Brevet FR2791641A1 — publié le 20001006

RECIPIENT EN PLASTIQUE AVEC RELIEF EN CREUX FORMANT PLUS PARTICULIEREMENT POIGNEE DE PREHENSION ET PROCEDE DE FABRICATION D'UN TEL RECIPIENT La présente invention concerne la fabrication de récipients en plastique. - 5 Elle a plus particulièrement pour objets principaux un récipient en plastique dont la paroi comprend au moins une portion formant un relief en creux, ainsi qu'un procédé de fabrication d'un tel récipient. L'invention a également pour objet le récipient obtenu à un stade intermédiaire, avant formation du relief en creux dans le récipient final. L'invention trouve de manière préférentielle son application à la fabrication de récipients comportant des portions déformables qui, une fois déformées, forment une poignée de préhension facilitant la manipulation du récipient. Dans le but de faciliter la manipulation de récipients en plastique, du type bouteilles ou flacons, et principalement lorsqu'il s'agit de récipient de grande contenance, il est connu à ce jour de prévoir sur ces récipients une poignée de préhension. Selon une première technique, cette poignée est une pièce rapportée que l'on vient fixer sur le corps du récipient en plastique. Cette première technique présente l'inconvénient de nécessiter les fabrications séparées de la poignée et du récipient, et une opération d'assemblage délicate. Pour cette raison, on préfère mettre en oeuvre une seconde technique consistant à réaliser dans la paroi du récipient une poignée de préhension intégrée. Lorsque le récipient plastique est réalisé de manière usuelle par injection d'une préforme et soufflage de la préforme dans un moule, la poignée de préhension peut être obtenue en prévoyant dans la paroi intérieure du moule de soufflage deux portions saillantes en vis à vis, de telle sorte que le récipient obtenu après démoulage comporte dans sa paroi deux reliefs en creux en vis à vis facilitant la préhension du récipient par un utilisateur. Le principal inconvénient de cette méthode est lié au fait que la profondeur des reliefs en creux formés dans le récipient est limitée. En effet, lors du soufflage de la préforme dans le moule, la résine thermoplastique constituant la préforme vient au contact du moule, dans un premier temps au niveau des portions saillantes, et seulement dans un second temps au niveau des parties restantes du moule. Au contact des portions saillantes, la résine commence à durcir, ce qui laisse moins de matière pour la formation des autres parties du récipient, et modifie par conséquent la distribution de matière dans le récipient, au détriment des propriétés mécaniques du récipient. Pour cette raison avec cette solution on est contraint de prévoir des portions saillantes de très faible dimension, ce qui limite en conséquence la profondeur des reliefs en creux formés dans le récipient ou éventuellement d'utiliser une préforme dont l'épaisseur de paroi est surdimensionnée, ce qui est désavantageux d'un point de vue économique. Lorsque le récipient plastique est réalisé de manière usuelle par extrusion et soufflage d'une résine thermoplastique dans un moule, il est possible de mettre en oeuvre dans le moule des parties saillantes de plus grande dimension et par là-même de réaliser des reliefs en creux plus profonds que ceux obtenus à ce jour par injection et soufflage d'une préforme. Mais on est dans ce cas contraint de réguler de manière appropriée l'alimentation de la résine thermoplastique à l'entrée du moule, pour compenser les effets des parties saillantes du moule sur la distribution de matière et obtenir la répartition appropriée de matière dans le récipient final, malgré la présence de ces parties saillantes. La présente invention a pour but principal de proposer une nouvelle solution pour la formation de reliefs en creux dans la paroi d'un récipient en plastique. L'application principale, mais non exclusive de l'invention, réside dans la fabrication de récipients plastiques présentant des reliefs en creux formant poignée de préhension. La solution de l'invention consiste, pour former un relief en creux dans le récipient, à réaliser dans le récipient une portion qui est préformée pour être déformable mécaniquement, en particulier par simple pression. Ainsi grâce à l'invention, il devient avantageusement possible de réaliser des reliefs en creux présentant une profondeur donnée, et plus particulièrement une profondeur importante, sans qu'il soit nécessaire de mettre en oeuvre dans le moule de soufflage des parties saillantes dont la dimension correspond à la profondeur des reliefs en creux obtenus en final. L'invention a ainsi pour premier objet une récipient intermédiaire en plastique qui comprend de manière caractéristique au moins une portion qui est préformée pour être déformable mécaniquement et pour former un relief en creux une fois déformée. Dans une variante préférée de réalisation, la portion déformable comporte une zone centrale principale entourée par une zone d'articulation périphérique, et est apte à être déformée par pression sur la zone centrale en sorte de rentrer ou de faire pénétrer plus profondément la zone centrale vers l'intérieur du récipient. Plus particulièrement, le récipient intermédiaire comporte deux portions déformables en vis à vis, qui sont destinées à former, après déformation, une poignée de préhension. L'invention a pour deuxième objet le récipient final en plastique obtenu à partir d'un récipient intermédiaire après déformation de la ou des portions déformables en sorte de former le ou les reliefs en creux. L'invention a pour troisième objet un procédé de fabrication d'un récipient en plastique selon lequel on réalise un récipient intermédiaire par soufflage d'une résine thermoplastique dans un moule dont les parois sont conformées en sorte de préformer la ou les portions déformables, et on exerce une pression sur chaque portion déformable du récipient intermédiaire en sorte de former chaque relief en creux; cette pression peut être exercée avant ou après démoulage du récipient intermédiaire. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après de plusieurs variantes de réalisation d'un récipient conforme à l'invention, laquelle description est donnée à titre d'exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est une vue de coté d'une variante de réalisation d'un récipient plastique intermédiaire, comportant deux portions déformables symétriques de forme arrondie et allongée, - la figure 2 est une vue de coté du récipient de la figure 1, après formation d'une poignée de préhension du récipient, par déformation des portions déformables, - la figure 3 est une vue de coté du récipient de la figure 2 après soudure de la poignée et enlèvement de matière en partie centrale en sorte de former une poignée évidée, - la figure 4 représente le profil initial avant déformation de la paroi du récipient de la figure 1 selon le plan de coupe (IV-IV), - la figure 5 représente le profil final après déformation de la paroi du récipient de la figure 2, selon le plan de coupe (V-V), - la figure 6 est une vue schématique en section du récipient de la figure 2 selon le plan de coupe (IV-IV) de la figure 1, et après soudure de la poignée, - la figure 7 est une vue de face (vue de l'intérieur du récipient) d'un autre exemple de portion déformable selon l'invention, - la figure 8 est une représentation schématique en perspective de la partie déformable de la figure 7, - la figure 9 représente le profil initial avant déformation de la portion déformable de la figure 7 selon le plan de coupe IX-IX, - et la figure 10 représente le profil final après déformation de la partie déformable de la figure 9. On a représenté à la figure 1 une première variante de réalisation d'un récipient intermédiaire 1 en plastique conforme à l'invention. Dans l'exemple particulier illustré, ce récipient intermédiaire 1 est obtenu de manière usuelle par soufflage d'une préforme dans un moule et comporte un corps creux 2, qui se prolonge en partie haute par un goulot 3 pourvu d'une collerette 4 et d'un filetage 5 pour le vissage d'un bouchon. Dans cette variante de réalisation, le corps creux présente une forme aplatie, et comporte essentiellement deux parois principales parallèles 2a ( dont une seule est visible sur la figure 1) reliées par deux bords arrondis 2b. L'invention n'est toutefois pas limitée à cette forme particulière, mais s'étend à toute forme connue de corps creux et peut notamment s'appliquer à des récipients plastiques dont le corps creux présente un axe central de révolution. Egalement, I'invention, bien que trouvant préférentiellement son application dans le domaine de la fabrication de récipients plastiques par injection et soufflage (de préformes) dans un moule, peut être étendue à la fabrication de récipients plastiques par extrusion et soufflage d'une résine thermoplastique dans un moule. La matière plastique constitutive du récipient n'est pas limitative de l'invention et pourra être toute matière plastique connue dans le domaine de la fabrication de récipients. Plus particulièrement, s'agissant d'un récipient obtenu par injection et soufflage d'une préforme dans un moule, on pourra indifféremment utiliser une préforme réalisée à partir d'une unique résine thermoplastique telle que par exemple une résine de PET (homo - ou copolymère de Polyéthylène Téréphtalate) ou d'un mélange de résines thermoplastiques connues, ou encore utiliser une préforme multicouches obtenue de manière usuelle par co-injection ( parallèle et /ou séquentielle) d'au moins deux résines distinctes. Conformément à l'invention, le récipient intermédiaire 1 comporte deux portions préformées 6 qui sont déformables mécaniquement. Dans I'exemple illustré, ces deux portions 6 sont réalisées en vis à vis l'une de l'autre respectivement dans les deux parois principales 2a du corps creux 2. Sur la figure 1, qui est une vue de côté, seule l'une des deux portions déformables 6 est visible; I'autre portion déformable est de préférence identique et réalisée de manière symétrique. En référence aux figures 1 et 4, une portion déformable 6 est constituée par une zone centrale principale 6a sensiblement plane entourée par une zone d'articulation périphérique 6b. Dans l'exemple particulier illustré, le contour de chaque portion déformable 6 est du type comprenant deux portions rectilignes parallèlles 7 raccordées entre elles par deux portions 8 en arc de cercle. Ce contour particulier n'est pas limitatif de l'invention. Un autre exemple de contour de type rectangulaire sera détaillée ultérieurement en référence aux figures 7 à 10. En outre, le profil particulier de la portion déformable 6 illustré à la figure 4 pourrait convenir à toute forme de contour et pourrait par exemple être utilisé pour une portion déformable présentant un contour circulaire, elliptique, etc. Sur la figure 4 le plan P-P représente la surface principale de la paroi 2a du corps creux 2. Dans la suite ce plan P-P servira de plan de référence pour la définition des notions de partie en " creux " ou en " saillie". Dans l'exemple des figures 1 et 4, la zone centrale principale 6a est située dans un plan P'-P' ( figure 4) qui est positionné en retrait par rapport à ce plan P-P, la zone principale 6a étant orientée vers l'intérieur du récipient, c'est-à-dire formant un relief en creux par rapport au plan de référence (P-P). La zone d'articulation 6b raccorde la zone centrale 6a à la partie de la paroi principale 2a située dans le plan principal P-P. Cette 2 0 zone d'articulation est constituée, depuis la zone centrale 6a et jusque la partie de la paroi principale 2a située dans le plan principal P-P, par: une premier portion courbe (AB) concave de faible rayon de courbure rl, une deuxième portion courbe (BC) convexe qui se prolonge au delà du plan A-A et qui présente un rayon de courbure r2 supérieur à rl, - une troisième portion courbe (CD) convexe en saillie de rayon de courbure r3 inférieur à r2 et supérieur à rl, - et une quatrième portion courbe (DE) concave de rayon r4 inférieur ou égal à r3. La zone principale 6a forme ainsi avec la première portion courbe (AB) et une partie de la deuxième portion courbe (BC) un relief en creux de faible profondeur (dl) et la partie restante de deuxième portion courbe (BC) forme avec les troisième et quatrième portion courbe de la zone d'articulation 6b un relief en saillie de faible hauteur hl. Pour obtenir le récipient intermédiaire 1, on utilise un moule de soufflage (non représenté) dont la paroi intérieure est conformée en sorte de présenter le profil de la figure 4. Les opérations de soufflage de la préforme dans le moule pour obtenir le récipient intermédiaire 1 de la figure 1 sont usuelles et ne seront donc pas détaillées dans la présente description. Le récipient final 1' de la figure 2 est obtenu à partir du récipient intermédiaire 1 la figure 1 par déformation des portions 6. Cette déformation est obtenue en exerçant sur la zone centrale 6a une pression transversale, orientée vers l'intérieur du récipient ( figure 4 /flèche F). Dans une première variante de mise en oeuvre, cette pression est exercée sur le récipient intermédiaire 1' après démoulage, et de préférence immédiatement en sortie de moule lorsque le récipient intermédiaire 1' n'est pas complètement refroidi. Eventuellement, il est possible de chauffer le récipient intermédiaire 1' dans la zone des portions déformables 6 en sorte de faciliter la déformation mécanique de ces portions. De préférence, dans cette première variante, pendant que la pression mécanique est exercée sur les portions déformables 6, l'intérieur du récipient intermédiaire 1' est mis sous faible pression, de préférence à une pression interne qui est légèrement supérieure à celle nécessaire pour la déformation mécanique du récipient (par exemple une pression de l'ordre de quelques bars), au moyen par exemple d'un gaz introduit à I'intérieur du récipient intermédiaire 1, ce qui permet un meilleur maintien en forme des parties non déformables du récipient. Dans une seconde variante de réalisation, la pression de déformation est exercée sur la zone centrale 6a avant démoulage du récipient intermédiaire 1. Cette pression peut être exercée vers la fin du cycle de soufflage (la pression de soufflage étant encore active) ou une fois le cycle de soufflage terminé. Dans ce second cas, il convient de prévoir un maintien sous faible pression du récipient intermédiaire à l'intérieur du moule de manière comparable à la première variante précitée (déformation du récipient à l'extérieur du moule). Dans cette seconde variante, on utilise un moule de soufflage dont les parties, au niveau des deux zones principales 6a du récipient intermédiaire 1, sont mobiles en translation vers l'intérieur du moule. Dans cette seconde variante le récipient obtenu en sortie de moule de soufflage est le récipient final 1' de la figure 2, contrairement à la première variante précitée dans laquelle le récipient obtenu en sortie de moule de soufflage est le récipient intermédiaire 1 de la figure 1. La déformation mécanique des portions déformables 6 du récipient intermédiaire 1 permet de faire rentrer chaque zone centrale 6a plus profondément vers l'intérieur du corps creux 2 du récipient. Il en résulte la formation, dans chaque paroi principale 2a du corps creux 2 du récipient final 1', d'un relief en creux 9 (figure 5) dont la profondeur d2 par rapport au plan de référence P-P est nettement supérieure à la profondeur initiale dl (figure 4) du récipient intermédiaire 1. Ces deux reliefs en creux 9 en vis à vis dans le récipient final 1' permettent de faciliter la préhension du récipient par un utilisateur, la paume de I'utilisateur venant au contact du bord vertical 2b arrière du récipient, tandis que pouce d'une part, et les autres doigts d'autre part de utilisateur enserrent le récipient au niveau des reliefs en creux 9. Les reliefs en creux 9 forment ainsi avec le bord vertical 2b arrière du récipient une poignée de préhension du récipient. Dans une variante perfectionnée l'invention, mais non limitative de l'invention, illustrée par la vue en coupe de la figure 6, les zones d'articulation 6b de chaque portion déformable 6 sont avantageusement conçues de telle sorte que les zones centrales respectives 6a de chaque relief en creux 9 du récipient final 1' viennent au contact l'une de l'autre. En outre dans une étape supplémentaire de fabrication, les zones centrale 6a sont soudées l'une avec l'autre, par exemple par soudure haute-fréquence. Sur la figure 6, les zones de soudure sont référencées 10. La soudure des zones centrales 6a permet de limiter le risques de déformation inverse des reliefs en creux 9, sous l'effet notamment d'une pression à l'intérieur du récipient qui aurait tendance à écarter les parois 2a l'une l'autre. Cette soudure des zones centrales 6a est par exemple très utile lorsque le récipient 1' est destiné à contenir une boisson gazeuse. La soudure peut bien évidemment être opérée sur tout ou partie de la surface des zones centrales 6a en contact. De préférence, la soudure 10 est réalisée sur une portion limitée des zones centrales 6a et selon un contour fermé. Dans une étape ultime de fabrication, on enlève tout ou partie de la matière des zones centrales 6a qui est située à l'intérieur de la zone de soudure. Cet enlèvement de matière est par exemple réalisé par une découpe à l'emporte-pièce. On obtient après découpe un récipient du type du récipient 1" de figure 3, qui comportant un évidemment 11 formant poignée de préhension, et à travers lequel l'utilisateur peut avantageusement passer les doigts en sorte de saisir le récipient par sa partie arrière au niveau de cet évidement 1 1. Il revient à l'homme du métier de choisir judicieusement la valeur des rayons de courbure rl, r2, r3 et r ainsi que la profondeur initiale dl et la hauteur initiale hl pour le récipient intermédiaire 1, en fonction notamment de l'épaisseur de paroi et du type de matériau plastique constitutif du récipient. A titre d'exemple non limitatif, dans un exemple précis de réalisation, le récipient était en résine de PET et présentait au niveau de ses portions déformables 6 une épaisseur de paroi sensiblement constante valant environ 0,3mm; dans les deux portions en arc de cercle 8 de la portion deformable 6, les rayons de courbure rl, r2, r3, et r4 valaient respectivement lmm, 15mm 2,7mm, et 4mm; dans les deux portions rectilignes 7 de la partie déformable 6, les rayons rl, r2, r3 et r4 valant respectivement 1 mm, 15 mm, 3,3 mm et 2 mm; la profondeur dl et la hauteur hl initiales pour le récipient intermédiaire 1 valaient respectivement 3mm et 5,5mm; la profondeur d2 de chaque relief en creux 9 après déformation du récipient intermédiaire 1 valait environ mm. - 5 Dans une variante de réalisation l'invention, il est possible de mettre en oeuvre un profil pour les portions déformables 6 du récipient intermédiaire 1' qui est le profil inverse de celui illustré à la figure 4, la zone centrale 6a n'étant plus en creux, mais étant en saillie (c'est-à-dire orientée vers l'extérieur du récipient) par rapport au plan de référence P-P de la paroi 2a et les portions (CD) et (DE) étant en creux. Pour visualiser ce profil inverse, il suffit d'inverser les mentions " intérieur " et " extérieur " sur la figure 4. On a représenté aux figures 7 et 8, une autre variante de réalisation d'une portion déformable 6' qui pourrait remplacer chaque portion déformable 6 du récipient intermédiaire 1 de la figure 1, et qui se caractérise par un contour de forme rectangulaire. La figure 9 représente cette portion déformable 6 (avant déformation) vue depuis l'intérieur du récipient intermédiaire. Dans cette variante, la zone centrale principale 6a ( plan P'-P'/ figure 9) avant déformation fait saillie vers l'extérieur du récipient par rapport au plan de référence (P-P). La zone d'articulation 6b est en partie orientée en creux vers l'intérieur du récipient [ figure 9 / portions ( C'D') ( D'E') (E'F') et une partie de la portion rectiligne (B'C')]. Après déformation par pression ( flèche F/ figure 9) sur la zone centrale 6a, la zone centrale 6a passe de l'autre côté du plan de référence (P-P) et se trouve orientée vers l'intérieur du récipient ( plan P"-P"/ figure 10) en sorte de former un relief en creux 9 présentant une profondeur d2 par rapport au plan de référence (P-P). Plus particulièrement, en référence à la figure 9, le profil principal de la zone d'articulation 6b avant déformation, est constitué depuis la zone centrale 6a par: - une première portion courbe (A'B') concave de faible rayon courbure r'1 - une deuxième portion rectiligne (B'C') qui se prolonge au delà du plan de référence (P-P), - une troisième portion courbe (C'D') concave de faible rayon de courbure r'2, - une quatrième portion (D'E') rectiligne, - et une cinquième portion courbe (E'F') convexe de faible rayon de courbure r'3. Le profil de la portion déformable 6' selon le plan de coupe (C-C) de la figure 7 est similaire au profil de la figure 9. Ce profil est en revanche modifié dans les zones de jonction 12,13,14 au niveau des quatre angles du contour. Chaque zone de jonction 12,13,14 forme une surface concave ( orientée vers l'intérieur du récipient) et agit lors de la déformation comme un " soufflet " permettant un mouvement relatif des deux segments rectilignes à angle droit qu'elle relie. Dans une autre variante de réalisation, il est possible de prévoir un profil initial avant déformation qui soit l'inverse de celui de la figure 9, la zone centrale 6a étant orientée vers l'intérieur du récipient, de manière comparable au profil de la figure 4, et les portions courbes convexes (respectivement concaves) précitées devenant concaves ( respectivement convexes). Il convient également de noter que le profil de la figure 9 pourrait également être utilisé pour réaliser une portion déformable 6', qui ne présente pas un contour rectangulaire ou carré, mais qui présente un contour du type de celui de la figure 1, ou encore un contour circulaire, elliptique, etc., c'est-à- dire un contour ne présentant pas de portions rectilignes à angle droit. Dans ce cas, le profil pourra être similaire à celui de la figure 9 sur toute la périphérie du contour de la portion déformable, les zones de jonction à fonction de " soufflets " n'étant plus nécessaires. REVENDICATIONS 1. Récipient intermédiaire (1) en plastique caractérisé en ce qu'il comprend au moins une portion (6) qui est préformée pour être déformable mécaniquement et pour former un relief en creux (9) une fois déformée. 2. Récipient intermédiaire selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'une portion déformable (6) comporte une zone centrale principale (6a) entourée par une zone d'articulation périphérique (6b), et est apte à être déformée par pression sur la zone centrale (6a) en sorte de rentrer ou de faire pénétrer plus profondément la zone centrale (6a) vers l'intérieur du récipient. 3. Récipient intermédiaire selon la revendication 2 caractérisé en ce que la zone centrale principale (6a) est orientée vers l'intérieur du récipient (respectivement vers l'extérieur du récipient) et la zone d'articulation (6b) comporte une partie en saillie (respectivement en creux). 4. Récipient intermédiaire selon la revendication 3 caractérisé en ce que la zone d'articulation 6b est orientée vers l'intérieur (respectivement vers l'extérieur) du récipient et comporte un profil qui est constitué depuis la zone centrale 6a par: - une premier portion courbe (AB) concave (respectivement convexe) de rayon de courbure rl, - une deuxième portion courbe (BC) convexe (respectivement concave) de rayon de courbure r2 supérieur à rl, - une troisième portion courbe (CD) convexe (respectivement concave) de rayon de courbure r3 inférieur à r2 et supérieur à rl, - et une quatrième portion courbe (DE) concave (respectivement convexe) de rayon r4 inférieur ou égal à r3. 5. Récipient intermédiaire selon la revendication 3 caractérisé en ce que la zone d'articulation 6b est orientée vers l'extérieur (respectivement vers l'intérieur) du récipient et comporte un profil qui est - une première portion courbe (A'B') concave (respectivement convexe) de rayon courbure r'1, - une deuxième portion rectiligne (B'C'), - une troisième portion courbe (C'D') concave (respectivement convexe) de rayon de courbure r'2, - une quatrième portion (D'E') rectiligne, - et une cinquième portion courbe (E'F') convexe (respectivement concave) de rayon de courbure r'3. 6. Récipient intermédiaire selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisé en ce qu'il comporte deux portions déformables (6a) en vis à vis, qui sont destinées à former, après déformation, une poignée de préhension. 7. Récipient intermédiaire selon la revendication 6 caractérisé en ce que les deux portions déformables (6) sont conçues de telle sorte qu'après déformation elles sont au contact l'une de l'autre. 8. Récipient final (1') en plastique caractérisé en ce qu'il est constitué par un récipient intermédiaire (1) selon l'une des revendications 1 à 7 dont chaque portion déformable (6) a été déformée en sorte de former un relief en creux (9). 9. Récipient (1") selon la revendication 8 obtenu à partir d'un récipient intermédiaire visé à la revendication 7 caractérisé en ce que les deux reliefs en creux (9) sont soudés l'un à l'autre sur tout ou partie de leur zone de contact. 10. Procédé de fabrication d'un récipient (1') en plastique visé à la revendication 8 caractérisé en ce qu'on réalise un récipient intermédiaire (1) par soufflage d'une résine thermoplastique dans un moule dont les parois sont conformées en sorte de préformer la ou les portions déformables (6), et en ce que avant ou après démoulage du récipient intermédiaire (1), on exerce une pression (F) sur chaque portion déformable (6) du récipient intermédiaire (1) en sorte de former chaque relief en creux (9) et obtenir le récipient final (1'). 11. Procédé selon la revendication 10 caractérisé en ce que le récipient (1') comportant après déformation deux reliefs en creux (9) en contact l'un avec l'autre, dans une étape supplémentaire on soude l'un à l'autre les reliefs en creux (9) sur tout ou partie de leur zone de contact. 12. Procédé selon la revendication 11 caractérisé en ce que la soudure des reliefs en creux (9) est réalisée selon un contour fermé (10). 13. Procédé selon la revendication 12 caractérisé en ce que dans une étape ultime on enlève tout ou partie de la matière du récipient à l'intérieur de la zone de soudure, en sorte de former un évidement (11).