Brevet FR2581926A1 — publié le 19861121

-1- La pDrésente invention se rapporte d'une manière générale à la réalisation d'un récipient en matière plas- tique par soufflage avec étirage bi-orienté et à une portion poignée pour ce récipient, plus spécialement elle concerne un tel récipient dont la portion poignée est montée de manière amovible. Dans l'opération de soufflage bi-orienté du présent récipient en matière plastique, un certain nombre de dents de retenue sont moulées autour de la bouteille ou du goulot de la bouteille, c'est-à-dire du présent récipient ou de son goulot, pour faciliter la fixation d'une portion poignée, cette portion poignée étant moulée par injection et comprenant une poignée et un ou deux anneaux de fixation en matière plastique comportant des filetages femelles, la poignée étant ensuite mise en place avec l'anneau de fixation de façon à former une portion poignée comportant un ou deux anneaux de fixation, c'est-à-dire une portion poignée comportant un ou deux points de support, mais essentiellement la portion poignée est fixée par rotation par vissage par rapport au récipient en matière plastique et aux dents de vissage sur lui de façon à constituer ensemble un récipient en matière plastique produit par soufflage-étirage bi-orienté complet avec poignée. Depuis au moins cinq ans, avec le développement de l'utilisation de bouteilles en PET (téréphtalate de poly- éthylène) à la place des bouteilles en verre typiquement utilisées pour la mise en bouteille de cidre et d'autres types de cocas, limonades, il a été largement accepté dans l'industrie de fabriquer des récipients durs par utili- sation d'une orientation coordonnée rendue possible par la méthode de soufflage avec étirage bi-orienté. Les avantages rendus possibles par la technique de soufflage avec étirage bi-orienté s'appliquent non seulement à PET, PVC, OPP et PAN, mais aussi à PS, ABS et PC. L'étirage bi-orienté, c'est-à-dire une orientation contrôlée dans deux directions contraires, dans un 81926 -2-- récipient dur, est effectué dans la machine dans le procédé; il comprend essentiellement les étapes suivantes: (1) préparation d'une préforme, appelée paraison, plus courte que le récipient prévu, mais de plus petit diamètre. L'opération de préparation de la préforme comprend l'injection, l'éjection, le transfert après injection et d'autres opérations de moulage similaires. (2) après chauffage à une température prédéterminée, la préforme est soufflée par dilatation et elle est étirée axialement en même temps, pour l'établissement de propriétés mécaniques, optiques, physiques et chimiques appropriées au profil d'une bouteille produite par fusion à chaud. L'allongement axial doit être guidé mécaniquement de façon à maintenir la concentricité essentielle pour l'opération de formation, dans la pratique il peut être guidé par la traction d'une barre de serrage, ou encore en ayant une pointe centrée extérieurement reliée à l'extérieur du fond de la préforme au cours de l'opération de soufflage, ou encore en ayant une barre de traction insérée dans la préforme pour progression axiale en même temps que l'opération de soufflage. (3) à la température prédéterminée mentionnée dans le dernier paragraphe, la préforme est agrandie à sa forme finale, refroidie et enlevée du système. La méthode dite de soufflage avec étirage bi-orienté dont il est question ci-dessus est la méthode bien connue de fabrication des bouteilles en PET, cette méthode est largement acceptée dans l'industrie parce qu'elle peut produire des récipients durs ayant d'excellentes propriétés mécaniques, optiques, chimiques et physiques. Cependant, il est regrettable de noter qu'en raison des caracté- ristiques de la matière, les bouteilles produites par ces méthodes de fabrication présenteront un degré élevé d'alignement de l'arrangement moléculaire et de modification structurale une fois qu'elles ont pris leur forme finale 8 1926 -3- après l'étirage après chauffage, perdant ainsi leurs propriétés de collage, de sorte qu'il est impossible d'effectuer une fixation intégrée par collage dans le procédé de production, c'est pourquoi on ne peut pas prévoir un procédé intégré de moulage de la forme avec une poignée; tandis que par la méthode de moulage par extrusion-soufflage, des matières plastiques étirées non bi-orientées ordinaires telles que PVC, PE, PP, peuvent être façonnées avec une portion poignée intégrée en raison de la relativement moindre susceptibilité d'orientation de l'alignement moléculaire qui rend possible le collage des matières constitutives; pourtant, en ce qui concerne les propriétés mécaniques, optiques, physiques et chimiques, les matières utilisées dans la méthode de soufflage avec étirage bi-orienté se sont révélées plus avantageuses. C'est à raison, parce que les matières utilisées dans la méthode de soufflage avec étirage bi-orienté présentaient des caractéristiques différentes de celles utilisées dans les autres méthodes. Quand les poids des bouteilles en PET complètement pleines dépassent une certaine limite, le transport des bouteilles à la main devient très peu commode. Il n'existe pas sur le marché de bouteilles en PET avec poignées intégrées, et ainsi l'inventeur a trouvé un procédé de production de bouteilles avec poignée pour remédier aux inconvénients des bouteilles classiques. Les inconvénients trouvés en cas d'utilisation d'une bouteille en PET com- prennent le fait qu'il est difficile de la tenir en raison de son volume relativement plus grand, de son poids supérieur, de son plus grand diamètre, de sorte qu'il peut arriver trop fréquemment qu'elle glisse hors des mains et tombe à terre. De plus, en raison de la difficulté à tenir la bouteille par le corps, quand on verse le contenu des bouteilles pour le servir, les gens ont l'habitude de tenir la bouteille par le goulot et, ce faisant, trouvent un peu 81926 -4- incommode de régler le versement du liquide, avec comme résultat que souvent le verre est trop rempli, déborde et les liquides tombent à terre. Bien qu'il soit vrai que la bouteille en PET a de nombreux avantages en ce qui concerne les propriétés mécaniques, optiques, physiques et chimiques, cela ne compense pas l'inconvénient concernant la possibilité de formation intégrée d'une portion poignée en même temps, de sorte qu'il a toujours été peu commode de porter et d'utiliser les liquides contenus dans des bouteilles en PET. Ainsi, il va sans dire que la présence d'une poignée intégrée à une bouteille en PET produite par des méthodes de soufflage avec étirage biorienté rendra cette bouteille beaucoup facile à utiliser et à manipuler. C'est la raison pour laquelle l'inventeur s'est attaché à mener à bien la réalisation d'un récipient en matière plastique par souf- flage avec étirage bi-orienté et de sa poignée qui fait l'objet de la présente invention. Un but principal de la présente invention est donc de fournir, en raison des nombreux inconvénients trouvés à l'utilisation d'une bouteille en PET classique tels que ceux indiqués ci-dessus, une réalisation de récipient en matière plastique par la méthode de soufflage avec étirage bi-orienté et d'une poignée pour ce récipient, permettant une plus grande facilité d'utilisation et une plus grande commodité de manipulation. Comme des modes de réalisation de l'invention prennent la forme d'un récipient en matière plastique moulé par la technique de soufflage avec étirage bi-orienté complété par une portion poignée montée de manière amovible, un autre but de l'invention est de fournir un tel récipient en matière plastique permettant une utilisation et une manipu- lation commodes sans besoins supplémentaires de place. Un autre but de l'invention est d'augmenter encore la valeur de réemploi, c'est-à-dire les possibilités de 8 192 -5- recyclage, en vue d'améliorer l'élimination des déchets de récipients en matière plastique de façon à aider à résoudre le problème des économies d'énergie. D'autres particularités et avantages de l'invention résulteront encore de la description ci-après de modes de réalisation présentés à titre d'illustration, mais nullement limitatifs. Aux dessins annexés: La figure 1 est une représentation des outils de moulage utilisés dans la fabrication des récipients en matière plastique selon l'invention avec schémas de fonctionnement associés. La figure 2 est une perspective analytique du dispo- sitif selon l'invention à propos de sa portion poignée. La figure 3 est une représentation en perspective du dispositif selon l'invention complet avec une portion poignée assemblée pour formation. La figure 4 est une représentation à l'état assemblé et avec coupe partielle du récipient en matière plastique selon l'invention complet avec portion poignée. Sur la figure 2, on voit que le récipient en matière plastique et la portion poignée selon l'invention ne sont pas formds d'une seule pièce, mais moulés séparément, de sorte que le récipient et la poignée peuvent être assemblés de façon amovible et que la poignée peut être séparée du corps si cela est estimé approprié par l'uti- lisateur. Le récipient en matière plastique est formé de matières telles que PET, PVC, OPP, PAN façonnées par des méthodes de moulage avec étirage bi-orienté; la portion poignée est formée de matières plastiques courantes telles que PVC, HDPE, HIPS, GPPS, LDPE, Pp façonnées par la technique de moulage par injection connue dans l'industrie et très largement utilisée, qu'on ne décrira pas davantage ici. 81926 -6-- Sur la figure 1, on voit que le récipient en matière plastique faisant l'objet de la présente invention est produit par des méthodes de soufflage avec étirage bi- orienté, la méthode comportant le séchage des matières plastiques de départ 1 comprenant PEfi en pellets ou broyé, l'introduction de cette matière dans une chambre de chauffage 3 par un entonnoir 2, le ramollissement par chauffage à un état fluide, pour injection dans un moule métallique froid 5 au moyen d'une barre de poussée ou d'un levier à vis 4, de façon à produire une préforme de la bouteille en PET appelée professionnellement parison 6, qu'on laisse refroidir et qui est enlevée sous la forme d'une ébauche semi-finie grâce au traitement de soufflage avec étirage bi-orienté, un exemple de cette ébauche étant représenté sur la figure 1. A propos toujours de la figure 1, on voit que l'ébauche 6 est ensuite chauffée à une température pré- déterminée en 7, puis placée dans un moule 8 pour soufflage par une tige de soufflage 9 pour élargissement et en même temps étirée axialement jusqu'à ce qu'elle arrive à la forme maximale finale par expansion dans toutes les directions pour donner le profil d'un moule à bouteilles; après refroidissement, on enlève le moule 9. Sur le corps de bouteille du moule 8 et sur son goulot sont prévues un certain nombre de dents de vissage, comme représenté sur la figure 1, pour permettre la fixation de la portion poignée. La portion poignée comporte des filetages femelles de forme correspondante formant une bague annulaire permettant la fixation de la poignée, l'assemblage pouvant avoir lieu selon l'une quelconque des trois modes de réalisation décrits ci-après. Sur les figures 2A, 3A et 4A, on voit que la portion poignée est constituée de l'anneau supérieur de fixation 11, de l'anneau inférieur de fixation 12 et de la poignée 13; sur la périphérie des deux anneaux de fixation, il y 81926 -7-. une fente 15 pour permettre l'insertion des deux extrémités de la poignée 15; les deux extrémités de la poignée comportent chacune un crochet renversé 16 pour permettre lrinsertion de ladite fente à des fins de fixation. Pour l'assemblage, les deux extrémités de la poignée sont introduites chacune dans la fente de l'anneau supérieur et de l'anneau inférieur, respectivement, mais on notera que l'anneau supérieur de fixation 11 qui est le plus petit doit être fixé en haut de la poignée, cela parce que le diamètre du goulot 17 de la bouteille est plus petit que celui du corps 18 de la bouteille. Une fois la poignée placée dans l'anneau de fixation, le crochet renversé 16 sur la poignée ne pourra guère sortir en revenant en arrière parce qu'un ajustement serré aura été réalisé entre la fente de l'anneau de fixation et la poignée, c'est-à- dire que la poignée devient solidement engagée dans l'anneau de fixation pour former une partie de la poignée que l'on doit faire tourner sur le récipient en matière plastique par rapport aux dents de vissage 19 de la bouteille et par rapport aux dents de vissage du goulot de la bouteille, et on obtient ainsi un récipient en matière plastique ayant une portion poignée montée de manière amovible, produit par soufflage avec étirage bi-orienté. Sur les figures 2B, 3B et 4B, on voit que le mode de réalisation est presque identique au précédent, mais que dans ce cas seulement un anneau supérieur de fixation l1 est prévu sur la poignée, il n'y pas de crochet en forme de flèche renversée à l'extrémité inférieure de la poignée, mais il y a à sa place un bord arrondi 22, qu'il n'y a pas de dents de vissage formées par moulage sur la partie supérieure de la bouteille, mais qu'une dent de vissage 20 est prévue sur le goulot de la bouteille pour permettre la réalisation d'un point de fixation; il a été montré expérimentalement qu'un seul point de fixation sera suffisant pour la manipulation de la bouteille complètement 81926 -8- pleine, car la poignée est prévue avec une section en forme de I pour amélioration de la résistance structurale d'ensemble du corps. Sur les figures 2C, 3C et 4C, on voit de plus que l'anneau de fixation 11 et la poignée 13 formant la portion poignée sont produits par injection en une seule pièce au lieu d'être moulés séparément, et la fixation de la poignée 24 à la bouteille est effectuée comme dans l'exemple précédent par rotation. Essentiellement, la poignée est fixée sur la bouteille au moyen des dents de vissage de cette dernière par rotation de serrage de façon à former entièrement un récipient en matière plastique produit par soufflage avec étirage bi-orienté; dans les deux exemples précédents, il est possible aussi de faire tourner les anneaux de fixation supérieur et inférieur pour les fixer à la bouteille et de différer la mise en place de la poignée dans les fentes des anneaux de fixation jusqu'au moment du besoin pour service; une telle façon d'opérer est avanta- geuse pour l'emballage et l'expédition sans besoins de place supplémentaire. D'après la description ci-dessus, il est évident que l'invention décrite est vraiment une innovation en ce que c'est la première tentative, la première tentative efficace pour pourvoir d'une poignée amovible une bouteille produite par soufflage avec étirage bi-orienté, rendant ainsi pos- sible d'augmenter encore l'utilité d'une bouteille en PET sans dégradation de caractéristiques telles que ses propriétés chimiques, mécaniques, physiques et optiques. L'originalité de l'invention ne fait donc aucun doute. Bien qu'un mode de réalisation particulier de l'invention ait été représenté et décrit en détail pour illustrer l'application des principes de l'invention, il est évident que l'invention ne s'y limite pas et qu'on peut y apporter toutes variantes. Par exemple, on peut 8192b -9- donner un autre profil à la poignée; ainsi, elle peut être annulaire au lieu d'avoir une configuration ressemblant à celle des figures. Les diverses expressions utilisées dans la description pour désigner les matières plastiques ont les significations suivantes: PVC = Polychlorure de vinyle OPP = Polypropylène orienté PAN = Polyacrylonitrile PS = Polystyrène ABS = Acrylonitrile butadiène styrène PE = Polyéthylène PP = Polypropylène HDPE = Polyéthylène haute densité HIPS = Polystyrène à impact élevé GPPS = Polystyrène pour usages généraux LDPE = Polyéthylèneà basse densité. REVENDICATIONS 1 - Procédé de fabrication d'un récipient en matière plastique par soufflage avec étirage bi- orienté, caractérisé en ce qu'un certain nombre de dents de vissage sont formées par moulage surle goulot et et éventuellement sur le corps de la bouteille au cours de l'opération de soufflage avec étirage bi-orienté de façon à permettre la fixation sur la bouteille d'une poignée rapportée (13) comportant des portions d'assemblage complémentaires. 2 - Un récipient en matière plastique avec poignée obtenu par un procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que des dents de vissage sont formées sur la périphérie de la bouteille et du goulot pour permettre la fixation d'une poignée par rotation, un montage facile et un démontage facile à tout moment. 3 - Un récipient en matière plastique avec poignée selon la revendication 2, caractérisé en ce que la poignée est composée d'un anneau supérieur de fixation (11), d'un anneau inférieur de fixation (12) et d'une poignée (13) présentant deux extrémités, en ce qu'il y a des filetages sur la périphérie intérieure des deux anneaux, et des fentes (15) sur la périphérie extérieure des deux anneaux pour permettre l'insertion des deux extrémités de la poignée, et en ce qu'un crochet (16) en forme de flèche renversée est formé sur chaque extrémité de la poignée pour faciliter cette insertion et assurer l'assemblage. 4 - Un récipient en matière plastique avec poignée obtenu par un procédé selon la revendication 1, caractérisé par la présence d'un anneau supérieur de fixation (11) sur la poignée, d'un certain nombre de filets de vissage sur le côté intérieur de l'anneau supérieur de fixation, de fentes (15) prévues sur le bord 81926 extérieur du même anneau pour permettre l'insertion de la partie supérieure de la poignée, et d'un crochet (16) en forme de flèche renversée à l'extré- mité supérieure de la poignée de façon à assurer l'insertion, la partie inférieure de la poignée restant libre. - Un récipient en matière plastique avec poignée selon la revendi- cation 3 ou 4, caractérisé en ce que la portion poignée (13) et l'anneau supérieur de fixation (11) comportant un certain nombre de filets de taraudage viennent de moulage en une seule pièce. 6 - Un récipient selon l'une des revendi- cations 2 à 5, caractérisé en ce que la poignée (13) est en forme de L renversé.