Brevet FR2924974A1 — publié le 20090619

MOULE POUR LA FABRICATION DE RECIPIENTS THERMOPLASTIQUES ET INSTALLATION DE SOUFFLAGE OU D'ETIRAGE-SOUFFLAGE EQUIPEE D'UN TEL MOULE La présente invention porte sur un moule pour la fabrication de récipients en matériau thermoplastique, notamment des bouteilles, en matière thermoplastique telle que du PET (polyéthylène téréphtalate), par soufflage ou étirage-soufflage d'une ébauche (par exemple des préformes), ledit moule ayant une face qui est munie d'une ouverture communiquant avec une cavité de moulage. Des moules permettant d'obtenir des récipients à partir d'ébauches sont maintenant bien connus. Il est ainsi connu de mouler par soufflage ou étirage-soufflage, à partir d'une ébauche en matériau thermoplastique, dont le corps est porté à une température au moins égale à la température de ramollissement du matériau, soit un récipient ayant sa forme définitive, soit un récipient intermédiaire qui sera par la suite de nouveau soufflé ou étiré et soufflé. Il est entendu dans la suite de la description par ébauche soit une préforme, soit un tel récipient intermédiaire, l'ébauche dans tous les cas présentant une partie de col munie d'une collerette s'étendant sensiblement dans un plan transversal à l'axe longitudinal de l'ébauche. De manière courante, la préforme en matière thermoplastique est fabriquée par moulage par injection, avec son col muni de sa collerette qui est dans sa conformation définitive, c'est-à-dire dans sa forme et ses dimensions exactes qu'elle doit avoir une fois le récipient final obtenu. C'est pourquoi, il est particulièrement important d'éviter de réchauffer cette partie de la préforme ou du récipient intermédiaire afin d'éviter qu'elle se déforme, ce qui aboutirait à la mise au rebut du récipient soufflé, et donc en une perte financière. Or, certains processus de fabrication nécessitent que le moule soit chaud (et donc soit chauffé) pour l'obtention de récipients présentant des caractéristiques particulières leur permettant de supporter ultérieurement 10 des effets thermiques déterminés sans déformation notable : il en est ainsi notamment des récipients destinés à être remplis à chaud (par exemple avec des liquides tels que du thé, jus de fruit pasteurisé, etc.) ou encore de ceux appelés à subir un processus de 15 pasteurisation de leur contenu. Aussi, quand le moule est chauffé, une possibilité de réchauffement de la partie de col de l'ébauche intervient, au moment de l'opération de soufflage ou 20 d'étirage/soufflage, quand l'ébauche est placée dans la cavité de moulage, en reposant sur le moule par sa collerette. Afin d'éviter le réchauffement de la partie de col et de 25 la collerette de l'ébauche, il est courant d'équiper le moule avec une bague d'appui sur laquelle vient reposer la collerette du col de l'ébauche ; cette bague d'appui est agencée de manière que sa température soit régulée par des moyens de refroidissement agencés à l'intérieur 30 du moule, de telle sorte que la collerette de l'ébauche soit maintenue à une température suffisamment basse évitant sa déformation.5 3 De manière plus précise, les figures 1 et 2 représentent deux vues partielles en coupe en perspective d'un dispositif 1 de moulage selon l'art antérieur comprenant un moule 2 qui comporte deux demi-moules 3, 4 mobiles l'un par rapport à l'autre. Chaque demi-moule 3, 4 présente sur sa face supérieure une demi-bague 5, 6 d'appui qui, en position de fermeture des deux demi- moules 3, 4, forment conjointement une bague d'appui sur laquelle une ébauche est apte à reposer par la collerette de son col ; chaque demi-bague 5, 6 d'appui est fixée par des moyens 7 de fixation sur le demi-moule 3, 4 respectif, par exemple par l'intermédiaire de moyens de vissage de type connu en soi. De manière courante, et comme cela apparaît plus clairement selon la vue en perspective d'un demi-moule 3 illustré à la figure 2 sans sa demi-bague 5 d'appui respective, il est prévu à l'intérieur de chaque demi-moule 3, 4 une pluralité de canaux 8, 9, 10, 11 dans lesquels est apte à circuler un fluide de refroidissement (en général de l'eau réfrigérée) de manière à maintenir chaque demi-bague 5, 6 d'appui à une température non susceptible d'entraîner une déformation de la collerette et du col de l'ébauche. Toutefois, par rapport à l'axe X-X de soufflage de l'ébauche, il peut être remarqué que les canaux 8-11 de refroidissement sont réalisés à partir d'un premier canal 8 dans lequel le fluide de refroidissement est injecté, puis d'un second canal 9 dans lequel circule le fluide de refroidissement après avoir circulé dans le premier canal 8, puis d'un troisième canal 10, dans lequel circule le fluide de refroidissement après avoir circulé dans le deuxième canal 9, et enfin d'un quatrième canal 11, dans lequel circule le fluide de refroidissement après avoir circulé dans le troisième canal 10. Les canaux 8-11 présentent une forme générale en W Ainsi, il peut être remarqué que, de par cet agencement en W des canaux 8-11 de refroidissement, le pourtour 12 semi-circulaire de l'ouverture 16 du demi-moule 3 contre lequel vient en appui la partie immédiatement sous la collerette de l'ébauche n'est pas refroidie de manière homogène par les canaux 8-11 de refroidissement, les canaux 8-11 passant à une distance plus ou moins grande par rapport à ce pourtour 12 semi-circulaire. En effet, la distance entre le point 13 de raccordement des premier et second canaux 8, 9 et l'axe X-X de soufflage est plus petite que la distance entre le point 14 de raccordement des second et troisième canaux 9, 10 et l'axe X-X de soufflage. Ainsi, la partie du pourtour 12 semi-circulaire en regard du point 14 de raccordement des second et troisième canaux 9, 10 n'est pas autant refroidi que la partie du pourtour 12 semi-circulaire en regard du point 13 de raccordement des premier et second canaux 8,9. Il en est de même par rapport au point 15 de raccordement des troisième et quatrième canaux 10, 11. De plus, selon l'art antérieur, les canaux 8-11 de refroidissement sont directement formés dans les deux demi-moules 3, 4. Ils doivent donc être formés par alésage, ce qui rend leur formation difficile et leur agencement limité, car il n'est alors possible que de former des canaux de refroidissement rectilignes, d'où la nécessité de réaliser une forme en W pour le circuit de refroidissement. Ils sont également difficiles d'accès lors d'opération de nettoyage. Il serait donc avantageux de réaliser des moyens de refroidissement faciles d'entretien tout en permettant un refroidissement plus 5 homogène de la partie du moule destinée à être en contact avec la collerette de l'ébauche. La présente invention se propose de résoudre ces différents problèmes. Ainsi, selon un premier de ses aspects, la présente invention porte sur un moule pour la fabrication de récipients en matériau thermoplastique par soufflage ou étirage-soufflage d'une ébauche, le moule ayant une face qui est munie d'une ouverture communiquant avec une cavité de moulage, le moule étant caractérisé en ce qu'il comprend au moins un circuit de circulation d'un fluide de refroidissement au moins partiellement en regard de ladite face du moule. Afin d'obtenir un refroidissement homogène de la collerette de l'ébauche en appui sur le moule, le circuit présente une partie sensiblement homothétiquement identique à l'ouverture du moule communiquant avec la cavité de moulage. Afin de faciliter l'entretien du circuit de refroidissement, le circuit de refroidissement est au moins partiellement formé dans au moins une partie d'une bague solidarisée à ladite face du moule. Afin d'éviter les échanges thermiques entre la bague de refroidissement et le reste du moule, la bague repose en partie sur une cale formant interface entre ladite face 6 du moule et au moins une partie du circuit de refroidissement. Selon une forme de réalisation avantageuse, la cale forme au moins une partie d'un anneau avec un orifice central de dimension sensiblement complémentaire à l'ouverture du moule. Afin de renforcer l'effet d'isolation thermique, la cale présente une première surface sensiblement plane et une seconde surface avec des entretoises définissant des espaces vides. Afin de permettre une liaison étanche entre la cale et la bague, la première surface de la cale présente au moins un creusement sur son pourtour dans lequel au moins un joint d'étanchéité est placé. De manière avantageuse, le circuit de refroidissement présente une zone de circulation du fluide de refroidissement dans laquelle le fluide de refroidissement est partiellement en contact avec la cale et/ou ladite face du moule. Afin de faciliter la solidarisation de la cale avec la bague de refroidissement, la bague comprend un logement de forme sensiblement complémentaire à la cale. De manière avantageuse, le moule comprend au moins deux demi-moules écartables l'un de l'autre et chaque demi-moule est équipé d'une partie d'une bague de refroidissement respective, de sorte que chaque demi-moule comprend au moins un circuit de refroidissement partiellement en regard de ladite face du demi-moule. 7 Selon un autre de ses aspects, la présente invention porte sur une installation de soufflage ou d'étirage-soufflage pour la fabrication de récipients à partir d'ébauches en polymère thermoplastique disposées dans une cavité de moulage d'un moule ayant une face munie d'une ouverture communiquant avec ladite cavité, lesdites ébauches étant pourvues d'un col qui, en position de soufflage, émerge hors de ladite face tandis que son corps est engagé dans la cavité de moulage, l'installation étant caractérisée en ce que le moule est agencé de la manière ci-dessus décrite. Avantageusement, le moule est chauffé. Toujours de manière avantageuse, l'installation comporte une tuyère de soufflage du type tuyère-cloche pour le soufflage d'un fluide sous pression à l'intérieur d'une ébauche disposée dans la cavité de moulage du moule, la tuyère ayant son extrémité conformée en cloche qui est propre, lors du soufflage, à coiffer de manière étanche le col de l'ébauche qui émerge hors de ladite face du moule. La présente invention est maintenant décrite à l'aide d'un exemple uniquement illustratif et nullement limitatif de la portée de la présente invention, et à partir des illustrations suivantes, dans lesquelles : la figure 1 est une vue partielle en perspective en coupe d'un dispositif de moulage selon l'art antérieur ; la figure 2 est une vue partielle en perspective d'un moule, selon l'art antérieur dans lequel sont 8 illustré les moyens de refroidissement de la partie de col de l'ébauche; la figure 3 est une vue partielle en perspective d'un moule équipé des moyens de refroidissement du col d'une ébauche selon l'invention ; la figure 4 est une vue partielle en coupe axiale d'un moule équipé des moyens de refroidissement du col d'une ébauche selon l'invention ; la figure 5 est une vue partielle en perspective d'un moule dans lequel est placée une cale isolante formant interface entre la face supérieure du moule et le circuit de refroidissement ; la figure 6 est une vue inférieure en perspective de la bague de refroidissement dans lequel est formé partiellement le circuit de refroidissement selon l'invention ; la figure 7 est une vue supérieure de la bague de refroidissement dans lequel est représenté en pointillés le chemin de circulation du fluide de refroidissement à l'intérieur de la bague de refroidissement, et la figure 8 est une vue inférieure de la cale isolante. Comme cela est représenté plus précisément sur les figures 3 à 5, la présente invention a pour objet un moule 2 pour la fabrication de récipients en matériau thermoplastique par soufflage ou étirage-soufflage d'une ébauche (en général une préforme ou une préforme pré- soufflée), le moule 2 ayant une face 48 qui est munie d'une ouverture 16 communiquant avec une cavité 17 de moulage. Dans la suite de la description, les éléments identiques au moule selon l'art antérieur sont référencés 9 par les mêmes numéros. L'invention s'applique plus particulièrement, mais non exclusivement, pour les moules permettant de souffler ou d'étirer- souffler les ébauches à chaud, c'est-à-dire les moules dans lesquelles un circuit de chauffage est prévu à l'intérieur du moule de manière à réchauffer le pourtour intérieur de la cavité 17 de moulage. Usuellement, la face 48 du moule 2 munie de l'ouverture 16 est la face supérieure du moule 2 (l'opération de soufflage ou d'étirage/soufflage se faisant alors par le haut du moule), toutefois le principe général de l'invention s'applique également pour toute face du moule présentant une ouverture communiquant avec une cavité de moulage. D'une manière générale, le moule 2 comprend un circuit 18 de circulation d'un fluide de refroidissement (préférentiellement de l'eau réfrigérée) qui est prévu au moins partiellement en regard de la face 48 du moule 2. Autrement dit, il est prévu que le circuit 18 de refroidissement soit en vis-à-vis de la face 48 du moule. Avantageusement, le circuit 18 de refroidissement n'est plus creusé à l'intérieur du moule 2, comme cela est le cas selon l'art antérieur avec les canaux 8-11 de refroidissement tels que représentés sur la figure 2. De cette façon, il est possible de réaliser un circuit 18 de refroidissement pouvant être usiné selon toute forme appropriée (il n'est possible que de former des parties de canaux de refroidissement rectilignes quand on souhaite former le circuit de refroidissement directement dans le moule) et dont le fluide de refroidissement peut circuler sur un chemin plus grand près de l'ouverture 12. En se référant à la figure 7, le circuit 18 présente une partie 19 sensiblement homothétiquement identique à l'ouverture 16 du moule 2 communiquant avec la cavité 17 de moulage, ce grâce à quoi il est ainsi possible de refroidir de manière sensiblement homogène le pourtour de l'ouverture 16. Le circuit 18 présente donc au moins une partie à distance constante par rapport à l'ouverture 16 communiquant avec la cavité 17 de moulage. Selon une forme de réalisation préférentielle de l'invention, le circuit 18 de refroidissement est au moins partiellement formé dans au moins une partie d'une bague 20 solidarisée à la face 48 du moule 2, bague 20 sur laquelle est destinée à venir en appui la collerette de l'ébauche et qui sera ainsi refroidie par la circulation du fluide de refroidissement dans la bague 20. L'invention s'appliquant plus particulièrement à un moule 2 comprenant au moins deux demi-moules 3, 4 écartables l'un de l'autre, chaque demi-moule 3, 4 est alors équipé d'une partie 20a d'une bague 20 de refroidissement (en général il s'agit d'une demi-bague 20a de refroidissement) respective, de sorte que chaque demi- moule 3, 4 comprend au moins un circuit 18 de refroidissement partiellement en regard de la face 48 du demi-moule 3, 4. La bague 20 permet de refroidir la collerette ainsi que la partie du col de l'ébauche qui ne doit pas être déformée lors de l'opération de soufflage ou d'étirage-soufflage, tandis que la partie de corps de l'ébauche située dans la cavité 17 de moulage peut être soufflée ou étirée-soufflée à chaud. Afin d'améliorer le refroidissement de la collerette de l'ébauche et de séparer thermiquement d'un côté le chauffage du moule, à savoir le pourtour intérieur de la cavité 17, et le refroidissement de la collerette de l'ébauche, la bague 20 peut reposer en partie sur une cale 21, préférentiellement du type isolante (c'est-à-dire formée en un matériau thermiquement isolant de type connu en soi), formant interface entre la face 48 du moule 2 et au moins une partie du circuit 18 de refroidissement. De manière générale, la cale 21 forme au moins une partie d'un anneau avec un orifice 22 central de dimension sensiblement complémentaire à l'ouverture 16 du moule 2. Plus précisément, selon le mode de réalisation illustré sur les figures 5 et 8, la cale 21 se présente sous la forme d'au moins un demi-anneau de forme semi-circulaire apte à coopérer et à se solidariser avec une demi-bague 20a de refroidissement prévue sur chaque demi-moule 3, 4 du moule 2. La cale 21 présente une première surface 23 sensiblement plane (voir figure 5) et une seconde surface 24 (voir figure 8) avec des entretoises 25, 28, 29 définissant des espaces vides. Plus précisément, et selon un mode de réalisation des entretoises tel qu'illustré sur la figure 8, la seconde surface 24 de la cale 21, à savoir la surface 24 de la cale 21 qui est destinée à être directement en appui sur la face 48 du moule 2 munie de l'ouverture 16, présente au moins une entretoise 25 transversale reliant le rebord 26 interne de la cale 21 (rebord formant l'ouverture 22 centrale) au rebord 27 externe de la cale 21. Il est également prévu au moins une entretoise 28, 29 longitudinale reliant les rebords 30, 31 latéraux (c'est-à-dire les rebords 30, 31 reliant le rebord interne 26 au rebord 27 externe). Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 8, il est formé deux entretoises 28, 29 longitudinales qui sont séparées l'une de l'autre par l'entretoise 25 transversale. De par la formation de ces entretoises 25, 28, 29, il est alors obtenu des espaces 32, 33, 34, 35 vides ou des renfoncements dans la cale 21 dans lesquels peuvent être insérés de manière supplémentaire des matériaux isolants de sorte à renforcer l'effet d'isolation de la cale 21. De plus, la première surface 23 de la cale 21 présente au moins un creusement 36 (voir figure 4) sur son pourtour dans lequel au moins un joint 37 d'étanchéité est placé. Ainsi, il est formé une liaison parfaitement étanche entre la bague 20 et cette première surface 23 de la cale 21 qui est destinée à être en contact avec la bague 20. Dans le même but, la bague 20 présente un logement 38 de forme sensiblement complémentaire à la cale 21 (voir figure 6), ce qui permet au moins de caler en position la cale 21 par rapport à la bague 20. De manière générale, le circuit 18 de refroidissement présente une zone de circulation du fluide de refroidissement dans laquelle le fluide de refroidissement est partiellement en contact avec la cale 21 et/ou éventuellement la face 48 du moule 2. En effet, comme cela est représenté plus précisément sur les figures 6 et 7, la bague 20 comprend un canal 39 d'entrée du fluide de refroidissement et un canal 40 de sortie du fluide de refroidissement, auxquels sont connectés des raccords 41 fluidiques (voir figure 3), de type connu en soi. Le canal 39 d'entrée débouche alors dans un canal 41 intermédiaire formé dans le logement 38 de la cale 21, de sorte que quand la cale 21 est mise en place sur la bague 20, alors le canal 41 est alors fermé par la première surface 23 de la cale 21. Le canal 41 dans la bague 20 est donc ouvert dans le logement 38 de la cale 21 et ne peut être fermé qu'en plaçant de manière étanche la cale 21 sur la bague 20 dans le logement 38. La bague 20 comprend un orifice 42 central présentant un décrochement 43 de matière sur lequel est apte à venir en 15 appui la collerette de l'ébauche. Le canal 41 intermédiaire du circuit 18 de refroidissement dans la bague 20 passe de manière limitrophe à l'orifice 42 central de la bague 20, de 20 sorte à refroidir au mieux et de manière homogène la zone de la collerette en appui sur la bague 20. Le canal 41 intermédiaire présente donc une partie passant de manière proche à l'ouverture 42 de la bague 25 20, cette première partie correspondant à la partie 19 sensiblement homothétiquement identique à l'ouverture 16 du moule 2. Avantageusement, lors de la solidarisation de la cale 21 30 avec la bague 21, le chemin aller du fluide de refroidissement dans le canal 41 intermédiaire est sensiblement limitrophe au rebord 26 interne de la cale 21 tandis que le chemin retour du fluide de refroidissement est sensiblement limitrophe du rebord 27 externe de la cale 21. Toutefois, il est bien entendu que toute forme possible du circuit 18 de refroidissement dans la bague 20 est envisageable, par exemple, à la plaque d'un canal 41 intermédiaire formée de deux parties globalement semi-circulaires, il pourrait être envisagé de réaliser un canal 41 intermédiaire avec des parties uniquement rectilignes, pouvant ainsi former une partie en forme de U ou de V. Afin de permettre une meilleure solidarisation de la bague 20 sur la face 48 du moule 2, la bague 20 présente une jupe 44 annulaire sur son pourtour extérieur ainsi qu'une pluralité d'alésages 45 pour sa fixation, par exemple à l'aide de vis, sur ladite face 48 du moule 2, qui présente également des alésages 46 respectifs (voir figure 5). La présente invention porte, de manière plus générale, selon un autre de ses aspects, sur une installation de soufflage ou d'étirage-soufflage pour la fabrication de récipients à partir d'ébauches en polymère thermoplastique disposées dans une cavité 17 de moulage d'un moule 2, préférentiellement chauffé, et tel que précédemment décrit, les ébauches étant pourvues d'un col qui, en position de soufflage, émerge hors de la face 48 sur laquelle elle est en appui par une collerette annulaire tandis que son corps est engagé dans la cavité 17 de moulage. L'installation de chauffage peut comporter une tuyère de soufflage du type tuyère-cloche pour le soufflage d'un fluide sous pression à l'intérieur d'une ébauche disposée dans la cavité 17 de moulage du moule, la tuyère ayant son extrémité conformée en cloche qui est propre, lors du soufflage, à coiffer de manière étanche le col de l'ébauche qui émerge hors de ladite face du moule, et plus particulièrement dans le mode de réalisation illustré sur les figures, à être mise en appui frontal étanche contre la bague 20. REVENDICATIONS 1. Moule pour la fabrication de récipients en matériau thermoplastique par soufflage ou étirage- soufflage d'une ébauche, ledit moule (2) ayant une face (48) qui est munie d'une ouverture (16) communiquant avec une cavité (17) de moulage, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un circuit (18) de circulation d'un fluide de refroidissement au moins partiellement en regard de ladite face (48) du moule (2). 2. Moule selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit circuit (18) présente une partie (19) sensiblement homothétiquement identique à ladite ouverture (16) du moule (2) communiquant avec ladite cavité (17) de moulage. 3. Moule selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit circuit (18) de refroidissement est au moins partiellement formé dans au moins une partie d'une bague (20) solidarisée à ladite face (48) du moule (2). 4. Moule selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite bague (20) repose en partie sur une cale (21) formant interface entre ladite face (48) du moule (2) et au moins une partie dudit circuit (18) de refroidissement. 5. Moule selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite cale (21) forme au moins une partie d'un anneau avec un orifice (22) central de dimension sensiblement complémentaire à ladite ouverture (16) du moule (2). 6. Moule selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que ladite cale (21) présente une première surface (23) sensiblement plane et une seconde surface (24) avec des entretoises (25, 28, 29) définissant des espaces (32, 33, 34, 35) vides. 7. Moule selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite première surface (23) de ladite cale (21) présente au moins un creusement (32) sur son pourtour dans lequel au moins un joint (37) d'étanchéité est placé. 8. Moule selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que le circuit (18) de refroidissement présente une zone de circulation du fluide de refroidissement dans laquelle le fluide de refroidissement est partiellement en contact avec ladite cale (21) et/ou ladite face (48) du moule (2). 9. Moule selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que ladite bague (20) comprend un logement (38) de forme sensiblement complémentaire à ladite cale (21). 10. Moule selon l'une quelconque des revendications 3 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux demi-moules (3, 4) écartables l'un de l'autre et en ce que chaque demi-moule (3, 4) est équipé d'une partie (20a) d'une bague (20) respective, de sorte que chaque demi-moule (3, 4) comprend au moins un circuit (18) de refroidissement partiellement en regard de ladite face (48) du demi-moule (3, 4). 11. Installation de soufflage ou d'étirage-soufflage pour la fabrication de récipients à partir d'ébauches en polymère thermoplastique disposées dans une cavité (17) de moulage d'un moule (2) ayant une face (48) munie d'une ouverture (16) communiquant avec ladite cavité (17), lesdites ébauches étant pourvues d'un col qui, en position de soufflage, émerge hors de ladite face (48) tandis que son corps est engagé dans ladite cavité (17) de moulage, caractérisée en ce que le moule (2) est agencé selon l'une quelconque des revendications précédentes. 12. Installation selon la revendication 11, caractérisée en ce que le moule (2) est chauffé. 15 13. Installation selon la revendication 11 ou 12, caractérisée en ce qu'elle comporte une tuyère de soufflage du type tuyère-cloche pour le soufflage d'un fluide sous pression à l'intérieur d'une ébauche disposée 20 dans ladite cavité (17) de moulage dudit moule (2), ladite tuyère ayant son extrémité conformée en cloche qui est propre, lors du soufflage, à coiffer de manière étanche le col de l'ébauche qui émerge hors de ladite face (48) du moule (2).