[0001] L'invention concerne une capsule de bouchage à vis, en matière plastique, à système
d'inviolabilité perfectionnée. Elle se rattache au domaine technique des éléments
d'emballage.
EXPOSE DE L'ART ANTERIEUR CONNU ET DU PROBLEME
[0002] On connait de nombreuses capsules à vis en matière plastique présentant un système
d'inviolabilité. La demande de brevet EP 0049 876 décrit ainsi une capsule à vis dont
la bande d'inviolabilité est reliée à la partie inférieure de la jupe par des ponts
sécables, cette bande d'inviolabilité comportant des languettes dont l'extrémité vient
buter sous la contrebaque du récipient lors du vissage de fermeture. L'ouverture produit
alors la séparation de la bande d'inviolabilité, séparation qui rend l'ouverture préalable
évidente pour un utilisateur ou consommateur informé de la pré
- sentation initiale de l'emballage.
[0003] Dans le cas des capsules à vis utilisées pour la fermeture de tubes -doses de vaccin
, des systèmes d'inviolabilité à bande déchirable peuvent également être employés,
mais la seule déchirure d'une bande d'inviolabilité n'est pas un signe d'ouverture
préalable suffisant pour attirer avec sécurité l'attention de toutes les personnes
qui peuvent avoir à utiliser ces doses de vaccin dans les différents pays et les différentes
contrées. Aussi a-t-on cherché à mettre au point une capsule telle que, après fermeture
du tube, la première ouverture produise une modification telle qu'aucun doute ne soit
possible sur l'ouverture préalable de l'emballage. Accessoirement, on a cherché à
en améliorer l'étanchéité.
EXPOSE DE L'INVENTION
[0004] Le tube auquel s'applique l'invention présente une épaule raccordée au corps du tube
et surmontée par une canule d'extrémité portant à sa base un filetage extérieur, tandis
que la capsule de l'invention comporte, comme il est connu, une coiffe portant un
filetage intérieur vissable sur le filetage extérieur de la canule du tube, ainsi
que, à sa partie inférieure, une collerette inclinée typiquement comme l'épaule du
tube.
[0005] La surface inférieure de la collerette est alors, par exemple, tronconique, avec
un angle au sommet du cône correspondant de l'ordre de 120
*. Le vissage de la capsule sur le tube produit une fermeture étanche réalisée selon
la façon habituelle par l'application et le coincement de la surface conique de l'intérieur
de la coiffe de la capsule sur la surface conique extéreure de la canule d'extrémité
du tube, ou mieux réalisée à l'aide d'une lèvre périphérique souple portée par l'intérieur
de la coiffe de la capsule au niveau de la canule du tube.
[0006] La collerette de la capsule de l'invention comprend au moins une ouverture s'étendant
jusqu'au pourtour de ladite collerette, et au moins une barrette d'inviolabilité située
au niveau et, en général, logée dans ladite ouverture, cette barrette étant reliée
à la capsule par au moins un pont de liaison. Cette barrette est reliée de préférence
à la capsule par deux ponts de liaison, un pont longitudinal qui relie l'extrémité
avant de la barrette au bord de la collerette délimitant l'avant de son "ouverture
de la collerette, et un pont transversal reliant le bord longitudinal interne de la
barrette au bord longitudinal de la collerette délimitant cette même ouverture. Cette
barrette porte en outre, sous sa face inférieure et près de son extrémité arrière
dans le sens du dévissage de la capsule, un relief ne portant que ponctuellement,
par une ou éventuellement par plusieurs très petites surfaces de contact, sur l'épaule
du tube après vissage de la capsule. Enfin, la collerette comporte, sur le bord délimitant
l'arrière de l'ouverture précédemment décrite, une face oblique inclinée vers le bas
selon le sens du dévissage de la capsule.
[0007] Dans l'hypothèse où la collerette de la capsule de l'invention ne comporte qu'une
ouverture et qu'une barrette associée ayant l'une et l'autre les particularités qui
viennent d'être décrites, la fermeture inviolable du tube est obtenue par le vissage
de la capsule, celle-ci venant par le relief du dessous de sa collerette buter de
façon "ponctuelle" sur l'épaule du tube, puis par le soudage entraînant la formation
d'au moins un point de soudure, avec écrasement de ce relief, à partir de son point
de contact ou de butée. Ce soudage local est typiquement effectué par ultra-sons,
avec un réglage tel que, lors du dévissage de la capsule, les ponts de liaison cassent
avant ce point de soudure. Le détachement complet de la barrette est alors obtenu
par le début de la rotation libre de la capsule, la face oblique du bord délimitant
l'arrière de l'ouverture de la collerette venant soulever et pousser l'extrémité arrière
de la barrette en cassant son point de soudure.
[0008] La portée ponctuelle du relief de la face inférieure de la barrette sur l'épaule
est préparée de diverses façons : par exemple, en utilisant un picot en relief, ou
en utilisant une nervure transversale dont l'arête inférieure est inclinée, la hauteur
de la nervure augmentant en allant de l'intérieur vers l'extérieur de la barrette.
Du point de vue de la facilité de moulage et du mode de rupture de la barrette, il
est intéressant d'utiliser une telle nervure transversale située dans le prolongement
du pont de liaison transversal. Les ruptures sont alors typiquement lors du début
du dévissage de la capsule : rupture par traction du pont de liaison longitudinal,
puis rupture par cisaillement du pont de liaison transversal, puis légère rotation
de la capsule et rupture du point de soudure grâce à l'action de la face oblique du
bord délimitant l'arrière de l'ouverture de la collerette.
[0009] Une ouverture de la collerette de la capsule selon l'invention a habituellement 0,1
fois à 0,4 fois la longueur du pourtour de la collerette. Il est possible d'utiliser
2 ou 3 ouvertures espacées sur le pourtour de la collerette et 2 ou 3 barrettes associées
à chacune de ses ouvertures, ces ouvertures et barrettes pouvant être de géométries
différentes. Pour limiter le couple de rupture maximal nécessaire, il est alors préférable
de décaler les positions des faces obliques inclinées situées sur les bords délimitant
l'arrière des diverses ouvertures de sorte que, lors de l'ouverture de la capsule
fermant le tube, les ruptures des points de soudure des barrettes se fassent de façon
successive.
EXEMPLES
[0010] L'examen des exemples illustrés par les dessins permettra de mieux comprendre l'invention
et de donner quelques explications complémentaires.
[0011]
La figure 1 représente une première capsule selon l'invention, en vue de dessus.
La figure 2 représente la même capsule, en coupe axiale selon AA, vissée sur un tube
également représenté en coupe axiale.
La figure 2 bis est un agrandissement local de la figure 2 centré sur la barrette
de la collerette de la capsule, montrant l'appui de cette collerette sur l'épaule
du tube.
Les figures 3a, 3b, 3c représentent une coupe cylindrique partielle de la collerette
de la même capsule, à divers stades : capsule brute de fabrication (figure 3a, coupe
selon BB), capsule vissée à fond sur le tube (figure 3b), et capsule soudée (figure
3c).
La figure 4 représente une deuxième capsule selon l'invention, en vue de dessus.
[0012] Des repères identiques sont employés pour les éléments semblables et de même fonction.
[0013] La capsule (1) du premier exemple (figures 1 et 2) comporte comme il est connu dans
l'art antérieur une coiffe (2) portant trois nervures de préhension (3), une collerette
légèrement inclinée (4) et à l'intérieur de sa coiffe (2) un filetage (5) vissable
sur le filetage extérieur (6) de la canule (7) du tube (8). La collerette (4) comporte
une ouverture (9) s'étendant sur toute sa largeur et sur environ 20 % de la longueur
de son pourtour, et une barrette (10) reliée à la capsule (1) par deux ponts de liaison
(11, 12) : un pont longitudinal (11) qui relie l'extrémité avant (13) de la barrette
(10) au bord (14) de la collerette (4) délimitant l'avant de son ouverture (9), et
un pont transversal (12) qui relie le bord longitudinal (16) de la collerette (4)
délimitant cette même ouverture (9). Ces deux ponts (11, 12) fixent la position de
la barrette (10) pendant les transports et de façon suffisante pour la fermeture du
tube (8) par la capsule (1) par vissage de la capsule (1) et soudage de la barrette
(10).
[0014] Comme on le voit sur la figure 2, la collerette (4) a sensiblement la même inclinaison
que l'épaule (17) du tube (8). La barrette (10) porte sous sa face inférieure une
nervure (18), ici dans le prolongement de son pont de liaison transversal (12), et
l'arête inférieure (19) de cette nervure est inclinée, la hauteur de la nervure (18)
augmentant en allant vers l'extérieur de la barrette (10), de sorte que, après vissage
de la capsule (1) sur le tube (8) (figure 2), la barrette (10) porte sur l'épaule
(17) du tube (8) par une surface de contact (20) ponctuelle ou quasi ponctuelle (figure
2 bis) proche du bord arrière (21) de la barrette (10) (figure 2 bis).
[0015] Les mots "avant" et "arrière" de la présente description se réfèrent par convention
au sens de rotation de la capsule lors de son dévissage, sens représenté par la flèche
(22) sur chacune des figures 1, 3a, 3b, 3c et 4.
[0016] La collerette (4) de la capsule (1) présente en outre, en plus de l'ouverture (9)
et de la barrette d'inviolabilité (10) ainsi reliée à la capsule (1) par deux ponts
de liaison (11, 12) et munie d'un relief (18) assurant sa portée ponctuelle sur l'épaule
(17) du tube (8) lors du vissage à fond de la capsule (1) sur ce tube, une face oblique
(23) située sur le bord (24) délimitant l'arrière de l'ouverture (9) et inclinée vers
le bas selon le sens (22) du dévissage de la capsule. Cette face oblique (23) est
telle que, une fois les ponts de liaison (11, 12) rompus par l'effort de dévissage
et la capsule (1) tournant alors par rapport au tube (8) tandis que la barrette (10)
reste fixe par suite de la présence du point de soudure (200) qui la relie à l'épaule
(17) du tube (8) (figure 3c), elle permet de soulever le bord arrière (21) de la barrette
(10) et de rompre le point de soudure (200) par arrachement ou par cisaillement, la
barrette (10) étant alors complètement détachée du récipient et le dévissage de la
capsule (1) devenant libre. La face oblique transversale (23) joue ainsi le rôle d'une
lame biseautée râclant la surface de l'épaule (17) du tube (8) et s'insérant par son
arête libre (25) sous le bord arrière (21) de la barrette (10), qui est soulevé ici
de 0,3 à 0,5 mm de l'épaule (17) du tube (8) par le point de soudure (200). De façon
à avoir pour ce biseau une rigidité suffisante tout en limitant le couple nécessaire
pour la rupture du point de soudure (200), la face obli que (23) fait un angle optimal
de 30 à 35° avec la direction de l'axe de la capsule, et il a été déterminé que de
façon générale cet angle devait de préférence être compris entre 25 et 40°.
[0017] Pour compléter la description de ce premier exemple, les figures 3a à 3c représentent
une coupe partielle à l'endroit de la barrette, coupe sectionnant le pont de liaison
longitudinal (11) ainsi que la nervure (18) de la barrette (10) dans la région de
son contact ponctuel (20). Les représentations sont limitées à la surface de coupe
BB. La figure 3a correspond à la capsule non vissée, on y voit de gauche à droite
en coupe le bord (24) délimitant l'arrière de l'ouverture (9) de la collerette (4)
et formant la face oblique (23), puis la barrette (10) portant sous sa face inférieure
(26) la nervure (18) dont l'arête inférieure (19) porte le point de contact "ponctuel"
(20) proche du bord arrière (21) de la barrette (10), puis le pont (11) de liaison
de la barrette (10) avec le bord (14) de la collerette situé à l'avant de son ouverture
(9). Les faces latérales (27, 28) de la nervure (18) définissant son arête inférieure
(19) font entre elles un angle ici égal à 60° environ, et la hauteur maximale de la
nervure (18) correspondant au niveau du point (20) par rapport à la face inférieure
(26) de la barrette (10) est de 0,7 mm. Dans le cas général, l'angle entre les faces
(27, 28) est de préférence compris entre 50 et 70°, cela au moins dans la région du
point de relief maximal ou point de contact (20), et la hauteur maximale de la nervure
(18) par rapport à la face inférieure (26) est de préférence comprise entre 0,5 et
1 mm, de façon à obtenir un point de soudure (200) satisfaisant. Ce point de soudure
(200) doit être plus solide que chacun des ponts de liaison (11, 12) pour la sollicitation
du dévissage, et pas trop solide de façon à être rompu sans effort excessif par le
moyen déjà décrit de la face oblique (23), qui fait selon la présente coupe un angle
optimal de 30 à 35° avec la direction X de l'axe de la capsule (1).
[0018] La figure 3b montre les mêmes éléments que la figure 3a, pour la position vissée
sur le tube. Tandis que la collerette (4) est appliquée correctement sur l'épaule
(17) du tube (8), ou très voisine de cette épaule (17), de part et d'autre de son
ouverture (9), la barrette (10) est soulevée avec un maximum d'écartement par rapport
à l'épaule (17) du tube (8) dans sa zone arrière extérieure, voisine du point de contact
(20). Grâce à son rattachement à la capsule (1) par les deux ponts de liaison (11,
12) et à ce point de contact (20), la barrette (10) est fermement appliquée sur l'épaule
(17) du tube (8).
[0019] La figure 3c se place après soudage de la barrette (10), le tube étant bouché par
la capsule de façon inviolable. Le point de soudure (200) a été formé au moyen d'une
tête de soudage ultrasonore classique appliquée sur la barrette (10). Dans ce soudage,
la nervure (18) s'est écrasée, de sorte que la hauteur du point soudé (200) fixant
à cet endroit l'écartement de la barrette (10) et de l'épaule (17) du tube est de
0,4 mm environ. De façon générale, la hauteur de la liaison soudée (200) correspondant
à une hauteur maximale préférentielle de nervure comprise entre 0,5 et 1 mm est typiquement
comprise entre 0,2 et 0,6 mm. De telles hauteurs correspondent à un choix de conditions
de soudage ultrasonore facilement exécuté par l'homme de métier. L'écartement ainsi
réalisé entre la barrette (10) et l'épaule (17) du tube (8) permettra l'action de
la face oblique (23), action qui a déjà été décrite.
[0020] On voit sur la figure 1, que l'intérieur de la coiffe (2) de la capsule (1) porte,
au niveau de la canule (7) du tube (8) une lèvre d'étanchéité périphérique (29) dirigée
vers le bas formant un repli de la surface intérieur de la coiffe (2). La souplesse
de cette lèvre (29) permet d'absorber les déformations dues à un traitement de stérilisation
du tube fermé sans perte d'étanchéité.
[0021] Une réalisation pratique de capsule correspondant au premier exemple est décrite
ci-après en ce qui concerne ses caractéristiques selon l'invention, en se référant
aux mêmes figures. Il s'agit d'une capsule en polypropylène pour la fermeture d'un
petit tube-dose de vaccin, tube en polypropylène. La capsule a une hauteur totale
de 22 mm, un diamètre intérieur de 5 mm au niveau de son filetage (5), et en bas de
sa coiffe (2) portant trois nervures de préhension (3), une collerette (4) inclinée
de 30° environ sur l'horizontale de diamètre extérieur 12 mm et d'épaisseur 1,2 mm.
La largeur de la face inférieure de la collerette (4) est de 3 mm, celle de sa face
supérieure est de 2,5 mm, et la collerette comporte une ouverture (9) s'étendant sur
toute cette largeur de 2,5 mm et sur une longueur curviligne d'environ 8 mm, correspondant
à un angle d'environ 70°, c'est-à-dire encore à environ 22 % de la longueur du pourtour
de la collerette (4).
[0022] La barrette (10) est identique à une portion de la collerette (4), elle a pour largeur
1,5 mm et est de 2,5 mm plus courte que l'ouverture (9). Elle est reliée à la capsule
(1) par un pont longitudinal (11) dont l'extérieur est dans le prolongement du pourtour
de la collerette (4) et du bord longitudinal externe de la barrette (10), de longueur
1,5 mm et de section droite environ 0,35 x 0,35 mm, et par un pont transversal (12)
de longueur 1 mm et de section droite environ 0,35 x 0,35 mm situé dans le prolongement
d'une fine nervure portée par la face inférieure (26) de la barrette (10) à 1,5 mm
du bord arrière (21) de la barrette. Le corps de la barrette (10) est ainsi à 1 mm
du bord longitudinal incurvé de la collerette (4) qui délimite l'ouverture (9), et
respectivement à 1,5 mm du bord (14) et à 1 mm de l'extrémité (25) du bord (24) qui
délimitent l'ouverture (9).
[0023] La nervure (18) a une hauteur maximale de 0,7 mm avec une arête inférieure (19) inclinée
de façon à ne porter que "ponctuellement" sur l'épaule (17) du tube (8). Enfin, le
bord (24) délimitant l'arrière de l'ouverture (9) est chanfreiné sur toute son épaisseur,
ce chanfrein formant une face oblique (23) faisant un angle de 30° avec la direction
de l'axe de la capsule et dirigée vers le bas.
[0024] Un échantillon de tube fermé par cette capsule est facilement ouvert, cette ouverture
produisant la séparation de la barrette d'inviolabilité. L'ouverture ou creux de la
collerette est très apparente, et son contraste est augmenté par une coloration de
la capsule.
[0025] Un deuxième exemple est schématisé par la figure 4, qui montre l'utilisation du dispostif
d'inviolabilité en trois exemplaires sur une même capsule (100). Les trois barrettes
(10, 10', 10") ont des géométries et des ponts de liaison est nervures identiques.
Les ouvertures correspondantes (9, 9', 9") sont espacées de façon quelconque le long
du pourtour de la collerette (4). Les écartements respectifs entre les extrémités
arrières (21, 21', 21") des barrettes (10,10',10") et les bords (24, 24', 24") délimitant
l'arrière des ouvertures (9, 9', 9") vont en augmentant de 1 à 1,5 mm en allant d'une
barrette à l'autre. Cette mesure obtenue par l'allongement successif des ouvertures
(9') et (9") permettra d'opérer les ruptures des points de soudure des barrettes (10,
10', 10") au moyen des faces obliques (23, 23', 23") de façon successive. Une conception
de la capsule (100) avec plusieurs barrettes (10, 10', 10") peut avoir de l'intérêt
pour rendre la première ouverture du tube encore plus manifeste s'il en est besoin.
[0026] La capsule de l'invention s'adapte le plus souvent à des tubes de diamètre compris
entre 10 et 50 mm, et sa collerette a alors une épaisseur comprise entre 1 et 1,5
mm et un diamètre compris entre 10 et 50 mm. La collerette a en général une largeur
minimale de 2 mm et la ou les barrettes ont une largeur minimale de 1 mm. La capsule
est typiquement soit en polypropylène soit en polyéthylène, elle est habituellement
en polypropylène dans le cas d'un tube à usage pharmaceutique. Le tube associé à la
capsule est lui aussi typiquement en l'une des deux matières précédentes.
[0027] Les applications de la capsule de l'invention comprennent le conditionnement des
vaccins, des collyres oculaires et d'autres produits pharmaceutiques, ainsi que de
divers produits industriels tels que des colles.
1°/ Capsule à vis en matière plastique pour la fermeture inviolable d'un tube également
en matière plastique, ledit tube (8) présentant une épaule (17) raccordée au corps
du tube et surmontée par une canule (7) portant à sa base un filetage extérieur (6),
et ladite capsule (1) comportant une coiffe (2), qui porte un filetage intérieur (5)
vissable sur ledit filetage extérieur (6) de ladite canule (7) dudit tube (8) et un
moyen d'étanchéité (29), ainsi que, à sa partie inférieure, une collerette (4) inclinée
sensiblement comme l'épaule (17) du tube (8), caractérisée en ce que ladite collerette
(4) comprend au moins une ouverture (9) s'étendant jusqu'à son pourtour et au moins
une barrette (10) située au niveau de ladite ouverture (9) et reliée à la capsule
(1) par au moins un pont de liaison (11, 12) ladite barrette (10) portant sous sa
face inférieure (26) et près de son bord arrière (21) selon le sens de dévissage (22)
de ladite capsule (1) un relief (18) ne portant que par une ou des surfaces de contact
ponctuelles (20) sur ladite épaule (17) dudit tube (8) après vissage de ladite capsule
(1) sur ledit tube (8), et ladite collerette (4) comportant en outre, sur le bord
(24) délimitant l'arrière de l'ouverture (9), une face oblique (23) inclinée vers
le bas selon ledit sens de dévissage (22) de la capsule (1).
2°/ Capsule selon la revendication 1, caractérisée en ce que sa barrette (10) est
reliée à la capsule (1) par deux ponts de liaison (11, 12), un pont longitudinal (11)
reliant l'extrémité avant (13) de la barrette (10) au bord (14) de la collerette (4)
délimitant l'avant de l'ouverture correspondante (9), et un pont transversal (12)
qui relie le bord longitudinal interne (15) de la barrette (10) au bord longitudinal
(16) de la collerette (4) délimitant ladite ouverture (9).
3°/ Capsule selon la revendication 2, caractérisée en ce que le pont de liaison transversal
(12) est situé au niveau du relief (18) porté par la face inférieure de la barrette
(10).
4°/ Capsule selon la revendication 3, caractérisée en ce que ledit relief est une
nervure (18) dont l'arête inférieure (19) est inclinée de façon à ce qu'elle porte
par son extrémité (20) sur l'épaule (17) du tube (8) lors du vissage de ladite capsule
(1) sur ledit tube (8), et en ce que le pont de liaison transversal (12) est situé
dans le prolongement de ladite nervure (18).
5°/ Capsule selon la revendication 4, caractérisée en ce que les faces latérales (27,28)
définissant l'arête inférieure (19) de la nervure (18) font entre elles un angle compris
entre 50 et 70°, et en ce que la hauteur maximale de la nervure (18) par rapport à
la face inférieure (26) de la barrette (10) est de 0,5 à 1 mm.
6°/ Capsule selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que
la face oblique (23) située sur le bord (24) délimitant l'arrière de l'ouverture (9)
de sa collerette (4) est inclinée de 25 à 40° par rapport à la direction de l'axe
(X) de ladite capsule (1).
7°/ Capsule selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'elle
comprend deux ou trois barrettes (10, 10', 10") espacées sur le pourtour de la collerette
(4), chaque barrette (10) étant associée aux éléments définis par les revendications
précédentes, et en ce que les espacements respectifs des faces obliques (23, 23',
23") et des bords arrière (21, 21', 21") des barrettes (10, 10', 10") sont différents,
de sorte que, lors de la première ouverture de ladite capsule (100) fermant le tube,
les ruptures des points de soudures des barrettes (10, 10', 10") se fassent de façon
successive.
8°/ Capsule selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'elle
comporte à l'intérieur de sa coiffe (2), au niveau de la canule (7) du tube (8), une
lèvre d'étanchéité périphérique (29).
9°/ Utilisation de la capsule (1, 100) de l'une quelconque des revendications 1 à
8, pour la fermeture inviolable d'un tube (8), dans laquelle on visse ladite capsule
(1, 100) à fond sur ledit tube (8), puis dans laquelle on relie ladite capsule (1,
100) à l'épaule (17) dudit tube (8) par le soudage d'au moins un relief (18) situé
sous la face inférieure (26) de la barrette (10) ou d'au moins une barrette (lU, 10',
10") de la collerette (4) de ladite capsule (1, 100), ledit relief (18) ne portant
que ponctuellement sur ladite épaule (17) dudit tube (8).
10°/ Utilisation de la capsule (1, 100) selon la revendication 9, caractérisée en
ce que le soudage est effectué par ultrasons.