couche de polyethylene 5 , qui doit se trouver au contact du produit, à l'intérieur du récipient, comme représenté en figures 3 ou 4, a une épaisseur de 80 microns. La couche 6 qui doit protéger l'aluminium contre l'ambiance a une épaisseur de 30 microns. Cette ébauche J_ a elle-même été obtenue par emboutissage d'un flan plat non représenté.
A ce stade de fabrication, on voit sur la figure 1 que ia couche interne 5 se présente à l'extérieur de l'ébauche en doigt de gant, tandis que ia couche 6 est à l'intérieur.
Comme représente en. figure 2:r la calotte 1 du doigt de gant et une première partie de la jupe 2_ sont retournées. Le sommet 7_ de la calotte bombée est enfoncé en direction du plan de base P de la jupe, d'une profondeur f + h voisine de mais légèrement inférieure cependant d'une hauteur e. On a don
né alors à l'ébauche sa forme définitive de calotte bombée bordée par une collerette 8 de hauteur h + f + e qui s'étend de part et d'autre du pourtour 3 de la collerette.
Ici, h = 6 mm, e = 3 mm, f = 11 mm, d = 55 mm.
La section du fond, tel que représenté figure 2, a une forme en H dont les deux barres verticales sont constituées par la section de la collerette 8 tandis que le fond bombé 1' correspond à la barre horizontale. On peut considérer que la collerette cylindrique 8^ est constituée de deux éléments : une lèvre supérieure 9 formée par une double épaisseur de paroi, de hauteur h dans le prolongement du pourtour 3 de la calotte bombée 1' et un élément inférieur 10 sensiblement de même diamètre d. Cet élément 10 correspond au bord retourné des brevets US 3 712 497 et FR 2 311 730, tandis que la lèvre supérieure 9 assure par elle-même
une rigidité suffisante qui rend inutile un élément de renforcement supplémentaire comme dans le brevet français.
Pour une meilleure compréhension, la lèvre supérieure 9 a été représen tée avec une forte épaisseur, alors que cette épaisseur n'est, en fait, que de l'ordre de 0,50 mm, les deux épaisseurs de parois étant appliquées l'une contre l'autre.
On a réalisé ainsi un fond dont la calotte bombée 1' est abritée dans une sorte de cartouche cylindrique de diamètre sensiblement d, d'épais seur ε relativement mince, et de hauteur h + f + e. Cette cartouche entre juste dans le corps 11 du récipient avec même un léger serrage de l'ordre de 0,2 mm sur le diamètre. L'élément inférieur 10 de la collerette 8 permet un positionnement précis de la portion bombée par rappor au corps 11, comme représenté en figure 3. Il renforce utilement l'extrémité de ce corps 11.
On voit que la couche interne 5 de la portion bombée du fond se poursuit sans solution de continuité à l'extérieur de la collerette 8 et se trouve en vis-à-vis de la couche interne 12 du corps. Les couches 5 et 12 du fond et du corps sont ici l'une et l'autre en polyethylene. On peut les coller ou souder sans difficulté. Le très léger serrage de ia collerette 8 dans le corps 11 suffit pour assurer un bon contact des surfaces en vis-à-vis sur toute la hauteur de la collerette.
Après mise en place du fond dans le corps, la collerette 8 est soudée sur toute sa hauteur sur la couche interne 12 du corps, soit sur la hauteur h + f + e. Simultanément, la couche 6 est soudée sur elle-même sur la hauteur h correspondant à la lèvre 9 obtenue par retournement de la partie de jupe voisine de la calotte bombée l'. Ainsi, la collerette 8 est immobilisée par rapport au corps cylindrique 11 et la calotte bombée 1' par rapport à ia collerette 8 . Cette double soudure est facilement réalisée par échauffement des couches d'aluminium par induction à haute fréquence.
Lorsque le récipient est plein, l'effort exercé axialement par la pression interne p sur l'extrémité 13 de la lèvre 9 est minime du fait de
la faible épaisseur de cette lèvre de l'ordre de 0,50 mm. La gorge de raccordement en matériau souple entre collerette 8 et la calotte bombée 1' ne présente pas une surface appréciable orientée perpendiculairement aux forces de pression p de direction axiale et qui soit susceptible de se déformer progressivement comme cela est le cas dans les US 3 712 497 et FR 2 311 730. Les deux parois de la lèvre mince 9 sont sensiblement jointives, étroitement liées par une zone de soudure 14. La face externe de la lèvre 9 est elle-même liée au corps par la soudure 15 sur toute la hauteur h, ici de 6 mm. Les trois parois concentriques forment un bloc sur toute la hauteur h. On doit ajouter, enfin, que, si la pression interne p exerce un effort axial sur l'extrémité de la lèvre 9, soit sur une couronne de largeur 0,50 mm et diamètre d, cette même pression interne exerce en p' un effort radial qui applique la lèvre 9 contre la paroi du corps 11, ceci selon un cylindre de hauteur h, ici 6 mm. II n'y a aucun effort de décollement de la lèvre 9 par rapport à la paroi du corps. Pour une meilleure compréhension, les zones de soudure 14 et 15 sont représentées considérablement grossies. Elles sont en réalité extrêmement minces, les surfaces en regard étant plaquées les unes contre les autres et soudées sans apport de matière.
L'effort axial absorbé par la calotte bombée 1' de diamètre d_ se transmet par le bord 3 sous forme d'un effort de traction tangentiel sur l'ensemble de la lèvre 9. Il ne s'applique pas, comme dans l'art antérieur, sur la seule ligne de raccordement 16 entre lèvre 9 e t couche interne 12 de la paroi 11, mais est réparti sur toute la surface de hauteur h des soudures 14 et 15. Enfin, l'élément inférieur 10 de la collerette est lui-même soudé sur la paroi 11. Il contribue à bloquer la lèvre supérieure 9 en empêchant toute possibilité de déplacement par glissement de cette lèvre contre la paroi 11. Cet élément inférieur 10 renforce l'extrémité de la paroi cylindrique 11 qui est la partie du récipient la plus exposée aux chocs.
Pour faciliter la mise en place du fond tout en renforçant encore le bord du récipient, on peut utiliser des fonds dont la collerette 8 est évasée à sa base en forme de bride latérale 17, comme représenté sur la figure 4.
Pour faciliter mise en place et soudure du fond dans le corps, on peut
donner à la collerette 8 une forme très légèrement conique allant en s'amincissant vers le centre du récipient.
La surface interne du corps cylindrique 11 ne doit pas présenter d'aspérites d'épaisseur appréciable. Lorsque le corps cylindrique est obtenu par enroulement d'une feuille rectangulaire de complexe stratifié, on n'utilise pas les soudures à recouvrement des types décrits dans les FR 1 359 243 ou FR 1 571 771. On enroule la feuille de façon que ses deux extrémités se présentent bout à bout comme représenté en figure 6. La résistance mécanique le long du joint longitudinal est assurée par soudure ou collage d'un ruban résistant 18 à l'extérieur du récipient, tandis que l'ëtanchéité et la protection interne contre la corrosion sont assurées par l'application d'un ruban mince 19 de matière souple. Ce ruban, par exemple un ruban en "Saranex" de DOW CHEMICAL comporte une couche barrière imperméable à l'humidité 20 de chlorure de polyvinilydène protégé de part et d'autre par une mince couche de polyethylen
La feuille composite constitutive du corps 11 représentée figure 6 est constituée comme les fonds d'une couche de protection interne 12 en polyethylene, d'une feuille d'aluminium 21 et d'une couche externe 2 2 en polyethylene. Mais, pour accroître la rigidité du récipient, cette feuille 11 comporte de plus une couche de carton 23 d'épaisseur de l'ordre de 0,4 mm.
Le ruban résistant 18 externe a une largeur 1 de 10 mm ainsi que le ruban d'étanchéité interne 19. Le ruban 18 représenté est découpé dans la même feuille que celle constituant le corps. Le ruban interne 19, très malléable et souple, a une épaisseur de 0,08 à 0,1 mm. Lors de la mise en place de chaque fond, il est partiellement refoulé dans l'interstice longitudinal 24 entre les extrémités se présentant bout à bout de la feuille constitutive du corps 11. Les bords de ce ruban 19 sont simultanément aplatis en biseau et se raccordent pratiquement sans aspérité avec la couche en polyethylene 12.
Pour des produits chimiquement peu agressifs, tels que les eaux gazeuses, on peut réaliser très simplement un dispositif d'ouverture facile comme représenté en figures 7 et 8. Une ou plusieurs perforations 25 sont
pratiquées avant emboutissage dans le flan plat dans lequel doit être formé le fond. On obture ces perforations 25 par un opercule mince 26 que l'on fixe par collage. Le flan et l'opercule 26 sont formés en même temps et l'on obtient très économiquement le dispositif représenté en figures 7 et 8.
Dans l'exemple décrit, les couches superficielles de protection contre la corrosion et l'humidité, 5, 6, 12, 22 sont en polyethylene. Ces couches protectrices peuvent être en diverses autres matières plastiques ou vernis. Ainsi, les couches externes 6 et 22 sont fréquemment en vernis d'épaisseur de l'ordre de 10 microns.
Claims
REVENDICATIONS 1/ Récipients à parois souples pour le conditionnement de produits sous pression tels que les liquides carbonates, dont au moins une extrémité est fermée par une calotte bombée bordée par une collerette cylindrique coaxiale, caractérisé en ce que la collerette se développe de part et d'autre du plan défini par le pourtour 3 de la calotte bombée 1', la section axiale de la calotte et de sa collerette ayant sensiblement une forme en H.
2/ Récipient selon revendication 1 dont le fond est réalisé en feuille stratifiée, caractérisé en ce que la collerette comporte un premier élément en forme de lèvre cylindrique mince 9 à double paroi, constitué par une jupe prolongeant d'abord le bord 3 de la calotte bombée 1', puis retroussée sur elle-même vers l'extérieur pour se prolonger au-delà du plan du pourtour 3 et former le second élément 10 de la collerette, ce second élément entourant et protégeant la calotte bombée 1'.
3/ Récipient selon revendication 2, caractérisé en ce que les surfaces en regard de la jupe sont liées l'une à l'autre dans la zone où, par retroussement, la jupe forme la lèvre 9 prolongeant le bord 3 de la calotte bombée.
4/ Récipient selon l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 3, icaractérisé en ce que le sommet 7 se trouve légèrement en retrait et abrité à l'intérieur de la portion inférieure 10 de la collerette de hauteur h + f + e.
5/ Récipient selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que la collerette 8 est évasée à sa base en forme de bride latérale 17.
6/Récipient selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4 ou 5, caractérisé en ce que le corps 11 est obtenu par enroulement d'une feuille dont les deux extrémités se présentent bout à bout, un ruban résistant 18 collé à l'extérieur le long du joint longitudinal assurant sa résistance mécanique et un ruban mince 1 9 collé à l'intérieur assurant l'étanchéité de ce joint.
7/ Récipient selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4, 5 ou 6, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'ouverture facile réalisé par au moins une perforation 25 de l'un des fonds, puis obturation par un opercule collé 26.
8/ Procédé de réalisation d'un récipient selon l'une quelconque des revendications 2, 3, 4, 5, 6 ou 7, caractérisé en ce que l'on forme le fond en formant d'abord une ébauche en doigt de gant dont on retourne le sommet 7 de la calotte bombée 1 ainsi qu'une première portion de la jupe en direction du plan de base P du doigt de gant, que l'on introduit le fond avec sa collerette 8 ainsi formée à l'intérieur d'un corps cylindrique 11 pour en constituer le fond et que l'on lie la couche extérieure 5 de la collerette 8 à la surface interne 12 du corps cylindrique 11 en même temps que les surfaces de jupe en regard dans la zone où elles forment par retroussement une lèvre 9 en prolongement du pourtour 3 de la calotte bombée 1 ' .
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