Brevet FR2511296A1 — publié le 19830218

PROCEDE POUR LA REALISATION DE RECIPIENTS EN RESINE SYNTHETIQUE, DE FAIBLE EPAISSEUR, RESISTANTS A L'ECRASEMENT RECIPIENTS OBTENUS PAR CE PROCEDE. On connaît déjà depuis longtemps, la possibilité d'obtenir des récipients, ou corps creux, en utilisant un élément tubulaire en résine synthétique, appelé "PARISON". Ce "PARISON" extrudé par une tête de moulage, est enfermé entre les coquilles d'un moule et transféré dans une station de travail o l'on provoque, à l'aide d'une tuyère d'insufflation, son expansion et son adhé- rence aux parois de l'empreinte creuse du moule qui reproduit la forme du récipient que l'on veut obtenir. Suivent ensuite les opérations de finissage du récipient ainsi obtenu (s'il s'agit, par exemple, de l'élimination des bavures et des masse- lottes) qui permettent d'avoirun récipient parfaitement formé, ouvert et prêt à être transféré aux stations de travail suivantes, comme par exemple les stations de remplissage et de fermeture. Les récipients de ce type sont aujourd'hui très utilisés pour le conditionnement de savons liquides, détergents ou boissons. Ces opérations de conditionnement sont normalement effectuées à l'aide de machines munies de dispositifs de saisie et d'alimentation des récipients qui, surtout aux grandes vitesses de travail, exercent une certaine action mécanique sur ceux-ci. C'est ainsi qu'en utilisant des récipients de faible épaisseur et donc facilement sujets à l'écrasement et aux déformations permanentes, le cycle de conditionnement peut être enrayé par des récipients écrasés, bosselés et déformés, parfois même inutilisables ce qui nous oblige à les remplacer. Pour éviter cet inconvénient, on a pensé à intervenir sur les récipients déjà alignés le long de la bande d'alimen- tation des machines de conditionnement, qui s'occupent, par exemple, de leur remplissage. En soumettant ces récipients à l'action de tuyères de soufflage qui leur injectent de l'air sous pression à l'intérieur, on essaie de rétablir, autant que possible, _ -2 _ 2511296 enfermé entre les coquilles d'un moule et transféré dans une station de travail o l'on provoque, à l'aide d'une. tuyère d'insufflation, son expansion et son adhérence aux. parois de l'empreinte creuse du moule qui reproduit la for- me du récipient que l'on veut obtenir. Suivent ensuite les opérations de finissage du ré- cipient ainsi obtenu (il s'agit, par exemple, de l'élimi- nation des bavures et des masselottes) qui permettent d'a- voir un récipient parfaitement formé, ouvert et prêt à être transféré aux stations de travail suivantes, comme par exemple les stations de remplissage èt de fermeture. Les récipients de ce type sont aujourd'hui très utilisés pour le conditionnement de savons liquides, dé- tergents ou boissons. Ces opérations de conditionnement sont normalement effectuées à l'aide de machines munies de dispositifs de saisie et d' alimentation des récipients qui, surtout aux grandes vitesses de travail, exercent une certaine action mécanique sur ceux-ci. C'est ainsi qu'en utilisant des récipients de fai- ble épaisseur et donc facilement sujets à l'écrasement et aux déformations permanentes, le cycle de conditionnement peut être enrayé par des récipients écrasés, bosselés et déformés, parfois même inutilisables ce qui nous oblige à les remplacer. Pour éviter cet inconvénient, on a pensé à interve- nir sur les récipients déjà alignés le long de la bande d'alimentation des machines de conditionnement, qui s'occu- pent, par exemple, de leur remplissage. En soumettant ces récipients à l'action de tuyère de soufflage qui leur injectent de l'air sous pression à l'intérieur, on essaie de rétablir, autant que possible, -3 - la forme originelle du récipient quand celui ci a subi des déformations. Cette façon de procéder demande l'emploi d'appa- reils qui doivent agir en synchronisme avec les temps de mouvement et de pause des récipients, et donc de tout un appareillage qui, même si l'on cherche à le rendre le plus simple possible, a une forte incidence sur les coûts de production des produits conditionnés. Le but de l'invention que nous décrivons ici, est celui de réaliser, en suivant la technique du moulage dé- crite ci-avant, un récipient ou un corps creux ayant une bonne résistance aux chocs et aux actions d'écrasement mal- gré sa faible épaisseur et faible résistance de la résine synthétique utilisée Ce procédé nous offre donc la possi- bilité de fournir un récipient, qui bien que sujet à l'ac- tion d'organes mécaniques de saisie et d'alimentation (mâ- choires, pinces de saisie, pousseurs, etc), ne subit la moindre déformation ou tout au plus, une déformation élas- tique temporaire due au contact avec ces organes mécaniques. Cet but est atteint avec notre invention, à l'aide d'un procédé pour la réalisation de récipients en résine synthétique de faible épaisseur, comprenant les phases sui- vantes: Formation, par extrusion, d'au moins un élément tubulaire ou "PARISON" en matière plastique chaude. Emprisonnement d'un ou de plusieurs segments du dit élé- ment tubulaire entre les deux coquilles d'un moule, munies intérieurement d'empreintes creuses reproduisant la forme du/des récipient/s qu'il faut réaliser. Insufflation d'air à l'intérieur de l'élément tubulaire, encore à l'état plastique et emprisonné dans le moule fer- mé, causant ainsi son expansion et son adhérence aux sur- 4 2511296 faces des empreintes creuses Cette phase se divise ain- si: a) Formation du récipient ou des récipients, en obtenant dans la phase d'expansion de l'élément tubulaire ou "PARISON", un prolongement qui se développe sans solu- tion de continuité vers l'extérieur du récipient et qui est muni d'un canal qui met en communication l'in- térieur du récipient avec l'extérieur du moule A tra- vers ce canal passe l'air utilisé pour l'expansion de l'élément tubulaire contre les parois des empreintes creuses du moule. b) Fermeture étanche de ce canal par soudure, en utili- sant des dispositifs de soudure qui travaillent en synchronisme avec les machines s'occupant de l'insuf- flation de l'air à l'intérieur de l'élément tubulaire ou "PARISON" Ce système permet de fermer le canal dans une zone du prolongement qui se trouve au-dessus de la bouche du récipient, avant que l'insufflation de l'air ne soit interrompue; l'air sous'pression emprisonné dans le récipient exerce sur ce dernier une pression au moins égale à la pression atmosphérique. Avec ce procédé on obtient une pressurisation du ré- cipient qui lui confère une certaine résistance mécanique et en empêche l'écrasement. Ces récipients ainsi réalisés et scellés, ont l'avan- tage de pouvoir être emmagasinés pêle-mêle puis alignés le long des bandes d'alimentation de machines automatiques travaillant à grande vitesse, sans courir le risque de les endommager En outre, les récipients restent fermés de fa- çon étanche, jusqu'à la phase de remplissage qui ne peut s'effectuer qu'après avoir enlevé le prolongement (par sim- ple opération de coupe) Cette opération peut être réalisée -5 2511296 avec les récipients en mouvement et ne demande aucun outil- lage particulier. Les récipients demeurent ainsi parfaitement propres à l'intérieur et peuvent être utilisés immédiatement,même après une longue période d'emmagasinage. Si l'on utilise des matériaux peu poreux et de l'air aseptisé comme fluide permettant l'expansion de l'é- lément tubulaire ou "PARISON", on a la possibilité, grâce à cette invention, d'obtenir des récipients pratiquement stérilisés à l'intérieur. Les phases du procédé de l'invention et les ca- ractéristiques des récipients ainsi obtenus, vont être maintenant mieux illustrées à l'aide de la description qui suit d'un cycle de production d'un récipient (voir figures ci-jointes). la figure 1 montre de façon schématique et à titre d'exem- ple les éléments principaux d'un type de machine pouvant être utilisée pour l'application du procédé en question. la figure 2 montre de façon schématique et partielle un type de récipient pouvant être obtenu suivant le procédé en question On peut seulement y observer la partie supé- rieure comprenant le prolongement le long duquel est effec- tuée l'opération de fermeture étanche du canal qui permet l'insufflation d'air à l'intérieur de l'élément tubulaire à partir duquel le récipient a été obtenu. la figure 3 représente le récipient comme sur la figure 2 avec, en plus, l'indication des dispositifs de soudure u- tilisés pour fermer le canal et une section partielle du dit récipient. Sur le schéma 1, on peut remarquer que le procédé de notre invention peut être réalisé en utilisant une machine compre- nant, par exemple, un groupe extrudeur 1 muni d'une trémie d'alimentation adéquate 2 et de la tête duquel ex - trudé continuellement un élément tubulaire 4 appelé com- munément "PARISON" Il s'agit en pratique d'un pré-moule tubulaire de matière plastique chaude. La machine peut comprendre un groupe porte-moule 5 mobile dans les deux sens le long de guides 6 qui permet- tent de faire avancer et reculer le groupe porte-moule 5 entre la station de travail A, o se trouve le groupe ex- trudeur 1, et la station de travail B, o se trouve le groupe pneumatique 7 Ce dernier est muni d'une tuyère de soufflage 8 à travers laquelle on effectue (comme il sera expliqué par la suite) l'insufflation de l'air sous pres- sion à l'intérieur du segment de "PARISON" emprisonné dans le moule. Dans le cas illustré, le moule 9 est composé de deux coquil- les qui peuvent se déplacer l'une vers l'autre par rapport au groupe porte-moule 5 et qui sont reliées à des organes de mouvement (non représentés sur les figures) provoquant l'ouverture et la fermeture du moule en amenant les coquil- les en contact puis en les éloignant l'une de l'autre. Chaque coquille présente à l'intérieur une empreinte creuse qui reproduit la forme d'une moitié-du récipient que l'on veut obtenir. Dans le cas illustré, on ne peut obtenir, avec le moule 9, qu'un seul récipient par cycle Cependant, le moule 9 pourra également être muni de plusieurs empreintes permet- tant ainsi de réaliser deux ou plusieurs récipients Evidem- ment, dans ce cas, le nombre des éléments tubulaires ou "PARISON" qui sortent du groupe extrudeur 1, devra être égal au nombre d'empreintes prévues dans le moule 9 Il en ira de même pour le nombre des tuyères de soufflage 8 du groupe pneu- matique 7. Avec 10, on a indiqué un couteau situé dans la station A, entre le groupe extrudeur 1 et le moule 9 Le couteau 10 sert à trancher l'élément tubulaire 4 à la sortie de la tête 3, lorsque le segment de "PARISON" atteint la lon'- gueur désirée qui varie en fonction de la hauteur du réci- pient que l'on veut obtenir. La longueur de ce segment sera de toute façon telle qu'en fermant le moule 9 l'extrémité inférieure du "PARISON" sera écrasée pour permettre de former le fond du récipient. Avec 11, on a indiqué un groupe de soudure qui, dans le cas représenté, est associé au groupe porte-moule 5 et formé de deux éléments de soudure 12, travaillant face à face et soutenus par les supports 13 reliés au groupe porte- moules 5. Chaque élément de soudure se déplace horizontalement par rapport au support relatif 13 en direction de latuyèrxe de soufflage 8 du groupe pneumatique 7; ce mouvement alter- natif est dû au dispositif 14. Les éléments de soudure 12 sont placés de façon telle que quand le moule 9 est au repos dans la station de travail A, ils-sont également au repos dans la station de travail B etalignés sur une droite qui coupe l'axe vertical de la tuyè- re de soufflage 8. Evidemment, si la machine est prévue pour obtenir plu- sieurs récipients par cycle, le nombre des éléments de soudu- re 12 devra correspondre au nombre des récipients qui sortent du moule 9 En d'autres termes, les éléments de soudure de- vront être munis d'un nombre de têtes de soudure égal au nom- bre de récipients qui sortent du moule. Avec 15, on indique le transporteur des récipients qui se trouve à la sortie de la station de travail B pour rece- voir les récipients déjà formés. Les récipients sont aienés de la station de travail B au transporteur 15 par des dispositifs mobiles à pinces 16 qui sont synchronisés avec les éléments de soudure 12 Ces dispositifs saisissent les récipients,déjà sortis du moule, qui se trouvent dans la station B et les amènent au trans- porteur 15 pour ensuite retourner à leur position initiale. La première phase d'un cycle de travail peut se dé- rouler par exemple de la façon suivante le groupe porte-moule 5 se trouve dans la station A et les coquilles du moule 9 sont ouvertes. le "PARISON" est extrudé continuellement par le groupe extrudeur, et passe à travers les coquilles ouvertes du moule 9 suivant l'axe de symétrie de ces coquilles. le couteau 10 est au repos dans une position oẢil n'entra- ve pas la descente du "PARISON" venant de la tête du grou- pe extrudeur. les éléments de soudure 12 sont au repos en face de la station de travail B. la tuyère de soufflage 8 du groupe pneumatique 7 est rele- vée au maximum. les dipositifs de saisie à pinces 16 sont ouverts et se trouvent au repos dans la station B. Quand le "PARISON" 4 a atteint la longueur désirée, le moule 9 se ferme et le couteau 10 le tranche et le seg- ment-ainsi détaché reste emprisonné dans le moule. Le groupe porte-moules 5 se déplace alors de la station A à la station B de sorte que le moule 9 soit trans- féré à la station B. L'embouchure supérieure du moule 9, de laquelle dé- borde le segment de "PARISON", vient s'aligner dans l'axe de la tuyère de soufflage qui descend dans le moule et pé- nètre dans l'embouchure. Le groupe pneumatique 7 envoie de l'air sous pression, à travers la tuyère 8, dans le segment du "PARISO emprisonné dans le moule 9 Celui-ci, encore à l'état plast que, subit une expansion et adhère à la surfaceintérieure di empreintes creuses des coquilles du moule. Au terme de la phase d'expansion du "PARISON", le moule 9 s'ouvre et-le récipient obtenu, indiqué avec 20, reste accroché à la tuyère de soufflage. Le groupe porte-moule 5 retourne à la station de travail A tandis que le groupe de soudure 11 est amené à la station de travail B de même que les dispositifs à pinces 1 ( Le moule 9 se referme alors que les éléments de soi dure 12 se rapprochent simultanément l'un de l'autre jus- qu' à provoquer l'écrasement localisé du prolongement 17 du récipient 20 et qui, nous le répétons, prend forme à partir de la bouche 18 de celui-ci (voir figures 2 et 3). Simultanément, le groupe pneumatique se désenclen- che et les éléments de soudure 12 provoquent la fermeture étanche du canal 19 avant que ne cesse l'insufflation de l'air à l'intérieur du récipient 20 Ce canal amène l'aiu qui sort de la tuyère 8, dans le récipient. C'est ainsi que le récipient, fermé de façon étanche reste pressurisé intérieurement. Les mâchoires des dispositifs à pinces 16 se rappro- chent au moment o les éléments de soudure entrent en action de cette façon, à la fin de la phase d'insufflation quand la tuyère est soulevée, le récipient reste entre les mâchoires des dispositifs à pinces 16. Il s'ensuit une nouvelle translation du groupe por- te moule 5, de la station A à la station B, simultanément à la translation du groupe de soudure 11 et des dispositifs à pinces 16 qui saisissent les récipients 20 à la station B la 2511296 et les déposent sur le transporteur 15. Ensuite, les éléments de soudure 12 s'éloignent l'un de l'autre tandis que les mâchoires des dispositifs à pinces 16 s'ouvrent Le cycle de réalisation d'un réci- pient est ainsi terminé. Ce que nous venons d'exposer, est donné à titre d'exemple En effet, le procédé en question peut également être effectué par des machines différentes de celle que nous avons décrite. Par exemple, les éléments de soudure 12 pourraient être incorporés dans le moule 9 et être actionnés quand celui-ci se trouve dans la station B et avant même qu'il ne s'ouvre. Les récipients pouvant être obtenus par ce procé- dé sont munis d'un goulot 22 du bord 18 duquel se déve- loppe le prolongement 17 qui forme un tout avec le corps du récipient 20. Ce prolongement 17 forme ainsi une espèce de bou- chon qui, en faisant un seul bloc avec le corps du réci- pient 20, conserve la pressurisation du récipient en lui conférant une bonne résistance mécanique aux chocs. Le récipient 20 peut ainsi être emmagasiné pêle- mêle; de plus, même s'il est soumis à l'action d'organes mécaniques de saisie et/ou de transport travaillant à grande vitesse, il ne subit ni écrasements ni déformations permanentes, facilitant ainsi les opérations de condition- nement mécanique. Au moment des opérations de remplissage du réci- pient 20, le prolongement 17 peut facilement être séparé du goulot 22 au moyen des opérations de coupe qui peuvent s'effectuer le long d'une ligne de fracture 26 obtenue lors de la phase de moulage et qui délimite le bord supé- rieur du goulot 22 du récipient. il 2511296 R E V E N D I C A T I O N S 1) Procédé pour la réalisation de récipients en résine synthétique, de faible épaisseur, résistants à l'écrase- ment, comprenant les phases suivantes: formation par extrusion d'au moins un élément tubulai- re ou "PARISON" 4 de matière plastique chaude. emprisonnement d'un ou de plusieurs segments du dit élément tubulaire 4 entre les deux coquilles d'un mou- le 9 muni intérieurement d'empreintes creuses reprodui- sant la forme du récipient ou des récipients que l'on veut obtenir. insufflation d'air à l'intérieur de l'élément ou des éléments tubulaires emprisonnés dans le moule et encore à l'état plastique, de façon à ce qu'on puisse le sou- mettre à une expansion provoquant son adhérence aux pa- rois des empreintes creuses Cette phase se divise ainsi: a) formation du récipient, ou des récipients, 20 en obte- nant durant la phase d'expansion de l'élément tubulai- re ou "PARISON" un prolongement 17 qui part du goulot 22 du récipient et se développe vers l'extérieur sans solution de continuité Ce prolongement est muni d'un canal 19 qui met en communication l'intérieur du réci- pient avec l'extérieur du moule 9, et à travers lequel passe l'air utilisé pour l'expansion de l'élément tubu- laire contre les parois des empreintes creuses du moule 9. b) fermeture étanche de ce canal par soudure, effectuée au moyen des éléments de soudure 12, travaillant en synchronisation avec les dispositifs qui insufflent l'air à l'intérieur de l'élément tubulaire Ce canal 19 est ainsi fermé de façon étanche dans une zone du prolongement qui se trouve au dessus du goulot du ré- 12 2511296 cipient, avant que l'insufflation de l'air ne soit interrompue; l'air sous pression emprisonné dans le récipient exerce sur ce dernier une pression au moins égale à la pression atmosphérique. 2) Récipient en résine synthétique obtenu suivant le pro- cédé de la revendication 1, caractérise en ce que le prolongement ( 17) est obtenu pendant la phase de moulaae et forme un tout avec le récinient, et en ce alie C prolongement, fermé de façon étanche au dessus de l'orifice d'accès dans le récipient, peut être séparé du corps du récipient le long d'une ligne de fracture 26 dé- jà tracée et qui délimine le bord supérieur du goulot 22 du récipient 20.