Brevet FR2849841A1 — publié le 20040716

La présente invention concerne un contenant original obtenu par une technique de rotomoulage de matière plastique, lequel contenant, en forme de bac, cuve, auge ou similaire, est muni d'une ouverture délimitée par un rebord périphérique assorti d'une structure de rigidification. L'invention concerne encore la structure de moulage 5 adaptée pour la réalisation de ce contenant, et aussi le procédé de mise en oeuvre de cette structure de moulage pour obtenir le contenant. Le rotomoulage est l'une des techniques de fabrication des formes creuses en matière plastique. Cette technique consiste à placer une matière plastique en poudre dans un moule fermé; le moule est ensuite chauffé et mis en mouvement par rotation 10 selon deux axes perpendiculaires, et/ou par basculement, de manière à ce que la matière plastique fonde et tapisse sa surface intérieure. Le moule est enfin refroidi et la pièce moulée solidifiée peut en être extraite. On obtient des produits en matière plastique genre polyéthylène (PE), polychlorure de vinyle (PVC), polyamide, copolymère éthylène vinyle acétate (EVA) ... dont les parois 15 ont une épaisseur constante ou sensiblement constante. D'autre part, de manière à limiter l'épaisseur de leur paroi, notamment pour des raisons de poids et de cot matière, les contenants tels que les bacs, cuves, auges ou similaires, qui sont réalisés en matière plastique, nécessitent la présence d'une structure de rigidification au niveau du rebord périphérique qui délimite leur ouverture. 20 Dans le cadre de la réalisation par rotomoulage de contenants de ce genre, la structure de renfort de la bordure d'ouverture se présente sous la forme soit d'un rebord extérieur, soit d'un rebord intérieur. Le rebord extérieur ou intérieur correspondant présente une section d'épaisseur constante ou sensiblement constante, de type crochet arrondi ou polygonal. Les contenants à rebord extérieur sont obtenus de manière économique car la structure de moule utilisée dans le procédé de rotomoulage peut être adaptée pour fabriquer deux unités à la fois. Cependant ce rebord extérieur est très facilement accessible et les contenants correspondants se révèlent fragiles à l'utilisation, en particulier pour des applications dans le domaine de l'élevage des animaux, 30 notamment des animaux de grande taille genre équidés ou bovins. Les animaux en question s'accrochent au rebord extérieur dont la résistance à la flexion est limitée, et ils dégradent facilement les contenants équipés, ce qui ne permet pas de garantir la longévité de ces produits. Les contenants à rebord intérieur sont mis en oeuvre par un procédé onéreux car un 35 même moule ne peut fabriquer qu'une pièce à la fois. En contrepartie, ce type de contenant se révèle très résistant à l'usage, d'une part du fait que les contraintes de flexion sont mieux maîtrisées, et d'autre part parce que le rebord est pratiquement masqué et en particulier non véritablement accessible aux animaux dans le cadre d'une application à l'élevage. De ce fait, il est la plupart du temps possible de garantir la résistance de ces produits sur de longues périodes, par exemple cinq à huit ans. Un autre inconvénient de ces deux techniques de fabrication à rebord extérieur ou intérieur réside dans le fait qu'elles génèrent généralement des pertes de matière au moment de la finition des pièces moulées, en particulier du fait de la configuration nécessaire des moules pour obtenir les rebords correspondants. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients en proposant un 10 contenant de grande résistance, susceptible d'être obtenu très simplement au moyen d'une technique de rotomoulage, par une structure de moule permettant la fabrication simultanée de deux unités à la fois. Le contenant rotomoulé selon l'invention, en forme de bac, cuve, auge ou similaire, muni d'une ouverture délimitée par un rebord périphérique assorti d'une 15 structure de rigidification est caractérisé par le fait que ledit rebord périphérique comporte un bourrelet de renfort dont l'épaisseur est supérieure à l'épaisseur moyenne dudit contenant. De préférence, ce bourrelet de renfort a une épaisseur qui est comprise entre 1,5 et 2 fois l'épaisseur moyenne du contenant. Toujours selon l'invention, le bourrelet de renfort s'étend extérieurement par rapport à la paroi du contenant qu'il équipe. Selon encore une forme de réalisation préférée, le bourrelet en question est en forme de dièdre, ou est aménagé sur une structure en dièdre, assurant une fonction de renfort non seulement par son épaisseur, mais aussi par sa forme. L'invention concerne aussi la structure de moulage pour la réalisation par rotomoulage du contenant présenté ci-avant. Cette structure de moulage est caractérisée par le fait qu'elle comprend deux demi-coquilles dont chacune a un profil interne correspondant à la forme contenant que l'on désire obtenir, chacune desdites demi-coquilles comportant un décrochement externe périphérique au niveau de sa 30 bordure d'extrémité, les deux décrochements périphériques des deux demi-coquilles juxtaposées tête-bêche formant une rainure ou gorge périphérique destinée à la formation du bourrelet de renfort du contenant; les demi-coquilles comportent en outre des moyens qui permettent leur solidarisation amovible lorsqu'elles sont juxtaposées tête-bêche. De préférence, les deux demi-coquilles de la structure de moulage sont identiques. Toujours selon une forme de réalisation préférée, le décrochement périphérique des demi-coquilles a une section en forme de dièdre. Selon encore une forme de réalisation préférée, le décrochement périphérique des demi-coquilles se prolonge par un rebord plan servant de plan de contact entre les deux demi-coquilles juxtaposées. L'invention concerne encore le procédé de mise en oeuvre de la structure de moulage présentée ci-dessus, pour obtenir le contenant rotomoulé muni du bourrelet de renfort. Le procédé en question consiste: - à effectuer l'opération de rotomoulage selon des paramètres de temps, température 10 et mobilité adaptés pour obtenir une épaisseur de matière, dans la rainure périphérique de la structure de moulage, supérieure à l'épaisseur moyenne de matière contre le reste des parois de ladite structure de moulage, et après extraction de la structure rotomoulée des deux demi-coquilles de moulage, à réaliser une simple découpe circulaire de ladite structure rotomoulée sur une ligne 15 correspondant au plan de joint desdites demicoquilles, pour obtenir deux contenants dont le rebord périphérique comporte le bourrelet de renfort. Mais l'invention sera encore illustrée, sans être aucunement limitée, par la description suivante d'un mode de réalisation particulier, donné uniquement à titre d'exemple et représenté sur les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique, en élévation, d'une structure de moulage conforme à l'invention, permettant l'obtention d'un contenant muni d'un bourrelet d'extrémité, par une technique de rotomoulage; - la figure 2 est une vue agrandie en coupe d'une partie de la structure de moulage illustrée sur la figure 1; - la figure 3 est une vue en coupe de la pièce moulée obtenue par la structure de moulage illustrée sur la figure 1; - la figure 4 est une vue en coupe d'un contenant à bourrelet d'extrémité conforme à l'invention, obtenu par découpe en deux de la pièce moulée illustrée sur la figure 3; - la figure 5 est une vue en coupe agrandie de la bordure d'extrémité du contenant de 30 la figure 4 montrant la forme du bourrelet d'extrémité. La structure de moulage ou moule 1 illustrée sur les figures 1 et 2 est constituée de deux demi-coquilles 2, 2', identiques, assemblées têtebêche pour obtenir la pièce moulée 3 illustrée en pointillés sur lesdites figures 1 et 2, et représentée isolée sur la figure 3. Les deux demi-coquilles 2 et 2' ont chacune un profil interne correspondant à la forme du contenant que l'on désire obtenir. Elles sont ici constituées d'une paroi de fond 4 prolongée par une paroi latérale évasée 5, de forme générale tronconique. On remarque que la bordure d'extrémité de la paroi 5 de chaque demicoquille 5 comporte un décrochement externe 6 en forme de dièdre, luimême prolongé par un rebord annulaire 7. Les rebords annulaires 7 des deux demi-coquilles 2, 2' sont destinés à venir se plaquer l'un contre l'autre lors de la juxtaposition tête-bêche desdites demi-coquilles; des moyens de type raccords rapides schématisés en 8 sont aménagés sur ces 10 rebords annulaires 7 de manière à réaliser l'assemblage des deux demi-coquilles, et ainsi fermer le moule 1. Une fois les deux demi-coquilles 2, 2' assemblées tête-bêche, les deux décrochements externes 6 forment ensemble une rainure ou gorge périphérique 10 à section en U, ayant ici une forme annulaire. Avant de fermer le moule 1, l'une des demi-coquilles 2, 2' reçoit une quantité définie de matière plastique en poudre, par exemple du polyéthylène, chargée éventuellement en matière colorante et/ou additifs divers. Après fermeture au moyen des systèmes de raccord rapide 8, le moule 1 chargé est mis en mouvement par l'intermédiaire d'un système mécanique support 20 approprié, non représenté. Cette mise en mouvement est réalisée dans toutes les directions et ceci dans une enceinte chauffée, de manière à ce que la poudre de matière plastique se répartisse convenablement et fonde pour adhérer aux parois du moule. Les paramètres de cette opération de rotomoulage, c'est-à-dire l'épaisseur ou les 25 caractéristiques de conductivité thermique des parois du moule, le temps de traitement et les caractéristiques du mouvement imprimé, sont adaptés selon la structure de la pièce moulée que l'on désire obtenir. Les mouvements du moule 1 et le temps de moulage sont gérés par un automate programmable. Dans le cadre de la présente invention, les différents paramètres de moulage sont adaptés pour favoriser l'accumulation de matière dans la gorge 10 de manière à obtenir dans cette gorge une épaisseur de matière supérieure à l'épaisseur de matière présente sur les autres zones du moule. Sur les figures 1 et 2, la pièce moulée 3 est représentée en pointillés avec une épaisseur de matière e constante ou sensiblement 35 constante sur la quasi-totalité des parois, excepté dans la rainure ou gorge 10 o cette épaisseur a est supérieure. L'épaisseur e moyenne des parois de la pièce rotomoulée 3 peut être comprise entre 2 et 18 mm, selon le type et la taille des pièces que l'on souhaite obtenir. A la fin du chauffage, le moule est refroidi par projection d'air; on désactive les systèmes de raccord rapide 8 et la pièce monobloc de matière plastique 3 peut être démoulée (figure 3). Cette pièce moulée 3 correspond exactement à l'architecture interne des deux demicoquilles assemblées. Elle subit ensuite une simple opération de découpe sur le plan de joint des deux demi-coquilles, selon les flèches repérées 11 de la figure 3, pour obtenir deux contenants identiques 12 tel qu'illustré sur les figures 4 et 5, ici en forme 10 générale de bac ou de cuve. Ce contenant moulé 12 est constitué d'un élément de fond 13 à partir duquel s'étend une paroi latérale évasée 14. La bordure d'extrémité de la paroi latérale 14, qui délimite l'ouverture 15 comporte une structure de bourrelet ou de cordon 16 à section en dièdre, s'étendant extérieurement. Ce bourrelet 16 a une épaisseur a supérieure à l'épaisseur moyenne e de l'élément de fond 13 et de la paroi latérale 14. L'épaisseur et la section du dièdre de ce bourrelet 16 en font une structure de renfort efficace améliorant la tenue et la rigidité de l'ensemble de la pièce moulée, notamment en flexion et à l'écrasement. Dans le cas présent d'un bourrelet ou cordon 16 en forme de dièdre l'épaisseur 20 mentionnée a correspond à l'épaisseur moyenne du dièdre si celle-ci n'est pas tout-àfait régulière. Pour obtenir de bons résultats en termes de tenue et de rigidité, sans entraîner de grandes contraintes sur le paramétrage de l'opération de rotomoulage, l'épaisseur a peut être comprise entre 1,5 et 2 fois l'épaisseur e. La forme en dièdre 16 comprend une aile 17 horizontale ou légèrement inclinée vers le haut, prolongée par une aile 18 s'étendant verticalement ou légèrement évasée extérieurement. On notera que l'épaisseur de l'angle de liaison entre la paroi 14 et l'aile 17 du dièdre 16, susceptible d'être inférieure à l'épaisseur moyenne e du fait de la technique 30 de moulage utilisée, est augmentée par l'accumulation de matière dans la gorge 10 du moule. Pour un contenant en forme de cuve de grandes dimensions, ayant par exemple 1,5 m de diamètre, une hauteur de 50 cm et une épaisseur moyenne de paroi de l'ordre de 8 mm, le bourrelet en dièdre 16 peut avoir une aile 17 de l'ordre de 10 35 mm de long, et une aile 18 de l'ordre de 20 mm de long, son épaisseur a étant de l'ordre de 12 mm. Pour un contenant plus petit en forme de bac à section horizontale rectangulaire ayant 50 cm de longueur et 30 cm de largeur, une hauteur de 20 cm et une épaisseur moyenne de paroi de l'ordre de 4 mm, le bourrelet en dièdre 16 peut avoir une aile 17 de l'ordre de 5 mm de long et une aile 18 de l'ordre de 8 mm de long, avec une épaisseur a de l'ordre de 7 mm. La forme et les dimensions de ce bourrelet en dièdre 16 sont adaptées en fonction de la structure de contenant désiré; la structure du moule 1, en particulier la forme de la gorge 10 et les paramètres de temps de moulage et de mise en mouvement du moule sont adaptés à ces formes et dimensions désirées. Les 10 épaisseurs de parois du moule, et éventuellement l'isolation de ce moule, ainsi que la nature du métal constitutif utilisé, sont également choisies en fonction du type de pièce moulée souhaitée. Le bourrelet de renfort situé sur la bordure périphérique de l'ouverture du contenant peut bien entendu présenter d'autres formes qu'une section en dièdre. Si la 15 structure du moule et les paramètres de moulage sont judicieusement choisis, la section de ce bourrelet de renfort pourra par exemple être proche d'un carré, d'un rectangle ou d'une portion de cylindre. Le cas échéant, le bourrelet obtenu après rotomoulage peut être " travaillé ", par découpe, fraisage ou toute autre technique, pour lui donner une forme particulière choisie. Les figures 1 à 5 illustrent un contenant de structure simplifiée. Bien entendu, des structures beaucoup plus complexes peuvent être envisagées, la forme des demicoquilles de moulage étant adaptée en conséquence. Le contenant conforme à l'invention est obtenu très simplement par une technique de rotomoulage, ceci de manière peu onéreuse puisque les pièces sont 25 moulées deux par deux, et sans perte ou pratiquement sans perte de matière. D'autre part, le bourrelet obtenu au niveau de l'extrémité supérieure des parois augmente efficacement la résistance du contenant sans présenter de structure en saillie susceptible de nuire à ses caractéristiques de longévité. La présente invention peut s'appliquer à tous contenants du genre cuves, 30 auges, bacs ou similaires dont l'ouverture supérieure est délimitée par un rebord périphérique. - REVENDICATIONS 1.- Contenant en forme de bac, cuve, auge ou similaire muni d'une ouverture (15) délimitée par un rebord périphérique assorti d'une structure de rigidification, et obtenu par rotomoulage de matière plastique, caractérisé en ce que ledit rebord 5 périphérique comporte un bourrelet de renfort (16) dont l'épaisseur (a) est supérieure à l'épaisseur moyenne (e) dudit contenant. 2.- Contenant selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un bourrelet de renfort (16) dont l'épaisseur (a) est comprise entre 1,5 et 2 fois l'épaisseur moyenne (e) du contenant. 3.- Contenant selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte un bourrelet de renfort (16) qui s'étend extérieurement par rapport à la paroi latérale (14) qu'il équipe. 4.- Contenant selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte un bourrelet de renfort (16) à section en dièdre, ou aménagé sur une 15 structure en dièdre. 5.- Structure de moulage pour la réalisation par rotomoulage d'un contenant selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'elle comprend deux demi-coquilles (2, 2') dont chacune a un profil interne correspondant à la forme du contenant (12) que l'on désire obtenir, chacune desdites demi-coquilles (2, 2') 20 comportant un décrochement externe périphérique (6) au niveau de sa bordure d'extrémité, les deux décrochements périphériques (6) des deux demi-coquilles (2, 2') juxtaposées tête-bêche formant une rainure ou gorge périphérique (10), et lesquelles demi-coquilles (2, 2') comportent des moyens (8) qui permettent leur solidarisation amovible lorsqu'elles sont juxtaposées tête-bêche. 6.- Structure de moulage selon la revendication 5, caractérisée en ce que le décrochement externe périphérique (6) des deux demi-coquilles (2, 2') est prolongé par un rebord plan (7) servant de plan de contact entre les deux demi-coquilles juxtaposées. 7.- Structure de moulage selon l'une quelconque des revendications 5 ou 6, 30 caractérisée en ce que le décrochement externe périphérique (6) des deux demicoquilles (2, 2') a une section en dièdre. 8.- Structure de moulage selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisée en ce qu'elle comprend deux demi-coquilles (2, 2') identiques. 9.- Procédé de mise en oeuvre de la structure de moulage selon l'une 35 quelconque des revendications 5 à 8, pour obtenir le contenant rotomoulé (12) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il consiste: - à effectuer l'opération de rotomoulage selon des paramètres de temps, température et mobilité adaptés pour obtenir une épaisseur (a) de matière dans la rainure périphérique (10) de la structure de moulage (1) supérieure à l'épaisseur moyenne de matière (e) contre le reste des parois de ladite structure de moulage (1), et - après extraction de la structure rotomoulée (3) des deux demi-coquilles de moulage (2, 2'), à réaliser une découpe circulaire de ladite structure rotomoulée (3) sur la ligne correspondant au plan de joint desdites demi-coquilles (2, 2'), pour obtenir deux contenants (12) dont le rebord périphérique qui délimite l'ouverture (15) comporte le bourrelet de renfort (16).