Brevet FR2804405A1 — publié le 20010803

PROCEDE ET APPAREIL DE STOCKAGE DE PREFORMES PLASTIQUES DANS UN CONTAINER, PROCEDE ET INSTALLATION DE FABRICATION ET DE STOCKAGE DE PREFORMES PLASTIQUES La présente invention concerne le domaine du stockage en vrac de préformes plastiques dans un container, en vue de leur manutention et de leur transport. Les récipients en polyester, tel que par exemple les bouteilles en PET (Polytéréphtalate d'éthylène), sont de manière connue fabriqués en deux étapes successives : dans une première étape on réalise une préforme en plastique par injection d'une ou plusieurs résines thermoplastiques dans un moule ; dans une seconde étape la préforme est soufflée et étirée dans un moule de soufflage en sorte de former le récipient. Ces deux étapes ne sont pas nécessairement réalisées en ligne immédiatement l'une après l'autre, voir même peuvent être réalisées sur des sites de production différents. Dans ce cas, il s'avère nécessaire de stocker les préformes sur leur lieu de production, en vue de leur acheminement ultérieur jusqu'à la machine de soufflage, située éventuellement sur un autre site de production distant de celui de production des préformes. Une première méthode de stockage connue consiste à remplir un container avec des préformes en vrac. Ce container peut être réalisé dans des matériaux divers (métal, carton,...), et peut avoir des formes et des dimensions variées. Les préformes sont introduites par le haut en tombant par gravité à l'intérieur du container ouvert. Dans le but de réduire les chocs mécaniques subies par les préformes lors de leur introduction dans le container, des équipements spéciaux ont été développés afin d'adapter automatiquement la hauteur de chute des préformes par rapport au tas de préformes formé dans le container, en sorte de limiter cette hauteur de chute. L'inconvénient majeur de cette méthode de stockage en vrac est une mauvaise utilisation du volume de stockage du container, ce qui se traduit par une faible densité de stockage, c'est-à-dire un faible nombre de préformes stockées par unité de volume. En pratique, on observe d'ailleurs la formation, en partie supérieur du tas de préformes en vrac, d'un dôme convexe, qui est caractéristique de cette mauvaise utilisation du volume de stockage. Or pour des raisons économiques évidentes, liées principalement aux coûts de transport des préformes, il est bien entendu préférable que les volumes de stockage soient les plus faibles possibles, dans le but notamment de pouvoir transporter un plus grand nombre de préformes avec un nombre donné de containers. Dans le but d'améliorer la densité de stockage de préformes dans un container, on a déjà proposé par le passé de réaliser un stockage ordonné des préformes, sous la forme d'un empilement de préformes avec orientation des préformes de telle sorte que les préformes d'une rangée donnée soit orientées en sens inverses des préformes d'une rangée adjacente. Cette solution est décrite notamment dans le brevet US-A-5,555,706 délivré aux Etats-Unis. Cette solution permet certes d'optimiser le volume occupé par les préformes à l'intérieur du container, comparativement à un stockage en vrac. Cependant, elle présente l'inconvénient de nécessiter un équipement spécial complexe et onéreux pour le rangement des préformes dans le container. La présente invention a pour but de proposer une nouvelle solution de stockage de préformes dans un container qui permet d'augmenter la densité de stockage (nombre de préformes par unité de volume) comparativement à la méthode connue de stockage en vrac, et qui soit plus simple de mise en couvre que la méthode de stockage décrite dans le brevet US-A-5,555,706 précité. Ce but est atteint par la méthode de l'invention pour le stockage de préformes dans un container. De manière essentielle selon l'invention, on traite la face externe des préformes en sorte de rendre cette face externe plus glissante, et on stocke les préformes en vrac dans un container, la face externe des préformes après traitement présentant un coefficient de frottement suffisamment faible pour que la densité de stockage (nombre de préformes stockées par unité de volume) soit strictement supérieure à la densité de stockage qui aurait été obtenue dans les mêmes conditions avec des préformes non traitées. L'invention a également pour autres objets un procédé de fabrication et de stockage de préformes plastiques, un appareil pour le stockage de préformes plastiques, et une installation de fabrication et de stockage de préformes plastiques. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après d'un exemple préféré de mise en couvre de 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 d'ensemble d'une variante préférée de réalisation d'une installation de fabrication et de stockage de préformes plastiques, conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue de face du réceptacle de traitement et de la buse de pulvérisation de l'appareil de stockage de l'installation de la figure 2, - et la figure 3 représente une préforme plastique issue de la machine de d'injection de l'installation de la figure 1. La figure 1 représente une variante préférée de réalisation d'une installation de fabrication et de stockage dans un container (C) de préformes en polyester, et par exemple en PET, du type de celle (P) illustrée sur la figure 3. De manière usuelle, les préformes, qui sont fabriquées et stockées en ligne dans le container (C), sont ensuite acheminées jusqu'à une machine de soufflage, permettant de fabriquer de manière connue en soi des bouteilles plastiques, par étirage et soufflage des préformes dans un moule de soufflage. Lorsque la machine de soufflage est située sur un site industrielle distant de celui de fabrication des préformes, les containers (C) contenant les préformes sont transportés par tout moyen de transport connu et par exemple en étant chargés sur des camions pour leur acheminement par la route. Si l'on se réfère à la figure 3, une préforme (P) présente de manière usuelle une forme générale tubulaire, d'axe central la, fermée à une première extrémité lb, et ouverte à l'extrémité opposée l c. La préforme comporte en outre une collerette 1 d qui permet notamment son maintien en position dans le moule de soufflage. Dans l'exemple particulier illustré, dans la portion de la préforme située au dessus de la collerette 1d et formant ultérieurement le goulot de la bouteille, est ménagé un pas de vis 1 e permettant ultérieurement le vissage d'un bouchon pour la fermeture de la bouteille formée à partir de la préforme. Dans une autre variante, la préforme pourrait toutefois ne pas comporter de pas de vis, son goulot étant par exemple conformé au niveau de son bord libre en sorte de permettre le montage à force d'une capsule. En référence à la figure 1, l'installation de fabrication et de stockage de préformes comprend une machine d'injection 2 de préformes plastiques qui est montée en ligne avec un appareil de stockage 3 réalisé conformément à une variante préférée de réalisation décrite en détail ci- après. La machine d'injection 2 est connue en soi et ne sera donc pas détaillée dans la présente description. Elle met en ceuvre de manière usuelle un moule à (n) cavités, et permet de fabriquer en parallèle à chaque cycle d'injection, un lot de (n) préformes plastiques. Selon le cas, le moule pourra comporter un nombre (n) plus ou moins important de cavités, sachant que plus le nombre de cavités est important et plus la cadence de production de préformes est élevée. L'appareil de stockage 3 comprend un convoyeur 4, dont la partie extrême amont 4a est positionnée au niveau de la sortie de la machine d'injection 2, et permet ainsi de réceptionner les lots de (n) préformes qui sont successivement éjectées de la machine 2 à la fin de chaque cycle d'injection, après ouverture du moule. Le convoyeur 4 permet d'acheminer successivement chaque lots de (n) préformes jusqu'à un équipement 5 ayant deux fonctions : la première fonction est la pulvérisation d'un matériau lubrifiant sur chaque lot de (n) préformes ; la seconde fonction est de permettre l'introduction par gravité et en chute libre dans le container (C) de chaque lot de (n) préformes lubrifiées, la hauteur de chute des préformes étant réglable. A cet effet, l'équipement 5 comprend un réceptacle de traitement 6 au dessous duquel est destiné à être placé le container (C), et des moyens permettant la pulvérisation d'un matériau lubrifiant sur un lot de préformes contenues temporairement dans le réceptacle de traitement 6. Plus particulièrement, le réceptacle de traitement 6 est ouvert en partie supérieure, présente un fond escamotable en sorte de permettre la chute des préformes, et peut être réglé en position verticalement (réglage de la hauteur H de chute des préformes). Dans l'exemple particulier illustré ce réceptacle de traitement est formé de deux mâchoires 6a, 6b , dont l'une au moins 6b est montée pivotante selon un axe sensiblement horizontal 7, et est équipée d'un vérin 8 permettant de la faire pivoter entre une première position (illustrée en trait plein sur la figure 1) dans laquelle elle forme avec l'autre mâchoire 6a un réceptacle à fond fermé, et une seconde position escamotée (illustrée en pointillés sur la figure 1) dans laquelle elle forme avec l'autre mâchoires 6a un réceptacle 6 à fond ouvert. Dans une autre variante, les deux mâchoires 6a, 6b pourraient être montées pivotantes, pour l'ouverture du fond du réceptacle 6. L'extrémité aval 4b du convoyeur 4 est positionnée au dessus et à l'aplomb du réceptacle de traitement 6 de telle sorte que les préformes qui sont acheminées par le convoyeur 4 depuis la sortie de la machine d'injection 2, lorsqu'elles arrivent en fin de convoyeur au niveau de l'extrémité aval 4b, sont évacuées par gravité du convoyeur 4 et tombent à l'intérieur du réceptacle de traitement 6. Les moyens de pulvérisation d'un matériau lubrifiant sur le lot de (n) préformes contenues temporairement dans le réceptacle de traitement 6 comprennent une tête de pulvérisation 9 ( figure 2) qui comporte deux buses de pulvérisations 9a et 9b, et qui est montée au-dessus du réceptacle de traitement 6. Dans une autre variante, la tête de pulvérisation 9 pourrait ne comporter qu'une seule buse de pulvérisation, ou au contraire plus de deux buses de pulvérisation. Dans l'exemple illustrée, cette tête de pulvérisation 9 est montée pivotante selon un axe 10 sensiblement horizontal, et est positionnée sensiblement à l'aplomb du centre du réceptacle de traitement 6. Cette tête 9 est équipée d'un vérin 11, qui permet de la faire pivoter faire son axe de rotation 10, et qui est commandé en sorte d'animer la tête de pulvérisation 9, et par conséquent les deux buses de pulvérisations 9a et 9b, d'un mouvement de rotation alternatif d'angle limité (A), entre deux positions extrêmes illustrées respectivement en trait plein et en pointillés sur la figure 2. L'angle (A) de rotation de la tête de pulvérisation 9 est réglé en sorte de pouvoir effectuer avec les jets de pulvérisation issus des buses 9a et 9b un balayage de tout le fond du respectable. 6. Les buses de pulvérisation 9a et 9b sont alimentées en parallèle avec un liquide lubrifiant sous pression, au moyen respectivement de deux canalisations d'alimentation souples 12a et 12b, qui sont raccordée à un réservoir de liquide lubrifiant (non représenté) via une pompe (non représentée).Les vérins 8 et 11 et la pompe pour l'alimentation de la buse de pulvérisation 9 sont commandés au moyen d'un automate programmable industriel (non représenté) en synchronisme avec le temps de cycle de la machine d'injection 2 en sorte d'obtenir le fonctionnement qui va à présent être décrit. Le procédé de l'invention mis en couvre au moyen de l'installation de la figure 1 se déroule selon un cycle itératif comprenant les opérations successives(a) à (c) décrites ci-après, chaque cycle correspondant à la fabrication et au stockage en ligne d'un lot de (n) préformes. Pendant toute la durée du procédé, le convoyeur 4 est en marche continu, son tablier étant entraîné à une vitesse linéaire sensiblement constante prédéterminée. Préalablement au démarrage du premier cycle, un container ouvert (C) vide a été positionné au-dessous du réceptacle de traitement 6. (a) fabrication et transport d'un lot de (n) préformes La machine d'injection 2 fabrique un lots de (n) préformes selon un cycle de fonctionnement qui lui est propre Les (n) préformes sont réceptionnées sur le convoyeur 4, en sortie de la machine d'injection 2 après ouverture du moule. Les (n) préformes sont acheminées en vrac par le convoyeur4 à une vitesse prédéterminée jusqu'à l'aplomb du réceptacle de traitement 6, à l'intérieur duquel elles tombent par gravité. A ce stade, le fond du réceptacle 6 est fermé, la mâchoire 6b étant dans la position illustrée en trait plein sur la figure 1. (b) t raitement (lubrification) du lot de (n) préformes Le vérin 11 est commandé automatiquement en sorte de faire pivoter la tête de pulvérisation 9 selon le mouvement alternatif précédemment décrit, tandis que parallèlement les deux buses de pulvérisation 9a et 9b sont alimentées sous pression avec le liquide lubrifiant sous pression. On réalise ainsi une pulvérisation d'un liquide lubrifiant sur le lot de (n) préformes contenues en vrac dans le réceptacle 6. La quantité de liquide lubrifiant est réglable, et dépend du débit de la pompe de pulvérisation et de la durée de pulvérisation, la buse de pulvérisation pouvant effectuer selon le cas un nombre plus ou moins important d'aller et retour entre ses deux positions extrêmes. Le déclenchement du cycle de pulvérisation peut être périodique et fixé en fonction de la durée du cycle de la machine d'injection 2, et/ou être conditionné par la détection au moyen d'un capteur de la présence de préformes dans le fond du réceptacle de traitement 6. (c) chute du lot de (n) préformes traitées dans le container (C) Une fois l'étape (b) de pulvérisation achevée, le vérin 8 est commandé automatiquement en sorte de permettre l'escamotage de la mâchoire 6b dans sa position illustrée en pointillés sur la figure 1 (ouverture du fond du réceptacle de traitement 6). Le lot de (n) préformes contenues dans le réceptacle est ainsi évacué par gravité immédiatement après le traitement de pulvérisation , les préformes chutant à l'intérieur du container ouvert (C). Le cycle constitué par les étapes (a), (b) et (c) ci-dessus est répété automatiquement jusqu'à remplissage du container avec un nombre de préformes prédéterminé. Au cours de leur stockage dans le container ouvert (C), les préformes s'accumulent sous la forme d'un tas de préformes en vrac. Grâce à la pulvérisation du lubrifiant, les préformes sont rendues plus glissantes les unes par rapport aux autres (leur face externe présentant un coefficient de friction plus faible). On constate ainsi en pratique que les préformes au sein du tas en vrac ont tendance naturellement à se positionner et à s'orienter en glissant les unes par rapport aux en sorte d'occuper le moins de volume possible. On améliore ainsi la densité de stockage (nombre de préformes par unité de volume) Ceci se traduit en pratique par un auto-nivellement de la surface du tas de préformes en vrac, contrairement à un tas de préformes en vrac non traitées, dont la surface se caractérise par une forme de dôme convexe. Dans un exemple précis de réalisation donné à titre indicatif et non limitatif de l'invention, le procédé de fabrication et de stockage précédemment décrit en référence aux figures 1 à 3 a été mis en oeuvre en pulvérisant sur les préformes un matériau lubrifiant constitué par une huile silicone alimentaire à l'état liquide, pulvérisée à une température d'environ 20 C. II s'agissait plus particulièrement d'une huile silicone commercialisée par la société RHODIA CHIMIE sous la dénomination commerciale SILBIONE OIL 70047 V350, présentant à 25 C une viscosité de 350 (+/- 5%) et une tension de surface à 25 C valant approximativement 21,1 nN/m. Les préformes était injectées en PET, avaient un diamètre externe d ( figure 3) valant 28mm et une longueur I valant 150mm. Elles étaient fabriquées par lots successifs de 48 préformes. A chaque lot de 48 préformes était pulvérisé dans le réceptacle environ 0,27 g d'huile silicone. Le container utilisé présentait une section octogonale dont les huit cotés avaient respectivement pour longueurs 300mm, 740mm, 300mm, 550mm, 300mm, 740mm, 300mm et 550mm et une hauteur de 1 m et était rempli jusqu'en haut avec un nombre de 6700 préformes. Le niveau de remplissage était contrôlé par un contrôle visuel de la hauteur de remplissage. A titre de comparatif, un container identique a été rempli avec des préformes PET (non traitées avec un lubrifiant) et dans les même conditions de stockage (utilisation de l'installation de la figure 1 avec la même hauteur de chute des préformes et sans pulvérisation d'un matériau lubrifiant au moyen de la buse de pulvérisation ). Le niveau de remplissage du container était atteint avec un nombre de 5800 préformes. Ce niveau de remplissage était considéré comme étant atteint lorsque le point le plus haut de la surface (dôme convexe) du tas de préformes atteignait le niveau de remplissage du container. La densité de stockage des préformes traitées était par conséquent d'environ 16% supérieure à celle obtenue dans les mêmes conditions avec des préformes non traitées. L'invention n'est pas limitée à la mise en oeuvre de l'exemple particulier d'huile silicone précité, mais s'étend d'une manière plus générale à tout traitement de lubrification de tout ou partie d'au moins la face externe des préformes en vue d'obtenir un coefficient de frottement de cette face externe qui et suffisamment faible pour augmenter le nombre de préformes stockées en vrac dans un volume donnée. De préférence, le matériau lubrifiant est choisi et appliqué sur les préformes de telle sorte que la densité de stockage des préformes soit supérieure d'au moins 10%, et de préférence d'au moins 15% à la densité de stockage qui aurait été obtenue dans les mêmes conditions avec des préformes non traitées. Parmi les autre matériaux lubrifiants susceptibles d'être utilisés, on peut citer de manière non exhaustive les huiles végétales avec agent émulsifiant du type E322, qui sont couramment utilisées dans l'industrie alimentaire, ou encore un mélange d'huile et de cire végétales incorporant un agent émulsifiant (E322) et au moins un agent antioxydant (E306). L'application du matériau lubrifiant n'est pas nécessairement réalisée par pulvérisation, mais ce matériau pourrait également dans une autre variante être appliqué par immersion des préformes dans un bain de matériau lubrifiant ou encore par enduction des préformes avec matériau lubrifiant. Egalement, le traitement de lubrification pourrait être réalisé non pas sur un lot de plusieurs préformes, mais individuellement sur chaque préforme. Afin d'augmenter encore la densité de stockage des préformes lubrifiées contenues dans le container (C), on peut également de manière avantageuse faire subir au container (C) des secousses mécaniques, en le faisant vibrer et/ou osciller, ce qui a pour effet de diminuer le volume occupé par les préformes à l'intérieur du container. On pour a cet effet utiliser une plate-forme vibrante et/ou oscillante sur laquelle sera positionnée le container (C). Un exemple d'appareil vibratoire pouvant être utilisé est notamment décrit dans la demande de brevet internationale WO-A-9518043. REVENDICATIONS 1. Procédé de stockage de préformes plastiques (P) dans un container (C) caractérisé en qu'on traite la face externe des préformes en sorte de rendre cette face externe plus glissante, et on stocke les préformes en vrac dans le container (C), la face externe des préformes après traitement présentant un coefficient de frottement suffisamment faible pour que la densité de stockage (nombre de préformes stockées par unité de volume) soit strictement supérieure à la densité de stockage qui aurait été obtenue dans les mêmes conditions avec des préformes non traitées. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la face externe des préformes après traitement présente un coefficient de frottement suffisamment faible pour que la densité de stockage (nombre de préformes stockées par unité de volume) soit supérieure d'au moins 10%, et de préférence d'au moins 15% à la densité de stockage qui aurait été obtenue dans les mêmes conditions avec des préformes non traitées. 3 . Procédé selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que l'étape de traitement des préformes consiste à appliquer sur toute ou partie de la face externe des préformes un matériau lubrifiant. 4. Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce que le matériau est choisi parmi le groupe : huile silicone, huile végétale incorporant au moins un agent émulsifiant, mélange huile et cire végétales incorporant au moins un agent émulsifiant et au moins un agent antioxydant. 5. Procédé selon la revendication 4 caractérisé en ce que le matériau est appliqué sous forme liquide. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 5 caractérisé en ce que la méthode d'application du matériau est choisie parmi le groupe : pulvérisation, enduction, immersion. 7 . Procédé selon la revendication 6 caractérisé en ce que les préformes sont traités par lots successifs de (n) préformes en vrac, et par pulvérisation d'un matériau lubrifiant sur chaque lot successif de (n) préformes en vrac. 8. Procédé selon la revendication 7 caractérisé en ce que chaque lot successif de (n) préformes est acheminé en vrac au moyen d'un convoyeur (4) jusqu'à un réceptacle de traitement (6) positionné au- dessus du container (C) de stockage des préformes, en ce qu'à chaque nouveau lot de préformes en vrac contenu dans le réceptacle intermédiaire on effectue une pulvérisation d'un matériau lubrifiant sur les préformes en vrac de ce lot, et à l'issue de la pulvérisation on ouvre le fond du réceptacle de telle sorte que le lot de préformes chute par gravité à l'intérieur du container. 9 . Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que les préformes sont introduites dans le container (C) immédiatement après l'étape de traitement. 10 . Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 caractérisé en ce qu'on fait vibrer et/ou osciller le container en sorte de diminuer le volume occupé par le préformes stockées dans le container. 11. Procédé de fabrication et de stockage de préformes plastiques (P) caractérisé en ce qu'on fabrique en série des préformes en plastiques injectées, et en ce que au fur et à mesure de la fabrication des préformes on stocke en ligne les préformes dans un container (C) conformément au procédé visé à l'une quelconque des revendications 1 à 10. 12. Appareil (3) pour le stockage de préformes plastiques (P) dans un container (C) caractérisé en ce qu'il comprend un réceptacle (6) pour le traitement des préformes, qui est ouvert en partie supérieure, et dont le fond est en tout ou partie escamotable sur commande, un convoyeur (4) dont l'extrémité aval (4b) est positionnée au dessus du réceptacle de traitement (6), et qui a pour fonction d'acheminer une ou plusieurs préformes automatiquement jusqu'au réceptacle de traitement, au moins une buse de pulvérisation (9a) d'un matériau lubrifiant montée au dessus du réceptacle de traitement. 13. Appareil selon la revendication 12 caractérisé en ce que la buse de pulvérisation est alimentée avec un matériau lubrifiant choisi parmi le groupe : huile silicone, huile végétale incorporant au moins un agent émulsifiant, mélange huile et cire végétales incorporant au moins un agent émulsifiant et au moins un agent antioxydant. 14. Appareil selon la revendication 13 caractérisé en ce que chaque buse de pulvérisation (9a ; 9b) est conçue pour être animée d'un mouvement de rotation alternatif selon un axe sensiblement horizontal (10) et d'angle (A) limité. 15. Installation de fabrication et de stockage de préformes plastiques caractérisé en ce qu'elle comprend une machine d'injection (2) de préformes plastiques (P) mettant en oeuvre un moule à une ou plusieurs cavités, un appareil de stockage (3) selon l'une quelconque des revendications 12 à 14 qui est monté en ligne avec la machine d'injection de préformes de telle sorte que la partie extrême amont (4a) du convoyeur (4) de l'appareil de stockage réceptionne la ou les préformes en sortie de la machine de fabrication, et un container (C), qui est ouvert en partie supérieure, et qui est positionné au-dessous du réceptacle de traitement (6) de l'appareil de stockage.