Brevet FR2086249A1 — publié le 19711231

L'invention concerne-un procédé, ainsi qu'un dispositif, d'em- boutissage profond à partir de feuilles de matière plastique chauffées afin d'obtenir des récipients utilisables dans le domaine de l'emballage. On sait déjà fabriquer par emboutissage profond, à partir dtune feuille de matière plastique chauffée, des récipients pour emballage, par exemple dans le cas de 11 emballage des produits alimentaires pour magasins à libre-service. On enfonce alors la feuille de matière plastique chauffée dans un moule en y appliquant de 1' air comprimé ou le vide et elle s'adapte plus ou moins au moule. Après refroidissement, l'article en matière plastique conserve la forme qui lui a été donnée. On peut ainsi fabriquer les parties inférieures de récipients qui doivenjiensuite être fermés. L'opération d'emboutissage profond a pour conséquence un allongemment du matériau, qui est lie à une diminution de l'épaisseur des parois. Mais l'allongement ne se répartit pas-régulièrement sur la feuille constituant le récipient ; il est au contraire limité à quelques zones préférentielles. Il s'agit ici plus particulièrement des zones de transition entre la partie inférieure (fond) et les parois latérales, ou entre les parois latérales et la collerette de fermeture du bord supérieur du récipient. Il est particulièrement désavantageux que les zones de la partie inférieure du récipient terminé, qui subissent l'allongement le plus important, et qui par conséquent possèdent des épaisseurs de parois extrêmement faibles, sont souvent les zones qui, dans la pratique, sont soumises aux efforts les plus importants. Afin d' empêcher la détérioration du récipient, il est nécessaire de partir d'épaisseurs de feuille telles que, après emboutissage profond, l'épaisseur de la feuille soit encore suffisante dans la plupart des zones amincies. Etant donné que le prix de revient de fabrication de tels emballages dépend essentiellement du poids de matière, il se trouve de ce fait considérablement augmenté, et il faut noter qu'on n'a pas besoin de l'épaisseur relativement importante de la feuille en de nombreux endroits du récipient terminé, ou bien qu'on ne l'exploite pas. C'est un but de 11 invention de proposer un procédé et un dispositif pour effectuer l'emboutissage profond à partir de feuilles de matière plastique chauffées, en vue de réaliser des récipients pour emballage, qui permettent d'utiliser des feuilles de matière plastique plus minces tout en obtenant des récipients d'emballage suffisamment résistants. En premier lieu l'invention vise un procédé caractérisé en ce que, au début de la déformation, la feuille comporte différentes zones à des températures différentes, ce qui modifie la malléabilité de la feuille. L'invention est basée sur le falt Que itallongernent de la feuille, lors de l'emboutissage profond ou du repoussage profond, peut avoir des valeurs differerltes dans les dfgérentes zones, si ces zones sont à des températures différentes.Par conséquent, comme l'invention le prévoit notamment, la température est plus faible dans les zones de la feuille soumises à l'allongement maximal lors de l'emboutissage profond que dans les autres zones, la diminution de l'épaisseur de la feuille dans ces zones ne sera pas aussi importante que dans le cas d'une feuille chauffée de façon régulière. L'allongement et la diminution de l'épaisseur des parois se déplacent alors de ces zones préférentielles vers d'autres éléments de la surface, ou bien se répartissent plus ou moins régulièrement sur la totalité de la feuille constituant le récipient. On a découvert que l'invention permet non seulement d' empê- cher l'amincissement spécial dans les zones soumises à des efforts mécaniques importants, mais également de donner à ces zones, particulièrement sollicitées au point de vue mécanique, une épaisseur supérieure à celle des zones subissant des efforts moindres. L'invention permet d'utiliser des feuilles de moindre épaisseur et malgré tout d'obtenir des récipients ayant des propriétés de mise en oeuvre considérablement améliorées par rapport à celles des récipients connus. L'invention peut etre mise en oeuvre de différentes -façons. Dans une de ses variantes, la teille, chauffée d'abord régulièrement, est refroidie localement par un dispositif de refroidissement, notsr,ment par un courant d'air froid. L'opération de refroi pissement est arrêtée en particulier dès que commence l'opération d'emboutissage profond. Si on utilise un courant d'air froid, il convient de partir d'un courant d'air comprimé, étant donné que la détente de l'air comprimé entrain son refroidissement. Dans une autre variante #e l'invention, on chauffe tout d'abord la feuille de façon différente afin d'obtenir le résultat conforme à l'invention. Un dispositif pouvant être utilisd dans l'invéntion est ca ractériné en ce qu'une canalisation d'air froid est raccordée au moule d'emboutissage profond et en ce que, dans la cavité de déformation du moule d'emboutissage profond est placé un dispositif de distribution d'air qui dirige le courant d'air froid sur des surfaces prédéterminées de la feuille chauffée. Un tel dispositif de distribution d'air peut notamment être réalisé sous forme d'une plaque comportant une multiplicité de trous. Dans ce cas, le courant d'air peut être l'air comprimé servant à la déformation. Mais il est également possible d'effectuer la déformation par d' autres moyens, par exemple sous l'action du vide. Dans les dispositifs qui utilisent pour la feuille une plaque chauffante par contact, l'invention propose que cette plaque présente des zones de moindre émission de chaleur, par exemple en prévoyant des évidements dans la plaque de chauffage par contact. D'autres objets et avantages de l'invention seront bien compris à l'aide de la description qui suit et en référence au dessin annexé, dans lequel : - la figure 1 est une coupe transversale d'un moule dlemboutis- sage profond comportant un dispositif selon l'invention - la figure 2 est une représentation en coupe perspective d'un détail de la figure I - la figure 3 est une coupe d'un récipient qu'on a réalisé en utilisant le dispositif des figures 1 et 2 - la figure 4 montre schématiqument un morceau de feuille, à partir duquel on a réalisé le récipient selon la figure 3 - les figures 5 et 6 sont des représentations en coupe perspectives du dispositif selon l'invention, dans l'une de ses variantes - la figure 7 est une coupe d'un récipient réalisé par emboutissage profond dans le dispositif des figures 5 et 6 ; et - la figure 8 est une vue partielle de dessus d'un morceau de feuille, à partir duquel a été réalisé le récipient selon la figure 7. Dans le dispositif selon les figures 1 et 2, on admet que la feuille 1 a été chauffée à l'extérieur du moule de manière en soi connue à la température de traitement. le moule ou chambre dtem- boutissage profond est constitué par la partie inférieure 2, l'elément intermédiaire 3 et le couvercle 4. Dans la partie inférieure 2 sont placés des éléments intercalaires 5 qui déterminent la profondeur du recipient fini. Sur la face inférieure de l'élément intermédiaire 3 est appliquée une plaque 6 comportant une multiplicité de trous 7 et dans le couvercle 4 est monté un raccord 8 à air comprimé. La partie inférieure 2 de la chambre d'emboutissage profond comporte des orifices 9 permettant d'évacuer l'air de cette chambre. On envoie par le raccord 8 un courant d'air comprimé indiqué par les flèches 10 ; il est soufflé par les trous 7 sur la feuille 1 située sous la plaque 6, de sorte qu'on refroidit approximativement une zone annulaire correspondant à l'anneau 11 du schéma de la figure 4. L'anneau 12, situé à ltextérieur de l'anneau 11, conserve approximativement sa température d'origine. il en est de même de la partie circulaire centrale 13. La zone extérieure 14, qui est maintenue par l'élément intermédiaire 3, subit un refroidissement du fait de ce contact. lorsqu'à la suite de cette action de la température sur la feuille 1, on effectue l'opération d'emboutissage profond, par exemple en faisant le vide par les orifices 9, la feuille 1, d'abord plane, prend la forme du récipient qui est indiquée par des lignes en trait mixtes 15. La figure 3 montre une représentation en coupe d'un tel récipient dont les parois sont fortement grossies. Le fond a été réalisé par la partie circulaire 13 ; la zone annulaire 11 aux températures plus faibles constitue la zone de transition entre le fond et la paroi latérale, la paroi latérale étant constituée par la zone annulaire 12 et la collerette par la zone marginale 14. Du fait de la température plus faible des éléments de surface 11 et 14, l'allongement est moindre dans ces zones et l'épaisseur de paroi est plus importante que dans la zone des éléments de surface 12 et 13. Dans la variante selon les figures 5 et 6, le chauffage est effectué par la plaque de chauffage par contact 17. Cette plaque comporte des évidements 18. Le chauffage de la feuille 1, dans l'exemple de réalisation des figures 5 et 6, est effectué à l'intérieur de la chambre d'emboutissage profond. La plaque de chauffage par contact 17 peut se déplacer en hauteur. À cause des évidements 18, une zone partielle 19 (voir fig. 8) est moins chauffée étant donné qu'il existe entre la surface de la plaque de chauffage par contact 17 et la feuille 1 un Coussin d'air partiellement isolant. Pendant cette opération de chauffage, de l'air comprimé est soufflé par le trou 20 ; il maintient la feuille contre la plaque de chauffage par contact 17. Après l'opération de déformation (fig. 6), l'allongement est plus faible dans la zone de la surface 19 que dans la zone des éléments de surface 21 et 22. REVENDICATIONS 1. Procédé d'emboutissage profond de feuilles de matière plastique pour la formation de récipients utilisables dans le domaire de llemballage, caractérisé en ce que, au début de la déformation, la feuille comporte averses sones à températures différentes, ce qui modifie la malléabi#ité de la feuille. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la température est plus faible dans les zones de la feuille soumises à l'allongement maximal lors de l'emboutissage profond que dans les autres zones. 3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, ca ractérisé en ce que la température est plus faible dans les zones de la feuille qui, dans le récipient terminé, relient le fond aux parois latérales, que dans les autres zones. 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, ca racé'risé en ce que la feuille, d'abord chauffée régulièrement, est refroidie localement par des dispositifs de refroidissement, notamment par un courant d'air froid. 50 - Procédé -selon l'une des revendications précédentes, ca ractérisé en ce que l'opération de refroidissement est arrêtée dès que commence l'opération d'emboutissage profond. 64 Dispositif pour mettre en oeuvre le procédé selon les revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une canalisation d'air froid (8) est raccordée au moule d'emboutissage profond et en ce que, dans la cavité de déformation du moule d'emboutissage profond, est placé un dispositif de distribution d1air (6, 7),qui dirige le courant d'air froid sur des surfaces prédéterminées de la feuille chauffée (1). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le dispositif de distribution d'air est réalisé sous forme d'une plaque (6) comportant une multiplicité de trous (7). 8. Dispositif selon l'une des revendications 6 et 7, ca ractérisé en ce que le courant d'air froid est constitué par l'air comprimé servant à la déformation. 9. Dispositif pour mettre en oeuvre le procédé selon l'une des revendications 1 à 5, comportant une plaque de chauffage par contact pour la feuille, caractérisé en ce que la plaque de chanf- fage par contact (17) comporte des zones (18)de moindre émission de chaleur. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que la plaque de chauffage par contact (17) comporte des évidements (18).