Brevet FR2106360A1 — publié le 19720505

lia présente invention concerne un procédé et un appareil pour produire un récipient en natière thermoplastique revêtu intérieurement par moulage par injection-soufflage. Pour des applications particulières d'emballage, on 5 peut utiliser des récipients en matière thermoplastique relativement bon marché comportant un revêtement intérieur d'une matière thermoplastique plus coûteuse ayant des propriétés spécialement désirées, par exemple des propriétés spéciales d'imperméabilité aux gaz ou aux vapeurs ou une haute résis-10 tance aux produits chimiques. On peut fabriquer de tels récipients composites en formant d'abord un récipient simple d'une manière usuelle quelconque comme par soufflage et en appliquant ensuite un revêtement sur la paroi intérieure du récipient. 15 On peut appliquer le revêtement en revêtant la paroi intérieure du récipient d*une solution ou dispersion de la matière désirée, mais ce procédé est lent et exige d'assez grandes quantités de solvants. Pour éviter ces inconvénients, il serait possible de former un revêtement en gonflant un élé-20 ment de tube extrudé à l'intérieur du récipient. Avant qu'on puisse gonfler l'élément de tube, on doit étrangler son extrémité inférieure pour la fermer. L'introduction dans un récipient d'un élément de tube mou, flasque et poisseux non supporté ayant une extrémité inférieure aplatie et donc élargie par 25 le goulot de ce récipient est très aléatoire et ce procédé est donc inutilisable dans la pratique. Un procédé connu de fabrication de récipients en une seule matière thermoplastique consiste à préparer d'abord une préforme moulée par injection de forme creuse allongée avec une 30 extrémité inférieure fermée et à gonfler ensuite la préforme dans un moule de soufflage. Ce procédé, qui est appelé moulage par injection-soufflage, pourrait être adapté pour former un revêtement intérieur dans un récipient en introduisant la préforme dans un récipient formé au préalable et en gonflant en-35 suite la préforme. La nécessité de former les récipients principaux séparément et de les conserver pour l'application ultérieure d'un revêtement intérieur a pour conséquence que ce procédé et tous les autres procédés examinés ci-dessus ne conviennent pas pour opération rapide et automatisée. Il a été 71 32091 2 2106360 suggéré antérieurement de former une préforaie moulée par injection stratifiée, de façon que le récipient, et son revêtement intérieur puissent être formés ensemble dans une seule opération de soufflage par gonflage de la préforme, la préforme 5 stratifiée est formée en moulant par injection autour d'un noyau d'abord une couche mince de la matière de revêtement et ensuite sur cette couche une couche plus épaisse de la matière du récipient. La couche mince de matière de revêtement doit avoir été durcie suffisamment par refroidissement pour résister 10 sans déformation au moulage par injection de la deuxième couche sur elle.. Pour l'étape ultérieure de soufflage, il faut que la préforme soit réchauffée à la température de moulage. Le refroidissement et le chauffage ultérieur d'au moins une partie de la préforme constituent un gaspillage en ce qui con-15 cerne le bilan thermique. De plus, la nécessité d!éviter une déformation de la première couche de la préforme lors de l'application de la deuxième couche limite le choix des matières pour la deuxième couche à celles ayant une température de, fusion bien plus basse que celles utilisées pour la première 20 couche. Le soufflage de la préforme stratifiée pose de nouveaux problèmes, parce que les deux matières utilisées exigent des températures de traitement différentes, ce qui signifie dans la pratique qu'on doit choisir une température commune moyenne, qui n'est parfaite pour aucune des deux matièrès. 25 La présenteinvention a pour but de fournir un procédé de production d'un récipient revêtu intérieurement par moulage par injection-soufflage qui est efficace, se prête à une mise en oeuvre continue automatisée, permet une production rapide et permet un large choix de matières pour le récipient propre-30 ment dit ou pour son revêtement intérieur sans qu'on ait à s'inquiéter des températures de: traitement différentes nécessaires. Selon l'invention,, un procédé de production d'un récipient en matière thermoplastique revêtu intérieurement par 35 moulage par injection-soufflage comprend les étapes qui consistent à former par moulage par injection une première et une deuxième préformes en matières thermoplastiques séparées, à 71 32091 3 2106360 placer la première préforme dans un moule de soufflage pour récipients, à forner un récipient par gonflage de la première préforme contre la surface de moulage du moule de soufflage, à placer la deuxième préforme à l'intérieur du récipient qui 5 est toujours dans le moule à récipients et à former un revêtement intérieur dans le récipient par gonflage de la deuxième prévorme contre la paroi intérieure du récipient dans le moule de soufflage. Un perfectionnement important du procédé de l'inven-10 tion par rapport à l'un quelconque des procédés connus est que le récipient initial n'arrive pas tout fait d'une source séparée de production, mais qu'au contraire la production de ce récipient fait partie intégrante du nouveau procédé. Parmi les avantages qui peuvent être ainsi obtenus, se trouvent les 15 suivants : 1. la production du récipient et la production de son revêtement intérieur sont réalisées en une seule opération combinée, ce qui réduit le matériel, et ainsi chaque récipient formé est immédiatement pourvu d'un revêtement intérieur. 20 2» le nouveau procédé se prête particulièrement bien à une production continue, automatisée et rapide. 3. Un seul moule de soufflage est nécessaire pour fabriquer un récipient revêtu intérieurement (évidemment, on peut utiliser plusieurs moules de soufflage pour produire 25 simultanément plusieurs récipients revêtus intérieurement). 4» Il n'est pas nécessaire de transférer un récipient d'un moule de soufflage à un autre, et ainsi on évite des opérations inutiles de manutention et des problèmes d'orientation quand on place le récipient formé dans le deuxième moule de 30 soufflage. 5. Le revêtement intérieur peut être appliqué au récipient peu après le moulage de ce dernier quand la surface de sa paroi intérieure est encore poisseuse dans une certaine mesure, de sorte que le revêtement intérieur se colle au 35 récipient. De préférence, les préformes sont formées simultanément, bien qu'elles puissent être formées séparément. 71 32091 4 2106360 L'invention comprend aussi un appareil utilisable pour la nise en oeuvre du procédé, appareil qui comprend un plateau monté de manière à pouvoir tourner, un premier et un deuxième noyaux de moules à injection portés par le plateau 5 et comportant chacun un trou prévu pour être relié par une extrémité à une source de fluide sous pression et se terminant à son autre extrémité à la surface du noyayi un premier et un deuxième éléments de moules à injection prévus pour coopérer avec le premier et le deuxième noyaux respectivement dans une 10 position de moulage par injection des noyaux de façon à définir, des cavités de moules à. injection autour des noyaux, des extru-deuses pour l'injection de matières thermoplastiques fondues dans les cavités des moules d'injection pour y former les préformes, un moule de soufflage pour récipients prévu pour coopé-15 rer successivement avec le premier et le deuxième noyaux dans une position de soufflage des noyaux pour recevoir les préformes portées par les noyaux et effectuer leur moulage par gonflage à l'aide d'un fluide sous pression arrivant aux trous des noyaux et des moyens d'entraînement pour faire tourner le 20 plateau de manière à placer chacun des noyaux dans sa-position de moulage par injection et dans sa position de soufflage. Au dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, la figure unique est un diagramme d'un type d'appareil utilisable pour la fabrication de récipients rigides revêtus 25 intérieurement selon l'invention. Le dessin montre un plateau horizontal 10 qui est monté de façon à pouvoir tourner sur un arbre vertical 11. Le plateau porte quatre noyaux de moules à injection désignés par les références 12, 13» 14 et 15 de forme générale cylin-30 drique s'étendant dans des directions radiales par rapport à l'arbre 11 à des intervalles angulaires réguliers de 90°. Les noyaux 12 et 15 sont des "premiers noyaux" identiques de moules à injection et les noyaux 13 et 14 sont des "seconds noyaux" identiques de moules à injection de diamètre un peu 35 plus petit que les premiers noyaux. La disposition est telle que chaque premier noyau se trouve en face d'un deuxième noyau. Chaque noyau comporte un trou, comme illustré sur le dessin par 71 32091 5 2106360 le trou 20 dans le noyau 13. les extrémités des trous 20 les plus proches de l'arbre 11 sont reliées à un conduit pour l'introduction contrôlée d'air sous pression, les trous 20 se terminent à leur autre extrémité, qui peut être fermée par une 5 valve, à la surface des noyaux. Dans la position du plateau qui est représentée sur le dessin, le noyau 12 est situé dans une position de moulage par injection en face d'un premier élément 18 de moule à injection pour permettre la coopération avec lui et le noyau 14 est situé aussi dans une position de moulage par 10 injection en face d'un deuxième élément 19 de moulage par injection pour permettre la coopération avec lui. les noyaux 13 et 15 sont situés chacun dans une position de soufflage en face d'un moule de soufflage 16 et 17 pour permettre la coopération avec lui. les éléments 18 et 19 de moulage par injection ainsi 15 que les moules de soufflage 16 et 17 sont montés en vue d'un mouvement de va-et-vient dans des directions radiales par rapport à l'arbre 11 de façon à permettre qu'une coopération soit établie avec les noyaux. Les moules de soufflage 16 et 17, qui sont montés de part et d'autre du plateau, sont identiques en 20 construction et en fonctionnement. Des extrudeuses 21 et 22 sont prévues, comportant des buses d'injection pour introduire de la matière thermoplastique fondue dans les cavités de moules des éléments de moules 18 et 19 respectivement. A cet effet, les extrudeuses 21 et 22 sont capables aussi d'un mouvement de 25 va-et-vient les rapprochant et les écartant des éléments de moules 18 et 19. les extrudeuses peuvent être du type à vis sans fin ou d'un autre type approprié quelconque, comme à piston. En service, on peut distinguer les quatre étapes suivantes. 30 Etape 1 l'élément de moule 18 est avancé pour réaliser une fermeture autour du noyau 12 de façon qu'une cavité de moule soit formée entre l'élément de moule et le noyau. Une matière thermoplastique fondue est ensuite injectée par l'extrudeuse 35 21 dans la cavité de moule, de façon à former une première préforme de forme cylindrique, et à fond fermé autour du noyau 12. la préforme peut avoir une section réguliers telle que circu- 71 32091 6 2106360 laire, carrée ou polygonale ou elle peut avoir une circonférence de forme irrégulière. Une fois la préforme suffisamment refroidie pour conserver sa forme quand elle est supportée par le noyau 12 seulement, l'élément de moule 18 est ramené en 5 arrière. Etape 2 Après achèvement de l'étape 1, le plateau 10 est tourné de 90° dans le sens des aiguilles d'une montre, de façon que le noyau 12 avec la première préforme soit placé en face du 10 moule de soufflage 16. Le moule 16 est avancé de façon qu'il soit en contact avec le.noyau 12, après quoi de l'air comprimé est introduit par le trou du noyau pour gonfler la préforme contre la surface de moulage du moule 16 et former ainsi un récipient. 15 Etape 3 Cette étape s'effectue en même temps que l'étape 2, quand le noyau 13 se trouve en face de l'élément de moule 19* Elle consiste à former une préforme sur le noyau 13 d'une manière similaire à celle décrite pour 1^. formation de la pre-20 mière/préforme dans l'étape 1. La présente préforme sur le noyau 13 est la deuxième préforme, servant pour mouler un revêtement intérieur à partir d'elle dans l'étape 4 suivante. Etape 4 Une fois l'étape 3 terminée, le plateau 10 est tourné 25 de 90° dans le sens inverse (sens inverse des aiguilles d'une montre) de façon que la position des noyaux soit de nouveau, telle que représentée sur le dessin. Le moule de soufflage 16, contenant toujours le récipient, est amené en contact de coopération avec le noyau 13 dans lequel la deuxième préforme portée 30, par le noyau 13 est introduite par le col du récipient dans l'espace creux à l'intérieur du récipient. De l'air comprimé est introduit par le trou 20 dans le noyau 13 de manière que la deuxième préforme soit gonflée et forme un revêtement sur la paroi intérieure du récipient. Le moule de soufflage fendu 35 16 est ensuite ouvert pour permettre d'enlever du moule le récipient revêtu intérieurement terminé. 71 32091 7 2106360 Il y a lieu de noter que les noyaux 12 et 13 coopèrent chacun avec les éléments de moules 18 et 19 respectivement , et tous deux avec le moule de soufflage 16. D'une manière similaire, les noyaux 14 et 15 coopèrent chacun avec les élé-5 ments de moules d'injection 19 et 18 respectivement, et tous deux avec le moule de soufflage 17, également en quatre étapes correspondant à celles décrites ci-dessus. Le plateau 10 a seulement deux positions de fonctionnement, à savoir celle représentée sur le dessin et une 10 dans laquelle le plateau 10 a tourné de 90° dans le sens des aiguilles d'une montre. Le tableau 10 est tourné en avant et en arrière entre ces deux positions et n'effectue donc pas de rotations complètes. Les connexions nécessaires des canalisations d'utilités comme pour l'eau de refroidissement, le fluide 15 de chauffage et l'air comprimé sont donc, faciles à réaliser. A chacune des deux positions du plateau 10, les éléments de moules 18 et 19, les moules 16 et 17 et les noyaux 12 à 15 sont tous utilisés, de sorte que quatre étapes sont effectuées simultanément. Le résultat est qu'à chaque position opé-20 ratoire du plateau, un récipient terminé est produit. On peut augmenter cette vitesse de production en utilisant des moules jumelés et des noyaux jumelés. Un arrangement tel que représenté dans lequel les éléments de moules 18 et 19 utilisés en même temps sont montés l'un en face de l'autre avec un axe commun a 25 l'avantage que l'appareil peut être construit de manière que les pressions de moulage produites durant l'injection des matières thermoplastiques dans ces éléments de moulage soient équilibrées. Dans l'exemple représenté, les éléments de moules et les moules de soufflage sont disposés autour du plateau à des 30 intervalles de 90°. D'autres arrangements sont possibles, dans lesquels cet intervalle est par exemple de 45° ou de 30°. Les détails de l'appareil, comme l'équipement pour actionner le plateau, les moules d'injection et les moules de soufflage, n'ont pas été représentés parce qu'ils sont bien connus. 71 32091 s 2106360 HEVEKDICATIONS. 1. Un procédé de production d'un récipient en matière thermoplastique revêtu intérieurement par moulage par injection-soufflage, selon lequel on forme par moulage par injection 5 une première et une deuxième préformes séparées en matières thermoplastiques, on place la première préforme dans un moule de soufflage pour récipients, on forme un récipient par gonflage de la première préforme contre la surface de moulage du moule de soufflage, on place la deuxième préfor-10 me à l'intérieur du récipient qui est toujours dans le moule à récipients et on forme un revêtement intérieur dans le récipient par gonflage de la deuxième préforme contre la paroi intérieure du récipient dans le moule de soufflage. 15 2. Un procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première et la deuxième préformes sont moulées simultanément . I 3. Un appareil utilisable pour produire un récipient en matière thermoplastique revêtu intérieurement selon le pro-20 cédé de la revendication 1, comprenant : un plateau monté de manière à pouvoir tourner, un premier et un deuxième noyaux de moules à injection portés par le plateau et comportant chacun un trou prévu pour être relié par une extrémité à une source de 25 fluide sous pression et se terminant à son autre extrémité à la surface du noyau, un premier et un deuxième.éléments de moules à injection prévus pour coopérer avec le premier et le deuxième noyaux respectivement dans une position de moulage par 30 injection des noyaux de façon à définir des cavités de moules à injection autour des noyaux, des extrudeuses pour l'injection de matières thermoplastiques fondues dans les cavités des moules à injection pour y former les préformes, 35 un moule de soufflage pour récipients prévu pour 71 32091 9 2106360 coopérer successivement avec le preniez' et le deuxième noyaux dans une position de soufflage des noyaux pour recevoir les préformes portées par les noyaux et effectuer leur moulage par gonflage à l'aide d'un fluide sous pres-5 sion arrivant aux trous des noyaux et des moyens d'entraînement pour faire tourner le plateau de manière à placer chacun des noyaux dans sa position de roulage par injection et dans sa position de soufflage. 10 4. Un appareil selon la revendication 3» caractérisé en ce que la rotation nécessaire du plateau pour faire passer le premier noyau de la position de moulage par injection à la position de soufflage est une rotation du même angle mais dans la direction opposée, que la rotation nécessaire 15 pour faire passer le deuxième noyau de la position de moulage par injection à la position de soufflage. 5. Un appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'angle de rotation est de 90°. 6. Un a pareil selon l'une des revendications 3, 4 et 5, 20 caractérisé en ce que le premier et le deuxième noyaux sont montés sur le plateau de manière à s'etendre dans des directions opposées avec un axe comiiun. 7» Un appareil selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte deux moules de soufflage pour 25 récipients montés de part et d'autre du plateau. 8. Les récipients en matières thermoplastiques revêtus intérieurement produits par un procédé selon la revendication 1 ou 2.