Brevet FR2596699A1 — publié le 19871009

L'invention est relative à un procédé de fabrication de tubes de conditionnement ainsi qu'à une installation de mise en oeuvre du dit procédé. Elle trouvera notamment son application dans l'industrie des matiéres plastiques pour la confection d'emballages pour produits pâteux tels que crèmes cosmétiques. pâte dentifrice, préparations médicinales et autres. On connait de longues dates l'utilisation de tubes de conditionnement pour contenir des produits pâteux. A l'origine. les tubes de conditionnement étaient essentiellement réalisés en utilisant comme matériau principal de base l'aluminium. Ce type d'emballage, bien que donnant satisfaction, présente cependant un certain nombre d'inconvénients. Tout d'abord sur le plan économique, l'aluminium est devenu un produit onéreux. Ensuite, sur le plan pratique, au fur et à mesure de son utilisation, le tube se vide et en raison de l'absence d'élasticité de l'aluminium. le tube se déforme. Cette déformation du tube lui fait perdre son esthétique et dans certaines applications, notamment lorsqu il s'agit du conditionnement de produits de beauté. l'esthétique est un atout important. La déformation du tube fait également que les différentes inscriptions imprimées à sa surface deviennent très rapidement illisibles. Or, en matière pharmaceutique. il est très important que l'utilisateur puisse suivre les prescriptions indiquées et ne puisse pas faire de confusions par suite du mauvais marquage. Dans ces conditions, très rapidement s'est développé le tube de conditionnement en matière plastique. Ce matériau, de par son élasticité ne présente plus les inconvénients rencontrés avec les tubes d'aluminium. Néanmoins, la fabrication des tubes de conditionnement en matière plastique ne donne pas entière satisfaction. Actuellement, la fabrication des tubes de conditionnement est réalisée par injection de matière thermo-plastique. Le tube se compose de deux parties, un corps tubulaire obtenu généralement par extrusion sur lequel vient se fixer un épaulement muni d'une tête perforée servant å l'écoulement du produit et destinée à recevoir un bouchon d'obturation. Hais la fabrication du dit épaulement est particulièrement délicate. Lorsque le tube de conditionnement est réalisé par injection en une seule pièce, il ne peut etre procédé à l'impression préalable d'inscriptions sur le corps du tube. Par conséquent, très souvent on réalise l'injection de l'épaulement avec en combinaison un soudage sur le corps du tube du dit épaulement. Les points d'injection de la matière thermo-plastique sont situés au niveau de la tette du tube et en raison de la pression importante nécessaire, l'orifice d'écoulement du produit ne peut pas etre réalisé simultanément de façon nette et doit faire l'objet d'un perçage ultérieur. Par ailleurs. bien souvent la fixation du bouchon d'obturation sur la tète du tube est réalisée par vissage; or, lorsque le filet nécessaire,disposé sous la tête de l'épaulement du tube,est obtenu par moulage, le dégagement du tube de l'empreinte du moule est difficile à obtenir. A cet effet, généralement, la matrice du moule est réalisée en plusieurs pièces qui bénéficient d'un dégagement radial. Un tel moule est particulièrement onéreux. Le but principal de la présente invention est de présenter un procédé de fabrication de tubes de conditionnement, plus spécialement en matière plastique, qui permette d'obtenir la réalisation de l'épaulement du tube, sa fixation sur le corps du tube par soudage ainsi que la présence d'un orifice d'écoulement à travers la tête du tube, en une seule opération. Selon une variante du procédé de la présente invention, la réalisation du filetage sur la tète du tube peut également titre simultanée au formage de l'épaulement. La simplification dans le procédé de fabrication d'un tube qui en résulte permet d'abaisser de façon sensible son coût de revient. Un autre but de la présente invention est de présenter une installation de mise en oeuvre du procédé de fabrication d'un tube de conditionnement particulièrement bien adapté pour les fabrications à cadences élevées. L'installation proposée est entièrement automatique et ne nécessite aucune intervention manuelle extérieure. D'autres buts et avantages de la présente invention apparaitront au cours de la description suivante qui n'est cependant donnée qu'à titre indicatif. Le procédé de fabrication de tubes de conditionnement qui trouvera son application notamment pour contenir un produit liquide ou pâteux, le dit tube étant formé d'un corps et d'un épaulement muni d'une tête, percée d'un orifice d'écoulement du produit, apte à recevoir un bouchon de fermeture, procédé dans lequel on utilise un moule formé d'un mandrin supérieur et d'une matrice comportant .une aiguille de réalisation du dit orifice, est caractérisé en ce que: - on dispose autour du mandrin du moule de réalisation de l'épaulement, le corps préfabriqué du tube, - on place dans la matrice du dit moule la quantité de matière nécessaire à la réalisation de l'épaulement, - on forme l'épaulement en introduisant le mandrin dans la matrice de sorte à former une jonction entre le corps et l'épaulement, - on dégage la matrice en retirant le mandrin sur lequel est disposé le tube formé. L'installation de moulage de tubes de conditionnement en matière plastique autorisant la mise en oeuvre du procédé précédent, est caractérisée en ce qu'elle comprend: - une presse d'injection d'une quantité pré-déterminée de matière plastique dans les ma-trices du moule, - une tourelle rotative porte-mandrin de support des tubes. L'invention sera mieux comprise å la lecture de la description suivante accompagnée de dessins en annexe parmi lesquels: - la figure 1 représente un tube de conditionnement, - les figures 2a, b et c schématisent des différentes phases du procédé de moulage selon la présente invention, - la figure 3 représente une variante du procédé de la présente invention appliquée au tube muni d'une tête filetée, - la figure 4 représente un mode préférentiel de réalisation d'une installation de moulage autorisant la mise en oeuvre du procédé de la présente invention, - la figure 5 illustre le travail des différents postes intervenant dans le procédé de fabrication au#tomatique par moulage de tubes de conditionnement. L'invention vise un procédé de fabrication de tubes de conditionnement ainsi qu'une installation de mise en oeuvre du dit procédé qui trouvera notamment son application pour la réalisation de tubes d emballage de produits liquides ou pateux tels que préparations pharmaceutiques, cosmétiques, dentifrices ou autres. L'invention concerne plus spécialement les tubes de conditionnement réalisés en matière plastique. La figure 1 schématise un tel tube de conditionnement 1 formé d'un corps tubulaire 2 dont l'une des extrémités 3 est destinée à être fermée par pincement et soudage après introduction du produit à contenir dans le tube. A l'autre extrémité est situé à un épaulement 4 muni d'une tète 5 percée par un orifice d'écoulement du produit 6, la dite tête servant à recevoir un bouchon d'obturation 7. Un marquage peut être imprimé sur le corps 2 du tube 1 et bien souvent la fixation du bouchon T sur la tête 5 est réalisée par un vissage. Habituellement, la fabrication des tubes de conditionnement en matière thermo-plastique comprend la réalisation du corps 2 du tube 1 en continu par extrusion puis l'injection de l'épaulement 4 et de la tête 5 avec simultanément jonction de la pièce sur le corps 2. Gracie au procédé de fabrication de la présente invention, il est possible de réaliser simultanément la fabrication de l'épaulement X, sa fixation sur le corps 2 et la réalisation de l'orifice 6 d'écoulement. Les figures 2a, b et c illustrent de façon schématique les différentes phases du procédé de fabrication de la présente invention. Le procédé nécessite l'utilisation d'un moule 8 formé de deux parties, il s'agit d'un mandrin supérieur 9 et d'une matrice complémentaire 10 susceptible de recevoir le mandrin 9. L'empreinte de la matrice 10 correspond à la forme de l'épaulement 4 du tube ainsi que de la tête 5. Pour la réalisation de l'orifice d'écoulement 6, il est prévu l'utilisation d'une aiguille 11 disposée dans le fond de la matrice 10. Le mandrin 9 présente un alésage 30 susceptible de recevoir l'aiguille 10 lorsque le mandrin 9 pénètre dans la matrice. Contrairement au procédé traditionnel de moulage des matières thermo-plastiques par injection, le procédé de la présente invention prévoit que l'on place dans la matrice 10 du moule 8 la quantité de matière 12 nécessaire à la réalisation de l'épaulement 4 et de la tète 5. De préférence, l'aiguille 11 émerge au-dessus de la quantité de matière 12. Par ailleurs, on dispose autour du mandrin 9 du moule 8 le corps 2 du tube à fabriquer, tel qu'illustré à la figure 2a. Puis on forme l'épaulement 4 et la tête 5, tels qu'illustrés à la figure 2b en introduisant le mandrin 9 dans la matrice 10 du moule 8 ce qui provoque le thermo-formage de l'épaulement 4 de la tète 5. La présence du corps 2 du tube autour du mandrin 9 fait également qu'il s'établit une jonction entre le corps 2 et l'épaulement s par fusion des matériaux plastiques utilisés pour la confection du corps 2 de l'épaulement 5. Contrairement au procédé d'injection plastique dans lequel la matière thermo-plastique est introduite dans le moule sous forte pression, dans le cas de la présente invention, la pression est exercée par le mandrin qui forme la tête du tube. Sien entendu, le moule 8 présente une température adéquate pour le thermo-formage de la matière plastique utilisée. A la figure 2c est illustrée la phase de retrait du mandrin 9 de la matrice 10 du moule 8, ce qui permet d'extraire le tube 1 formé du corps 2 sur lequel est soudé l'épaulement 4 et la tête 5. Le tube 1 peut être extrait du mandrin 9 à l'issue de cette opération. La figure 3 illustre une variante du procédé de fabrication de la présente invention selon laquelle il est réalisé un tube 1 de conditionnement muni d'une tête 5 filetée. En pareil cas, le tube ne peut être simplement extrait du moule 8 par simple traction puisque le filetage de la tête reste vissé dans le taraudage de l'empreinte de la matrice 10 du moule 8. Selon la présente invention, on provoque la rotation 13 schématisée par une flèche sur la figure 3 de la matrice 10 à l'issue du moulage pour permettre le dégagement de la tête filetée 5 de l'épaulement 4. La rotation de la matrice 10 permet de dévisser en quelque sorte le tube 1 de la matrice 10. Il faut souligner. que cette extraction par rotation du moule n'a jamais pu être envisagée antérieurement car les procédés d'injection de la matière thermo-plastique directement dans le moule créent un pont de matières entre le tube formé et le canal d'injection de la matière plastique et donc le dégagement par rotation du tube 1 n'est pas possible. Il faut nécessairement utiliser un moule à plusieurs empreintes pour permettre le dégagement de la tète filetée ce qui grève considérablement le coût de revient du moule réalisé selon l'état de la technique antérieure. Dans le cas où la longueur du corps 2 du tube 1 réalisée n'est guère importante, il est possible d'envisager la réalisation du corps 2 simultanément à la formation de l'épaulement 4. Dans ce cas, on place un excédent de matière 12 dans le moule 8, ce qui provoque un débordement de la formation de l'épaulement & d'où une formation du corps 2 du tube 1. Comme il résulte de la description précédente, le procédé de fabrication de la présente invention permet l'élaboration du tube de conditionnement en une seule opération. La figure 4 schématise une installation de moulage de tubes de conditionnement autorisant la mise en oeuvre du procédé de la présente invention exposé précédemment. L'installation de moulage comprend une presse d'injection 15 qui permet d'injecter dans une ou plusieurs matrices 10 de moulage une quantité pré-déterminée de matières thermo-plastiques. Dans le cas de la figure 4, la presse d'injection présente quatre injecteurs 16 qui délivrent la matière thermo-plastique dans quatre matrices 10 correspondantes. En outre, l'installation comprend une tourelle 17 porte-mandrin 9. L'ensemble des matrices 10 est monté sur un dispositif coulissant 18 qui lui permet d'être place tantôt sous la presse d'injection 15, tantôt sous la tourelle porte-mandrin 17. Il peut par exemple être envisagé d'utiliser un vérin 19 qui agit sur un chariot 20 de support des matrices 10, le dit chariot 20 étant monté sur des rails 21 de guidage. En outre, les matrices 10 sont supportées par des moyens susceptibles de leur imprimer un mouvement vertical afin de leur faire recevoir les mandrins 9. A cet égard, le chariot 20 pourra être muni de vérins verticaux qui permettront un soulèvement des matrices 10 afin qu'elles s'emboitent dans les mandrins 9. Les matrices 10 sont dotées de moyens rotatifs qui leur permettent de faciliter le dégagement des têtes filetées des tubes. La mise en rotation des matrices 10 est simple à réaliser puisqu'il s agit de pièces indépèndantes qui ne servent que de récipients. Pour accroitre la cadence de fabrication, de préférence, le poste d'injection 15 est encadré de deux tourelles porte-mandrin 17 tel qu'illustré à la figure 4. La figure 5 schématise les différents postes de travail répartis autour des tourelles porte-mandrin 17. En premier lieu, il s'agit d'un poste de mise en place des corps 2 autour des mandrins 9. Ce poste 22 comprend un vérin 23 destiné à pousser les corps 2 autour des mandrins 9. Puis, il y a le poste de moulage 24 proprement dit qui a fait l'objet de la description précécente. Ensuite, se trouve le poste de vissage des bouchons 25. Un vérin à tête rotative 26 assure cette opération. Enfin, se trouve le poste de démontage des tubes 27 qui utilise un ensemble de vérins 28 et 29 pour assurer la prise des tubes 1 par exemple à l'aide d'une ventouse pour les extraire du mandrin 9 et diriger les tubes en sortie de machine. Bien entendu, la tourelle 17 est munie d'un mécanisme de mise en rotation qui lui permet de pivoter au fur et å mesure des opérations effectuées sur les tubes. Une telle installation permet la fabrication de tubes à cadence rapide sans intervention manuelle extérieure. D'autres mises en oeuvre de la présente invention, à la portée de l'Homme de l'Art, auraient pu également être envisagées sans pour autant sortir du cadre de celle-ci. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication de tubes de conditionnement qui trouvera son application notamment pour contenir un produit liquide ou pateux, le dit tube étant formé d'un corps (2) et d'un épaulement (4) muni d'une tête (5),percée par un orifice (6) d'écoulement du produit, apte à recevoir un bouchon (7) de fermeture, procédé dans lequel on utilise un moule (8) formé d'un mandrin (9) supérieur et d'une matrice (10) comportant une aiguille (11) de réalisation de l'orifice (6), caractérisé en ce que:: - on dispose autour du mandrin (9) du moule (8) de réalisation de l'épaulement (4), le corps (2) du tube (1), - on place dans la matrice (10) du dit moule la quantité de matière (12) nécessaire à la réalisation de l'épaulement (4) de la tête (5), - on forme l'épaulement (4) et la tête (5) en introduisant le mandrin (9) dans la matrice (10) de sorte à former une jonction entre le corps (2) et l'épaulement (4), - on dégage la matrice (10) en retirant le mandrin (9) sur lequel est dispose le tube formé (1). 2. Procédé de fabrication de tubes de conditionnement selon la revendication 1 dans lequel l'épaulement ( & comporte une tête filetée (5) destinée à recevoir un bouchon vissé (7), caractérisé en ce qu'on provoque la rotation de la matrice (10) à l'issue du moulage pour permettre le dégagement de la tète filetée (5) de l'épaulement (4) 3. Procédé de fabrication de tubes de conditionnement selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on dispose un excédent de matières (12) dans la matrice (10) de sorte à former l'épaulement (4) et tout ou partie du corps (2) lors du moulage. Installation de moulage de tubes de conditionnement en matière plastique selon le. procédé de la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend: - une presse d'injection (15) d'une quantité pré-determinee de matière thermo-plastique dans les matrices (10) du moule (1), - une tourelle rotative (17) porte-mandrin (g) de support des tubes (1). 5. Installation de moulage selon la revendication 4, caractérisée par le fait que la ou les matrices (10) sont montées sur un dispositif coulissant (18) qui leur permet d'être placées tantôt sous la presse d'injection (15), tantôt sous la tourelle porte-mandrin (17). 6. Installation de moulage selon la revendication 4, caractérisée par le fait que les matrices (10) sont supportées par des moyens susceptibles de leur imprimer un mouvement vertical afin de leur faire recevoir le mandrin (9). 7. Installation de moulage selon la revendication 4, caractérisée par le fait que les matrices (10) sont dotées de moyens rotatifs qui leur permettent de faciliter le dégagement des têtes (5) filetées. 8. Installation de moulage selon la revendication 4, caractérisée par le fait qu'un poste (22) de mise en oeuvre des corps (12) autour des mandrins (17), un poste de moulage (24), un poste de vissage (25) des bouchons et un poste de démontage (27) des tubes (1) sont placés autour de la tourelle rotative (17). 9. Installation de moulage selon la revendication 5, caractérisée par le fait que le poste d'injection (15) est encadré par deux tourelles (17) porte-mandrin (9).