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WO2005120743A1 - Procede de fabrication de capsules decorees a resistance mecanique amelioree - Google Patents

Procede de fabrication de capsules decorees a resistance mecanique amelioree Download PDF

Info

Publication number
WO2005120743A1
WO2005120743A1 PCT/FR2005/001091 FR2005001091W WO2005120743A1 WO 2005120743 A1 WO2005120743 A1 WO 2005120743A1 FR 2005001091 W FR2005001091 W FR 2005001091W WO 2005120743 A1 WO2005120743 A1 WO 2005120743A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
typically
blank
treatment
degreasing
blanks
Prior art date
Application number
PCT/FR2005/001091
Other languages
English (en)
Inventor
Jean De Guerry
Raymond Guicheney
Original Assignee
Alcan Packaging Capsules
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alcan Packaging Capsules filed Critical Alcan Packaging Capsules
Priority to MXPA06012814A priority Critical patent/MXPA06012814A/es
Priority to DE602005004783T priority patent/DE602005004783T2/de
Priority to AU2005251969A priority patent/AU2005251969B2/en
Priority to PL05763703T priority patent/PL1755804T3/pl
Priority to CA2564640A priority patent/CA2564640C/fr
Priority to NZ550928A priority patent/NZ550928A/en
Priority to EP05763703A priority patent/EP1755804B1/fr
Publication of WO2005120743A1 publication Critical patent/WO2005120743A1/fr
Priority to US11/557,015 priority patent/US7832075B2/en

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D51/00—Making hollow objects
    • B21D51/16—Making hollow objects characterised by the use of the objects
    • B21D51/38—Making inlet or outlet arrangements of cans, tins, baths, bottles, or other vessels; Making can ends; Making closures
    • B21D51/44—Making closures, e.g. caps
    • B21D51/50—Making screw caps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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    • B21D51/44—Making closures, e.g. caps
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    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/4998—Combined manufacture including applying or shaping of fluent material

Definitions

  • the invention relates to the field of closure capsules or overcap capsules, and typically metal capsules based on aluminum or tin.
  • the invention relates more particularly to a method of manufacturing these capsules.
  • Metal corking caps typically made of aluminum, are typically manufactured as follows:
  • a stamping press forms blanks of capsules made from varnished strip metal on its two faces, with a typical thickness ranging from 0.21 to 0.25 mm,
  • these blanks are degreased in an oven at a high temperature, typically from 180 ° to 210 ° C., for a time ranging from 3 to 5 minutes, in order to eliminate the drawing lubricant,
  • these lacquered blanks are printed on the skirt, typically in offset, with a final drying of the inks in an oven, an overprint varnish is finally applied to the printing in order to protect it, said varnish being dried during a transition to oven
  • the blank thus obtained is provided with a seal and / or a threaded internal plastic insert.
  • PROBLEMS POSED Regarding metal caps, whether capping or overcapping, there is a permanent demand both to reduce production costs, under penalty of seeing these capsules replaced by other capsules more economical under the same conditions. 'another technology and another material, and to improve the sets and their wear of use. The invention aims to solve both problems simultaneously.
  • the method of manufacturing metal capsules comprises: a) a supply of metal in strips or in format, typically coated on both sides with a layer of stamping varnish, b) a step of stamping, in one or more passes, said metal strip or format, typically using a stamping lubricant, so as to form a stamped blank comprising a head and a skirt, typically axi-symmetric in an axial direction (10), c) a degreasing step of said stamped blank, intended to typically eliminate the residues of stamping lubricant, to form a defatted preform to be lacquered, d) a step of lacquering said blank degreased, said lacquered blank thus obtained being then optionally decorated, e) a possible finishing step, and is characterized in that, during said degreasing step c), said blank blank ie is subjected to a treatment of emission of an energetic radiation chosen in intensity and duration to eliminate or degrade said residues of lubricant, said treatment
  • said treatment is carried out at ambient temperature, which is extremely advantageous both with regard to energy savings and with regard to the disadvantages of softening the metal, and other on the other hand, it is realized in masked time insofar as it can be implemented while being associated with all or part of a decoration step, and this without slowing down the rate of said decorating step, so that said step of degreasing is not in itself a step, so it is a very economical implementation operation.
  • FIG. 1b is an axial sectional view of an electrode used in the method according to the invention.
  • FIGS. 2a and 2b schematically and partially illustrate the degreasing station (53) of the skirt (12) of the blank (1) of FIG.
  • Figure 2a is a section along the axis of rotation (530) of the support (53 ') of the blank (1).
  • Figure 2b is a section in a plane perpendicular to the axis of rotation (530).
  • Figures 3a and 3b schematically and partially illustrate the station (52) for degreasing the head (11) of the blank (1) of Figure la.
  • Figure 3a is a section along the axis of rotation (520) of the support (52 ') of the blank (1).
  • Figure 3b is a top view of the head (11), the electrode (40, 40 ') having been shown in dashed lines.
  • said energy radiation treatment may be a treatment comprising the formation of a plasma or an ionic or electronic efflux.
  • Said treatment may be a treatment typically using a high electric field, typically at least 5 kV, and a high frequency current, typically at least 10 kHz.
  • said treatment can be carried out using two strips or electrodes (40) for transmitting said corona, a lateral electrode (40 "), typically parallel to said skirt (12) , intended to reach and process said skirt (12), and a front electrode (40 '), substantially perpendicular to said lateral electrode (40 ") and parallel to said head (11), for reaching and treating said head (11) ).
  • said electrodes (40, 40 ', 40 ") may comprise an electrically conductive metal core (41) covered with a dielectric ceramic layer (42).
  • this type of electrode (40) is particularly adapted to treat the outer metal surface of the stamped blanks (1), to remove its residues of shaping lubricant, and then to allow the attachment of a lacquer.
  • the Applicant has been able to observe that the treatment according to the invention, both under high voltage and at a high frequency, carried out at ambient temperature and at ambient air, was both economical with the low energy consumed, the installed power being about 500 W, reliable, not very dangerous in its implementation, and not very aggressive for the metal because, with the electrodes used, the emission emitted is regularly distributed over the whole length of the electrode in view of the capsule (1), so that there is no risk of "breakdown" with a point of passage of a localized current that could punctually damage said blank (1).
  • said treatment can be performed by virtue of a potential difference between said electrodes (40, 40 ', 40 ") and said stamped blank (1), typically ranging from 10 at 30 kV, so as to form said high electric field, said electrodes (40, 40 ', 40 ") being brought to a potential of 10-30 kV and said blank (1) being grounded or at a zero potential, said potential difference serving to regulate said intensity of said treatment, said electrodes (40, 40 ', 40 ") being at a distance d from the surfaces of said blank (1) to be treated less than 4 mm.
  • said lateral electrode (40 ") can be arranged parallel to a generatrix of said skirt (12), so that, by rotation of said blank (1), the entire said skirt (12) is subjected to the energy radiation emitted by said lateral electrode (40 "), in a constant manner over the entire height of said skirt (12).
  • Said rotation of said blank (1) can extend over 1 to 2 turns, for a time at most equal to 1 second, said blank rotating on itself, having been placed on an arm or stud (52 ', 53' ) rotating on itself along an axis of rotation (520, 530).
  • said treatment can also be a so-called "cold” plasma treatment, typically carried out at atmospheric pressure.
  • the treatment can be carried out at ambient temperature, typically on the run, and without requiring a particular gaseous atmosphere, so as to limit investment costs and operating costs.
  • Said lubricant may comprise a volatile organic solvent and a lubricating compound capable of rapidly degrading under the action of said treatment.
  • Said compound may be a paraffin oil.
  • said lacquering step may comprise a so-called spraying step in which the entire surface of said degreased blank is spray-covered or lacquered by spraying or spray application, so as to form a lacquered blank (3).
  • Said spraying step may be followed by a first so-called "dust-off" drying, at a temperature below 100 ° C., and typically at a temperature of 80 ° C, for a time typically less than 2 minutes, so that said lacquered blank (3) can then be directly decorated or printed.
  • a time ⁇ t shorter than 15 minutes, typically less than one minute, and possibly less than 10 seconds may have elapsed.
  • said lacquered blank (3) can be printed, typically by screen printing but possibly by offset or flexography, on its skirt (12) and possibly on the head (11), then subjected to a second drying, typically at a temperature of 140 ° C, for a time typically less than four minutes, so as to obtain a printed capsule.
  • a raised pattern can be formed on said head (11) of said blank (1, 2, 3) or said printed capsule, said relief pattern being typically formed in using a punch and die set bearing said pattern.
  • Said strip or format metal may be aluminum, typically of the 8000 series, in a state typically ranging from the 1/4 hard state to a 3/4 hard state, and at a thickness of 0 , 18 mm to 0.30 mm, and preferably from 0.21 mm to 0.25 mm.
  • Said finishing step may include, typically in the case where said capsule is a closure cap, at least one of the following complementary means:
  • said electrode (40, 40 ', 40 ") can be a cylindrical electrode with an outside diameter typically ranging from 15 mm to 20 mm, and length ranging from 100 to 150 mm. with a metal core (41) of length 50 to 90 mm, said electrode (40, 40 ', 40 ") comprising an outer sheath or layer of dielectric ceramic (42) having a thickness of 0.5 to 3 mm.
  • said electrode (40, 40 ', 40 ") can be placed at said distance d from said blank (1), that is to say, either of said head (11), or of a generatrix of said skirt (12), said distance d ranging from 0.2 to 4 mm, and typically from 1 mm to 2 mm
  • d 1.5 mm.
  • Another object of the invention is formed by capping capsules formed by the process according to the invention.
  • Another object of the invention is formed by overcap capsules formed by the process according to the invention.
  • Another object of the invention is constituted by a use of the process according to the invention for forming capping capsules or caps for overcoupling.
  • this device (5) can comprise a mobile support for said blanks, typically a plate (50) rotating about an axis of rotation (50), typically step by step, and provided with a plurality of stations. or stations with levitation means or arms (51 ', 52', 53 ', 54', 55 ') of said blanks (1), said plurality of stations or stations comprising:
  • degreasing station 51, 52 of said blanks (1), said blanks (1) being rotated on themselves facing fixed degreasing electrodes (40, 40 ', 40 ") at a distance d predetermined, said electrodes (40, 40 ', 40 ") being supplied with a current of predetermined frequency and voltage capable of generating a destructive emanation of the residues or residues of lubricant, said blanks (1) being grounded, so as to obtain stamped and degreased blanks (2), an ejection or unloading station (56) of said degreased blanks (2).
  • Said degreasing station may comprise two treatment stations, a first station (51) for treating said head (11) of said preform (1) to be degreased (1) and a second station (52) for treating said skirt (12). ) with typically a separate treatment of said head (11) and said skirt (12) of said blank (1) to degrease (1).
  • Said plurality of stations or stations further comprises, after said degreasing station or said degreasing stations, a lacquering station (54) and a drying station (55).
  • the continuous processing device (5) according to FIGS. 1a and 1b has been developed. Upstream, this device was fed, at the station (51), blanks (1) such as outputs of the stamping press. These stamped blanks (1) were formed from aluminum strip varnished on both sides, the stamping having been made with a lubricant forming a solution of a mineral oil in an alcoholic medium.
  • the degreasing treatment was carried out either with STT (type SG2) fixed frequency (40 kHz) and variable power from 0 to 715 W, or with a Softal (type 3003) device with a variable frequency between 16 kHz and 40 kHz, and 4 power positions (366 W, 426 W, 493 W and 500).
  • STT type SG2
  • Softal type 3003
  • the STT device was used at 50% of its power, ie 350W, while the Softal device was used with a power of 500 W.
  • An electrode (40, 40 ', 40 ") with a useful length of 70 mm was used, as illustrated in FIG.
  • the degreasing device (4) comprises, as illustrated in FIG. 1a, a high-voltage, high-frequency current generator (44), a fixed support (45) for the electrodes (40), and the electrodes (40 ', 40). ”) arranged so that at each fraction of a turn or not the turntable (50), a blank (1) is positioned at the distance d of the electrodes.
  • the degreasing treatment time was 0.55 seconds, the blank (1) making from 1 to 2 turns on itself.
  • the distance d was set at 1.5 mm.
  • a plasma is formed on the surface of the blank (1) to be treated, and this at room temperature and ambient air. Such a plasma can be observed visually laterally by the presence of a light emission forming a homogeneous blue layer covering the treated metal surface.
  • the blanks (1) are placed on studs (51 ', 52', 53 ', 54', 55 ', 56') rotating on themselves at certain stations (52, 53, 54, 55) about axis rotation (520, 530, 540, 550). Taking into account the experimental parameters, it was calculated that the electrical energy received by the blanks (1) amounted to 7.8 J / cm 2 with the STT device and 4 J / cm 2 with the Softal device.
  • the blanks Downstream of this device (5), the blanks have also been subjected to different types of finishing: formation of a relief, typically on the head (11), but possibly on the skirt (12) of the blank (2, 3) or the final capsule, or formation of means for facilitating a first opening, means comprising at least one weakening line.
  • This device (6) has been used to manufacture caps and caps closure caps closure caps having a seal or a threaded insert.
  • the invention has great advantages. Indeed, firstly, the method according to the invention avoids expensive treatments in investment and operating costs, particularly with regard to the energy consumed.
  • this method avoids any adoûciss ⁇ me fù ⁇ metaf constituting the initial metal blank and any loss of its mechanical characteristics. In view of this, it has thus been possible to reduce the thickness of the metal blank by 5 to 10%.
  • the invention makes it possible to avoid bulky equipment, so that the treatment according to the invention corresponds to both an investment cost, and to a minimal occupied volume, which makes it possible to have a very large production workshop. compact, besides said processing can be performed in masked time and continuously, so that it does not introduce specific production costs, the cost of energy consumed being negligible.
  • Electrode holder 40, 40 ', 40 "45 Processing device 5 Turning tray stepping 50 Axis of rotation 500 Station or loading station of 1 51 Plot support of 1 51' Station or processing station of 11 52 Plot support of 1 52 'Rotating axis 520 Substation or processing station 12 53 Plot bearing 1 53' Rotating axis 530 Substation or lacquering station 2 54 Plot bearing 2 54 'Rotating axis 540 Substation or drying station 55 Plot support 2 55 'Rotation axis 550 Station or ejection station 3 56 Plot support 3 56' Ground 57 Plasma 58
  • Lacquering device 6 Spray nozzle 60 Feed pipe 61

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Manufacturing Of Micro-Capsules (AREA)

Abstract

Le procédé comprend a) un approvisionnement de métal en bande ou en format, b) une étape d'emboutissage dudit métal à l'aide d'un lubrifiant d'emboutissage, de manière à former une ébauche emboutie (1), c) une étape de dégraissage de ladite ébauche emboutie (1), destinée à éliminer typiquement les restes de lubrifiant d'emboutissage, pour former une ébauche dégraissée (2) apte à être laquée, d) une étape de laquage de ladite ébauche dégraissée (2), ladite ébauche laquée (3) ainsi obtenue étant ensuite éventuellement décorée, e) une étape éventuelle de finition, et est caractérisé en ce que, durant ladite étape c) de dégraissage, ladite ébauche emboutie (1) est soumise à un traitement par émission d'un rayonnement énergétique choisi en intensité et en durée pour éliminer ou dégrader lesdits restes de lubrifiant, ledit traitement étant réalisé en totalité avec une température de métal inférieure à 150° C, et pendant un temps typiquement inférieur à 1 s, de manière à obtenir, après ledit traitement, une tension de surface au moins égale à 34 dynes/cm. Avantages : le dégraissage à basse température conserve les caractéristiques mécaniques du métal de l'ébauche emboutie (1).

Description

PROCEDE DE FABRICATION DE CAPSULES DECOREES A RESISTANCE MECANIQUE AMELIOREE
DOMAINE DE L'INVENTION
L'invention concerne le domaine des capsules de bouchage ou des capsules de surbouchage, et typiquement des capsules métalliques à base d'aluminium ou d'étain. L'invention concerne plus particulièrement un procédé de fabrication de ces capsules.
ETAT DE LA TECHNIQUE
Les capsules de bouchage métalliques, typiquement en aluminium, sont fabriquées typiquement de la manière suivante :
- une presse d'emboutissage forme des ébauches de capsules à partir de métal en bande vernis sur ses deux faces, d'épaisseur typique allant de 0,21 à 0,25 mm,
- ces ébauches sont dégraissées en étuve à haute température, typiquement de 180° à 210°C, pendant un temps allant de 3 à 5 minutes, afin d'éliminer le lubrifiant d'emboutissage,
- ces ébauches sont ensuite laquées sur toute leur surface extérieure et sont passées en étuve afin de cuire la laque,
- ces ébauches laquées sont imprimées sur la jupe, typiquement en offset, avec un séchage final des encres en étuve, - un vernis de surimpression est enfin appliqué sur l'impression afin de la protéger, ledit vernis étant séché lors d'un passage en étuve,
- l'ébauche ainsi obtenue est dotée d'un joint et/ou d'un insert plastique intérieur fileté.
PROBLEMES POSES En ce qui concerne les capsules métalliques, qu'elles soient de bouchage ou de surbouchage, il y a une demande permanente à la fois pour réduire les coûts de production, sous peine de voir ces capsules remplacées par d'autres capsules plus économiques relevant d'une autre technologie et d'un autre matériau, et pour améliorer les décors et leur tenue d'usage. L'invention vise à résoudre simultanément ces deux problèmes.
DESCRIPTION DE L'INVENTION
Selon l'invention, le procédé de fabrication de capsules métalliques, typiquement en aluminium, comprend : a) un approvisionnement de métal en bande ou en format, typiquement revêtu sur ses deux faces d'une couche de vernis d'emboutissage, b) une étape d'emboutissage, en une ou plusieurs passes, dudit métal en bande ou en format, typiquement à l'aide d'un lubrifiant d'emboutissage, de manière à former une ébauche emboutie comprenant une tête et une jupe, typiquement axi-symétrique selon une direction axiale (10), c) une étape de dégraissage de ladite ébauche emboutie, destinée à éliminer typiquement les restes de lubrifiant d'emboutissage, pour former une ébauche dégraissée apte à être laquée, d) une étape de laquage de ladite ébauche dégraissée, ladite ébauche laquée ainsi obtenue étant ensuite éventuellement décorée, e) une étape éventuelle de finition, et est caractérisé en ce que, durant ladite étape c) de dégraissage, ladite ébauche emboutie est soumise à un traitement par émission d'un rayonnement énergétique choisi en intensité et en durée pour éliminer ou dégrader lesdits restes de lubrifiant, ledit traitement étant réalisé en totalité avec une température de métal inférieure à 150° C, et pendant un temps typiquement inférieur à 1 s, de manière à obtenir, après ledit traitement, une tension de surface au moins égale à 33 dynes/cm, et typiquement au moins égale à 34 dynes/cm. Généralement, d'une part, ledit traitement est réalisé à la température ambiante, ce qui est extrêmement avantageux tant en ce qui concerne les économies d'énergie qu'en ce qui concerne les inconvénients d'un adoucissement du métal, et d'autre part, il est réalisé en temps masqué dans la mesure où il peut être mis en œuvre en étant associé à tout ou partie d'une étape de décoration, et cela sans ralentir la cadence de ladite étape de décoration, de sorte que ladite étape de dégraissage ne constitue pas en elle-même une étape, de sorte qu'il s'agit d'une opération de mise en œuvre très économique.
DESCRIPTION DES FIGURES
La figure la est une vue en perspective représentant schématiquement un dispositif pour la mise en œuvre du procédé selon l'invention. - - La figure lb est une vue en coupe axiale d'une électrode utilisée dans le procédé selon l'invention.
Les figures 2a et 2b illustrent de manière schématique et partielle le poste (53) de dégraissage de la jupe (12) de l'ébauche (1) de la figure la. La figure 2a est une coupe selon l'axe de rotation (530) du support (53') de l'ébauche (1). La figure 2b est une coupe dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation (530).
Les figures 3a et 3b illustrent de manière schématique et partielle le poste (52) de dégraissage de la tête (11) de l'ébauche (1) de la figure la. La figure 3a est une coupe selon l'axe de rotation (520) du support (52') de l'ébauche (1).
La figure 3b est une vue de dessus de la tête (11), l'électrode (40, 40') ayant été représentée en pointillés .
Sur les figures 2a à 3b, les flèches entre les électrodes (40, 40', 40") et l'ébauche (1) représentent le plasma (58) formé, la distance d entre les électrodes et l'ébauche ayant été exagérée de manière à pouvoir représenter le plasma (58). DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
Selon l'invention, ledit traitement par rayonnement énergétique peut être un traitement comprenant la formation d'un plasma ou d'un effluve ionique ou électronique.
Ledit traitement peut être un traitement utilisant typiquement un champ électrique élevé, typiquement au moins égal à 5 kV, et un courant à haute fréquence, typiquement au moins égal à 10 kHz. De préférence, et comme illustré sur la figure la, ledit traitement peut être effectué à l'aide de deux barrettes ou électrodes (40) d'émission dudit effluve, une électrode latérale (40"), typiquement parallèle à ladite jupe (12), destinée à atteindre et traiter ladite jupe (12), et une électrode frontale (40'), sensiblement perpendiculaire à ladite électrode latérale (40") et parallèle à ladite tête (11), destinée à atteindre et à traiter ladite tête (11). Comme illustré sur la figure lb, lesdites électrodes (40, 40', 40") peuvent comprendre une âme métallique (41) conductrice électrique recouverte d'une couche de céramique diélectrique (42).
Il a été trouvé que ce type d'électrode (40) était particulièrement adapté pour traiter la surface métallique extérieure des ébauches embouties (1), pour la débarrasser de ses résidus de lubrifiant de mise en forme, et pour permettre ensuite l'accrochage d'une laque.
La demanderesse a pu observer que le traitement selon l'invention, à la fois sous une haute tension et à une fréquence élevée, réalisé à la température ambiante et à l'air ambiant, était à la fois, économique par la faible énergie consommée, la puissance installée étant d'environ 500 W, fiable, peu dangereux dans sa mise en œuvre, et peu agressif pour le métal parce que, avec les électrodes utilisés, l'effluve émis est régulièrement réparti sur toute la longueur de l'électrode en regard de la capsule (1), de sorte qu'il n'y a pas de risque de "claquage" avec un point de passage d'un courant localisé qui pourrait endommager ponctuellement ladite ébauche (1). Typiquement, ledit traitement peut être effectué grâce à une différence de potentiel entre lesdites électrodes (40, 40', 40") et ladite ébauche emboutie (1), allant typiquement de 10 à 30 kV, de manière à former ledit champ électrique élevé, lesdites électrodes (40, 40', 40") étant portées à un potentiel de 10-30 kV et ladite ébauche (1) étant à la terre ou à un potentiel nul, ladite différence de potentiel servant à réguler ladite intensité dudit traitement, lesdites électrodes (40, 40', 40") étant à une distance d des surfaces de ladite ébauche (1) à traiter inférieure à 4 mm.
Comme illustré sur la figure la et sur la figure 2a, ladite électrode latérale (40") peut être disposée parallèlement à une génératrice de ladite jupe (12), de manière à ce que, par rotation de ladite ébauche (1), la totalité de ladite jupe (12) soit soumise au rayonnement énergétique émis par ladite électrode latérale (40"), d'une manière constante sur toute la hauteur de ladite jupe (12).
Ladite rotation de ladite ébauche (1) peut s'étendre sur 1 à 2 tours, pendant un temps au plus égal à 1 seconde, ladite ébauche tournant sur elle-même, ayant été placée sur un bras ou plot (52', 53') tournant sur lui-même selon un axe de rotation (520, 530).
Selon l'invention, ledit traitement peut aussi être un traitement par plasma dit "froid", réalisé typiquement à la pression atmosphérique.
Il est avantageux en effet, que le traitement puisse être effectué à la température ambiante, typiquement au défilé, et sans nécessiter d'atmosphère gazeuse particulière, de manière à limiter les coûts d'investissement et les coûts de fonctionnement.
Ledit lubrifiant peut comprendre un solvant organique volatil et un composé de lubrification apte à se dégrader rapidement sous l'action dudit traitement. Ledit composé peut être une huile de paraffine.
Comme illustré sur la figure la, ladite étape de laquage peut comprendre une étape dite de pistolage dans laquelle on recouvre typiquement la totalité d'une surface extérieure de ladite ébauche dégraissée, d'une laque par pulvérisation ou application au pistolet, de manière à former une ébauche laquée (3). Ladite étape de pistolage peut être suivie d'un premier séchage dit de "mise hors poussière", à une température inférieure à 100°C, et typiquement à une température de 80°C, pendant un temps typiquement inférieur à 2 minutes, de manière à ce que ladite ébauche laquée (3) puisse être ensuite directement décorée ou imprimée. Entre ladite étape de dégraissage et ladite étape de pistolage, il peut s'être écoulé un temps Δt inférieur à 15 minutes, typiquement inférieur à une minute, et éventuellement inférieur à 10 secondes.
Selon l'invention, ladite ébauche laquée (3) peut être imprimée, typiquement par sérigraphie mais éventuellement par offset ou par flexographie, sur sa jupe (12) et éventuellement sur tête (11), puis soumise à un second séchage, typiquement à une température de 140°C, pendant un temps typiquement inférieur à quatre minutes, de manière à obtenir une capsule imprimée.
Avantageusement, pour augmenter la richesse du décor de la capsule finale, un motif en relief peut être formé sur ladite tête (11) de ladite ébauche (1, 2 , 3) ou de ladite capsule imprimée, ledit motif en relief étant typiquement formé à l'aide d'un jeu de poinçon et de matrice portant ledit motif.
Ledit métal en bande ou en format peut être de l'aluminium, typiquement de la série 8000, à un état allant typiquement de l'état 1/4 dur jusqu'à un état 3/4 dur, et à une épaisseur allant de 0,18 mm à 0,30 mm, et de préférence de 0,21 mm à 0,25 mm.
Ladite étape de finition peut comprendre notamment, typiquement dans le cas où ladite capsule est une capsule de bouchage, au moins un des moyens complémentaires qui suivent :
- l'incorporation d'un joint d'étanchéité, - l'incorporation d'un insert de vissage,
- la formation de moyens pour faciliter une première ouverture, comprenant typiquement au moins une ligne d'affaiblissement.
Comme illustré sur les figures lb, 2a à 3b, ladite électrode (40, 40', 40") peut être une électrode cylindrique d'un diamètre extérieur allant typiquement de 15 mm à 20 mm, et de longueur allant de 100 à 150 mm, avec une âme métallique (41) de longueur allant de 50 à 90 mm, ladite électrode (40, 40', 40") comprenant une gaine ou couche externe de céramique diélectrique (42) d'une épaisseur allant de 0,5 à 3 mm.
Selon l'invention, ladite électrode (40, 40', 40") peut être placée à ladite distance d de ladite ébauche (1), c'est-à-dire, soit de ladite tête (11), soit d'une génératrice de ladite jupe (12), ladite distance d allant de 0,2 à 4 mm, et typiquement de 1 mm à 2 mm. Les essais ont été généralement réalisés avec d = 1,5 mm.
Un autre objet de l'invention est formé par des capsules de bouchage formées par le procédé selon l'invention.
Un autre objet de l'invention est formé par des capsules de surbouchage formées par le procédé selon l'invention.
Un autre objet de l'invention est constitué par une utilisation du procédé selon l'invention pour former des capsules de bouchage ou des capsules de surbouchage.
Un autre objet de l'invention est formé par un dispositif (5) pour mettre en œuvre, en continu, le procédé de dégraissage d'ébauches (1) selon l'invention. Comme illustré sur la figure la, ce dispositif (5) peut comprendre un support mobile pour lesdites ébauches, typiquement un plateau (50) tournant selon un axe de rotation (50), typiquement pas à pas, et doté d'une pluralité de postes ou stations avec des moyens ou bras de sustentation (51', 52', 53', 54', 55') desdites ébauches (1), ladite pluralité de postes ou stations comprenant :
- une station de chargement (51) en aval d'un dispositif d'alimentation (8) en ébauches (1) à dégraisser,
- une station de dégraissage (51, 52) desdites ébauches (1), lesdites ébauches (1) étant mises en rotation sur elles-mêmes en regard d'électrodes de dégraissage fixes (40, 40', 40") à une distance d prédéterminée, lesdites électrodes (40, 40', 40") étant alimentées en un courant de fréquence et tension prédéterminées apte à générer un effluve destructeur des restes ou résidus de lubrifiant, lesdites ébauches (1) étant mises à la terre, de manière à obtenir des ébauches embouties et dégraissées (2), - une station d'éjection ou de déchargement (56) desdites ébauches dégraissées (2).
Ladite station de dégraissage peut comprendre deux stations de traitement, une première station (51) de traitement de ladite tête (11) de ladite ébauche (1) à dégraisser (1) et une seconde station (52) de traitement de ladite jupe (12) avec typiquement un traitement séparé de ladite tête (11) et de ladite jupe (12) de ladite ébauche (1) à dégraisser (1). Ladite pluralité de postes ou stations comprend en outre, après ladite station de dégraissage ou lesdites stations de dégraissage, une station de laquage (54) et une station de séchage (55).
EXMPLE DE REALISATION
On a mis au point le dispositif (5) de traitement en continu selon les figures la et lb. En amont, ce dispositif a été alimenté, au poste (51), en ébauches (1) telles que sorties de la presse à emboutir. Ces ébauches embouties (1) ont été formées à partir de bande d'aluminium verni sur ses deux faces, l'emboutissage ayant été réalisé avec un lubrifiant formant une solution d'une huile minérale en milieu alcoolique.
Le traitement de dégraissage a été réalisé soit avec un appareil de marque STT (type SG2) à fréquence fixe (40 kHz) et à puissance variable de 0 à 715 W, soit avec un appareil de marque Softal (type 3003) à fréquence variable entre 16 kHz et 40 kHz, et à 4 positions de puissance (366 W, 426 W, 493 W et 500 ). L'appareil STT a été utilisé à 50% de sa puissance soit 350W, alors que l'appareil Softal a été utilisé avec une puissance de 500 W.
On a utilisé une électrode (40, 40', 40") de 70 mm de longueur utile, comme illustré sur la figure lb.
Le dispositif de dégraissage (4) comprend, comme illustré sur la figure la, un générateur de courant haute tension et haute fréquence (44), un support fixe (45) pour les électrodes (40), et les électrodes (40',40") disposées de manière à ce que, à chaque fraction de tour ou pas du plateau tournant (50), une ébauche (1) soit positionné à la distance d des électrodes.
Typiquement, la durée de traitement de dégraissage a été de 0,55 seconde, l'ébauche (1) faisant de 1 à 2 tours sur elle-même. Dans ces essais, la distance d a été fixée à 1,5 mm.
Comme illustré sur les figures 2a à 3b, un plasma (58) est formé à la surface de l'ébauche (1) à traiter, et cela à la température ambiante et à l'air ambiant. Un tel plasma peut s'observer visuellement latéralement par la présence d'une émission lumineuse formant une couche bleue homogène recouvrant la surface métallique traitée. Les ébauches (1) sont placées sur des plots (51', 52', 53', 54', 55', 56') tournants sur eux- mêmes à certaines stations (52, 53, 54, 55) autour d'axe de rotation (520, 530, 540, 550). Compte tenu des paramètres expérimentaux, il a été calculé que l'énergie électrique reçue par les ébauches (1) s'élevait à 7,8 J/cm2 avec le dispositif STT et à 4 J/cm^avec IêT dispositif Softal.
En aval de ce dispositif (5), les ébauches dégraissées et laquées (3) éjectées du poste
(55), ont été dirigées vers une machine à imprimer par sérigraphie, de manière à obtenir des capsules imprimées.
En aval de ce dispositif (5), on a également soumis les ébauches à différents types de parachèvement : formation d'un relief, typiquement sur la tête (11), mais éventuellement sur la jupe (12) de l'ébauche (2, 3) ou de la capsule finale, ou encore formation de moyens destinés à faciliter une première ouverture, moyens comprenant au moins une ligne d'affaiblissement.
Ce dispositif (6) a servi à fabriquer des capsules de surbouchage et des capsules de bouchage, les capsules de bouchage étant dotées d'un joint ou d'un insert fileté.
Résultats des essais :
Sur les ébauches dégraissées (2), on a mesuré la tension de surface et observé qu'elle allait de 34 dynes/cm à 36 dynes/cm, les ébauches (1) de départ ayant une tension de surface allant de 30 à 32 dynes/cm. Sur les ébauches laquées (3), on a fait des tests d'abrasion et des tests d'arrachage de laques au ruban adhésif.
Tous ces tests ont montré l'excellente adhérence de la laque sur le métal dégraissé selon l'invention.
AVANTAGES DE L'INVENTION
L'invention présente de grands avantages. En effet, d'une part, le procédé selon l'invention permet d'éviter des traitements coûteux en investissement et en coûts de fonctionnement, notamment en ce qui concerne l'énergie consommée.
D'autre part, ce procédé évite tout adoûcissëmeή fù~ mëtaf constituant l'ébauche métallique de départ et toute perte de ses caractéristiques mécaniques. Compte tenu de cela, il a ainsi été possible de réduire de 5 à 10 % l'épaisseur de l'ébauche métallique.
Enfin, l'invention permet d'éviter des équipements volumineux, de sorte que le traitement selon l'invention correspond à la fois un coût d'investissement, et à un volume occupé minimes, ce qui permet d'avoir un atelier de production très compact, sans compter que ledit traitement peut être réalisé en temps masqué et en continu, de sorte qu'il n'introduit pas de coûts de production spécifiques, le coût de l'énergie consommée étant négligeable.
LISTE DES REPERES
Ebauche emboutie à dégraisser 1 Direction axiale 10 Tête 11 Jupe 12 Ebauche emboutie dégraissée 2
Ebauche dégraissée et laquée 3 Dispositif de traitement de dégraissage 4
Barrette ou électrode d'émission 40
Electrode frontale - barrette parallèle à 11 40'
Electrode latérale - barrette parallèle à 12 40" Ame métallique 41
Gaine en céramique diélectrique 42
Câble conducteur d'alimentation 43
Générateur Haute Tension & Haute Fréquence 44
Support des électrodes 40, 40', 40" 45 Dispositif de traitement 5 Plateau tournant marchant pas à pas 50 Axe de rotation 500 Poste ou station de chargement de 1 51 Plot support de 1 51' Poste ou station de traitement de 11 52 Plot support de 1 52' Axe de rotation 520 Poste ou station de traitement de 12 53 Plot support de 1 53' Axe de rotation 530 Poste ou station de laquage de 2 54 Plot support de 2 54' Axe de rotation 540 Poste ou station de séchage 55 Plot support de 2 55' Axe de rotation 550 Poste ou station d'éjection de 3 56 Plot support de 3 56' Mise à la terre 57 Plasma 58
Dispositif de laquage 6 Buse de pulvérisation 60 Conduit d'alimentation 61
Dispositif de séchage 7
Dispositif d'alimentation en ébauches (1) 8
Dispositif de transfert (vers ligne d'impression) 9

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de fabrication de capsules métalliques, typiquement en aluminium, comprenant : a) un approvisionnement de métal en bande ou en format, typiquement revêtu sur ses deux faces d'une couche de vernis d'emboutissage, b) une étape d'emboutissage, en une ou plusieurs passes, dudit métal en bande ou en format, typiquement à l'aide d'un lubrifiant d'emboutissage, de manière à former une ébauche emboutie (1) comprenant une tête (11) et une jupe (12) typiquement axi- symétrique selon une direction axiale (10), c) une étape de dégraissage de ladite ébauche emboutie (1), destinée à éliminer typiquement les restes de lubrifiant d'emboutissage, pour former une ébauche dégraissée
(2) apte à être laquée, d) une étape de laquage de ladite ébauche dégraissée (2), ladite ébauche laquée (3) ainsi obtenue étant ensuite éventuellement décorée, e) une étape éventuelle de finition, caractérisé en ce que, durant ladite étape c) de dégraissage, ladite ébauche emboutie (1) est soumise à un traitement par émission d'un rayonnement énergétique choisi en intensité et en durée pour éliminer ou dégrader lesdits restes de lubrifiant, ledit traitement étant réalisé en totalité avec une température de métal inférieure à 150° C, et pendant un temps typiquement inférieur à 1 s, de manière à obtenir, après ledit traitement, une tension de surface au moins égale à 33 dynes/cm, et typiquement au moins égale à 34 dynes/cm.
2. Procédé selon la revendication 1 dans lequel ledit traitement par rayonnement énergétique est un traitement comprenant la formation d'un plasma ou d'un effluve ionique ou électronique.
3. Procédé selon la revendication 2 dans lequel ledit traitement est un traitement utilisant typiquement un champ électrique élevé, typiquement au moins égal à 5 kV, et un courant à haute fréquence, typiquement au moins égal à 10 kHz.
4. Procédé selon la revendication 3 dans lequel ledit traitement est effectué à l'aide de deux barrettes ou électrodes (40) d'émission dudit effluve, une électrode latérale (40"), typiquement parallèle à ladite jupe (12), destinée à atteindre et traiter ladite jupe (12), et une électrode frontale (40'), sensiblement perpendiculaire à ladite électrode latérale (40") et parallèle à ladite tête (11), destinée à atteindre et à traiter ladite tête (11).
5. Procédé selon la revendication 4 dans lequel lesdites électrodes (40, 40', 40") comprennent une âme métallique (41) conductrice électrique recouverte d'une couche de céramique diélectrique (42).
6. Procédé selon une quelconque des revendications 4 à 5 dans lequel ledit traitement est effectué grâce à une différence de potentiel entre lesdites électrodes (4O~40r, 40") ëf ladite ébauche emboutie (1), allant typiquement de 10 à 30 kV, de manière à former ledit champ électrique élevé, lesdites électrodes (40, 40', 40") étant portées à un potentiel de 10-30 kV et ladite ébauche (1) étant à la terre ou à un potentiel nul, ladite différence de potentiel servant à réguler ladite intensité dudit traitement, lesdites électrodes (40, 40', 40") étant à une distance des surfaces de ladite ébauche (1) à traiter inférieure à 4 mm.
7. Procédé selon la revendication 6 dans lequel ladite électrode latérale (40") est disposée parallèlement à une génératrice de ladite jupe (12), de manière à ce que par rotation de ladite ébauche (1), la totalité de ladite jupe (12) soit soumise au rayonnement énergétique émis par ladite électrode latérale (40"), d'une manière constante sur toute la hauteur de ladite j upe ( 12) .
8. Procédé selon la revendication 7 dans lequel ladite rotation de ladite ébauche (1) s'étend sur 1 à 2 tours, pendant un temps au plus égal à 1 seconde.
9. Procédé selon la revendication 1 dans lequel ledit traitement est un traitement par plasma dit "froid", réalisé typiquement à la pression atmosphérique.
10. Procédé selon une quelconque des revendications 1 à 8 dans lequel ledit lubrifiant comprend un solvant organique volatil et un composé de lubrification apte à se dégrader rapidement sous l'action dudit traitement.
11. Procédé selon la revendication 10 dans lequel ledit composé est une huile de paraffine.
12. Procédé selon une quelconque des revendications 1 à 11 dans lequel ladite étape de laquage comprend une étape dite de pistolage dans laquelle on recouvre typiquement la totalité d'une surface extérieure de ladite ébauche dégraissée, d'une laque par pulvérisation ou application au pistolet, de manière à former une ébauche laquée (3).
13. Procédé selon la revendication 12 dans lequel ladite étape de pistolage est suivie d'un premier séchage dit de "mise hors poussière", à une température inférieure à 100°C, et typiquement à une température de 80°C, pendant un temps typiquement inférieur à 2 minutes, de manière à ce que ladite ébauche laquée (3) puisse être ensuite directement décorée ou imprimée.
14. Procédé selon une quelconque des revendications 12 à 13 dans lequel entre ladite étape de dégraissage et ladite étape de pistolage s'est écoulé un temps Δt inférieur à 15 minutes, typiquement inférieur à une minute, et éventuellement inférieur à 10 secondes.
15. Procédé selon une quelconque des revendications 1 à 14 dans lequel ladite ébauche laquée (3) est imprimée, typiquement par sérigraphie, sur sa jupe (12) et éventuellement sur tête (11), puis soumise à un second séchage, typiquement à une température de 140°C, pendant un temps typiquement inférieur à quatre minutes, de manière à obtenir une capsule imprimée.
16. Procédé selon une quelconque des revendications 1 à 15 dans lequel un motif en relief est formé sur ladite tête (11) de ladite ébauche (1, 2, 3) ou de ladite capsule imprimée, ledit motif en relief étant typiquement formé à l'aide d'un jeu de poinçon et de matrice portant ledit motif.
17. Procédé selon une quelconque des revendications 1 à 16 dans lequel ledit métal en bande ou en format est de l'aluminium, typiquement de la série 8000, à un état allant typiquement de l'état 1/4 dur jusqu'à un état 3/4 dur, et à une épaisseur allant de 0,18 mm à 0,30 mm, et de préférence de 0,21 mm à 0,25 mm.
18. Procédé selon une quelconque des revendications 1 à 17 dans lequel ladite étape de finition comprend notamment, typiquement dans le cas où ladite capsule est une capsule de bouchage, au moins un des moyens complémentaires qui suivent :
- l'incorporation d'un joint d'étanchéité,
- l'incorporation d'un insert de vissage, "~" ~
- la formation de moyens pour faciliter une première ouverture, comprenant typiquement au moins une ligne d'affaiblissement.
19. Procédé selon une quelconque des revendications 4 à 18 dans lequel ladite électrode (40, 40', 40") est une électrode cylindrique d'un diamètre extérieur allant typiquement de 15 mm à 20 mm, et de longueur allant de 100 à 150 mm, avec une âme métallique (41) de longueur allant de 50 à 90 mm, ladite électrode (40, 40', 40") comprenant une gaine ou couche externe de céramique diélectrique (42) d'une épaisseur allant de 0,5 à 3 mm.
20. Procédé selon une quelconque des revendications 1 à 19 dans lequel ladite électrode (40, 40', 40") est placée à une distance d de ladite ébauche (1), c'est-à-dire, soit de ladite tête (11), soit d'une génératrice de ladite jupe (12), ladite distance d allant de 0,2 à 4 mm, et typiquement de 1 mm à 2 mm.
21. Utilisation du procédé selon une quelconque des revendications 1 à 20 pour former des capsules de bouchage ou des capsules de surbouchage.
22. Dispositif (5) pour mettre en œuvre, en continu, le procédé de dégraissage d'ébauches (1) selon une quelconque des revendications 1 à 20 comprenant un support mobile pour lesdites ébauches, typiquement un plateau (50) tournant selon un axe de rotation (50), typiquement pas à pas, et doté d'une pluralité de postes ou stations avec des moyens ou bras de sustentation (51', 52', 53', 54', 55') desdites ébauches (1), ladite pluralité comprenant :
- une station de chargement (51) en aval d'un dispositif d'alimentation (8) en ébauches (1) à dégraisser,
- une station de dégraissage (51, 52) desdites ébauches (1), lesdites ébauches (1) étant mises en rotation sur elles-mêmes en regard d'électrodes de dégraissage fixes (40, 40',
40") à une distance d prédéterminée, lesdites électrodes (40, 40', 40") étant alimentées en un courant de fréquence et tension prédéterminées apte à générer un effluve destructeur des restes ou résidus de lubrifiant, lesdites ébauches (1) étant mises a la terre, de manière à obtenir des ébauches embouties et dégraissées (2), - une station d'éjection ou de déchargement (56) desdites ébauches dégraissées (2).
23 Dispositif selon la revendication 22dans lequel ladite station de dégraissage comprend deux stations de traitement, une première station (51) de traitement de ladite tête (11) de ladite ébauche (1) à dégraisser (1) et une seconde station (52) de traitement ladite jupe (12) avec typiquement' un traitement séparé de ladite tête (11) et de ladite jupe (12) de ladite ébauche (1) à dégraisser (1).
24 Dispositif selon une quelconque des revendications 22 à 23 dans lequel ladite pluralité comprend en outre, après ladite station de dégraissage ou lesdites stations de dégraissage, une station de laquage (54) et une station de séchage (55).
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