FR2567851A1

FR2567851A1 - Container made of plastic material comprising an attached bottom provided with a stiffener

Info

Publication number: FR2567851A1
Application number: FR8411299A
Authority: FR
Inventors: Bruno Morane
Original assignee: LOreal SA
Current assignee: LOreal SA
Priority date: 1984-07-17
Filing date: 1984-07-17
Publication date: 1986-01-24
Also published as: FR2567851B1

Abstract

The invention relates to a container made of plastic material with an attached bottom provided with a stiffener. The bottom 7 carries, on its inside surface, a cylindrical collar 9 by means of which it is fitted into the base of the lateral wall of the container. The bottom 7 also carries, inside the cylindrical collar 9, a stiffener 11, preferably star-shaped, whose arms extend up to the vicinity of the cylindrical collar 9 without being connected to the latter. After fitting the bottom into the base of the lateral wall of the container, the latter can receive a charge under pressure without the pressurising causing any detachment between the outer lateral surface of the collar 9 and the inner surface of the base of the lateral wall of the container. Application to the manufacture of containers for the cosmetic and pharmaceutical industries.

Description

RECIPIENT EN MATIERE PLASTIQUE COMPORTANT UN FOND RAPPORTE
MUNI D'UN RAIDISSEUR.CONTAINER IN PLASTIC MATERIAL HAVING AN ADDED BOTTOM
PROVIDED WITH A STIFFENER.

La présente invention concerne un récipient à fond rapporté, et a trait, plus particulièrement, à un récipient en matière plastique destiné à contenir une charge sous pression , par exemple un produit fluide distribuable sous forme d'aérosol. The present invention relates to a container with an attached bottom, and relates more particularly to a plastic container intended to contain a charge under pressure, for example a fluid product which can be dispensed in the form of an aerosol.

Il est connu, dans les industries de la cosmétologie et de la pharmacie, de conditionner sous pression certains produits, par exemple pour une distribution sous forme d'aérosols, dans des récipients ayant la forme de bidons en matière plastique, dont la paroi latérale cylindrique est fermée à son extrémité inférieure par un fond rapporté qui est solidarisé avec la base de la paroi latérale, notamment par soudure aux ultrasons. It is known in the cosmetics and pharmaceutical industries to condition certain products under pressure, for example for distribution in the form of aerosols, in containers in the form of plastic cans, the cylindrical side wall of which is closed at its lower end by an attached bottom which is secured to the base of the side wall, in particular by ultrasonic welding.

La paroi latérale du récipient, resserrée à son extrémité supérieure afin de former un col, est réalisée par exemple par moulage d'une résine acétal sur une ligne de production distincte de celle sur laquelle sont fabriqués, également par moulage de résine acétal, les fonds des récipients. Chacun des fonds porte, sur sa face interne, un collet cylindrique par lequel le fond est rapporté et emboité dans la base d'une paroi latérale de récipient, puis solidarisé dans cette base, par exemple par soudure aux ultrasons, ou éventuellement par collage, de la face externe du collet cylindrique contre la face interne de la base de la paroi latérale du récipient. The side wall of the container, tightened at its upper end in order to form a neck, is produced for example by molding an acetal resin on a production line distinct from that on which the bottoms are produced, also by molding acetal resin containers. Each of the bottoms carries, on its internal face, a cylindrical collar by which the bottom is attached and fitted into the base of a side wall of the container, then secured in this base, for example by ultrasonic welding, or possibly by bonding, of the external face of the cylindrical collar against the internal face of the base of the side wall of the container.

On a constaté que, sous l'effet de la pression interne, qui règne dans un tel récipient contenant une charge de produit actif, le fond du récipient se déforme en se bombant vers l'extérieur. Cette déformation entraine fréquemment une désolidarisation entre la base du récipient et le collet cylindrique, qui tend à s'écarter de la paroi latérale du récipient et à pivoter vers l'intérieur. Dans le cas particulier où le fond rapporté est solidarisé par soudure aux ultrasons, la déformation par bombement vers l'extérieur du fond entraîne des ruptures de la soudure. It has been found that, under the effect of internal pressure, which prevails in such a container containing a charge of active product, the bottom of the container is deformed by bulging outwards. This deformation frequently leads to separation between the base of the container and the cylindrical collar, which tends to move away from the side wall of the container and to pivot inwards. In the particular case where the added base is secured by ultrasonic welding, the deformation by bulging towards the outside of the base leads to breaks in the weld.

Le but de la présente invention est de remédier à cet inconvénient majeur, qui limite, dans une mesure importante, les possibilités d'utilisation de tels récipients. The object of the present invention is to remedy this major drawback, which limits, to a large extent, the possibilities of using such containers.

Le principe à la base de l'invention consiste à rigidifier les fonds, par adjonction sur chacun d'eux d'un raidisseur, afin d'empêcher les décollements, ou plus généralement, les désolidarisations des bords de soudure, constitués par les collets cylindriques d'une part, et la paroi latérale des récipients, d'autre part. The principle underlying the invention consists in stiffening the bottoms, by adding on each of them a stiffener, in order to prevent detachments, or more generally, the separation of the weld edges, constituted by the cylindrical collars. on the one hand, and the side wall of the containers, on the other hand.

Des essais entrepris par la demanderesse ont montré que la rigidification d'un fond à l'aide d'un raidisseur solidaire de la face interne du fond et d'au moins deux parties opposées du collet cylindrique, n'apportait pas d'amélioration notable par rapport aux réalisations sans raidisseur. Mais, de manière surprenante, une amélioration considérable est obtenue si, conformément à une caractéristique propre à l'invention, le raidisseur s'étend jusqu' au voisinage du collet cylindrique sans être lié à ce dernier.Une telle réalisation permet non seulement d'éviter les ruptures des soudures entre le collet cylindrique et la base de la paroi latérale du récipient, mais également d'éviter au moulage le développement de retassures dans les zones de jonction du collet cylindrique et du raidisseur, de sorte que la solidarisation peut être assurée par une soudure continue et non limitée aux zones exemptes de retassures. Tests undertaken by the applicant have shown that the stiffening of a bottom using a stiffener integral with the internal face of the bottom and at least two opposite parts of the cylindrical collar, did not bring any significant improvement compared to the realizations without stiffener. However, surprisingly, a considerable improvement is obtained if, in accordance with a characteristic specific to the invention, the stiffener extends up to the vicinity of the cylindrical collar without being linked to the latter. Such an embodiment not only makes it possible to avoid breaks in the welds between the cylindrical collar and the base of the side wall of the container, but also avoid molding the development of recesses in the junction zones of the cylindrical collar and the stiffener, so that the connection can be ensured by continuous welding and not limited to areas free from shrinkage.

L'invention a, en conséquence, pour objet, le produit industriel nouveau que constitue un récipient en matière plastique, destiné à contenir une charge sous pression, ledit récipient comportant une paroi latérale à la base de laquelle est fixé un fond rapporté, ledit fond portant sur sa face interne, un collet cylindrique par lequel le fond s'emboîte dans la base de la paroi latérale du récipient, la face latérale externe dudit collet cylindrique étant solidarisée avec la face interne de la base de la paroi latérale du récipient, et se caractérise par le fait que le fond porte également, sur la partie de sa face interne qui est délimitée à l'intérieur du collet cylindrique, un raidisseur qui s'étend jusqu'au voisinage du collet cylindrique sans être lié à ce dernier. The invention therefore has for its object the new industrial product that constitutes a plastic container, intended to contain a charge under pressure, said container comprising a side wall at the base of which is attached an attached bottom, said bottom bearing on its internal face, a cylindrical collar by which the bottom fits into the base of the side wall of the container, the external lateral face of said cylindrical collar being secured to the internal face of the base of the side wall of the container, and is characterized by the fact that the bottom also carries, on the part of its internal face which is delimited inside the cylindrical collar, a stiffener which extends to the vicinity of the cylindrical collar without being linked to the latter.

Avantageusement, dans une forme de réalisation assurant une fiabilité particulièrement bonne de la solidarisation du fond à la base de la paroi latérale du récipient, le raidisseur comprend au moins deux nervures solidaires l'une de l'autre sensiblement au centre du fond et s'étendant chacune jusqu'a proximité de l'une de deux parties non adjacentes du collet cylindrique. Selon un mode de réalisation préféré, simple à fabriquer, le raidisseur a la forme d'un élément en étoile, et chaque nervure que constitue chaque branche de l'élément en étoile a une section transversale sensiblement rectangulaire. Advantageously, in an embodiment ensuring a particularly good reliability of the attachment of the bottom to the base of the side wall of the container, the stiffener comprises at least two ribs integral with each other substantially in the center of the bottom and s' each extending up to the proximity of one of two nonadjacent parts of the cylindrical collar. According to a preferred embodiment, simple to manufacture, the stiffener has the shape of a star element, and each rib that constitutes each branch of the star element has a substantially rectangular cross section.

De plus, la réalisation est encore Simpliie si la hauteur du raidisseur selon l'axe du récipient est, sauf éventuellement au centre du raidisseur, légèrement inférieure à la datance séparant la face externe du fond de la bordure de l'extrémité interne du collet cylindrique. In addition, the implementation is still simpliie if the height of the stiffener along the axis of the container is, except possibly at the center of the stiffener, slightly less than the date separating the external face of the bottom of the border from the internal end of the cylindrical collar .

Afin que la mise en pression du récipient entraîne une déformation du fond qui soit encore moins susceptible de nuire à la tenue de la liaison entre le collet cylindrique et la paroi latérale du récipient, le fond et le raidisseur ont une forme légèrement bombée vers l'intérieur du récipient. Bien entendu, il est avantageua: que le fond soit réalisé d'une seule pièce avec le raidisseur et le collet cylindrique. So that the pressurization of the container causes a deformation of the bottom which is even less likely to affect the strength of the connection between the cylindrical collar and the side wall of the container, the bottom and the stiffener have a slightly curved shape towards the inside the container. Of course, it is advantageous: that the bottom is made in one piece with the stiffener and the cylindrical collar.

Afin d'augmenter la surface et la qualité de ia liaison du fond et de son collet à la paroi latérale du récipient, la face latérale externe du collet cylindrique se raccorde de préférence au fond par un épaulement externe, ledit épaulement étant - rendu solidaire de l'extrémité inférieure de la base de la paroi latérale du récipient, et pour assurer un meilleur positionnement du fond par rapport à la paroi latérale, il est avantageux que, de plus, la base de la paroi latérale du récipient présente, sur sa face interne, un dégagement annulaire dans lequel est logé et solidarisé le collet cylindrique du fond. In order to increase the surface area and the quality of the connection of the bottom and of its collar to the side wall of the container, the external lateral face of the cylindrical collar is preferably connected to the bottom by an external shoulder, said shoulder being - made integral with the lower end of the base of the side wall of the container, and to ensure better positioning of the bottom relative to the side wall, it is advantageous that, in addition, the base of the side wall of the container has, on its face internal, an annular clearance in which is housed and secured the cylindrical collar of the bottom.

Comme dans l'état de la technique, la solidarisation du fond rapporté peut être assurée de différentes manières, mais, de préférence, le collet cylindrique du fond est solidarisé par soudure aux ultrasons avec la base de la paroi latérale du récipient. As in the prior art, the attachment of the added base can be ensured in different ways, but, preferably, the cylindrical collar of the base is joined by ultrasonic welding with the base of the side wall of the container.

Pour mieux faire comprendre l'objet de l'invention, on va en décrire maintenant, à titre d'exemple purement illustratif et non limitatif, un mode de réalisation, représenté sur le dessin annexé. To better understand the object of the invention, we will now describe, by way of purely illustrative and non-limiting example, an embodiment, shown in the accompanying drawing.

Sur ce dessin
- la figure 1 est une vue en coupe axiale de la paroi latérale d'un récipient
- la figure 2 est une vue en plan du fond du récipient;
- la figure 3 est une vue en coupe axiale du fond du récipient, selon III-III de la figure 2, et
- la figure 4 est une vue en coupe axiale du récipient en position dans un poste de fixation du fond à la paroi latérale du récipient par soudage aux ultrasons.On this drawing
- Figure 1 is an axial sectional view of the side wall of a container
- Figure 2 is a plan view of the bottom of the container;
FIG. 3 is a view in axial section of the bottom of the container, according to III-III of FIG. 2, and
- Figure 4 is an axial sectional view of the container in position in a station for fixing the bottom to the side wall of the container by ultrasonic welding.

En se référant à la figure 1, on voit que la paroi latérale 1 du récipient est un tronc de cylindre de section circulaire, resserré à son extrémité supérieure 2 pour former un col muni d'un léger bourrelet 3 destiné à la fixation d'une coupelle porte-valve. Dans sa partie d'extrémité inférieure, ou base, la paroi latérale I présente un dégagement annulaire interne 4 délimité par un épaulement radial interne 5 raccordant la face latérale du dégagement 4 à la face interne 6 de la paroi latérale 1 ; cette paroi latérale 1 est un élément moulé d'une seule pièce en une matière plastique telle qu'une résine acétal. Referring to Figure 1, we see that the side wall 1 of the container is a cylinder trunk of circular section, tightened at its upper end 2 to form a neck provided with a slight bead 3 intended for fixing a valve holder cup. In its lower end part, or base, the lateral wall I has an internal annular clearance 4 delimited by an internal radial shoulder 5 connecting the lateral face of the clearance 4 to the internal face 6 of the lateral wall 1; this side wall 1 is an element molded in one piece from a plastic material such as an acetal resin.

En se référant aux figures 2 et 3, on voit que le fond rapporté 7, qui s'adapte dans la base de la paroi latérale 1 du récipient de la figure 1, a la forme d'un disque circulaire bombé de sorte que sa face inférieure 8 soit concave. Sur sa face supérieure, le fond 7 présente un collet cylindrique 9 de section circulaire, dont le diamètre interne correspond sensiblement au diamètre interne de la paroi latérale 1, au niveau de sa face interne 6, tandis que le diamètre externe du collet 9 correspond au diamètre interne du dégagement annulaire 4, la hauteur du collet 9, c'est-à-dire sa dimension axiale, étant légèrement inférieure à la hauteur du dégagement 4.La face latérale externe du collet 9 se raccorde à la face latérale externe du disque 7 du fond par un épaulement annulaire radial et externe 10, dont la largeur correspond à celle de la paroi latérale 1 à l'extrémité inférieure du dégagement 4. Referring to Figures 2 and 3, it can be seen that the attached base 7, which fits in the base of the side wall 1 of the container of Figure 1, has the shape of a curved circular disc so that its face lower 8 is concave. On its upper face, the bottom 7 has a cylindrical collar 9 of circular section, the internal diameter of which corresponds substantially to the internal diameter of the side wall 1, at its internal face 6, while the external diameter of the collar 9 corresponds to the internal diameter of the annular clearance 4, the height of the collar 9, that is to say its axial dimension, being slightly less than the height of the clearance 4. The external lateral face of the collar 9 is connected to the external lateral face of the disc 7 from the bottom by an annular radial and external shoulder 10, the width of which corresponds to that of the side wall 1 at the lower end of the clearance 4.

Le disque 7 du fond est également solidaire, par la partie de sa face supérieure qui est délimitée à l'intérieur du collet 9, d'un raidisseur i1 qui, en plan, a la forme d'une étoile à huit branches ; chacune des branches 12 forme une nervure radiale ayant, en coupe par des plans perpendiculaires à la ligne moyenne de chaque nervure, une forme rectangulaire. Le raidisseur en étoile 11 est bombé dans le même sens que le disque 7 du fond, sur la face supérieure convexe de ce dernier. The bottom disk 7 is also secured, by the part of its upper face which is delimited inside the collar 9, of a stiffener i1 which, in plan, has the shape of an eight-pointed star; each of the branches 12 forms a radial rib having, in section through planes perpendicular to the mean line of each rib, a rectangular shape. The star stiffener 11 is curved in the same direction as the bottom disc 7, on the convex upper face of the latter.

Les huit nervures 12 se raccordent les unes aux autres dans la partie centrale du fond, qui présente un petit bossage axial 13, venu de moulage. Comme représenté sur les figures 2 et 3, les nervures 12, dont la hauteur, mesurée axialement, est légèrement inférieure à la distance séparant le bord de la face inférieure 8 de l'extrémité supérieure libre du collet 9, s'étendent radialement jusqu'à proximité de la face latérale interne du collet 9, sans cependant être reliées au collet 9. Le fond constitué par le disque 7, le collet 9 et le raidisseur en étoile 11 est également moulé d'une seule pièce en résine acétal. The eight ribs 12 are connected to each other in the central part of the bottom, which has a small axial boss 13, coming from molding. As shown in FIGS. 2 and 3, the ribs 12, the height of which, measured axially, is slightly less than the distance separating the edge of the lower face 8 from the free upper end of the collar 9, extend radially up to near the internal lateral face of the collar 9, without however being connected to the collar 9. The base formed by the disc 7, the collar 9 and the star stiffener 11 is also molded in one piece from acetal resin.

Pour assurer le montage de ce fond sur la paroi latérale 1, cette dernière est disposée, en position renversée, c'est-à-dire avec son col 2 et son bourrelet 3 dirigée vers le bas, dans un évidement de forme correspondante ménagé dans une embase 14 métallique d'un poste de soudure aux ultrasons, de sorte que la face d'extrémité de la paroi 1, à l'extrémité libre du dégagement 4, affleure sensiblement la face plane supérieure de l'embase 14.Le fond est ensuite emboîté dans la base de la paroi latérale 1, de sorte que le collet 9 se loge dans le dégagement 4 et que l'épaulement annulaire externe 10 soit en appui contre la face de la paroi 1 à l'extrémité libre du dégagement 4 la face d'extrémité libre du collet 9 vient en regard et à proximité immédiate de l'épaulement radial interne 5 de la paroi 1, et le raidisseur en étoile 11 se loge dans le récipient en étant bombé vers l'intérieur de ce dernier. To ensure the mounting of this bottom on the side wall 1, the latter is arranged in the inverted position, that is to say with its neck 2 and its bead 3 directed downwards, in a recess of corresponding shape made in a metal base 14 of an ultrasonic welding station, so that the end face of the wall 1, at the free end of the clearance 4, is substantially flush with the upper planar face of the base 14. then fitted into the base of the side wall 1, so that the collar 9 is housed in the clearance 4 and that the external annular shoulder 10 bears against the face of the wall 1 at the free end of the clearance 4 la free end face of the collar 9 comes opposite and in the immediate vicinity of the internal radial shoulder 5 of the wall 1, and the star stiffener 11 is housed in the container while being curved towards the interior of the latter.

Puis on applique, contre le pourtour de la face inférieure 8 du fond, une sonotrode 15, en forme de disque circulaire présentant, sur le pourtour de sa face inférieure, une collerette annulaire à face inférieure plane, l'appui de la sonotrode s'effectue sous une force de 70 décanewtons ; on commande ensuite, pendant une durée de 3 secondes, une émission ultrasonore de fréquence égale à 20 KHz. On assure ainsi, avec une bonne fiabilité, la fixation par soudage aux ultrasons du fond rapporté sur la base de la paroi latérale du récipient.Then, against the periphery of the bottom face 8 of the bottom, a sonotrode 15 is applied, in the form of a circular disc having, on the periphery of its underside, an annular flange with a flat lower face, the support of the sonotrode s' performs under a force of 70 decanewtons; then, for a period of 3 seconds, an ultrasonic emission with a frequency equal to 20 KHz is controlled. This ensures, with good reliability, the fixing by ultrasonic welding of the bottom base on the base of the side wall of the container.

En l'absence de raidisseur, des essais de mise en pression hydraulique d'un récipient de même dimension, sur lequel le fond a été soudé aux ultrasons dans les mêmes conditions de force, de durée et de fréquence, ont montré que la rupture de la soudure intervenait pour une pression de 6 à 10 bars. Lorsque le fond d'un tel récipient est muni d'un raidisseur en étoile tel que 11, mais dont les extrémités radiales externes des nervures 12 sont solidaires du collet cylindrique 9, la rupture de la soudure se produit à une pression de 10 à 12 bars. Par contre, si le fond est tel que représenté sur les figures 2 et 3, la pression peut atteindre une valeur très supérieure, telle que 25 bars, sans que la soudure ne soit rompue. In the absence of a stiffener, tests of hydraulic pressure of a container of the same dimension, on which the bottom was welded by ultrasound under the same conditions of force, duration and frequency, have shown that the rupture of welding took place at a pressure of 6 to 10 bars. When the bottom of such a container is provided with a star stiffener such as 11, but whose external radial ends of the ribs 12 are integral with the cylindrical collar 9, the rupture of the weld occurs at a pressure of 10 to 12 bars. By cons, if the bottom is as shown in Figures 2 and 3, the pressure can reach a much higher value, such as 25 bars, without the weld being broken.

Bien qu'une explication incontestable de ce résultat surprenant ne puisse entre avancée, on peut penser que la petite largeur de la zone de faible résistance du fond qui est délimitée entre le collet 9 et les bords radiaux externes des nervures 12 constitue un trop faible bras de levier pour entraîner le décollement du rebord 9 de la face latérale du dégagement 4 de la paroi 9, et le pivotement du rebord 9 vers l'intérieur du récipient. Although an indisputable explanation of this surprising result cannot be advanced, it may be thought that the small width of the zone of low resistance of the bottom which is delimited between the collar 9 and the external radial edges of the ribs 12 constitutes a too weak arm lever to cause detachment of the rim 9 from the side face of the clearance 4 of the wall 9, and the pivoting of the rim 9 towards the interior of the container.

Grâce au raidisseur du récipient selon l'invention, il est possible de conserver le mode avantageux de solidarisation que constitue la soudure aux ultrasons pour fixer l'un sur l'autre les deux éléments très simples à fabriquer que sont la paroi latérale de la figure 1, d'une part, et le fond à raidisseur des figures 2 et 3, d'autre part. Thanks to the stiffener of the container according to the invention, it is possible to keep the advantageous method of joining that constitutes the ultrasonic welding to fix one on the other the two very simple elements to manufacture which are the side wall of the figure. 1, on the one hand, and the stiffener bottom of Figures 2 and 3, on the other hand.

Il est bien entendu que le dispositif ci-dessus décrit pourra donner lieu à toutes modifications désirables, sans sortir pour cela du cadre de l'invention. It is understood that the device described above may give rise to any desirable modifications, without departing from the scope of the invention.

Claims

1 - Plastic container, intended to contain a charge under pressure, said container comprising a side wall (1) at the base of which is attached an attached bottom (7), said bottom (7) bearing, on its internal face, a cylindrical collar (9) by which the bottom (7) fits into the base of the side wall <i) of the container, the external lateral face of said cylindrical collar (9) being secured to the internal face of the base of the wall side (1) of the container, characterized in that the bottom (7) also carries, on the part of its internal face which is delimited inside the cylindrical collar (9), a stiffener (11) which extends up to the vicinity of the cylindrical collar (9) without being linked to the latter.

2 - container according to claim 1, characterized in that the stiffener (11) comprises at least two ribs (12) integral with each other substantially at the center of the bottom (7) and each extending up to proximity of one of two non-adjacent parts of the cylindrical collar (9).

3 - A container according to claim 2, characterized in that the stiffener (11) has the shape of a star element.

4 - Container according to one of claims 2 and 3, characterized in that each rib (12) has a substantially rectangular cross section.

5 - container according to one of claims 1 to 4, characterized in that the height of the stiffener (11), along the axis of the container, is, except possibly at the center of the stiffener (11), slightly less than the distance separating the external face (8) from the bottom (7) from the edge of the internal end of the cylindrical collar (9).

6 - container according to one of claims 1 to 5, characterized in that the bottom (7) and the stiffener (11) have a slightly domed shape towards the inside of the container.

7 - Container according to one of claims 1 to 6, characterized in that the bottom (7) is made in one piece with the stiffener (11) and the cylindrical collar (9).

8 - A container according to one of claims 1 to 7, characterized in that the external lateral face of the cylindrical collar (9) is connected to the bottom (7) by an external shoulder (10), said shoulder (10) being rendered secured to the lower end of the base of the side wall (1) of the container.

9 - container according to one of claims 1 to 8, characterized in that the base of the side wall (1) of the container has, on its internal face, an annular clearance (4) in which is housed and secured the collar cylindrical (9) at the bottom.

10 - container according to one of claims 1 to 9, characterized in that the cylindrical collar (9) of the bottom (7) is secured by ultrasonic welding with the base of the side wall of the container.