Brevet FR3056436A1 — publié le 20180330

Fond de moule pourvu de canaux de décompression débouchant sur une face supérieure périphérique L'invention a trait au formage des récipients à partir d'ébauches en matière plastique (et plus précisément en polyoléfine), par soufflage ou étirage soufflage dans un moule à l'empreinte d'un modèle de récipient à former. Le terme « ébauche » désigne non seulement une préforme (ordinairement obtenue par injection), mais également un récipient intermédiaire ayant subi une opération préalable de soufflage à partir d'une préforme. Un moule comprend d'ordinaire une paroi de moule, à l'empreinte au moins partielle d'un corps du récipient, et un fond de moule positionné à une extrémité inférieure de la paroi de moule et qui, à l'empreinte au moins partielle d'un fond du récipient, vient ainsi compléter la paroi de moule. La paroi de moule est ordinairement divisée en deux demi-moules mutuellement articulés pour permettre l'introduction de l'ébauche dans le moule et l'évacuation du récipient formé à partir de celle-ci. Le fond de moule est généralement percé d'un ou plusieurs évents de décompression permettant d'évacuer l'air qui vient s'emprisonner entre la matière de l'ébauche et le fond de moule lors du soufflage. La demande internationale publiée WO 2015/092213 (Sidel Participations) propose un fond de moule monobloc incluant des évents de décompression sous forme de fentes qui sont pratiquées dans toute l'épaisseur du fond. Les fentes sont préférables aux simples perçages 25 car elles offrent un plus grand débit. Mais cette configuration est réservée aux fonds formés par fabrication additive, afin de ne pas interférer avec les conduits de circulation d'un fluide caloporteur destiné à assurer une régulation thermique (à faible ou à haute température, selon les besoins). 30 Cette configuration n'est pas facilement transposable aux fonds fabriqués par usinage (c'est-à-dire par enlèvement de matière), et le besoin persiste de proposer d'autres solutions permettant d'accroître le débit d'évacuation sans interférer avec les conduits de circulation du fluide caloporteur. 35 A cet effet, il est proposé, en premier lieu, un fond de moule destiné à équiper un moule pour la fabrication d'un récipient par soufflage ou étirage soufflage à partir d'une ébauche en polyoléfine, le récipient 3056436 2 comprenant un corps et un fond, ce fond de moule comprenant une face de moulage en relief définissant une paroi de fond et une paroi latérale périphérique qui s'étend dans le prolongement de la paroi de fond et qui se raccorde à celle-ci par un congé de raccordement formant une 5 empreinte pour un plan de pose du récipient, ce fond de moule se terminant, à l'opposé de la paroi de fond, par un bord supérieur périphérique, ce fond de moule incluant des nervures formant des empreintes pour des rainures de renfort du fond du récipient et qui s'étendent à cheval sur le congé de raccordement, ce fond de moule 10 comprenant en outre des évents de décompression creusés dans la face de moulage, les évents de décompression comprenant, pour chaque nervure, au moins une paire de canaux latéraux de faible profondeur qui s'étendent de part et d'autre de la nervure et débouchent, à une extrémité supérieure, sur le bord supérieur périphérique. 15 De la sorte, l'air emprisonné puis comprimé entre l'ébauche et le fond de moule circule dans les canaux et s'évacue par le bord supérieur périphérique. Il en résulte un débit d'air évacué accru par rapport, notamment, aux évents réalisés sous forme de simples perçages. Diverses caractéristiques supplémentaires peuvent être prévues, 20 seules ou en combinaison. Ainsi : chaque canal latéral présente par exemple une extrémité inférieure située au niveau du congé de raccordement ; les évents de décompression comprennent par exemple, pour chaque nervure, au moins un canal central qui s'étend dans le prolongement de la nervure et s'étend d'une extrémité inférieure située au niveau d'un sommet de la nervure jusqu'à une extrémité supérieure par laquelle le canal central débouche sur le bord supérieur périphérique ; chaque canal s'étend par exemple sur une profondeur inférieure ou égale à 5/10 mm, et par ex. de 3/10 mm environ ; chaque canal présente par exemple une largeur inférieure ou égale à 5/10 mm, et par ex. de 3/10 mm environ ; les canaux latéraux peuvent, à leurs extrémités inférieures, être divergents ou convergents ; - selon un mode de réalisation, chaque nervure comprend une portion verticale qui s'étend sur la paroi latérale périphérique, et une portion 3056436 3 horizontale qui s'étend sur la paroi de fond, et pour chaque nervure les canaux latéraux s'étendent de part et d'autre de la portion verticale. Il est proposé, en deuxième lieu, un moule pour la fabrication de 5 récipients à partir d'ébauches en polyoléfine, qui comprend une paroi de moule définissant une cavité à l'empreinte au moins partielle d'un corps du récipient et un fond de moule tel que présenté ci-dessus, à l'empreinte au moins partielle d'un fond du récipient et qui s'étend dans le prolongement de la paroi de moule. 10 Un interstice est avantageusement ménagé entre une face inférieure d'extrémité de la paroi de moule bordant la cavité, et le bord supérieur périphérique du fond de moule. Cet interstice est mis à profit pour évacuer l'air drainé par les canaux. Cet interstice est de préférence d'une hauteur inférieure ou égale à 15 5/10 mm. Il est proposé, en troisième lieu, un procédé de fabrication d'un récipient par soufflage ou étirage soufflage dans un moule tel que présenté ci-dessus, qui comprend une opération d'introduction d'une ébauche (avantageusement en polyoléfine) dans le moule et une 20 opération d'injection dans l'ébauche d'un fluide sous pression. D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront à la lumière de la description d'un mode de réalisation, faite ci-après en référence aux dessins annexés dans lesquels : la FIG.1 est une vue en perspective éclatée montrant un moule et 25 un récipient issu du formage par soufflage ou étirage soufflage dans ce moule à partir d'une ébauche en polyoléfine ; la FIG.2 est une vue en perspective partielle du moule de la FIG.1, montré assemblé, selon un premier mode de réalisation, avec, en médaillon, un détail du fond de moule à échelle agrandie ; 30 - la FIG.3 est une vue en coupe partielle selon le plan III tracé sur la FIG.2 ; la FIG.4 est une vue de détail à plus grand échelle, prise dans le médaillon IV de la FIG.3 ; la FIG.5 est une vue de détail en coupe selon le plan V-V tracé sur 35 la FIG.4 ; 3056436 4 la FIG.6 est une vue similaire à la FIG.2, montrant un moule selon un deuxième mode de réalisation. Sur la figure 1 est représenté un moule 1 pour le formage d'un récipient 2 à partir d'une ébauche 3 en polyoléfine (par ex. polyéthylène, 5 polypropylène), par soufflage ou étirage soufflage. L'ébauche 3 peut être une préforme obtenue par injection de polyoléfine. Il peut également s'agir d'un récipient intermédiaire obtenu lors d'une première opération de soufflage à partir d'une préforme en polyoléfine. 10 Les polyoléfines sont très malléables en raison de leur température de transition vitreuse basse et de leur température de fusion modeste (généralement de 85°C à 140°C selon leur formulation). De façon connue, le récipient 2 comprend un corps 4, de forme sensiblement cylindrique, un col 5, qui s'étend à une extrémité supérieure 15 du corps 4 et par lequel le récipient 2 est destiné à être rempli et vidé, et un fond 6 qui ferme le corps 4 à une extrémité inférieure de celui-ci. Une collerette est située à la jonction entre le col 5 et le corps 4. Le col et la collerette sont formés lors de l'injection de l'ébauche. Le fond 6 du récipient se raccorde au corps 4 par un congé de 20 raccordement qui forme un plan 7 de pose pour le récipient 2. Comme on le voit sur la FIG.1, le fond 6 du récipient 2 est pourvu de rainures 8 de renfort qui s'étendent à cheval sur le plan 7 de pose (donc sur le congé de raccordement) et ont pour fonction de rigidifier son fond 6 à sa jonction avec le corps 4 pour éviter l'affaissement axial ou latéral du 25 récipient 2. Le moule 1 comprend, en premier lieu, une paroi 9 de moule définissant une cavité 10 à l'empreinte au moins partielle du corps 4 du récipient. La paroi 9 de moule est avantageusement réalisée dans une matière métallique, par ex. en acier ou en aluminium, ces matériaux étant 30 éventuellement alliés pour accroître leurs performances mécaniques et/ou leur résistance à la corrosion. Dans l'exemple illustré sur la FIG.1, la paroi 9 de moule comprend deux demi-moules 9A, 9B mutuellement articulés autour d'un axe vertical pour permettre l'introduction de l'ébauche 3 et l'évacuation du récipient 35 2. Chaque demi-moule 9A, 9B présente intérieurement une face 10A, 10B latérale de moulage à l'empreinte partielle du corps 4 du récipient 2 et 3056436 5 qui s'étend suivant un axe X principal correspondant à un axe de symétrie globale (et pas nécessairement de révolution) du récipient 2. Les demi-moules 9A, 9B étant identiques, on utilise indifféremment pour chacun, dans ce qui suit, les mêmes références numériques. Sur les 5 FIG.2 et FIG.6, on n'a, pour des raisons de clarté, représenté qu'un demi- moule 9A. Le moule 1 comprend, en deuxième lieu, un fond 11 de moule à l'empreinte au moins partielle du fond 6 du récipient 2 et qui s'étend dans le prolongement de la paroi 9 de moule. 10 Plus précisément, le fond 11 de moule comprend une face 12 de moulage en relief, à l'empreinte au moins partielle du fond 6 du récipient 2. La face 12 de moulage définit une paroi 13 de fond et une paroi 14 latérale périphérique qui s'étend dans le prolongement de la paroi 13 de 15 fond. La paroi 13 de fond s'étend transversalement ou sensiblement transversalement (c'est-à-dire perpendiculairement ou sensiblement perpendiculairement par rapport à l'axe X principal). En son centre, et comme dans l'exemple illustré, la paroi 13 de fond peut présenter une 20 saillie axiale destinée à former un pion central sur le fond 6 du récipient 2, en direction de l'intérieur de celui-ci. La paroi 14 latérale périphérique se raccorde à la paroi 13 de fond par un congé 15 de raccordement formant une empreinte pour le plan 7 de pose du récipient 2. 25 Le rayon du congé 15 de raccordement est avantageusement compris entre 5/10 mm et 5 mm. Le fond 11 de moule se termine, à l'opposé de la paroi 13 de fond, par un bord 16 supérieur périphérique qui, dans le mode de réalisation de la FIG.2, est à contour annulaire (c'est-à-dire circulaire ou 30 sensiblement circulaire) et qui, dans le mode de réalisation de la FIG.6, est à contour carré ou rectangulaire (ou sensiblement carré ou rectangulaire). Comme on le voit sur les FIG.2 et FIG.6, le fond 11 de moule inclut des nervures 17 formant des empreintes pour les rainures 8 de renfort 35 du fond 6 du récipient 2. Chaque nervure 17 s'étend à cheval sur le congé 15 de raccordement. 3056436 6 Selon un mode de réalisation illustré sur la FIG.2, chaque nervure 17 comprend une portion 18 verticale qui s'étend sur la paroi 14 latérale périphérique, et une portion 19 horizontale qui s'étend sur la paroi 13 de fond. 5 Dans l'exemple de la FIG.6, chaque nervure 17 s'étend essentiellement horizontalement sur la paroi 13 de fond. Dans l'exemple de la FIG.2, les nervures 17 sont au nombre de douze. Dans l'exemple de la FIG.6, les nervures 17 sont au nombre de quatre. Ces nombres sont fournis à titre d'exemples et ne sont pas 10 limitatifs. Comme la paroi 9 de moule, le fond 11 de moule est avantageusement réalisé dans une matière métallique, par ex. en acier ou en aluminium, ces matériaux étant éventuellement alliés pour accroître leurs performances mécaniques et/ou leur résistance à la 15 corrosion. Ainsi que représenté sur la FIG.3, le fond 11 de moule est avantageusement pourvu d'un conduit 20 pour la circulation d'un fluide caloporteur permettant de réaliser une régulation thermique du fond 11 de moule, et plus précisément de la face 12 de moulage. Le conduit 20 20 est optimisé pour permettre un refroidissement efficace de la polyoléfine composant le récipient 2. Le fond 11 de moule est par ailleurs, comme illustré, monté sur une sellette 21 qui ferme le conduit 20 et qui porte, latéralement, une ou plusieurs bagues 22 de centrage et d'usure, destinée(s) à coopérer avec un (ou plusieurs) segment(s) 23 25 complémentaire(s), solidaire(s) de la paroi 9 de moule. Le fond 11 de moule comprend des évents 24 de décompression creusés dans la face de moulage pour permettre l'évacuation de l'air emprisonné entre l'ébauche 3 en cours de formage et la face 12 de moulage. 30 Ces évents 24 de décompression comprennent, pour chaque nervure 17, au moins une paire de canaux 24A latéraux de faible profondeur qui s'étendent de part et d'autre de la nervure 17 et débouchent, à une extrémité 25 supérieure, sur le bord 16 supérieur périphérique. Dans l'exemple de la FIG.2, les canaux 24A latéraux s'étendent de 35 part et d'autre de la portion 18 verticale de la nervure 17 Plus précisément, les canaux 24A latéraux bordent la portion 18 verticale de la nervure 17. 3056436 7 Ces canaux 24A latéraux améliorent considérablement, par comparaison avec des évents sous forme de perçages, la prise d'empreinte du fond 6 du récipient, en particulier au niveau de ses rainures 8 de renfort, grâce à un drainage et une évacuation plus efficace 5 de l'air emprisonné entre l'ébauche 3 et le fond 11 de moule, notamment lorsque l'ébauche 3 vient au contact de celui-ci. Selon un mode préféré de réalisation, chaque canal 24A latéral présente une extrémité 26 inférieure située au niveau du congé 15 de raccordement. 10 Des essais ont démontré que cette configuration améliore encore la prise d'empreinte sur les bords latéraux de chaque nervure 17. Selon encore un mode préféré de réalisation, les évents 24 de décompression comprennent en outre, pour chaque nervure 17, au moins un canal 24B central, également de faible profondeur, qui s'étend dans 15 le prolongement de la nervure (et plus précisément, dans l'exemple de la FIG.2, de la portion 18 verticale de celle-ci) et s'étend d'une extrémité 27 inférieure située au niveau d'un sommet 28 de la nervure 17, jusqu'à une extrémité 29 supérieure par laquelle le canal 24B central débouche sur le bord 16 supérieur périphérique. 20 Ce canal 24B central améliore la prise d'empreinte de la rainure 8 au sommet de celle-ci. Combiné aux canaux 24A latéraux, le canal 24B central permet une parfaite prise d'empreinte de la rainure 8 dans son ensemble. L'expression « faible profondeur » signifie que cette profondeur 25 (mesurée selon la normale locale à la face dans laquelle un évent 24 - c'est-à-dire un canal 24A et, le cas échéant, un canal 24B - est creusé) est négligeable devant le rayon (c'est-à-dire le demi-diamètre, ou la demi-largeur largeur, hors tout) du fond 11 de moule. En pratique, une profondeur inférieure ou égale à 1 mm peut être considérée « faible ». 30 Au-delà de cette valeur, et selon la largeur de l'évent 24, la matière risque de fluer dans celui-ci et de former des bourrelets non souhaités sur le récipient 2. Plus précisément, chaque évent 24 (canal 24A et, le cas échéant, canal 24B) s'étend avantageusement sur une profondeur P inférieure ou 35 égale à 5/10 mm, et par ex. de 3/10 mm environ. Par ailleurs, chaque évent 24 présente avantageusement une largeur L inférieure ou égale à 5/10 mm, et par ex. de 3/10 mm environ. 3056436 8 Combinés, ces dimensionnements offrent un bon compromis entre la prise d'empreinte et la minimisation des traces (bourrelets) sur le récipient 2. Dans l'exemple illustré sur la FIG.2, où le récipient 2 (et avec lui le 5 fond 11 de moule) est sensiblement symétrique de révolution autour de son axe X, les canaux 24A latéraux sont divergents à leurs extrémités 26 inférieures (c'est-à-dire, dans l'exemple illustré, au niveau du congé 15 de raccordement). Cette configuration favorise l'évacuation d'éventuelles poches d'air situées aux jonctions entre les nervures 17 et le congé 15 10 de raccordement. Dans l'exemple illustré sur la FIG.6, où l'empreinte du récipient 2 est axisymétrique mais à section polygonale (ici rectangulaire ou carrée), et où le rayon du congé 15 de raccordement est sensiblement plus élevé que dans l'exemple de la FIG.2, les canaux 24A latéraux sont, a 15 contrario, convergents à leurs extrémités 26 inférieures. Comme on le voit bien sur la FIG.4, en position fermée du moule 1, un interstice 30 est avantageusement ménagé entre une face 31 inférieure d'extrémité de la paroi 9 de moule bordant la cavité 10, et le bord 16 supérieur périphérique du fond 11 de moule. De la sorte, 20 l'évacuation de l'air en provenance des canaux 24A (et, le cas échéant, 24B) peut se faire dans la direction radiale, dans cet interstice 30 entre la paroi 9 de moule et le fond 11 de moule. Cet interstice 30 est d'une hauteur H de préférence inférieure ou égale à 5/10 mm, et par ex. de 3/10 mm environ. Ces valeurs sont particulièrement efficaces, dans le 25 cas d'un récipient 2 en polyoléfine, pour assurer une bonne évacuation de l'air, tout en limitant le risque que de la matière flue entre la paroi 9 de moule et le fond 11 de moule, ce qui créerait un bourrelet inesthétique sur tout le pourtour du récipient 2. Pour fabriquer un récipient 2 à partir d'une ébauche 30 (avantageusement en polyoléfine), on procède comme suit. On commence par fermer le moule 1 sur l'ébauche 3 en rabattant les demi-moules 9A, 9B l'un sur l'autre, emprisonnant ainsi le fond 11 de moule qui devient à la fois centré et positionné verticalement dans le prolongement de la paroi 9 de moule, comme illustré sur la FIG.3. 35 Le moule 1 fermé, l'ébauche 3 est suspendue au moyen de sa collerette dans la cavité 10 définie par le moule 1. 3056436 9 On injecte ensuite un fluide sous pression dans l'ébauche 3. Simultanément, on peut étirer l'ébauche 3 au moyen d'une tige coulissante qui vient repousser la matière en direction du fond 11 de moule, de façon, notamment, à en assurer le centrage et donc garantir 5 une bonne répartition de la matière. Au cours du formage, et comme figuré par la flèche sur la FIG.4, la matière de l'ébauche 3 se déforme et occupe différentes configurations intermédiaires (dont une est illustrée en pointillés sur la FIG.4) avant de venir se plaquer contre le moule 1 (comme illustré en trait gras continu 10 sur la FIG.4). L'air emprisonné entre la matière de l'ébauche 3 (puis du récipient 2) et le fond 11 de moule est évacué par les canaux 24A et, le cas échéant, les canaux 24B, qui guident l'air vers le haut, et plus précisément vers leurs extrémités supérieures 25, 29 qui débouchent sur 15 le bord 16 supérieur périphérique, d'où l'air est alors évacué latéralement par l'interstice 30 ménagé entre la paroi 9 de moule et le fond 11 de moule. Sur le récipient 2 final, les marques dues aux canaux 24A, 24B sont imperceptibles en dépit de la nature malléable de la matière employée. 20 Cette architecture de moule permet par conséquent de former efficacement un récipient 2 dans une matière malléable, et en particulier de former avec une meilleure prise d'empreinte les rainures 8 qui confèrent au récipient 2 une bonne tenue mécanique. REVENDICATIONS1. Fond (11) de moule destiné à équiper un moule (1) pour la fabrication d'un récipient (2) par soufflage ou étirage soufflage à partir d'une ébauche en polyoléfine, le récipient (2) comprenant un corps (4) et un fond (6), ce fond (11) de moule comprenant une face (12) de moulage en relief définissant une paroi (13) de fond et une paroi (14) latérale périphérique qui s'étend dans le prolongement de la paroi (13) de fond et qui se raccorde à celle-ci par un congé (15) de raccordement formant une empreinte pour un plan (7) de pose du récipient (2), ce fond (11) de moule se terminant, à l'opposé de la paroi (13) de fond, par un bord (16) supérieur périphérique, ce fond (11) de moule incluant des nervures (17) formant des empreintes pour des rainures (8) de renfort du fond (6) du récipient (2) et qui s'étendent à cheval sur le congé (15) de raccordement, ce fond (11) de moule comprenant en outre des évents (24) de décompression creusés dans la face (12) de moulage, caractérisé en ce que les évents (24) de décompression comprennent, pour chaque nervure (17), au moins une paire de canaux (24A) latéraux de faible profondeur qui s'étendent de part et d'autre de la nervure (17) et débouchent, à une extrémité (25) supérieure, sur le bord (16) supérieur périphérique. 2. Fond (11) de moule selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque canal (24A) latéral présente une extrémité (26) inférieure située au niveau du congé (15) de raccordement. 3. Fond (11) de moule selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que les évents (24) de décompression comprennent, pour chaque nervure (17), au moins un canal (24B) central qui s'étend dans le prolongement de la nervure (17) et s'étend d'une extrémité (27) inférieure située au niveau d'un sommet (28) de la nervure (17) jusqu'à une extrémité (29) supérieure par laquelle le canal (24B) central débouche sur le bord (16) supérieur périphérique. 4. Fond (11) de moule selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque canal (24A, 24B) s'étend sur une profondeur (P) inférieure ou égale à 5/10 mm. 5. Fond (11) de moule selon la revendication 4, caractérisé en ce que la profondeur (P) de chaque canal (24A, 24B) est de 3/10 mm environ. SID B12015 Fond polyoléfine Version : V2 3056436 11 6. Fond (11) de moule selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque canal (24A, 24B) présente une largeur (L) inférieure ou égale à 5/10 mm. 7. Fond (11) de moule selon la revendication 6, caractérisé en ce 5 que la largeur (L) de chaque canal (24A, 24B) est de 3/10 mm environ. 8. Fond (11) de moule selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les canaux (24A) latéraux sont, à leurs extrémités (26) inférieures, divergents. 9. Fond (11) de moule selon l'une des revendications 1 à 7, 10 caractérisé en ce que les canaux (24A) latéraux sont, à leurs extrémités (26) inférieures, convergents. 10. Fond (11) de moule selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque nervure (17) comprend une portion (18) verticale s'étendant sur la paroi (14) latérale périphérique et une portion 15 (19) horizontale qui s'étend sur la paroi (13) de fond, et en ce que, pour chaque nervure, les canaux latéraux (24A) s'étendent de part et d'autre de la portion (18) verticale. 11. Moule (1) pour la fabrication de récipients (2) à partir d'ébauches en polyoléfine, qui comprend une paroi (9) de moule 20 définissant une cavité (10) à l'empreinte au moins partielle d'un corps (4) du récipient (2) et un fond (11) de moule selon l'une des revendications précédentes, à l'empreinte au moins partielle d'un fond (6) du récipient (2) et qui s'étend dans le prolongement de la paroi (9) de moule. 12. Moule (1) selon la revendication 11, dans lequel un interstice 25 (30) est ménagé entre une face (31) inférieure d'extrémité de la paroi (9) de moule bordant la cavité (10), et le bord (16) supérieur périphérique du fond (11) de moule. 13. Moule (1) selon la revendication 12, dans lequel l'interstice (30) est de hauteur (H) inférieure ou égale à 5/10 mm. 30 14. Procédé de fabrication d'un récipient par soufflage ou étirage soufflage dans un moule selon l'une des revendications 11 à 13, qui comprend une opération d'introduction d'une ébauche dans le moule et une opération d'injection dans l'ébauche d'un fluide sous pression. 15. Procédé selon la revendication 14, dans lequel l'ébauche est 35 fabriquée dans une polyoléfine. SID B12015 Fond polyoléfine Version : V2