Brevet FR2546130A1 — publié le 19841123

Récipient en thermoplaste et procédé utilisé pour sa fa- brication. La présente invention concerne un récipient en matière thermoplastique muni d'un fond; ce type de conteneur est souvent utilisé dans l'industrie des emballages, lorsqu'il faut que le produit soit visible et son conditionnement hygiénique Le problème posé par ces récipients réside dans le fait qu'ils doivent être généralement expédiés par le constructeur à l'usine d'empaquetage ou au fabricant de leur contenu et qu'ils sont relativement encombrants à l'expédition % Les procédés déjà connus consistent à donner à ces réci- pients la forme d'un tronc de cône qui permet de les empi- ler. Dans l'une des méthodes de fabrication de ce type, la paroi est réalisée à partir d'un flan découpé dans une feuille plastique, puis assemblé sur ses deux bords opposés par recouvrement, collage ou soudage Un fond adéquat est en- suite fabriqué, avec un bord circulaire replié à angle droit Ce fond est alors placé sur l'enveloppe du récipient et son rebord collé ou soudé à la partie qu'il recouvre. Ce procédé ne permet toutefois pas de donner une configu- ration spéciale au récipient, telle que bourrelets dans la paroi formant le rebord de la pile ou autres. La fabrication de récipients superposables par la configu- ration en tronc de cône d'une paroi de la boite nécessi- te une dimension définie des flans, dont les chutes sont alors inévitables. Une autre méthode largement employée réside dans le for- mage à chaud (emboutissage) de tout le conteneur; si ce procédé permet de fabriquer les boites dons une certaine gamme de dimensions, il faut toutefois y apporter quelques réserves,dues essentiellement au rapport de la hauteur sur le diamètre et/ou largeur du récipient Suivant la nature du plastique en feuille utilisé, la fabrication des conteneurs plats ne pose généralement aucun problème; pour les boites creuses cependant, il en résulte de fortes variations d'épaisseur de paroi qui limitent la résistance du récipient La réalisation de boîtes superposables en forme de cône tronqué nécessite une inclinaison latérale de l'enveloppe de 5 % minimum, parfaitement visible à l'oeil nu et non souhaitable dans tous les cas Avec la méthode d'emboutissage, l'impression du récipient est relativement coûteuse, puisqu'elle doit être faite sur le conteneur fini; par ailleurs, l'emploi de PVC dur pour la fabrication des emballages transparents est parfois lié à une colora- tion de la feuille plastique, qui rend le récipient inuti- lisable pour l'objectif fixé. L'invention vise à créer un récipient superposable de ce type en matière thermoplastique, de manière à ce que plu- sieurs boites puissent être parfaitement empilées les unes sur les autres, sans se coincer, réduisant ainsi l'encom- brement à l'expédition, et à ce que la fabrication du réci- pient soit simplifiée, le rapport de son diamètre sur sa hauteur, notamment, pouvant être quelconque. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, la paroi du récipient se compose d'un flan assemblé sur ses deux bords opposés, sa section est essentiellement cons- tante dans la partie supérieure formant un bord d'empi- lage, décroit en tronc de cône dans la partie comprise en- tre ce rebord et le fond et présente une diminution plus forte par rapport à ce dernier dans la zone immédiatement sous-jacente au rebord précité, la section de ce même re- bord étant réduite à sa partie supérieure, en diminuant notamment en forme de cône tronqué. L'avantage présenté par la fabrication du récipient à par- tir d'un flan rectangulaire, collé ou soudé sur ses bords latéraux opposés, réside dans le fait que les parois en tronc de cône peuvent être réalisées avec une inclinaison minime, voire même invisible à l'oeil nu, tout en per- mettant un empilage des conteneurs. La réduction plus forte, par rapport au fond du récipient, de la section immédiatement inférieure au rebord d'empi- lage constitue un étranglement relativement important, qui forme pratiquement une "butée" pour le rebord supé- rieur du conteneur sous-jacent dans la pile - La diminution de la section dans la partie supérieure du rebord d'empilage forme également un rétrécissement qui sert de "butée", lorsque plusieurs récipients sont super posés, et facilite la pose du couvercle, qui est "guidé" par le chanfrein ainsi formé. D'après le procédé de fabrication conforme à l'invention, une ébauche de l'enveloppe est constituée à partir d'une feuille plastique étirée, puis cette ébauche, placée par- tiellement du moins sur un noyau qui donne à l'enveloppe sa forme définitive, est chauffée dans la plage de retrait du plastique étiré jusqu'à ce qu'elle épouse, en partie du moins, la forme du noyau; l'enveloppe ainsi formée est alors retirée de ce dernier. L'idée fondamentale du procédé conforme à l'invention rési- de dans l'emploidela méthode de retrait déjà connue pour la fabrication des emballages (publication allemande l 479 805) Cette méthode est largement utilisée dans les emballa- ges les plus divers, mais de telle manière que le produit est directement enveloppé par la feuille plastique rétrac- tée Elle n'a pas encore été employée pour la fabrication de récipients en thermoplaste, indépendamment de la forme concrète de leur contenu. Les avantages du procédé conforme à l'invention résident dans le fait qu'il est possible de réaliser des récipients d'une conicité quelconque, minime de préférence, des struc- tures spatiales, telles que rebords d'empilage, pouvant être formées sans difficulté. Le cas échéant, il est également possible d'intégrer le fond du conteneur au processus de retrait, la paroi et le fond étant ainsi fabriqués en une seule opération. D'autres variantes de ce procédé sont données dans lessous-re- vendications. Un exemple de récipient conforme à l'invention et de la méthode utilisée pour sa fabrication est explicité par les dessins annexés, qui représentent: Figure 1: une coupe transversale du récipient, Figure 2: une vue latérale de deux récipients superposés, Figure 3: un dispositif permettant de fabriquer le récipient représenté sur la figure 1, Figure 4: l'enveloppe finie entourant le noyau, à la fin-du procédé conforme à l'invention. Le récipient se compose d'une enveloppe 10 et d'un fond 20 (ainsi que d'un couvercle non représenté sur le dessin). Dans cet exemple de construction d'une boite circulaire, l'enveloppe 10 se compose d'un flan rectangulaire enroulé, collé ou soudé sur ses rebords latéraux opposés et dont les sections représentées sur les figures sont obtenues par le retrait, décrit ci-dessous, sur un noyau Il est notamment possible de distinguer trois parties: Une partie supérieure A qui sert de rebord 1 ia pour la pile et dont la section est essentiellement constante, une par- tie supérieure C, formée par le rétrécissement vers le haut de la partie A, une partie inférieure B qui occupe prati- quement la totalité de la paroi et présente une forme en tronc de cône; cette forme permet d'emboîter deux réci- pients 1 et 2 (figure 2), jusqu'à ce que leurs rebords re- posent l'un sur l'autre. A cet effet, la boite présente à son point de jonction avec le rebord 10 a une réduction de section relativement forte, cette réduction étant constante sur la partie restante B, par rapport à la hauteur x du récipient. L'emboîtement des récipients ainsi conformés est illustré par la figure 2, qui fait apparaître les chevauchements , 70 correspondant aux endroits o l'enveloppe brute cy- lindrique est assemblée par recouvrement et soudage et/ou collage du flan rectangulaire. A sa partie inférieure, l'enveloppe 10 présente un bourre- let 10 b orienté vers l'intérieur, dans lequel est inséré le fond 20 du récipient - Le fond 20 présente les traditionnelles cavités 22 et/ou rainures annulaires 21 assurant sa stabilisation. Le récipient conforme à l'invention est fabriqué comme suit (figures 3 et 4): Une ébauche 11 de l'enveloppe ultérieure est d'abord réa- lisée, des sections rectangulaires étant découpées dans une feuille plastique, éventuellement imprimées, puis collées ou soudées pour former un cylindre. Cette ébauche 11 est placée sur un noyau 13 définissant la forme future de l'enveloppe 10; pour plus de clarté, la conicité du noyau 13 est relativement importante sur la figure 3. Le noyau 13 et l'ébauche 11 sont alors introduits dans un four 40 ouvert vers l'extrémité du noyau et présentant une section libre légèrement su- périeure à la section maximale de celui-ci, qui comporte des élements de chauffage 41 représentés par des buses à air chaud puis le processus de retrait de la feuille étirée s'établit, à partir de l'extrémité inférieure du récipient A la fin de l'opération, l'enveloppe 10 épouse totalement la forme du noyau 13, la partie en saillie 21 de l'ébauche Il formant le bourrelet l Cb du conteneur 10 fini. L'enveloppe 10 finie est alors enlevée du noyau 13 Lors- que la partie C du rebord I Oa présente une forte conicité, il est opportun de concevoir le noyau 13 en deux parties, une fente 13 a se formant entre les moitiés du noyau scindé; pour retirer l'enveloppe 10, ces deux parties sont resserrées et la fente fermée, le diamètre des moitiés re- groupées ne devant par être supérieur au diamètre minimal de la partie C du rebord 10 a, c'est-à-dire au diamètre d'ouverture du récipient. Après le retrait du récipient, un fond 20 est introduit par le haut, jusqu'à ce qu'il repose sur le bourrelet l Ob circulaire; il y est alors collé ou soudé à l'aide d'un procédé connu (par électrodes sonores (ultrasons) ou électrodes (HF)). Ce procédé de fabrication, d'un principe simple, peut pré- senter des variantes quelconques et être automatisé à l'ai- de de systèmes élémentaires; la mise en place de l'ébauche, l'introduction dans le four 40, le retrait de l'enveloppe, la pose et le collage et/ou soudage du fond peuvent être assurés suivant la technologie traditionnelle, la manuten- tion des éléments du récipient pouvant être essentiellement réalisée par des organes pneumatiques. Une variante parfaitement possible de l'exemple décrit consiste à intégrer le fond 20 au processus de retrait de l'ébauche 11, le fond présentant alors un diamètre légère- ment supérieur à la face frontale du noyau 13: avec le re- trait de l'ébauche, une moulure se forme autour du fond du récipient, qu'elle maintient par emboîtement Les opé- rations supplémentaires, telles que collage ou soudage du fond dans l'enveloppe, sont donc superflues. Ce procédé est notamment possible, lorsque le matériau du fond 20 est différent de celui de l'ébauche 11, de sorte que le fond 20 n'est pas affecte par le processus de retrait dans le four 40. Dans ce cas, le fond du récipient peut être en carton ou avoir une plage de retrait supérieure à celle de la feuille plastique de l'enveloppe 10. Le fond peut ne pas être étiré Sa température de fusion doit être supé- rieure à la temrpérature du four. Pour des formes spéciales de l'enveloppe 10, il peut être avantageux, afin d'obtenir une régularité particulière de cette dernière, de porter le noyau 13 à une température d'équilibre inférieure à la plage de retrait du matériau plastique; pour une conicité relativement forte de cette même enveloppe 10, il est notamment possible de créer un vide partiel entre le noyau 13 et l'ébauche il 'pendant le processus de chauffage, ce qui permet à cette dernière de mieux épouser la forme du noyau 13. Pour automatiser le processus de fabrication du récipient conforme à l'invention, il est possible de concevoir le four 40 sous la forme d'un tunnel de retrait, traversé par le noyau 13 enveloppé de l'ébauche 11. Les avantages présentés par ce récipient peuvent être ré- sumés comme suit: Il est entièrement composé (conteneur et couvercle) d'un matériau homogène, sans adjuvant; la forme cylindrique de la partie supérieure assure une adaptation parfaite du couvercle, donc une fermeture étanche aux influences ex- ternes, odeurs notamment. Le processus de retrait garantissant une épaisseur réguliè- re de l'enveloppe sur toute sa surface, il en résulte une résistance élevée à l'écrasement, puisque les points fai- bles dus à d'éventuels amincissements du matériau sont exclus. La possibilité d'empilage réduit pratiquement de neuf di- xièmes le volume de stockage et de transport requis L'au- tomatisation des processus d'empilage/déchargement des ré- cipients correspond à une augmentation considérable des opérations d'empaquetage Le procédé conforme à l'inven- tion permet une fabrication rentable des conteneurs volu- mineux, que le processus d'emboutissage précédemment décrit ne permettrait plus de produire à un coût raisonnable. Les chutes étant inexistantes dans le processus de fabri- cation du récipient, la consommation de matériau est mini- misée. Le conteneur conforme à l'invention répond entièrement aux réglementations légales; Revendications. 1 Récipient en matière thermoplastique muni d'un fond, caractérisé en ce que sa paroi se compose d'un flan assem- blé sur ses deux bords opposés, en ce que sa section est essentiellement constante dans la partie supérieure (A) formant un bord d'empilage ( 10 a) et décroît en tronc de cane dans la partie (B) comprise entre ce rebord ( 10 a) et le fond ( 20), en ce que cette même section présente une diminution plus forte par rapport à la distance (x) du fond ( 20) dans la zone (b) immédiatement sous-jacente au rebord (l Oa) précité et en ce que la section de ce même rebord ( 10 a) est réduite à sa partie supérieure (C), en diminuant notamment en forme de cône tronqué. 2 Procédé de fabrication de récipients en thermoplaste selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une ébau- che ( 11) de l'enveloppe ( 10) est constituée à partir d'une feuille plastique étirée, en ce que cette ébauche ( 11) est placée sur un noyau ( 13) qui donne à l'enveloppe ( 10) sa forme définitive, en ce que cette même ébauche ( 11) est chauffée dans la plage de retrait du plastique étiré jus- qu'à ce qu'elle épouse, en partie du moins, la forme du noyau ( 13) et en ce que l'enveloppe ( 10) ainsi formée est retirée de ce dernier. 3 Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'apport thermique est assuré par de l'air chaud. 4 Procédé selon les revendications 2 et 3, caractérisé en ce que la sollicitation thermique de l'ébauche ( 11) commen- ce dans la partie (B), o la différence entre cette ébau- che ( 11) et la forme du noyau ( 13) est maximale. 5 Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'ébauche ( 11) présente par rapport au noyau ( 13) une saillie ( 21), qui forme ou reçoit une partie au moins du fond ( 20) pendant le processus de chauffage. 6 Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'ébauche ( 11) présente par rapport au noyau ( 13) une saillie ( 21), qui s'applique sur la face frontale de ce dernier pendant le processus de chauffage et forme un bourrelet (lob) recevant le fond ( 20) posé ultérieurement. 7 Procédé selon les revendications 2 et 5, caractérisé en ce que le fond ( 20), placé sur le noyau ( 13) avant le pro- cessus de chauffage, est partiellement enveloppé par la saillie ( 21) de la feuille plastique rétractée. 8 Procédé selon les revendications 2 et 7, caractérisé en ce que la feuille plastique du fond ( 20) présente une plage de retrait supérieure à celle de la feuille consti- tuant l'enveloppe ( 10), et en ce que la température de chauffage se situe entre ces deux plages. 9 Procédé selon les revendications 2 et 7, caractérisé en ce que la feuille plastique du fond ( 20) n'est pas étirée et en ce que le point de fusion de ce plastique est supé- rieur à la température de chauffage. 10 Procédé selon les revendications 2 et 7, caractérisé en ce que le fond ( 20) est en carton. 11 Procédé selon les revendications 2 et 7, caractérisé en ce que le fond ( 20) est soudé sous pression au bourrelet (l Ob) de l'enveloppe ( 10). 12 Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le noyau est porté à une température d'équilibre inférieure à la plage de retrait. 13 Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un vide partiel est créé entre le noyau ( 13) et l'ébauche ( 11) pendant le processus de chauffage - 14 Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la chaleur est dirigée à travers le noyau ( 13). Dispositif pour la réalisation du procédé selon la re- vendication 2, caractérisé par un noyau ( 13) définissant la forme du récipient et par un four ( 40), dont la paroi in- terne est munie d'éléments de chauffage ( 41). 16 Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que le four ( 40), constitué par un four indépendant ouvert vers l'extrémité du noyau ( 13), présente une section interne libre qui n'est que très légèrement supé- -rieure à la section maximale de ce même noyau ( 13). 17 Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que le four ( 40) est conçu sous la forme d'un tunnel de retrait.