EP0013251B1

EP0013251B1 - Emballage fermé, à usage unique

Info

Publication number: EP0013251B1
Application number: EP19790420070
Authority: EP
Inventors: Michel Mazarguil; Bernard Fenoglio
Original assignee: Application des Gaz SA
Current assignee: Application des Gaz SA
Priority date: 1978-12-18
Filing date: 1979-12-18
Publication date: 1983-06-22
Also published as: JPS55501031A; EP0020687B1; JPS6358318B2; ES254280Y; EP0020687A1; WO1980001312A1; ES254280U; EP0013251A1; FR2444560B1; DE2966290D1; FR2444560A1; GR67000B

Description

La présente invention est relative à divers emballages métalliques fermés, à usage unique, remplis avec un produit consommable, et dont au moins une paroi est constituée en tout ou partie par une tôle d'acier doux.
Afin d'illustrer l'invention, on la décrira en référence à la fabrication de cartouches de petite capacité, à usage unique, perforables, et contenant un gaz de pétrole liquéfié, par exemple du butane.
La présente demanderesse a déjà fabriqué et commercialisé de telles cartouches à des millions d'exemplaires pour l'alimentation d'appareils portatifs d'éclairage, de cuisson, de soudage, etc...
La matière première permettant d'obtenir ces emballages perdus de gaz liquéfié est en général une tôle d'acier doux de faible épaisseur dont les deux faces sont pourvues d'un revêtement protecteur permanent contre la corrosion, qu'il s'agisse d'oxydation atmosphérique ou d'attaque par d'autres produits. La protection est réalisée de chaque côté de la tôle d'acier par une couche de très faible épaisseur d'un métal ou alliage inoxydable tel que l'étain, le chrome, le nickel, etc... Lorsqu'il s'agit d'étain, la matière première en question est généralement appelée fer blanc. On applique sur la couche de métal inoxydable une ou plusieurs couches de vernis de protection ou de finition.
La matière première précédente est ensuite façonnée, par exemple par découpage et emboutissage, pour réaliser des emballages à usage unique qui sont ensuite remplis avec du butane liquéfié et fermés par un fond serti.
On obtient ainsi des cartouches qui ne sont pas en règle générale attaquées de l'intérieur par leur contenu, à savoir l'hydrocarbure liquéfié, étant donné le caractère inerte de ce dernier. Mais dans certains cas particuliers, elles sont soumises néanmoins à une oxydation interne, c'est-à-dire initiée à partir du contenu de la cartouche, et qui progresse vers l'extérieur. Le cas d'une oxydation externe provenant de l'air ambiant n'est pas envisagé dans les présentes.
Les conditions nécessaires au développement d'une oxydation interne, dans les cas particuliers précités, se rencontrent notamment dans les situations suivantes :

1. Le revêtement protecteur intérieur peut présenter des discontinuités ponctuelles ou quasi ponctuelles, résultant soit de défauts dans la fabrication du fer blanc, par exemple de défauts d'étincelage, soit de détériorations occasionnées par son façonnage, par exemple écaillage ou fissurage du revêtement au moment de l'emboutissage, notamment aux endroits où la feuille travaille à froid de manière importante.
2. Hormis le butane, le contenu de la cartouche présente toujours un certain nombre d'impuretés introduites en quantités infinitésimales au moment du remplissage ; parmi ces impuretés, on peut citer l'oxygène de l'air présent à l'état gazeux dans le ciel de la cartouche, et à l'état dissous dans le butane liquide. Par exemple, dans une cartouche d'environ 200 g de butane, se trouvent ainsi introduits au total environ 15 mg d'oxygène. De la même manière, de l'eau en très faible quantité est insérée dans la cartouche au moment du remplissage, notamment à partir de l'air atmosphérique.

Au total, dans les cas particuliers précités, toutes les conditions pour une attaque électrochimique interne de la tôle métallique sont réunies, et l'on assiste alors au développement de points d'oxydation progressant de manière rayonnante vers l'extérieur de la cartouche. De tels points de corrosion peuvent se développer au point de percer de part en part la tôle métallique qui est en général de faible épaisseur, par exemple de l'ordre de quelques dixièmes de millimètres dans ces cas extrêmes, on aboutit alors à des micro-fuites de gaz butane, évidemment inacceptables pour des raisons de sécurité.
La présente invention se propose de trouver une solution permettant de diminuer de manière substantielle les risques d'oxydation interne, tels qu'exposés précédemment.
Suivant la présente invention, on a découvert que l'on diminuait ces risques en supprimant le revêtement protecteur permanent, et notamment la couche de métal ou alliage inoxydable, qui existent normalement du côté intérieur des emballages considérés précédemment. Et par conséquent, selon l'invention on obtient des emballages comportant du côté intérieur, soit une face nue en contact direct avec le produit consommable, soit une face initialement revêtue par un enduit non métallique, assurant une protection temporaire contre l'eau et l'oxygène avant façonnage et remplissage de l'emballage, la tôle étant à terme et du côté intérieur en contact avec le produit ; dans chacun de ces cas, le produit emballé n'est pas agressif à l'égard de l'acier doux.
Pour la fabrication de cartouches de butane, on aboutit ainsi à des récipients perforables et à usage unique ne présentant du côté interne aucune protection effective, au sens de l'absence d'au moins une couche d'un matériau réellement efficace contre oxydation, par exemple un métal inoxydable.
Conformément à l'invention, on a en effet découvert de manière surprenante que l'élimination de toute protection contre l'oxydation de la face intérieure diminuait ses risques de corrosion interne, tels qu'exposés précédemment. En effet, toute la surface intérieure de la cartouche, et non plus quelques discontinuités internes, ponctuelles ou quasi ponctuelles, se trouve exposée à l'action de la quantité infinitésimale d'oxygène présente dans le contenu de la cartouche. On opère ainsi, en quelque sorte, une dilution de l'oxygène présent dans la cartouche par rapport à toute la surface intérieure de celle-ci, au lieu de concentrer la même quantité d'agent oxydant sur quelques points de très faible superficie. Dans ces conditions, la quantité d'oxygène disponible dans une cartouche est insuffisante pour transformer la tôle métallique en oxyde ferreux ou ferrique sur toute sa surface intérieure et dans toute son épaisseur. On assiste seulement à une corrosion superficielle, donc très limitée en épaisseur, de toute la surface intérieure précitée, alors que, précédemment à l'invention, pour une surface très limitée des défauts de protection interne, la quantité d'oxygène disponible était très largement suffisante pour oxyder toute l'épaisseur de la tôle métallique.
Bien entendu, le mécanisme de corrosion interne expliqué plus haut ne vaut que pour une oxydation, et suppose que le contenu de la cartouche est inerte par ailleurs, c'est-à-dire, n'exerce aucune action agressive contre la tôle métallique mise à nue.
Concernant les réservoirs métalliques rechargeables, par exemple destinés à contenir des gaz de pétrole liquéfiés, il est connu de laisser nue la face interne de la tôle utilisée ; c'est par exemple ce que montre la demande de brevet français publiée sous le n° 2 291 446. Dans ce secteur technique, le contact direct de la tôle (du côté intérieur) et des traces éventuelles d'eau et d'oxygène ne soulève dans la pratique aucune difficulté, car ou il est prévu au moment de la conception et de la fabrication une surépaisseur de métal, dite de corrosion, destinée à être consommée par cette dernière pendant la durée de vie du réservoir, ou le métal utilisé est lui-même inoxydable.
Outre la diminution de prix de la matière première nécessaire à la fabrication des cartouches, l'invention apporte en outre les avantages essentiels suivants :

1. Le façonnage du produit selon l'invention, notamment par emboutissage, peut se trouver facilité puisqu'il peut être moins soigné et précis qu'auparavant, du fait qu'on n'a plus à se préoccuper du maintien d'une continuité absolue de la protection permanente.
2. Pour des emballages à usage unique, ceux-ci une fois vides peuvent s'auto-détruire plus aisément, puisqu'en présence d'air atmosphérique, une corrosion totale par l'intérieur se propage très rapidement.

Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer :

Figure 1 est une vue en élévation d'une cartouche réalisée au moyen d'un matériau suivant l'invention.
Figure 2 est une coupe partielle à grande échelle de la paroi d'une cartouche réalisée de manière classique.
Figure 3 est une vue semblable à celle de fig. 2 mais illustrant une paroi établie conformément à l'invention pour constituer la cartouche de fig. 1.

La fabrication et l'obtention d'emballages à usage unique remplis avec un produit inerte consommable, pose évidemment le problème de l'oxydation intermédiaire et temporaire de la face nue du matériau utilisé selon l'invention, tant que celui-ci n'est pas façonné et refermé sur lui-même, à l'état de cartouche, boîte, etc.
Ce problème peut être résolu de différentes façons.
On peut tout d'abord effectuer en continu, c'est-à-dire sans temps mort important entre les différentes opérations, l'obtention de la tôle d'acier comportant au moins d'un côté une face nue, le façonnage et le remplissage. Ceci suppose évidemment une organisation industrielle verticale des différentes opérations, dès l'obtention de la matière première de l'invention.
Ensuite dans le cas où l'opération d'obtention de la tôle d'acier nue d'au moins un côté d'ine part, et les opérations de façonnage et remplissage d'autre part, ne peuvent pas être effectuées en continu, la tôle, recouverte par exemple, par un revêtement permanent d'un côté, est protégée temporairement de l'autre côté, avant façonnage et remplissage, contre toute oxydation. Cette protection temporaire peut être obtenue de différentes manières. Tout d'abord, la tôle d'acier telle que décrite précédemment, sous forme de demi- produit, peut être emballée à la sortie de l'unité de fabrication correspondante, dans un film plastique étanche, rempli éventuellement avec une atmosphère inerte. Ensuite,-la face nue de la tôle peut être recouverte par un enduit protecteur temporaire contre l'oxydation, de nature non métallique, par exemple matériau dit pelable ; subséquemment, l'enduit peut être éliminé avant que l'emballage soit complètement refermé sur lui-même, en présence du produit consommable, et dans ce cas l'enduit est éliminé immédiatement avant ou au cours du processus de façonnage et remplissage, par exemple en arrachant le matériau pelable ; ou subséquemment, l'enduit peut subsister du côté intérieur dans l'emballage terminé, contenant le produit consommable, c'est-à-dire après terminaison du processus de façonnage et remplissage, et dans ce cas, le produit consommable est à terme en contact avec la tôle métallique, soit parce que l'enduit est progressivement traversé par ledit produit et les agents de corrosion en quantité infinitésimale, soit parce que l'enduit disparaît dans le produit consommable, par exemple par dissolution dans ce dernier.
On a représenté en fig. 1 une cartouche 1 ou récipient fermé renfermant un gaz liquéfié tel que le butane, et qui est destiné à être associé à un appareil portatif d'éclairage, de cuisson, de soudage et analogues. Elle est constituée par une paroi cylindrique 2 dont la partie supérieure est fermée par un dôme 2a tandis que sa partie inférieure est obturée par un fond rapporté 3 serti par rapport à la base de la paroi 2.
La fabrication d'une telle cartouche s'effectue en deux opérations distinctes. La première consiste à découper et à emboutir une bande ou feuille de matière plastique multicouche identique à celle illustrée en fig. 2 pour former la paroi 2 et son dôme 2a, tandis qu'ensuite cette pièce crèuse est retournée pour être remplie de gaz liquide, la seconde opération comprend la fermeture de la pièce creuse par le fond 3.
La fig. 2 correspond à une coupe partielle de la paroi 2 effectuée au voisinage immédiat de la surface du gaz liquéfié 4 que contient la cartouche 1. Bien entendu, celle-ci n'est pas complètement remplie si bien que le niveau 4a du liquide se trouve généralement en peu en dessous de la jonction de la paroi 2 avec le dôme 2a. La paroi 2 est constituée d'une âme métallique 5 consistant en une tôle mince d'acier doux dont les deux faces sont chacune protégées par une couche 6 de métal non ferreux tel que que l'étain. L'ensemble de la tôle 5 et de ses revêtements 6 est appelé dans la technique fer blanc. Le revêtement intérieur 6 de métal non ferreux reçoit lui-même une couche 7 de vernis protecteur destiné à isoler ledit revêtement du contenu utile de la cartouche. Le revêtement extérieur 6 de la tôle 5 reçoit un vernis d'accrochage 9 facilitant l'adhérence d'une pellicule de peinture 10 recouvrant entièrement la paroi 2 et son dôme 2a. Cette pellicule de peinture constitue support pour des inscriptions représentées par l'épaisseur 11. Enfin un enduit 12 est appliqué sur toute la surface extérieure de la paroi 2 et son dôme en vue de constituer une protection générale.
Comme on l'a expliqué plus haut, suivant l'invention, on part d'un produit métallique, connu en soi, sous forme de feuille ou de bande, sans revêtement intérieur 6 et sans couche 7 de vernis protecteur. Ce matériau est destiné à la réalisation de cartouches telles que celle 1 représentée en fig. 1. La fig. 3 est une vue semblable à celle de fig. 2 ; elle montre que rien n'a été changé en ce qui concerne la face extérieure de la tôle 5, puisqu'on retrouve son revêtement métallique non ferreux 6, la couche 9 de vernis d'accrochage, la pellicule 10 de peinture, l'épaisseur 11 correspondant aux inscriptions, et enfin l'enduit 12. Par contre la face intérieure de la tôle 5 est nue pour être directement en contact, d'une part avec le gaz liquéfié 4, et d'autre part avec le gaz qui se trouve dans l'espace 8.
En dehors des cartouches de butane, l'invention peut aussi être appliquée au conditionnement des aérosols en général, pouvant accepter une légère corrosion interne, aux boîtes, bidons, cartouches, etc... de produits neutres (c'est-à-dire non agressifs), solides, liquides ou gazeux, sous pression ou non, par exemple de peintures, huiles et vernis.

Claims

1. Emballage fermé, à usage unique, comprenant une paroi en tôle d'acier doux, et contenant un produit consommable avec des quantités infinitésimales d'oxygène et d'eau, caractérisé en ce que, du côté intérieur, la tôle comporte une face nue en contact direct avec le produit, ce dernier étant non agressif à l'égard de l'acier doux.

2. Emballage fermé, à usage unique, comprenant une paroi en tôle d'acier doux, et contenant un produit consommable avec des quantités infinitésimales d'oxygène et d'eau, caractérisé en ce que, du côté intérieur, la tôle initialement revêtue par un enduit non métallique temporaire de protection contre l'eau et l'oxygène avant façonnage et remplissage est à terme en contact avec le produit consommable, ce dernier étant non agressif à l'égard de l'acier doux.

3. Emballage selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'enduit temporaire de protection est soluble dans le produit consommable.

4. Emballage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le produit consommable est un gaz de pétrole liquéfié.

5. Emballage selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il a la forme d'une cartouche perforable.