Brevet FR2543484A1 — publié le 19841005

PROCEDE POUR FABRIQUER UN RECIPIENT TEL QUE FUT EN MATIERE THERMOPLASTIQUE ET RECIPIENT AINSI FABRIQUE. L'invention a pour objet un procédé pour fabriquer un récipient tel qu'un fût en matière thermoplastique com- portant une partie de corps et deux parties d'extrémité préformées en matière thermoplastique soudées à la partie de corps L'invention s'étend au récipient ainsi fabriqué. Au cours de ces dernières années, l'usage de l'acier dans la fabrication des fûts pour le stockage et le transport des produits chimiques a été progressivement remplacé par l'utilisation des matières synthétiques ther- moplastiques. Le moulage par soufflage a été une technique largement utilisée pour cette fabrication Cette technique est bien connue mais conduit à des difficultés L'une de ces difficultés est que, dans les zones opposées à la ligne de division du moule, la matière tend à s'amincir par suite de l'allongement de la paraison Il en résulte la formation de coins amincis à la partie haute et à la base des récipients. En outre, une pièce moulée par soufflage subit toujours un retrait par rapport à ses dimensions de consigne telles qu'elles sont définies par le dessin d'exécution et les zones dans lesquelles l'épaisseur de paroi est grande ont un coefficient de retrait différent de celui des zones dans lesquelles l'épaisseur de paroi est plus faible Par exemple, un récipient dont le corps a une section carrée subit le long de la ligne de partage du moule un retrait qui est plus faible que dans la section faisant un angle de 90 avec elle. La plupart des récipients moulés par soufflage ne peuvent être empilés que sur quatre niveaux lorsqu'ils sont remplis avec le produit qu'ils doivent contenir et lorsqu'ils sont soumis à des conditions d'expositionâ l'air libre pendant des périodes de plus de six mois. Il est cependant fréquent que les clients préfè- rent empiler les récipients sur six niveaux, neuf niveaux ou douze niveaux pendant de plus longues périodes, en remplissant ces récipients avec des produits dont le poids spécifique dépasse 1 g/cm 3 Cela ne peut pas être obtenu de façon courante avec des récipients moulés par soufflage, ayant un poids commercialement compétitif et une répartition d'épaisseur de paroi uniforme et spécifiée. De plus, un grand nombre de réalisations de réci- pients moulés par soufflage risquent d'avoir des fissures sous contraintes lorsqu'on les remplit avec un produit alcalin, ou un produit détergent, et quand on soumet les récipients à des surcharges en les empilant. Une autre technique utilisée consiste à réaliser un récipient avec un corps formé par extrusion à la section voulue, des parties d'extrémité moulées par injection étant soudées en bout sur le corps L'utilisation de l'extrusion pour le corps conduit à la mise en oeuvre de grandes filières d'extrusion Cela veut dire que cette technique n'est économique que pour de longues séries de production d'un type de forme et d'épaisseur données. L'invention a pour but de pallier les inconvé- nients et insuffisances mentionnées précédemment. A cet effet, l'invention concerne un procédé pour fabriquer un récipient en matière thermoplastique comportant une partie de corps et deux parties d'extrémité en matière thermoplastique préformées et soudées sur la partie de corps, caractérisé en ce qu'on forme la partie de corps à partir d'une feuille plane en façonnant un coupon de longueur prédéterminée de la feuille plane pour constituer un tube ayant la section transversale désirée et on assemble les extrémités de ce coupon par soudage par plaque chauffante. On désigne par soudage par plaque chauffante un procédé pour souder des surfaces de matière thermoplastique dans lequel on chauffe les surfaces en contact avec une plaque chaude ou chauffante, on retire la plaque, on réunit les surfaces chauffées et on les comprime en les laissant se refroidir et se lier l'une à l'autre sous une pression prédéterminée et pendant un temps prédéterminé. Les feuilles planes peuvent être fabriquées par extrusion, par moulage par compression ou tout autre procédé approprié. Les extrémités du coupon de matière en feuille sont, de préférence assemblées par soudage bout à bout, mais il peut être avantageux, dans certains cas, d'effectuer un soudage par recouvrement La partie de corps peut présenter une section transversale appropriée quelconque telle que celle d'un cylindre circulaire, une section sensiblement carrée ou rectangulaire avec des angles arrondis ou même une section triangulaire, hexagonale ou octogonale. Les parties d'extrémité préformées peuvent être réalisées par moulage par injection, par thermoformage, par moulage, par soufflage, par moulage par rotation ou par tout autre procédé approprié et elles peuvent être fixées sur la partie de corps d'une façon appropriée quelconque Elles sont, de préférence soudées bout a bout à la partie de corps par soudage par plaque chauffante, mais on peut utiliser le sou- dage par friction, le soudage par ultra-sons ou tout autre procédé d'assemblage, par exemple au moyen d'un adhésif approprié ou un procédé similaire Les extrémités moulées par injection peuvent être fabriquées conformément à la technologie normale pour le moulage de la partie supérieure et de la partie inférieure d'un récipient de forme aplatie dont la partie supérieure comporte un col de remplissage. En variante, on peut utiliser une technologie dans laquelle l'extrémité inférieure et l'extrémité supérieure ont la même forme géométrique, l'emplacement du col ou des cols de remplissage étant obturé par un diaphragme Dans ce cas, les cols de remplissage pourraient être moulés sans fil etage lorsque la pièce est destinée à constituer la partie d'extrémité inférieure, le col peut simplement être éliminé par usinage, ce qui donne une surface plane Lorsque la pièce est destinée à constituer la partie d'extrémité supérieure, on peut, si on le désire, tailler un filetage à l'intérieur ou à l'extérieur du col de remplissage rectiligne et on peut pratiquer un perçage dans le diaphragme par usinage La partie de corps et les parties d'extrémité peuvent être cons- tituées avec la même matière thermoplastique ou des matières thermoplastiques différentes On peut utiliser toute matière thermoplastique appropriée, par exemple le polyéthylène, le polypropylène, le polystyrène, le chlorure de polyvinyle, le polytétrafluoréthylène, etc Cependant, la feuille qui constitue le corps peut être formée conjointement par extru- sion sous forme stratifiée (sandwich), de manière qu'il y ait une matière dans la partie médiane de la paroi latérale ainsi qu'une couche intérieure et une couche extérieure don- nant une structure stratifiée à la feuille formée par extru- sion On peut choisir la combinaison des matières pour donner à la paroi latérale du fût des propriétés mécaniques ou phy- siques prédéterminées. Les parties d'extrémité préformées et la partie de corps sont normalement assemblées par soudage par plaque chauffante ou par un procédé similaire après avoir été fabri- quées au préalable par des procédés appropriés (par exemple par moulage par injection pour les parties d'extrémité et par extrusion d'une feuille avec soudage bout à bout par plaque chauffante pour la partie de corps tubulaire). Cela signifie que les trois parties ont été refroidies et ont pris leur forme préférentielle lorsque le processus de retrait de la matière thermoplastique est achevé Il peut cependant être préférable de maintenir la partie de corps en position fixe et de mouler par injection une partie d'extrémité directement sur un côté de la partie de corps On évite ainsi une ligne de soudage réalisée par soudage par plaque chauffante. La feuille plane destinée à constituer la partie de corps peut aussi être réalisée avec des nervures de renfort qui peuvent être placées à l'intérieur ou à l'exté- rieur du récipient Cette feuille peut aussi présenter une structure du type en nid d'abeilles dans l'épaisseur de sa paroi, ce qui peut être favorable pour les propriétés mécani- ques de la partie de corps. Les rervur E de renfort peuvent être disposées en direction horizontale ou en direction verticale sur la partie de corps et elles peuvent remplir différentes fonctions suivant leur position. Des nervures horizontales peuvent être utilisées: a) pour faciliter la prise d'un fût, b) en tant que cerces de roulement, et/ou c) pour aider à éviter l'affaissement des parois latérales du fût sous l'action d'une surcharge (possibilité d'empilage) ou sous l'action d'un vide partiel s'établissant par suite de différences de température des produits de remplissage ayant une pression partielle de vapeur importante. Des nervures verticales peuvent être utilisées en tant que nervures de renfort du côté intérieur ou du côté extérieur d'un récipient ayant une section transversale carrée, ronde ou rectangulaire Ces nervures sont prévues pour augmenter la résistance à la compression verticale. En formant la partie de corps à partir d'une feuille de matière plane, on évite la dépense d'un grand nombre de filières d'extrusion, à savoir une filière pour chaque section transversale requise. En partant d'une feuille plane, on obtient un avantage supplémentaire en ce que la feuille peut être impri- mée à l'avance, lorsqu'elle est plane, par un procédé d'impression approprié On peut ainsi obtenir une meilleure qualité d'impression par comparaison avec l'impression sur des parties de corps cylindriques, rectangulaires arrondies ou carrées. On va maintenant décrire l'invention plus en détail en se référant aux dessins annexés, dans lesquels la figure 1 est une vue en élévation d'un fût de forme typique réalisé conformément à l'invention; - la figure 2 est une vue en plan de dessus du fût de la figure 1; la figure 3 est une vue en plan de dessous du fût de la figure 1; la figure 4 est une vue à grande échelle en coupe suivant la ligne A-A de la figure 2; la figure 5 est une vue à grande échelle en coupe suivant la ligne B-B de la figure 3, cette vue montrant de plus l'empilage de deux fûts; la figure 6 est une vue en élévation montrant une forme de réalisation de matière en feuille à partir de laquelle le corps du fût peut être constitué; la figure 7 est une vue en élévation d'un corps de fût formé à partir de la matière en feuille représentée sur la figure 6; la figure 7 a est une vue en élévation d'une variante de réalisation de corps de fût; la figure 7 b est une vue en coupe horizontale du corps de fût de la figure 7 a; la figure 8 est une vue en perspective montrant une variante de réalisation de la matière en feuille; la figure 9 représente une pièce moulée pouvant être utilisée en tant que base pour la partie supérieure ou la partie inférieure d'un fût; la figure 10 est une vue en coupe d'une pièce moulée d'extrémité inférieure suivant une forme modifiée; la figure 11 est une vue en coupe d'une pièce moulée d'extrémité supérieure, cette vue montrant également une pièce d'extrémité inférieure suivant la figure 10, en position d'empilage; la figure 12 est une vue en plan de la pièce moulée d'extrémité supérieure suivant la figure 11; la figure 13 est une vue en élévation d'un fût de plus grandes dimensions. Comme représenté sur les figures 1 à 5 des dessins, un fût est constitué par une partie de corps 1, une partie d'extrémité supérieure 2 et une partie d'extrémité inférieure 3 La partie de corps 1 représentée présente une forme cylin- drique; elle est réalisée en cintrant une feuille de matière plane à l'aide d'un organe de façonnage approprié et en soudant bout à bout les extrémités de cette plaque par soudage par plaque chauffante La partie supérieure 2 et la partie inférieure 3 sont préformées séparément de la partie de corps 1 par moulage par injection ou par un autre procédé. On peut voir sur les dessins que les parties d'extrémité 2 et 3 peuvent comporter des renfoncements cen- traux 4 à des fins de renfort La partie supérieure 2 est munie d'un col de remplissage 5 qui est représenté fileté pour recevoir un capuchon de fermeture 6 (représenté en trait mixte uniquement sur la figure 4). La partie supérieure 2 est munie d'une paroi péri- phérique en saillie ou rebord 7 pour permettre l'empilage malgré la présence de col de remplissage, du capuchon ou bouchon de fermeture 6 et des renfoncements 4 Cette paroi présente une interruption 8 dans la région du col de remplis- sage 5 pour faciliter le versement à partir du fût ainsi que pour garantir que l'eau de pluie ou d'autres liquides ne s'accumulent pas à la partie supérieure du fût La paroi 7 est formée solidairement avec la partie d'extrémité supé- rieure 2 et raccordée à la partie de fermeture sensiblement plane de la partie d'extrémité 2 au moyen d'une série de goussets de renfort espacés 9. La partie supérieure 2 est soudée bout à bout à l'extrémité supérieure de la partie de corps 1 par soudage par plaque chauffante suivant une ligne désignée par 11 sur la figure 4. La partie inférieure 3 est munie de rebords péri- phériques espacés 12 et 13 dirigés vers le bas qui définis- sent entre eux un logement 14 destiné à recevoir la paroi en saillie 7 du fût sous-jacent lorsque les fûts sont empilés. Le rebord 13 est renforcé par une série de goussets espacés 15. La partie inférieure 3 est soudée bout à bout à l'extrémité inférieure de la paroi 1 par soudage par plaque chauffante suivant une ligne désignée par 16 sur la figure 5. On prévoit, notamment, que les fûts ainsi cons- truits soient utilisés avec des capacités de 15 litres, litres et 25 litres Cependant, cette technique de fabri- cation peut être utilisée sur une gamme de dimensions étendue allant, par exemple, de 15 à 250 litres. Quand on utilise la technique de soudage par plaque chauffante, il peut être nécessaire de réaliser un certain agrandissement de la zone à souder par compression de la matière Ces zones agrandies peuvent, en cas de besoin, être remises à niveau après soudage. La partie supérieure 2 peut être prévue pour la fixation d'une poignée de transport appropriée. En outre, bien que la partie supérieure 2 soit représentée comme ayant une paroi en saillie 7 coopérant avec le logement 15 pour assurer l'empilage, on peut avoir recours à d'autres systèmes d'empilage En outre, la partie supé- rieure 2 peut être convexe, tandis que la partie inférieure 3 est concave pour permettre l'emboîtement pendant l'empilage et donner une résistance supplémentaire importante aux parties d'extrémité 2 et 3 Avec une telle disposition en coupole, un bec de remplissage peut être incorporé dans un logement de la coupole. Le col de remplissage peut être taraudé pour rece- voir un bouchon fileté, fileté extérieurement pour recevoir un capuchon fileté ou laissé lisse pour recevoir une ferme- ture sertie. La figure 6 représente une feuille 21 en matière plastique telle que le polyéthylène, cette feuille étant réa- lisée par extrusion avec deux nervures 22 La feuille est représentée avec des bords latéraux 23 et des bords d'extré- mité 24 Une feuille de longueur appropriée est façonnée pour constituer le corps d'un fût en assemblant les bords d'extré- mité 24 par soudage bout à bout, comme représenté sur la figure 7 o la ligne de soudure est désignée par 25 On voit que les nervures 22 s'étendent alors horizontalement sur le corps et agissent en partie comme des cerces de roulement ainsi que comme nervures de renfort Dans une disposition variante, les bords latéraux 23 d'une feuille formée par extrusion avec une largeur appropriée peuvent être assemblés par soudage bout à bout par soudage par plaque chauffante, de sorte que les nervures 22 s'étendent alors verticalement, c'est-à-dire-parallèlement à la ligne de soudure 25, comme représenté sur la figure 7 a Dans un cas ou dans l'autre, les nervures 22 peuvent être positionnes de manière à être à l'intérieur (comme représenté sur la figure 7 a) ou à l'extérieur (comme représenté sur la figure 7) du corps ter- miné du fût La réalisation suivant la figure 7 a et la figure 7 b est obtenue en partant d'une feuille comportant quatre nervures 22 et la figure 7 montre comment ces nervures peu- vent être utilisées pour renforcer les coins d'un corps de fût ayant une section essentiellement carrée. La figure 8 représente une variante de réalisation de la matière en feuille 26 qui est un peu plus épaisse que la feuille 21 et qui est réalisée avec une disposition inté- rieure de cavités 27 donnant une forme simple de structure en nid d'abeilles En, cas de besoin, des nervures, par exemple des nervures similaires aux nervures 22, peuvent être prévues dans cette réalisation. La figure 9 représente une forme simple de pièce moulée par injection qui peut être utilisée pour la partie d'extré- mité supérieure ou la partie d'extrémité inférieure Une zone centrale 31, qui peut être en forme de coupole ou présenter une autre forme assurant une résistance renforcée, est munie sur son pourtour de bordures 32,33 s'étendant respectivement vers le haut et vers le bas De plus, la zone centrale 31 est munie de deux cols, 34,35 s'étendant vers le haut Si cette pièce doit être utilisée en tant que partie d'extrémité inférieure, les cols 34,35 doivent selon toute probalité être éliminés par découpage et meulage La bordure 33 peut alors être utilisée pour fixer la pièce à l'extrémité inférieure du corps Si la pièce doit être utilisée en tant que partie d'extrémité supérieure, la zone centrale 31 est percée dans l'emprise de l'un ou des deux cols 34, 35 comme cela est indiqué en pointillé en 36 Si l'on n'a besoin que d'un col de remplissage, il est évident que l'on n'effectue qu'un seul perçage et que l'autre col peut être éliminé en cas de néces- sité Le col retenu ou les cols retenus peuvent, en cas de besoin, être filetés intérieurement ou extérieurement pour recevoir un bouchon ou un capuchon de fermeture. Si, comme représenté sur la figure 5, on utilise une partie d'extrémité inférieure 3 et que les fûts sont empilés, il peut arriver que le rebord 12, qui doit trans- mettre la totalité du poids de la pile à une palette ou à une autre surface porteuse, soit endommagée ou déformée Pour améliorer l'aptitude à l'empilage, on peut utiliser la dispo- sition représentée sur les figures 10 à 12 Dans cette dispo- sition, le rebord ou bordure 12 est aidé dans sa fonction porteuse par une série de nervures annulaires espacées 41, 42, 43 dont le centre se trouve sur l'axe du fût Ces ner- vures reposent sur la surface de la palette et prennent une partie de la charge s'exerçant sur le rebord ou bordure 12. La figure 11 montre comment une partie d'extrémité supérieure correspondante comporte un col de remplissage 44 qui pénètre dans un renfoncement localisé 45 Cette figure montre également comment l'extrémité supérieure est munie d'un épaulement 46 qui coopère avec le rebord ou bordure 12 pour porter une partie du poids, tandis que la paroi montante 7 passe encore à l'intérieur du rebord 12 pour assurer un soutien supplémentaire du fût situé au-dessus. La figure 12 montre comment l'épaulement 46 est interrompu au voisinage de deux zones d'attache 47 d'une poignée classique 48 en fil métallique Cette figure montre également une réduction de la largeur de l'épaulement 46 dans la zone d'une interruption 49 de la paroi 7 au voisina- ge du col de remplissage 44 La figure 12 représente aussi des zones obliques 51 sur la paroi 7 allant vers l'interrup- tion 49. En outre, bien que le col annulaire soit représen- té comme muni d'un filetage extérieur et qu'un capuchon fileté soit représenté en place-, il est clair que le col annulaire peut être taraudé pour recevoir un bouchon de bonde renforcé ou que ce col peut être laissé tel quel pour recevoir une fermeture gaufrée ou une autre forme de fermeture. Bienque l'invention ait été décrite jusqu'à maintenant en se référant à des fûts convenant par une manutention et un empilage manuels, par exemple avec une gamme de capacités de 15 à 30 litres, il est clair qu'on peut utiliser une technologie de fabrication similaire pour des fûts de plus grande capacité, par exemple de 50 litres à 250 litres De tels fûts peuvent être prévus ou non avec des moyens d'enga- gement réciproque lors de l'empilage Ils peuvent comporter des collerettes à partie supérieure plane ou des rebords venant en butée l'un sur l'autre. La figure 13 représente une disposition de ce type dans laquelle un fût comporte un corps muni de cerces de roulement 61 constituées par des nervures solidaires du corps La partie d'extrémité supérieure et la partie d'extrémité inférieure sont respectivement munies de colle- rettes 62 formant des bordures descendantes ou des rebords montants La figure 13 représente également la partie d'extrémité supérieure munie de deux cols 63 de calibres différents Ces cols peuvent évidemment avoir le même calibre; on peut aussi supprimer un col si on le désire. Ilest même possible de munir le corps lui-même d'un élément de bonde 64 et on peut supprimer dans le cas, l'un des cols ou les deux cols 63 Comme dans le cas des fûts de plus faible capacité, la collerette 62 est, de préférence, munie d'ori- fices de drainage pour l'évacuation de l'eau de pluie La partie supérieure du fût peut être agencée pour faciliter la manutention par engins mécaniques. REVENDICATIONS 1 Procédé pour fabriquer un récipient tel qu'un fût en matière thermoplastique comportant une partie de corps ( 1) et deux parties d'extrémité préformées ( 2,3) en matière thermoplastique soudées à la partie de corps, carac- térisé en ce qu'on forme la partie de corps ( 1) à partir d'une feuille ( 21,26) plane en façonnant un coupon de longueur prédéterminée de la feuille plane pour constituer un tube ayant la section transversale désirée et en ce qu'on assemble les extrémités ( 23, 23; 24,24) de ce coupon par soudage par plaque chauffante. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on assemble les extrémités ( 23,23; 24,24) du coupon par soudage bout à bout. 3 Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions 1 et 2, caractérisé en ce qu'on soude par soudage bout à bout les parties d'extrémité préformées ( 2,3) sur la partie de corps ( 1). 4 Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'on soude les parties d'extrémité ( 2,3) par soudage bout à bout par plaque chauffante sur la partie de corps ( 1). Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions 1 et 2, caractérisé en ce qu'on moule directement par injection au moins l'une des parties d'extrémité sur la partie de corps. 6 Récipient, tel que fût en matière thermoplas- tique, caractérisé en ce qu'il est fabriqué à l'aide d'un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5. 7 Récipient selon la revendication 6, caractérisé en ce que les parties d'extrémité comportent des éléments d'empilage ( 7,12,13) agencés pour s'emboîter avec l'élément d'empilage ( 12,13,7) d'un récipient adjacent similaire, cet élément d'empilage étant constitué sous forme de bordures périphériques en saillie sur une partie de fermeture sensi- blement plane. 8 Récipient selon la revendication 7, caractérisé en ce que les bordures ( 7) sont liées à la partie de ferme- ture par une série de goussets de renfort ( 9). 9 Récipient selon la revendication 6, caractérisé en ce que les parties d'extrémité ( 2,3) sont réalisées à partir d'une pièce moulée commune ( 31,32,33,34,35). Récipient selon l'une quelconque des revendi- cations 6, 7 et 8, caractérisé en ce que la partie d'extré- mité inférieure est munie d'une série de nervures annulaires ( 41,42,43) situées sensiblement dans le plan le plus bas de la partie d'extrémité inférieure.