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Cette.invention est relative à un procédé perfectionné de fermeture de récipients et à un récipient pourvu d'une fermeture perfectionnée.
Un des problèmes qui ont entravé le plein développement de l'usage des matières thermoplastiques pour les récipients est l'obtention d'une fermeture satisfaisante qui puisse être aisément et avantageusement appliquée après le remplissage du récipient. Le scellement à chaud d'une fermeture thermoplastique ne donne pas satisfaction à tous points de vue parce que la matière doit être ramollie à un degré considérable pour obtenir un bon scellement. Ceci prend du temps et peut produire une déformation du récipient, et n'est pas admissible lorsque le récipient contient une matière explosive ou inflammable. En outre,il est souvent nécessaire d'
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appliquer une pression pendant le scellement à chaud.
Cela implique un matériel supplémentaire et de plus, la pression ne peut être facilement appliquée sans endommager le récipient ou la fermeture lorsqu'on désire utiliser une fermeture du type à disque plat.
L'usage d'une matière adhésive pour maintenir la fermeture ne donne pas satisfaction à cause des manipulations qu'elle implique, de la nécessité d'avoir une surface substantielle pour la colle et de la difficulté d'éviter les défauts sous des températures extrêmes. En outre., dans le cas de matières telles que le polyéthylène, on ne connaît- aucune matière adhésive efficace et peu coûteuse.
Le but de la présente invention est de fournir une ferme- ture qui puisse être aisément appliquée et qui procure un scelle- ment efficace pour de larges limites de températures.
@ Cette invention implique l'usage d'un disque à bord effilé qui peut, par exemple être en tôle fine et légèrement plus grand que l'extrémité ouverte du récipient. Ce disque est introduit en place dans l'extrémité ouverte du récipient et étire les parois latérales de celui-ci ou les bombe vers l'extérieur. On chauffe alors les parois latérales pour les ramollir et les ramener dans leur position il tiale et en même temps on noie le bord du disque dans la paroi latérale. On compte de préférence sur l'élasticité des parois laté- rales du récipient pour les ramener dans leur position primitive, mais si nécessaire,¯on peut appliquer une légère pression. On a trouvé qu'on obtenait ainsi une fermeture excessivement efficace.
Dans le dessin annexé qui représente les formes de réalisa- @ tion préférées de l'invention : la figure 1 est une coupe de l'élévation d'une douille de cartouche montrant la première opération ou introduction de la fermeture-, . la figure 2 est une vue analogue à la figure 1 montrant :La fermeture terminée; la figure 3 est une coupe suivant la ligne I-I de la figure 2; -la figure 4 est une vue schématique montrant un appareil
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approprié utilisé pour appliquer la fermeture, et la figure 5 est une coupe transversale d'une variante de l'invention dans laquelle une fermeture de fond est prévue pour un genre différent de récipient.
Les figures 1 à 3 montrent que le récipient sur lequel est appliqué la fermeture est une douille de cartouche 10 comportant des parois latérales 11 et une base 12 intégralement moulée en une matière thermoplastique élastique. La matière préférée pour les pa- rois latérales et la base de la douille de la cartouche est le poly éthylène mais on peut utiliser d'autres matières thermoplastiques élastiques ayant une rigidité adéquate. Un polyéthylène ayant une dureté Shore A de 55 et un poids moléculaire de 22. 000 convient.
Le polyéthylène est mélangé à 25 à 45% de charges inertes telles que le carbonate de calcium, environ 2% d'agents lubrifiants tels qu'une huile minérale ou de la cire synthétique et environ 1 à 2% ..de pigments .colorants.. Les parois latérales 11 délimitent une ouverture 13.'La douille de cartouche est pourvue d'une amorce détonante 14 et remplie d'une charge appropriée 15 qui est maintenue en place par un disque 16 qui peut être en carton et un bouchon de support en papier 17. La fermeture de l'ouverture 13 se fait par un disque 18 à bord tranchant. Le disque 18 comporte une partie centrale plate 19 et une série d'ondulations annulaires 20 se termi- nant par un bord effilé 21 s'évasant vers l'extérieur. Le disque 19 est de préférence en fine tôle, par exemple en fer blanc de 0,25 mm d'épaisseur.
Dans ce cas, le bord est suffisamment effilé sans devoir être encore aminci. La structure annulaire ondulée du disque offre le double avantage de renforcer le disque contre la flexion et de fournir une structure qui absorbe la pression sans déplacer le disque si ce dernier est soumis à des pressions causées par une force extérieure accidentelle ou celles dues à la dilatation du con- tenu, la partie centrale 19 se déplaçant vers l'intérieur ou vers l'extérieur pour absorber la pression dûe à un dépliage partiel des dulations. Ce dépliage partiel tend à agrandir la surface du disque
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et accroître ainsi la fermeté avec laquelle la fermeture e.st main- tenue.
Le bord 21 s'évasant vers l'extérieur offre une résistance additionnelle aux forces d'expansion internes, par exemple, lorsque la fermeture est en place, la dilatation du contenu force le bord 21 à s'enfoncer plus profondément dans la matière de la paroi latérale.
La figure 1 montre la première opération qui consiste à ' insérer le disque 18 à sa place dans l'ouverture 13. Le disque 18 a un diamètre supérieur au diamètre intérieur de la paroi latérale 11 mais'inférieur au diamètre extérieur de la paroi latérale 11, et par conséquent la paroi latérale 11 se bombe vers l'extérieur comme représenté en 22 pour recevoir le disque. On chauffe ensuite la paroi latérale 11 pour ramollir la matière thermoplastique. Il vaut mieux que réchauffement soit localisé à la partie 22 de la paroi latérale contre laquelle le bord du disque 18 appuie. Ceci est par- ticulièrement important lors,que, comme c'est le cas pour une cartou- che, le contenu est explosif ou inflammable.
Lorsque la partie 22 de la paroi latérale a été ramollie, l'élasticité de la matière thermoplastique élastique redresse la paroi latérale dans la position primitive comme le montre la figure 2. Le bord 21 du disque pénètre ainsi dans la paroi latérale. Un avantage particulier est qu'il suffit de chauffer la paroi latérale à une température à laquelle le bord du disque entaille la matière de la paroi latérale. La tempéra- ture de la paroi latérale ne doit pas être aussi élevée que celle requise pour le scellement conventionnel par la chaleur. On a consta.
@ té que le procédé ci-dessus non seulement force le disque 18 à péné- trer dans la paroi latérale mais qu'il produit aussi un certain degré d'adhérence entre la paroi latérale et le disque. Cette adhé- rence augmente l'efficacité du scellement entre la fermeture et la paroi latérale. L'usage d'un disque métallique avec chauffage par induction offre l'avantage que le métal est chauffé très rapidement avec la conséquence que la paroi latérale du récipient est chauffée par le métal au point où on désire que le métal entaille la paroi latérale.
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La figure 4 représente schématiquement un appareil approprié pour chauffer la partie 22 de la paroi latérale comportant un générateur à radio-fréquence alimentant une bobine d'induction 24. Un générateur convenant pour le scellement de douilles de car- touches peut par exemple avoir une puissance de 1 KVALa bobine d'induction est écartée d'environ 6 mm de la paroi latérale de la cartouche 10 et elle est alimentée pendant environ 1/20 e de seconde, Il-est clair que le court laps de temps nécessaire pour achever la fermeture permet d'obtenir un haut degré de productivité.
La figure 5 représente un type de récipient différent sur laquelle un récipient 25, conformé de manière à comporter un orifice 26 et une paroi latérale 27, est rempli d'un contenu 28, par exemple de la pâte dentrifrice, de la moutarde liquide ou de l'huile et pourvu d'un disque 29 destiné à fermer le fond du réci- pient d'une manière analogue au disque 18.
REVENDICATIONS.
1. - Procédé de fermeture d'un récipier, ouvert à une extrémité et comportant des parois latérales en ma@ @ère thermo- plastique, caractér-sé en ce qu'on ferme l'extrémité ouverte du récipient au moyen d'un disque à bord effilé qui est plus large que l'extrémité ouverte du récipient, les parois latérales étant étirées vers l'extérieur pour recevoir le disque, on chauffe les parois latérales pour les ramollir et noyer le bord effilé du disque dans celles-ci.
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This invention relates to an improved method of closing containers and to a container provided with an improved closure.
One of the problems which has hampered the full development of the use of thermoplastics for containers is obtaining a satisfactory closure which can be easily and advantageously applied after filling the container. Heat sealing a thermoplastic closure is unsatisfactory in all respects because the material must be softened to a considerable degree to achieve a good seal. This is time consuming and can produce container deformation, and is not permissible when the container contains explosive or flammable material. In addition, it is often necessary to
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apply pressure during heat sealing.
This involves additional hardware and further, pressure cannot be readily applied without damaging the container or closure when it is desired to use a flat disc type closure.
The use of an adhesive material to hold the closure is unsatisfactory because of the handling involved, the need to have a substantial surface area for the glue and the difficulty of avoiding defects under extreme temperatures. . Further, in the case of materials such as polyethylene, no effective and inexpensive adhesive material is known.
The object of the present invention is to provide a seal which can be easily applied and which provides an effective seal for wide temperature limits.
@ This invention involves the use of a disc with a tapered edge which may, for example, be made of thin sheet and slightly larger than the open end of the container. This disc is inserted in place in the open end of the container and stretches the side walls of the latter or the bombs outwards. The side walls are then heated to soften them and bring them back to their original position and at the same time the edge of the disc is drowned in the side wall. Preference is given to relying on the elasticity of the side walls of the container to return them to their original position, but if necessary light pressure can be applied. It was found that an excessively efficient closure was thus obtained.
In the accompanying drawing which shows preferred embodiments of the invention: Fig. 1 is a sectional elevation of a cartridge case showing the first operation or insertion of the closure. FIG. 2 is a view similar to FIG. 1 showing: The closing completed; Figure 3 is a section taken along the line I-I of Figure 2; FIG. 4 is a schematic view showing an apparatus
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suitable used for applying the closure, and Figure 5 is a cross section of a variation of the invention in which a bottom closure is provided for a different kind of container.
Figures 1 to 3 show that the container to which the closure is applied is a cartridge case 10 having side walls 11 and a base 12 integrally molded from an elastic thermoplastic material. The preferred material for the side walls and base of the cartridge case is polyethylene, but other resilient thermoplastic materials with adequate stiffness can be used. Polyethylene having a Shore A hardness of 55 and a molecular weight of 22,000 is suitable.
Polyethylene is mixed with 25-45% inert fillers such as calcium carbonate, about 2% lubricating agents such as mineral oil or synthetic wax and about 1-2% coloring pigments. The side walls 11 define an opening 13. The cartridge case is provided with a detonating primer 14 and filled with a suitable filler 15 which is held in place by a disc 16 which may be cardboard and a support plug. paper 17. The opening 13 is closed by a disc 18 with a sharp edge. The disc 18 has a flat central portion 19 and a series of annular corrugations 20 terminating in a tapered edge 21 flaring outwardly. The disc 19 is preferably made of thin sheet, for example tinplate 0.25 mm thick.
In this case, the edge is sufficiently tapered without having to be further thinned. The corrugated annular structure of the disc offers the dual benefit of reinforcing the disc against bending and providing a structure that absorbs pressure without moving the disc if the disc is subjected to pressures caused by accidental external force or those due to expansion. of the contents, the central part 19 moving inward or outward to absorb the pressure due to a partial unfolding of the dulations. This partial unfolding tends to enlarge the surface of the disc
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and thereby increase the firmness with which the closure is held.
The outwardly flaring edge 21 provides additional resistance to internal expansion forces, for example, when the closure is in place, expansion of the contents forces the edge 21 to sink deeper into the material of the bag. side wall.
Figure 1 shows the first operation which consists in inserting the disc 18 in its place in the opening 13. The disc 18 has a diameter greater than the inside diameter of the side wall 11 but less than the outside diameter of the side wall 11. , and therefore the side wall 11 bulges outward as shown at 22 to receive the disc. The side wall 11 is then heated to soften the thermoplastic material. It is best if the warming is localized to the part 22 of the side wall against which the edge of the disc 18 rests. This is especially important when, as is the case with a cartridge, the contents are explosive or flammable.
When the part 22 of the side wall has been softened, the resilience of the resilient thermoplastic material straightens the side wall to the original position as shown in Fig. 2. The edge 21 of the disc thus penetrates the side wall. A particular advantage is that it suffices to heat the side wall to a temperature at which the edge of the disc notches the material of the side wall. The temperature of the side wall should not be as high as that required for conventional heat sealing. We found out.
The above method not only forces the disc 18 to penetrate the side wall but also produces some degree of adhesion between the side wall and the disc. This adhesion increases the effectiveness of the seal between the closure and the side wall. The use of a metal disc with induction heating offers the advantage that the metal is heated very quickly with the consequence that the side wall of the container is heated by the metal to the point where it is desired that the metal notches the side wall.
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Figure 4 shows schematically an apparatus suitable for heating the part 22 of the side wall comprising a radio-frequency generator feeding an induction coil 24. A generator suitable for sealing cartridge cases may for example have a power. of 1 KV The induction coil is spaced approximately 6 mm from the side wall of the cartridge 10 and is energized for approximately 1/20 th of a second. It is clear that the short time required to complete the closing achieves a high degree of productivity.
Figure 5 shows a different type of container on which a container 25, shaped to include an orifice 26 and a side wall 27, is filled with a content 28, for example toothpaste, liquid mustard or oil and provided with a disc 29 intended to close the bottom of the container in a manner analogous to the disc 18.
CLAIMS.
1. - A method of closing a receptacle, open at one end and comprising side walls in thermoplastic ma @ @ era, characterized in that the open end of the receptacle is closed by means of a disc with a tapered edge which is wider than the open end of the container, the side walls being stretched outward to receive the disc, the side walls are heated to soften them and embed the tapered edge of the disc therein.
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