Brevet FR2502059A1 — publié le 19820924

La présente invention est relative à un disposi- tif de soufflage de corps creux en matière plastique,du type comprenant un moule ouvrant,une aiguille creuse pou- vant être reliée à une source d'alimentation en gaz sté- rile,une chambre de stérilisation,et des moyens pour dé- placer l'aiguille entre une position de stérilisation,dans laquelle sa partie avant est contenue dans la chambre de stérilisation,et une position de soufflage,dans laquelle sa partie avant est introduite dans la cavité de moulage. IO L'invention s'applique notamment à la fabrication de réci- pients intérieurement stériles tels que des bouteilles ou flacons destinés àêtre remplis de produits pharmaceuti- ques ou alimentaires. La nature et les caractéristiques de certains produits exigent qu'ils soient enfermés et conservés dans des récipients parfaitement stériles.Il est donc nécessai- re pour ces produits de disposer d'un récipient intérieu- rement stérile et de remplir,puis de refermer ce récipient de manière stérile.La fabrication de tels récipients sté- riles en matière plastique est généralement effectuée par extrusion d'une paraison ou ébauche tubulaire à une tempé- rature qui assure sa stérilisation,puis soufflage de cette ébauche dans un moule à l'aide d'air stérile introduit par une aiguille traversant la paroi de l'ébauche.Pour obtenir un récipient stérile,il est nécessairequelesoufflagede l'ébauche par l'air stérile soit effectuuépar l'intermédiaire d'une aiguille elle-même stérile intérieuement et extérieurenent. Dans des dispositifs connus du type précité,la chambre de stérilisation de l'aiguille de soufflage est séparée du moule et pourvue d'une ouverture pour laisser passer l'aiguille.Par conséquentl'extrémité de l'aiguille peut être mal stérilisée.De pluslors de son transfert de la chambre de stérilisation au moule et inversement, 1'aiguille traverse une région non stérile, ce qui peut détruire sa stéri- lisation initiale.En outre,lacadence desoufflage est limitée par les problèmes depositicn'enntdel'aiguilleparrapportaumoule. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en fournissant un dispositif qui assure un maintien permanent de l'aiguille,ou du moins de la par- tie avant utile de celle-ci,â l'état stérile,et qui per- mette d'augmenter la cadence de production. A cet effet,l'invention a pour objet un disposi- tif du type précité,caractirisé en ce que la chambre de stérilisation est solidaire d'un demi-moule et en ce que l'aiguille se déplace dans un conduit qui débouche dans IO une cavité du moule destinée à recevoir l'ébauche. Dans un mode de réalisation avantageux,l'aiguil- le peut être relise par son extrémité arrière à la source d'a- limentation en gaz stérile ou à 1' atmosphère,et une partie du- dit conduit adjacente à la cavité du moule est constituée par I5 deux voies alignées d'un distributeur à trois voies permettant de relier sélectivement la chambre de stérilisation à cette cavité ou à une source de vapeur d'eau.Ceci permet d'effectuer une première stérilisation de 1 ' aiguille à la vapeur sans que le condensat pénètre dans la cavité du moule. L'invention est exposée ci-après plus en détail a. l'aide des dessins annexés,qui en représentent seule- ment un mode d'exécution.Sur ces dessins,les Fig. l à 6 représentent schématiquementun dispositif de soufflage sui- vant 1 'invention pendant diverses phases de son fcncticnnement. Le dispositif de soufflage représenté aux des- sins comprend un moule ouvrant 1 composé de deux demi- moules lA et lB. En position de fermeture, le moule déli- mite deux cavités 3,4 en communication l'une avec l'autre. La cavité 3 est la cavité de moulage.Elle est pourvue de moyens de refroidissement (non représentés) et définit la forme extérieure du corps creux à réaliser,qui est par exemple un flacon, tandis que l'autre cavité 4 constitue un vérin dont le piston,désigné par la référence 5,peut passer devant l'ouverture 6 de communication des deux. cavités. Le demi-moule 1A comporte un appendice 7 dans lequel est percé un conduit rectiligne 8 qui débou- che dans la cavité 4 dans l'axe de l'ouverture 6.Unfourreau chauffant 9 à résistance électrique entoure une grande partie du conduit 8 et,entre ce fourreau et l'ouverture 6, le conduit 8 s'élargit en une cavité cylindrique 10 dans laquelle est monté un boisseau 11 à trois voies en T. Deux voies 12 et 13 s'étendent dans le prolongement l'une de l'autre et suivant un diamètre du boisseau, la IO troisième voie 14 étant perpendiculaire aux deux précé- dentes. Une aiguille creuse 15 coulisse dans le conduit 8 et est actionnée par un vérin 16 logé dans l'ap- pendice 7. Cette aiguille peut traverser les voies 12 et I5 13 du boisseau lorsqu'elles sont situées dans le prolon- gement du conduit 8. Dans cette position, la voie 14 communique avec un conduit 17 du demi-moule LA. L'aiguille de soufflage est reliée, à l'ex- térieur du moule 1, par un conduit souple 18,à un circuit 12 d'alimentation en air stérile ou d'évacuation vers l'air libre. De même, le conduit 17 est relié à l'exté- rieur du moule l,par un conduit souple 20,â un circuit 21 d'alimentation en vapeur ou en vide. Le circuit 19 comporte, en partant du con- duit souple 18, deux conduits parallèles 22 et 23. Dans les conduits 22 et 23 sont insérés respectivement un distributeur 24 à deux positions et un dispositif d'étran- glement 26. Les deux-, conduits 22 et 23 sont reliés à un conduit unique 27 qui peut être mis en communication avec une source d'air stérile 28 ou avec l'atmosphère 29 par un distributeur 30 à deux positions présentant deux en- trées et quatre sorties. La mise à l'atmosphère 29 peut être obtenue soit par ouverture d'une vanne 31, soit par un dispositif d'étranglement 32 ouvert en permanence. Le circuit 21 d'alimentation en vapeur ou en vide comporte, relié au conduit souple 20, un conduit 34 qui bifurque de faqon à être relié d'une part à une sour- ce de vide 35 par l'intermédiaire d'un distributeur à deux positions 36, et dautre part à une- source d'alimen- tation en vapeur d'eau 37 par l'intermédiaire d'-u distributeur à deux positions 38. A l'exception du distributeur 30, les autres distributeurs 24, 36 et 38 sont tels qu'en position de repos ils coupent le circuit sur lequel ils IO sont placés, et qu'en position de travail, c'est-à-dire à l'état excité, ils permettent le passage du fluide dans les circuits concernés. SCHEM úDE FONCTIONNEMENT: Dans ce qui suiti. on ne décrira pas en détail I5 l'opération de. soufflage proprement dite. Cette opération est en effet connue en soi et décrite dans le brevet FR 2 415 529. 1.- Mise en route de l'installatúon (Fig. 1 et 2): Cette phase s'effectue moule ouvert, bien que ceci, dans un but de simplification des dessins, n'ait pas été illustré. 1.1- Stérilisation (i.1 L'ensemble des circuits de soufflage 19 et 21 est tout d'abord stérilisé par envoi de vapeur à l'aide de la source de vapeur 37. Lors de cette stérilisation initiale, l'aiguille 15 est reculée, le piston 5 est ré- tracté et dégage l'ouverture 6, et le boisseau Il isole l'aiguille 15 des cavités 3 et 4 ouvertes du moule et met en communication le conduit 17 avec l'aiguille 15 par l'intermédiaire des voies 13 et 14 du boisseau 11. Les distributeurs 24 et 38 permettent le passage de la vapeur, tandis que le distributeur 36 est fermé. Le distributeur est dans sa position de mise à l'atmosphère du conduit 27 par le dispositif d'étranglement 32, la vanne 31 étant fermée,de façon que la vapeur circule sous pression dans les circuits 21 puis 19. Ce faisant, la vapeur chauffe suffisamment l'aiguille 15 pour assurer sa stérilisation tant intérieure qu'extérieure. 1.2. - Evacuation de la vapeur de stérilisation(_FiS2): Le boisseau 11 est tourné de manière à met- tre en communication l'aiguille 15 avec les cavités 3 et 4 du moule par l'intermédiaire des voies 12 et 13 du boisseau. IO Le distributeur 38 est fermé, de sorte que l'envoi de la vapeur est supprimé. On chasse alors la vapeur contenue dans le circuit 19 par l'envoi inverse d'air stérile en inversant la position du distributeur , le distributeur 24:étant ouvert. La vapeur est ainsi I5 évacuée vers le moule. Apres refroidissement complet, le fourreau chauffant 9 est mis en fonctionnement pour main- tenir la stérilité externe de l'aiguille, et le distri- buteur 24 est fermé; ainsi, seul de l'air stérile basse pression (traversant l'étranglement 26) continue à circu- ler dans l'aiguille 15. Cet air emplit les voies 12 et 13 du boisseau 11, de sorte que l'atmosphère contaminante ne peut remonter jusqu'à l'aiguille 15. 2.- Fabrication des récipients stériles: 2.1. - Soufflage (Fig3.: Pour réaliser un corps creux oa récipient stérile en matière plastique, on extrude une ébauche tubulaire qui est rendue aseptique du fait mnme de sa transformation dans l'extrudeuse à une température éle- vée, par exemple 160 C à 180 C. Cette température assure l'aspptie complète, interne et externe,de l'ébauche. L'ébauche est placée dans le moule 1 qui, lorsqu'il se ferme, définit un corps de paraison 39 contenu dans la cavité 3 et un appendice 40 contenu dans la cavité 4 et communiquant avec le corps 39 par un conduit 41 traversant l'ouverture 6 (Fig. 3). L'appendice ne remplit pas totalement la cavité 4,mais sa tempéra- ture est suffisante pour assurer la stérilisation de l'espace résiduel qui l'entoure. Par actionnement du vérin 16, l'aiguille 15 traverse le boisseau 11, perce l'appendice 40 et traverse à joint étanche le conduit 41 pour pénétrer dans le corps de paraison 39. De l'air stérile est alors envoyé à haute pression par changement de la position du distributeur IO 24. Le corps 39 de l'ébauche est alors soufflé et se re- froidit au contact de la paroi de la cavité 3, contrai- rement a l'appendice 40, qui reste à température élevée et mou. 2.2. - Evacuation: I5 En fin de soufflage du récipient, l'alimen- tation en air stérile haute pression est arrêtée par dé- placement du distributeur 30. Le récipient est dégonflé par évacuation de l'air stérile de soufflage par le dis- tributeur 24 et la vanne 31 (Fig. 4). En fin de dégonflage (Fig.5 j, le distribu- teur 24 est fermé, l'aiguille est retirée de la cavité du moule sous l'effet du vérin 16, le distributeur 30 est inversé et le distributeur 36 est ouvert. La source de vide assure la fin du dégonflage. Ensuite (Fig. 6), le boisseau 11 est tourné pour isoler l'aiguille 15 des cavités 3 et 4 du moule, et le récipient est fermé par écrasement dans la cavité 4 de l'appendice 40, encore mou, par le piston 5. De l'air stérile estdonc de nouveauenvoyé continuellement à basse pression dans l'aiguille 15, et 3 cet air est aspiré par lasource de vide 35 (distributeur 24 fermé). Puis le piston 5 est rétracté, le moule 1 est ouvert, le récipient stérile fermé obtenu est éjecté, le boisseau 11 est ramené à sa position précédente et le distributeur 36 est fermé, ce qui ramène le dispositif à son état illustré à la Fig. 2. La fabrication d'un nouveau récipient peut alors s'effectuer de la même manière que décrite ci- dessus sans recommencer la phase de stérilisation à la vapeur. Pendant tout le cycle de fabrication, l'ex- térieur de l'aiguille est continuellement stérilisé par le fourreau chauffant 9 puisque cette aiguille coulisse IO à l'intérieur de celui- ci et ne sort pas du moule. Grâce à l'invention, après sa stérilisation par la vapeur, le circuit de soufflage, et en particulier l'aiguille qui en fait, partie, ne peut être contaminé par l'atmosphère extérieure.En effet, l'aiguille reste cons- I5 tamment dans le demi-moule LA, n'est en contact qu'avec de l'air stérile et est chauffée extérieurement en perma- nence par le fourreau chauffant 9. De plus, le boisseau 11 fournit une protection supplémentaire contre la conta- mination de l'aiguille par l'air contenu dans la cavité de moulage lorsque le moule est ouvert pour permettre l'amenée des ébauches et l'évacuation des récipients soufflés. Il est clair que l'invention peut facilement être adaptée à une machine à moules multiples, par exem- ple du type à plateau rotatif, par adjonction de distri- buteurs supplémentaires et de joints tournants. Dans ce cas, chaque moule est Équipé d'une aiguille et d'un bois- seau, comme représenté, et les éléments 27 à 32 et 35 à 38 sont communs à tous les moules et reliés successive- ment à ceux-ci. - REVENDICATIONS - 1.- Dispositif de soufflage de corps creux en matière plastique, du type comprenant un moule ouvrant (1), une aiguille creuse (15) pouvant être reliée à une source (28) d'alimrentation en gaz stérile, une chambre de stérilisation (9), et des moyens (16) pour déplacer l'aiguille entre une position de stérilisation, dans laquelle sa partie avant est contenue dans la chambre de stérilisation, et une position de soufflage, dans la- quelle sa partie avant est introcduite dans la cavité (3) de moulage, caractérisé en ce que la chambre de stérili- sation U) est solidaire d'un demi-moule (1A) et en ce que l'aiguille (15)se déplace dans un conduit (8) qui débouche dans une cavité (4) du moule destinée. recevoir l'ébauche (39 à 41). I5 2.- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'aiguille (15) peut être reliée par son extrémité arrière à la source (28) d'alimentation en gaz stérile ou à l'atmosphère (29), et en ce qu'une partie dudit conduit (8) adjacente à la cavité (4) du mou- le. (1) est constituée par deux voies alignées (12, 131 d'un distributeur à trois voies (11) permettant de relier sélectivement la chambre de stérilisation (9) à cette cavité ou à une source de vapeur d'eau (37). 3.- Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'une source de vide (35) est branchée en parallèle sur la source de vapeur d'eau (37). 4.- Dispositif suivant l'une des revendica- tions 2 et 3, caractérisé en ce que le circuit de mise à l'atmosphère comprend un étranglement (32) et une vanne d'arrêt (31) montés en parallèle. 5.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce quele circuit d'ali- mentation en air stérile comprend un étranglement (26) et un distributeur à deux positions (24) montés en parallèle. 6.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la chambre de stérilisation (9) comprend un fourreau chauffant qui entoure en permanence l'aiguille (15).