Brevet FR2743050A1 — publié le 19970704

La présente invention concerne un conteneur en matiére synthétique réalisé par un procédé de soufflage prévu pour contenir une substance, notamment un liquide et en particulier une boisson, comportant sur au moins une de ses parois, au moins une fenêtre de retrait agencée pour compenser la perte de volume de ladite substance suite à son refroidissement. Ce type de récipients est généralement réalisé en une matiére synthétique thermoplastique et plus particulièrement en PET (polyéthylène téréphtalate) selon un procédé de soufflage à partir d'une préforme moulée. Certains récipients de ce type, et notamment des bouteilles, sont destinés à être remplis à chaud par un liquide atteignant des températures de l'ordre de 85 à 950C. ns doivent de ce fait résister à la température de remplissage et présenter une résistance à froid suffisante pour empêcher le collapse. La résistance en température de la bouteille s'obtient par une modification de la structure physique de la matière, cette modification s'effectuant lors du soufflage. Le soufflage se fait dans un moule chaud, le contact, maintenu au moyen de la pression de soufflage, entre la matiére synthétique soufflée et le moule chaud provoquant la modification de structure souhaitée. La gestion combinée de la température du moule et du temps de maintien de la matière en pression contre les parois du moule, permet d'obtenir des propriétés de tenue à la chaleur plus ou moins importantes selon les besoins.Le refroidissement de la bouteille se fait par injection de fluide gazeux à basse température à l'intérieur de la bouteille, ce fluide gazeux pouvant être de l'air froid, de l'anhydride carbonique ou de l'azote ou par transfert de la bouteille dans un moule plus froid que le premier. Diverses techniques sont connues et permettent d'obtenir les résultats souhaités. Le remplissage à chaud de la bouteille s'effectue de la manière suivante - dans une première étape on remplit la bouteille avec le liquide chaud dont la température est de l'ordre de 85 à 95 "C - dans une deuxième étape, qui suit immédiatement la première, on bouche la bouteille - dans une troisième étape, on fait passer les bouteilles dans un tunnel de refroidissement pour les amener à la température ambiante. Au cours de cette troisième étape, le liquide contenu dans la bouteille diminue de volume. Or la bouteille étant fermée, la perte de volume du contenu engendre un vide ou une aspiration qui se traduit par une tendance à la contraction de la bouteille, phénomène qui s'appelle le collapse. Ce phénomène déforme la bouteille qui tend à s'écraser sur ellemême si des précautions ne sont pas prises au moment de sa construction. Pour éviter cet écrasement, les bouteilles sont pourvues de zones de contraction que l'on appelle fenêtres de retrait. Ces zones ont en principe la faculté de se rétracter en compensant la perte de volume du liquide et en permettant d'éviter le collapse, de sorte que le reste de la bouteille ne se déforme pas. L'efficacité de ces fenêtres n'est pas optimale, car elles sont liées au reste de la bouteille qui, elle, ne doit absolument pas se déformer. En raison de cette liaison, la mobilité des fenêtres est très limitée, la déformation se situant principalement dans la partie centrale de ces fenêtres, et restant très faible au voisinage de leur pourtour. De ce fait, la surface active des fenêtres ne représente qu'une proportion réduite de leur surface totale. A titre d'exemple, pour une bouteille de 500 cm3, la variation de volume du contenu liquide passant de 85"C à 20"C est de l'ordre de 15 cm3. En faisant abstraction du retrait de la bouteille elle-même après son remplissage, il est indispensable que la bouteille puisse par ses fenêtres de retrait absorber une diminution de volume de 15 cm3 Les bouteilles de forme approximativement circulaire peuvent comporter six fenêtres uniformément réparties sur leur pourtour, si l'on admet que ces fenêtres ont une largeur de 0,0024 m et une hauteur de 0,0055 m soit une surface de 13,2 x 104 m2 Pour autant que toutes les fenêtres agissent de la même manière, chacune d'elle doit être en mesure de compenser 2.5 cm3 Si l'on considère qu'environ 50 à 60% de chaque fenêtre est réellement active. la surface active par fenêtre sera comprise entre 6.6 et 7.92 x 104 m2 En partant de l'hypothèse que les fenêtres de retrait se déplacent parallèlement à ellesmêmes, ce qui n'est habituellement pas le cas, elles doivent se déplacer vers l'intérieur de 3,78à3,15x 10~3m. Du fait que les fenêtres de retrait ne présentent qu'une petite surface active par rapport à leur surface totale, la déformation de cette partie active devra être plus grande que celle qui se produirait si toute la surface de la fenêtre contribuait à la compensation de la réduction de volume, et le risque de déformation des parties de la bouteille autres que les parties actives des fenêtres et notamment des parties disposées entre les fenêtres est loin d'être négligeable. Pour éviter ce risque, on a mis au point des méthodes de soufflage qui permettent de maîtriser de manière très précise la répartition des épaisseurs et on réalise des bouteilles spéciales pour le remplissage à chaud dont les parois sont nettement plus épaisses que celles des bouteilles remplies à froid.A titre d'exemple, une bouteille de 0,5 litre, prévue pour contenir un liquide rempli à froid, pèse en moyenne 25 x 10 3 kg et une bouteille similaire pour une bouteille remplie à chaud pèse en moyenne 35 x 10-3 kg. Le surplus de consommation de matière est relativement important de sorte que le coût de ces bouteilles spéciales est élevé par rapport au coût moyen des bouteilles standard pour le remplissage à froid. La présente invention se propose de pallier ces inconvénients en réalisant un récipient spécialement conçu pour permettre le remplissage à chaud de liquides sans qu'il soit nécessaire d'augmenter l'épaisseur de ses parois. A cet effet, le récipient selon l'invention est caractérisé en ce que ladite fenêtre de retrait comporte un panneau central entièrement entouré d'un cadre déformable, la déformation du cadre étant telle qu'elle engendre un déplacement radial global du panneau central vers l'intérieur du récipient. Selon un mode de réalisation avantageux, ledit cadre déformable est constitué par un entourage du panneau central formant une paroi de jonction entre ledit panneau central et la paroi adjacente du récipient, cette paroi de jonction étant disposée dans des plans formant un angle compris sensiblement entre 45 et 900 par rapport au plan tangent audit panneau central. D'une manière préférentielle, ledit cadre déformable est constitué par un entourage du panneau central formant une paroi de jonction entre ledit panneau central et la paroi adjacente du récipient, cette paroi de jonction comportant au moins un pli agencé pour s'étirer latéralement par rapport au déplacement radial global du panneau central. Avantageusement, ledit cadre déformable est moins épais que les autres parties des parois du récipient et ledit panneau central est rigide et a une épaisseur supérieure à celle du cadre déformable. Selon une variante avantageuse, ledit panneau central de la fenêtre de retrait comporte au moins deux couches distantes l'une de l'autre. Dans cette variante, lesdites couches ont des épaisseurs dégressives de l'extérieur vers l'intérieur. La présente invention sera mieux comprise en référence à la description d'un mode de réalisation et de ses variantes et du dessin annexé dans lequel: - la figure 1 représente une vue en élévation d'une bouteille connue pourvue de fenêtres de retrait, - la figure 2 représente la bouteille de la figure 1, vue en coupe transversale, - la figure 3A représente une vue en coupe transversale d'une fenêtre de retrait d'un récipient selon l'invention, au moment où une substance chaude y est introduite, - la figure 3B représente une vue similaire à celle de la figure 3A, lorsque la substance a refroidi et lorsque la fenêtre de retrait s'est rétractée, - les figures 4A et 4B représentent des vues similaires à celles des figures 3A et 3B, mais correspondant à une autre forme de réalisation d'une fenêtre de retrait, - les figures 5A et 5B sont également des vues similaires à celles des figures 3A et 3B, mais correspondant à une variante de réalisation d'une fenêtre de retrait, et - les figures 6A et 6B représentent une variante selon laquelle la fenêtre de retrait comporte au moins deux couches. En référence aux figures 1 et 2, le récipient 10 représenté est une bouteille fabriquée à partir d'une préforme selon un procédé de soufflage. Elle comporte sur ses parois latérales une série de fenêtres de retrait 1 1 qui se présentent comme des plages sensiblement rectangulaires légèrement concaves vers l'intérieur de la bouteille. Ces fenêtres ont de préférence une épaisseur moindre que celle des parois adjacentes 12 de la bouteille. Chacune de ces fenêtres présente une surface active 13 qui ne représente qu'une partie de leur surface totale. La surface active est en fait la partie de la surface de la fenêtre de retrait qui se déforme sous l'effet de la diminution de volume de la substance contenue dans la bouteille après refroidissement. On constate sur la figure 2 que le retrait est particulièrement marqué dans la zone centrale 14 et qu'il diminue progressivement pour devenir nul aux bords 15 de la fenêtre. L'intérieur de la fenêtre est rattaché aux parois adjacentes par des bords inclinés 16 relativement rigides, ce qui empêche le retrait global de la fenêtre au profit d'un retrait partiel d'une partie centrale dite surface active. Les figures 3A et 3B représentent une forme de réalisation préférée d'une fenêtre de retrait d'un récipient selon l'invention. Le récipient 20 comporte au moins une fenêtre de retrait 21 qui se compose d'un panneau central 22 et d'un cadre déformable 23 qui entoure complètement ce panneau central Le cadre déformable est un entourage formant une paroi de jonction entre le panneau central 22 et la paroi adjacente 24 du récipient 20. Cet entourage comporte deux plis 25 et 26 qui constituent une réserve de matière susceptible de se déployer au moment du retrait du panneau central. On notera que ce panneau central se déplace parallèlement à lui-même comme le montre précisément la figure 3B, pour occuper une position 22a après le refroidissement de la substance contenue dans le récipient. On constate dans la pratique que c'est essentiellement le second pli 26 qui travaille et permet le retrait de la fenêtre parallèlement à elle-même. Ce pli présente la souplesse nécessaire, par exemple grâce à une moindre épaisseur de matière, pour pouvoir se déployer et s'ouvrir et permettre le déplacement radial du panneau central. Ce panneau central présente une rigidité adéquate pour se déplacer globalement. Cette rigidité peut, par exemple, être obtenue par une épaisseur de matière supérieure à celle du cadre. Les figures 4A et 4B illustrent une forme de réalisation d'un récipient 30 ayant au moins une fenêtre de retrait 31 pourvue d'un panneau central 32 et d'un cadre déformable 33. Le cadre déformable constitue dans ce cas une paroi de jonction entre le panneau central et la paroi adjacente du récipient, cette paroi de jonction étant disposée dans des plans formant un angle a compris entre 45 et 90" et de préférence voisin de 45 à 60 par rapport à un plan tangent P audit panneau central. On constate que le déplacement de la fenêtre de retrait 32 dans une position 32a se traduit par une ouverture de l'angle a. Les figures 5A et 5B montrent une variante de réalisation dérivant de la construction représentée par les figures 3A et 3B. Un récipient 40 comporte au moins une fenêtre de retrait 41 avec un panneau central 42 et un cadre déformable 43. Dans ce cas, le cadre déformable qui définit une paroi de jonction entre le panneau central et la paroi adjacente du récipient est constitué d'un plissage ou d'une succession de plis 44, 45, 46, 47 qui peuvent s'étirer latéralement ou s'ouvrir pour permettre au panneau central de se déplacer radialement vers l'intérieur du récipient pour occuper une position de retrait 42a. Les figures 6A et 6B illustrent une variante d'un récipient 50 selon laquelle la fenêtre de retrait 51 comporte deux ou plusieurs couches 52, 53 superposées. Ces couches superposées ont des épaisseurs dégressives de l'extérieur vers l'intérieur, de sorte que leur sensibilité est croissante. De cette manière, il est possible de maîtriser de façon quasi absolue la dépression à l'intérieur des bouteilles et on peut arriver à une dépression nulle en fin de refroidissement du contenu. Comme précédemment, les couches 52 et 53 se déplacent parallèlement à elles-mêmes et prennent des positions de retrait 52a et 53a visibles sur la figure 6B. D'autres formes de réalisation sont envisageables. La fenêtre ou plus généralement les fenêtres de retrait peuvent être ménagées dans les parois latérales du récipient, mais il est également possible de les ménager dans le fond de ce récipient. Leur nombre et leur dimension peut varier en fonction de la taille du récipient et de sa forme. Pour une bouteille de section circulaire, il est avantageux de disposer les fenêtres de façon régulière sur le pourtour de sa paroi latérale. REVENDICATIONS 1. Récipient en matière synthétique réalisé par un procédé de soufflage, prévu pour contenir une substance, notamment un liquide et en particulier une boisson, comportant sur au moins une de ses parois, au moins une fenêtre de retrait (21, 31, 41, 51) agencée pour compenser la perte de volume de ladite substance suite à son refroidissement, caractérisé en ce que ladite fenêtre de retrait comporte un panneau central entièrement entouré d'un cadre déformable (23, 33, 43), la déformation du cadre étant telle qu'elle engendre un déplacement radial global du panneau central (22, 32, 42) vers l'intérieur du récipient. 2. Récipient selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit cadre déformable (23, 33, 43) est constitué par un entourage du panneau central formant une paroi de jonction entre ledit panneau central (22, 32, 42) et la paroi adjacente du récipient, cette paroi de jonction étant disposée dans des plans formant un angle compris sensiblement entre 45 et 90" par rapport au plan tangent audit panneau central. 3. Récipient selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit cadre déformable (23, 33, 43) est constitué par un entourage du panneau central (22, 32, 42) formant une paroi de jonction entre ledit panneau central et la paroi adjacente du récipient, cette paroi de jonction comportant au moins un pli agencé pour s'étirer latéralement par rapport au déplacement radial global du panneau central. 4. Récipient selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit cadre déformable est moins épais que les autres parties des parois du récipient. 5. Récipient selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit panneau central (22, 32, 42) est rigide et a une épaisseur supérieure à celle du cadre déformable (23, 33, 43). 6. Récipient selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit panneau central de la fenêtre de retrait (51) comporte au moins deux couches (52, 53) distantes l'une de l'autre. 7. Récipient selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdites couches (52, 53) ont des épaisseurs dégressives de l'extérieur vers l'intérieur.