Brevet FR2753125A1 — publié le 19980313

La présente invention concerne de façon générale le domaine de la fabrication automatique des récipients en matière plastique pour le conditionnement notamment des matières alimentaires et plus particulièrement un nouveau procédé de réalisation de ces récipients ainsi qu'un dispositif de mise en oeuvre de réalisation. On connaît déjà un procédé de fabrication industrielle de ces récipients par thermoformage qui consiste principalement à partir d'un film plastique préalablement chauffé et introduit entre un moule et un contre moule de l'emboutir avec un poinçon puis par soufflage d'air ou aspiration de former le récipient dans sa forme finale. Ce type de procédé utilise aujourd'hui principalement deux modèles de poinçons d'emboutissage présentant chacun leurs inconvénients: Poinçon massif: I'étirage et la répartition du plastique sont incontrôlables compte-tenu du glissement de celui-ci sur ce modèle de poinçon. Poinçon à lames en ailettes : de fabrication complexes et fragiles, ils marquent des impacts et fragilisent les zones localisées autour de ceux-ci sur les récipients qui peuvent présenter certains défauts d'étanchéité. La présente invention vise a proposer un nouveau procédé de thermoformage pour la réalisation de récipient en matière plastique, maîtrisant parfaitement la répartition de la matière sur l'ensemble du récipient sans fragiliser certaines zones par l'impact du poinçon d'emboutissage, permettant ainsi l'économie de matière première. Plus particulièrement le procédé de réalisation selon l'invention comprend les étapes consistant à: a) introduire un film en matière plastique chauffé, entre un moule dont le fond de moule mobile télescopique est préalablement sorti et un contre moule comportant un poinçon en position rétracté. b) dans une première étape d'étirer la surface de plastique servant ultérieurement à former le fond du récipient entre le fond de moule télescopique et le déplacement du poinçon jusqu'à pincement du plastique entre celui-ci et le fond de moule extérieur. c) dans l'étape suivante d'étirer la surface de plastique servant ultérieurement à former les parois verticales du récipient par pincement du plastique entre le poinçon et le fond de moule extérieur et déplacement de l'ensemble jusqu'à ce que le fond de moule soit en position finale de formage du récipient. d) de rétracter simultanément le poinçon et le piston central du fond de moule dans leurs positions initiales en soufflant dans le même temps de l'air sous pression autour et à travers le poinçon. e) démouler le récipient en matière plastique obtenu. Selon d'autres caractéristiques du procédé de réalisation selon l'invention: - à l'étape a et b le piston central 117 est rétracté, il étire la partie de plastique 1 osa après que le poinçon 215 est pincé le plastique 10 avec le fond de moule 115. - à l'étape c l'air sous pression est injecté avant que le poinçon 215 est amené le fond de moule 115 à sa position finale de formage et cet air entraîne le fond 115 dans celle-ci en même temps qu'elle forme le récipient. - à l'étape c le piston central 117 est rétracté, il étire la partie de plastique 10a après que le poinçon 215 est amené le fond de moule 115 à sa position finale de formage. - à l'étape d de rétracter simultanément le poinçon 215 et le piston central 117 dans leurs positions initiales en aspirant dans le même temps autour du fond de moule et au travers du moule par les orifices 113 et 114. -à l'étape d la pression d'air injectée est comprise entre 1.1 Os Pa et 5.105 Pa environ. -avant l'étape a, une banderole continue et fermée de la hauteur partielle ou totale du récipient a été introduite dans le moule pour permettre par collage sur le plastique formé de renforcer et décorer le récipient final obtenu. - avant l'étape a, une étiquette a été introduite dans le moule et maintenue en place par le vide pour permettre par collage sur le plastique formé, de décorer le récipient final obtenu. - Selon l'invention le dispositif de mise en oeuvre comporte un moteur électrique avec une vis à billes pour le déplacement du poinçon 215. Ce même dispositif comporte un vérin pneumatique ou un moteur électrique, pour le déplacement du fond de moule 115, synchronisé avec le mouvement du poinçon 215. Il comporte également une énergie pneumatique et un ressort de compression pour le mouvement du piston 117. La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée. Les figures 1 à 4 représentent vue en coupe verticale le mode de réalisation du dispositif de thermoformage selon l'invention, aux différentes étapes du procédé de réalisation d'un récipient à répartition de matière contrôlée conforme à l'invention. La figure 5 représente des formes géométriques de pincement du plastique entre le poinçon et le fond de moule données à titre d'exemples non limitatifs. Selon un dispositif particulier de mise en oeuvre se référant à la figure 6 le pincement du plastique peut être réalisé entre le poinçon 215 et le fond de moule télescopique 120. L'étirement du plastique 10b est réalisé par le déplacement synchronisé du poinçon 215 et du fond de moule télescopique 120, I'étirement du plastique 10a est réalisé par le piston 216. En préambule, on notera, que sur l'ensemble des figures les éléments ou parties identiques ont été repérés par les mêmes signes de référence. En référence à la figure 1 on a représenté un dispositif de mise en oeuvre d'un procédé de réalisation d'un récipient en matière plastique par thermo-étirage-soufflage d'un film en matériau plastique mono ou multimatières. Les différentes étapes du procédé sont explicitées ultérieurement. Ce dispositif comporte 2 parties, une partie inférieure appelée moule 100 et une partie supérieure appelée contre moule 200. Ces 2 parties sont aptes à se déplacer suivant une direction verticale ZZ' pour pincer le film en matière plastique 10. Le moule 100 comprend une chemise 110 insérée dans un bloc 111 entre lesquels circule un liquide de refroidissement 112. A la base de cette chemise 110 existent des orifices 113 et 114 servant à l'échappement d'air pendant la réalisation du récipient. Un fond de moule télescopique 115 comporte un circuit de refroidissement 116 et un piston central 117 aptes à se déplacer par rapport au moule 100 suivant l'axe ZZ'. La plaque supérieure 118 assure le pincement et le refroidissement du film plastique 10 non formé avec le contre moule 200. Le contre moule 200 comprend une chemise 210 insérée dans un bloc 211 entre lesquels circule un liquide de refroidissement 212. Un bloc supérieur 213 muni d'un orifice 214 d'arrivée d'air sous pression étanche le contre moule dans lequel se positionne un poinçon 215 rétracté apte à se déplacer suivant l'axe ZZ' dans la direction du moule. En référence aux figures 1 à 4 nous allons maintenant décrire le procédé de réalisation des récipients en plastique selon l'invention. Dans une étape préliminaire représentée sur la figure 1 on introduit un film en matière plastique 10 chauffé sous le contre moule 200. Le moule 100, et son fond de moule télescopique 115 préalablement sorti, se déplace suivant l'axe ZZ' vers le contre moule 200 jusqu'à venir pincer le film entre eux. Le piston central 117 est également sorti à cette étape. Dans l'étape représentée par la figure 2, le poinçon 215 s'est déplacé suivant l'axe ZZ' pour étirer avec le piston central 117 la partie de plastique 10a destinée à former ultérieurement le fond du récipient jusqu'à venir pincé le plastique 119 avec le fond de moule 115. La partie de plastique lOb est mise sous tension. Dans ce mouvement l'air situé dans le moule s'échappe par l'orifice central 113. Dans l'étape suivante représentée par la figure 3 le poinçon 215 et le fond de moule 115 étire la partie de plastique lOb, destinée à former les parois verticales du récipient, par pincement de celle-ci entre euxjusqu'à ce que le poinçon 215 amène le fond de moule 115 dans la position finale de formage du récipient. Dans cette étape la partie de plastique 10a est restée étirée à l'aide du piston central 117 et maintenue à sa température finale de formage sans contact avec les parties refroidies du fond de moule. Seules des zones pré-localisées et choisies de pincement entre le poinçon 215 chaud et le fond de moule refroidi 115 subissent un étirement moindre contrôlé destinées à constituer des points de renfort sur le fond du récipient. Comme le montre la figure 4, le poinçon 215 et le piston central 117 se rétracte simultanément avec l'envoi d'air sous pression par le conduit 214 autour et à travers le poinçon 215 permettant ainsi le formage final de la matière plastique qui vient épouser les parois refroidies du moule 100 et du fond de moule 115. Dans le même temps l'air compris entre la matière plastique, le fond de moule et le moule s'échappe par les orifices 113 et 114. Ensuite dans une étape qui n'est pas représentée le moule 100 se sépare du contre moule 200 en se déplaçant suivant l'axe zz' de façon à démouler le récipient. Selon l'invention, on peut réaliser un appareil de fabrication d'une pluralité de récipients en matière plastique, comportant une pluralité des dispositifs qui fonctionnent simultanément sur un seul film en matière plastique positionné dans les dits dispositifs. Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné à la fabrication des récipients en matière plastique destinés au conditionnement des produits alimentaires. REVENDICATIONS 1. Procédé de réalisation d'un récipient en matière plastique, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: a) introduire un film plastique (10) chauffé entre un moule (100) dont le fond de moule (115) et le piston central (117) sont préalablement sortis, et un contre moule (200) comportant un poinçon (215) en position rétracté. b) étirer un film en matière plastique (10a) chauffé, entre un poinçon (215) et un piston central (117) jusqu'à venir pincer le film entre le poinçon (215) et le fond de moule (115). c) étirer un film en matière plastique (10b) chauffé, par pincement entre un poinçon (215) et un fond de moule (115) en introduisant l'ensemble dans un moule (100) jusqu'à ce que le poinçon (215) amène le fond de moule (115) à sa position finale de formage du récipient, de telle manière que le film ne soit pas en contact des parois refroidies de la chemise (110) et du fond de moule (115) sauf a des zones de pincement prédéterminées entre le poinçon (215) et le fond de moule (115) servant a étirer le plastique et destinées à constituer des renforts sur le fond du récipient. d) tout en rétractant simultanément le poinçon (215) et le piston central (117), injecter de l'air sous pression sur le film plastique de manière à plaquer celuici sur les parois refroidies de la chemise (110) et du fond de moule (115) du moule (100) de manière à former le récipient final. e) démouler le récipient en matière plastique obtenu. 2. Procédé de réalisation selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'à l'étape d) la pression d'air injectée sur le film plastique est comprise entre 1.105 Pa et 5.105 Pa environ. 3) .Procédé de réalisation selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'a l'étape b) le piston central(1 17) étire le plastique (10a) après que le poinçon (215) est pincé le film plastique (10) sur le fond de moule (115). 4) Procédé de réalisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce qu'à l'étape c) I'air sous pressions est injecté avant que le poinçon (215)à est amené le fond de moule (115) à sa position finale de formage, et-cet air entraîne le fond (115) dans celle-ci en même temps qu'elle forme le récipient. 5) Procédé de réalisation selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'à l'étape b) le piston central (117) étire le plastique (10a) après que le poinçon (215) est amené le fond de moule (115) en position final de formage et étiré par pincement avec ce dernier le plastique (lOb). 6). Procédé de réalisation selon l'une quelconque des revendications 1à5 caractérisé en ce qu'avant l'étape a) une banderole continue et fermée, de la hauteur partielle ou totale du récipient a été introduite dans le moule pour permettre par collage sur le plastique formé de renforcer et décorer le récipient final obtenu. 7). Procédé de réalisation selon l'une quelconque des revendications 1à5 caractérisé en ce qu'avant l'étape a) une étiquette a été introduite dans le moule et maintenue en place par le vide pour permettre parcollage sur le plastique formé de décorer le récipient final obtenu. 8).Dispositif de mise en oeuvre du procédé de réalisation selon l'une des revendications 1 à7 caractérisé en ce qu'il comporte deux parties, un moule de formage (100) et un contre moule (200) mobiles l'un vers l'autre suivant l'axe zz' pour pincer le film plastique chauffé (10) entre eux, le contre moule (200) composé d'un bloc supérieure (213) et d'une chemise (210) insérée dans un bloc (211) entre lesquels circule en liquide de refroidissement (212) comporte un poinçon d'étirage (215) apte à se déplacer suivant l'axe zz' en direction du moule (100) pour étirer le film plastique (lova) entre lui même (215) et le piston central (117) jusqu'à venir pincer avec le fond de moule (115) le film plastique (10) pour entrainer ensuite l'ensemble jusqu'à la position final du fond de moule (115) après avoir étiré le film plastique (1 0b), le moule (100) composé lui même d'une chemise (110), comportant en partie inférieure des orifices (114) (113) de circulation d'air, et insérée dans un bloc (111) entre lesquels circule un 30liquide de refroidissement(l 12) comporte un fond de moule 115, refroidi, par un liquide de refroidissèment (116), dans lequel se déplace un piston (117), lequel fond est apte a se déplacer par rapport au moule (100) suivant l'axe zz'. 9). Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il est prévu, un orifice (214) dans le contre moule (200) par lequel on injecte l'air sous pressions, lorsque le film plastique (10) est pincé entre le moule (100) et le contre moule (200), pour plaquer le film plastique (10) sur les parois du moule (100) et du fond de moule (115) et des orifices (113) (114) dans le moule (100) par lesquels l'air compris entre le film plastique (10) et le moule (100) s'échappe dans le même temps.. 10).Dispositif selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que le poinçon (215) est apte à se déplacer verticalement au moyen d'un ensemble mécanique telque moteur électrique plus vis à billes. 11).Dispositif selon l'une des revendications 8à10, caractérisé en ce que le fond de moule (115) est apte à se déplacer verticalement par rapport au moule (100) au moyen d'une commande tel d'un vérin. 12).Dispositif selon I'une des revendications 8à10, caractérisé en ce que le fond de moule (115) est apte a se déplacer verticalement par rapport au moule (100) du moyen d'une commande tel qu'un moteur électrique. 13).Dispositif selon l'une des revendications 8à11, caractérisé en ce que le piston central (117) est apte à se déplacer verticalement par rapport au fond de moule (115) au moyen de commandes tels que énergie pneumatique et ressort de compression. 14).Appareil de fabrication d'une pluralité de récipients en matière plastique, caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité des dispositifs selon l'une des revendications 8à13, qui fonctionnent simultanément sur un seul film en matière plastique positionné dans les dits dispositifs.