Brevet FR3055241A1 — publié le 20180302

L'invention concerne le domaine du flaconnage et plus particulièrement des procédés de fabrication de flacons pour la cosmétique et la parfumerie, mais le principe de l'invention peut tout aussi bien convenir à des flacons pour l'alimentaire ou même également dans le secteur du médical. Généralement, les flacons de cosmétique et/ou de parfumerie sont souvent réalisés en plastique transparent et sont de forme géométrique simple. Le procédé classiquement utilisé pour réaliser ce genre de flacon est l'extrusion-soufflage consistant à extruder une matière plastique puis la souffler dans un moule pour que le flacon prenne forme ou éventuellement l'injection-soufflage ou l'injection-soufflage bi-orienté. Il a été constaté qu'une partie des produits contenus dans les flacons destinés notamment aux produits cosmétique à composition pâteuse ou semi-liquide, restait dans le fond du flacon et était perdue pour l'utilisateur. Aussi, il a été développé des solutions introduisant une poche souple destinée à contenir ce genre de produit dans le flacon lui-même et étant configurée pour s'étendre dans le volume intérieur du flacon lorsqu'elle est remplie de produit et à se rétracter lorsqu'elle se vide du produit. Cependant ce genre de configuration de contenant (flacon avec un insert en forme de poche ou un assemblage flacon/poche) est souvent difficile à réaliser dans des matériaux recyclables et représente tout de même beaucoup de manipulations et un coût de fabrication non négligeable. En outre, cette configuration de contenant limite considérablement le design et la géométrie des flacons, et la poche n'épouse pas de façon régulière et harmonieuse la face interne de la coque extérieure. Il a été développé aussi un autre procédé de fabrication qui utilise des machines en extrusion-soufflage, lesdites machines comprenant des têtes d'extrusion spéciales, servant à former des paraisons multicouches, ce qui représente un investissement très onéreux en termes d'outils et de machines. Ce procédé limite également considérablement le design et la géométrie des flacons, et étant donné que le flacon est constitué de plusieurs matières différentes, ce qui rend le flacon non ou peu recyclable et non écologique. L'invention a pour but de remédier à tout ou partie des inconvénients précités. L'invention a pour objet un procédé de fabrication d'un récipient 35 comprenant une coque extérieure délimitant un volume interne dans lequel une 3055241 2 poche est positionnée, le procédé de fabrication comprenant au moins les étapes suivantes : moulage d'une préforme destinée à former une poche dans une machine d'injection ou d'injection-soufflage avec bi-orientation ou 5 soufflage par bi-orientation, fourniture d'une pièce creuse moulée préalablement et comprenant une cavité délimitant un volume interne et comprenant une extrémité ouverte débouchant dans la cavité, la pièce creuse formant la coque extérieure du récipient, 10 positionnement de la préforme dans la cavité de la pièce creuse, étirage mécanique de la préforme dans la pièce creuse, l'étirage étant réalisé avec une tige positionnée sur un axe longitudinal selon lequel la coque extérieure s'étend, soufflage de la préforme dans la pièce creuse, 15 caractérisé en ce que l'étirage de la préforme dans la pièce creuse est un étirage mécanique réalisé avec une tige positionnée sur un axe longitudinal selon lequel la pièce creuse s'étend. Grâce à l'étirage mécanique de la préforme avant soufflage, la poche formée à partir de la préforme épouse harmonieusement les contours du volume 20 interne de la cavité de la coque extérieure, et ce quelle que soit la forme de la cavité de la coque extérieure du récipient. Il est ainsi possible de réaliser des formes complexes tout en conservant une qualité d'exécution optimale. En outre, le fait d'étirer et souffler la préforme directement dans la pièce creuse déjà moulée permet d'éviter le démoulage et un positionnement fastidieux de la poche par rapport à la 25 pièce creuse. Il est impératif pour le bon fonctionnement du procédé de fabrication que la pièce creuse soit introduite dans la machine fabricant la poche avant l'étirage et le soufflage de la préforme. Selon une caractéristique de l'invention, le moulage de la préforme peut être réalisé avant, après ou en parallèle de l'étape de moulage de la pièce creuse. 30 Selon une caractéristique de l'invention, le soufflage est un soufflage à bi- orientation, ce qui permet d'améliorer les propriétés mécaniques du récipient. En effet, les chaînes polymères constituant le matériau de la préforme à souffler sont orientées à la fois dans l'axe de la pièce creuse, et tangentiellement. Selon une caractéristique de l'invention, une étape de formation d'au 35 moins un évent sur la pièce creuse est réalisée pendant ou après le moulage de ladite pièce creuse. Avantageusement, le au moins un évent permet de faire un passage 3055241 3 d'air lors de la phase de soufflage de la préforme et permet de faire circuler l'air durant la phase de rétractation de la poche formée. Selon une caractéristique de l'invention, on réalise le au moins un évent par découpe laser ou usinage. 5 Alternativement, le au moins un évent est réalisé au moment du moulage de la pièce creuse. Selon une caractéristique de l'invention, la pièce creuse formant une coque extérieure est maintenue centrée dans un outillage ou dans un godet ou dans une empreinte de moulage ou analogue pendant toute la durée des étapes d'étirage 10 et de soufflage. Selon une caractéristique de l'invention, lors de l'insertion de la préforme dans la cavité de la pièce creuse, ladite préforme est chaude. En effet, le procédé de fabrication comprend une étape intermédiaire de conditionnement par réchauffement de la préforme avant l'insertion de ladite préforme dans la pièce 15 creuse. L'invention a également pour objet un récipient obtenu à partir du procédé de fabrication selon l'invention, comprenant une coque extérieure délimitant un volume interne dans lequel est positionnée une poche destinée à contenir un produit fluide ou pâteux, ladite poche étant configurée pour s'étendre dans le volume 20 interne de la coque extérieure lors de l'introduction du produit dans la poche et pour se rétracter lors de l'extraction du produit depuis la poche. Avantageusement, la poche est configurée pour s'étendre dans le volume interne de la coque extérieure lorsqu'elle est remplie de produit de manière à épouser la surface intérieure de la coque extérieure et pour se rétracter lorsque le 25 volume de produit dans la poche diminue. Selon une caractéristique de l'invention, la coque extérieure comprend au moins un évent, et préférentiellement trois évents ou plus. De manière préférentielle le au moins un évent est ménagé sur une extrémité fermée de la coque extérieure positionnée en regard de l'extrémité ouverte 30 de ladite pièce creuse. Dans le cas où la pièce creuse comprend trois évents, lesdits évents sont positionnés à 120° les uns des autres. Selon une caractéristique de l'invention, la pièce creuse formant une coque extérieure est réalisée en polytéréphtalate d'éthylène (PET). 3055241 4 Selon une caractéristique de l'invention, la préforme formant la poche est réalisée en polytéréphtalate d'éthylène (PET) ou en polypropylène (PP) ou polyéthylène (PE). Dans le cas où le matériau utilisé pour la réalisation de la coque 5 extérieure et de la poche est le même, on obtient un récipient mono-matériau qui facilite le recyclage dudit récipient. Selon une caractéristique de l'invention, l'extrémité ouverte de la pièce creuse forme un col conformé pour loger une portion supérieure de la préforme. Préférentiellement, l'extrémité ouverte de la pièce creuse comprend au 10 moins un organe d'indexage configuré pour coopérer avec la portion supérieure de la préforme, ce qui permet d'éviter la rotation de la poche par rapport à la coque extérieure, une fois la poche formée et d'éviter également le dévissage de la pompe du flacon. Selon une caractéristique de l'invention, l'organe d'indexage peut se 15 présenter sous la forme d'un cran ou d'un ergot. Encore plus préférentiellement, le moins un organe d'indexage de la pièce creuse est configuré pour coopérer avec un organe d'indexage complémentaire ménagé sur la portion supérieure de la préforme. L'invention porte également sur une machine d'injection-soufflage avec 20 bi-orientation utilisée dans la réalisation du procédé de fabrication selon l'invention, caractérisée en ce que ladite machine comprend au moins un premier poste de moulage, un deuxième poste d'étirage et soufflage, et au moins un troisième poste d'éjection des récipients formés. Selon une caractéristique de l'invention, la machine peut également 25 comprendre un poste de conditionnement des préformes configuré pour échauffer lesdites préformes, ce qui permet un chauffage ciblé de la préforme avant de passer au poste d'étirage-soufflage. Selon une caractéristique de l'invention, le poste de conditionnement est confondu ou distinct du premier poste de la machine. 30 L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte à des modes de réalisation selon la présente invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs et expliqués avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels: - les figures 1 à 4 illustrent les principales étapes de fabrication du récipient selon l'invention, 3055241 5 la figure 5 présente une vue de détail de l'assemblage de la zone de col de la coque extérieure et de la zone de col de la préforme selon un premier mode de réalisation, la figure 6 présente une vue de détail de l'assemblage de la zone de 5 col de la coque extérieure et de la zone de col de la préforme selon un deuxième mode de réalisation, la figure 7 présente une vue de détail de l'assemblage de la zone de col de la coque extérieure et de la zone de col de la préforme selon un troisième mode de réalisation avec des organes d'indexage, 10 la figure 8 est une vue de dessous partielle de la coque extérieure du récipient selon l'invention avec des orifices de passage d'air, la figure 9 est une vue en perspective partielle en coupe de la coque extérieure du récipient selon l'invention, la figure 10 est une vue en perspective partielle d'un machine 15 d'injection soufflage avec bi-orientation à trois postes de travail selon l'invention et selon une première configuration, la figure 11 est une vue en perspective partielle d'un machine d'injection soufflage avec bi-orientation à quatre postes de travail selon l'invention et selon une deuxième configuration. 20 Le récipient 1 selon l'invention, comprend une coque extérieure 2 délimitant un volume interne 2c dans lequel est moulée une poche 4 destinée à contenir un produit fluide ou pâteux. Avantageusement, la poche 4 est configurée pour s'étendre dans le volume interne 2c de la coque extérieure 2 lorsqu'elle est remplie de produit et pour 25 se rétracter lorsque le volume de produit dans la poche 4 diminue. On peut voir à la figure 4 un exemple de récipient selon l'invention, dont la poche 4 est remplie de produit (non représenté). Comme visible aux figures 8 et 9, la coque extérieure 2 comprend une extrémité fermée 2b sur laquelle sont ménagés des évents, en l'espèce trois évents 2f. 30 Les évents sont répartis sur l'extrémité fermée 2b et distants les uns des autres de 120°. Comme illustré notamment aux figures 5 à 7, l'extrémité ouverte 2a de la coque extérieure 2 forme un col conformé pour loger une portion supérieure 3a de la préforme 3, et de ce fait de la poche 4. 35 Préférentiellement et comme illustré en figure 7, l'extrémité ouverte 2a de la coque extérieure 2 comprend au moins un organe d'indexage 2d configuré pour 3055241 6 coopérer avec la portion supérieure 3a de la préforme 3 et plus particulièrement avec un organe d'indexage complémentaire 3d ménagé sur la portion supérieure 3a de la préforme 3. Pour fabriquer le récipient 1 selon l'invention, on utilise une machine 5 d'injection soufflage 100 selon l'invention qui peut se présenter sous une première configuration illustrée en figure 10 ou bien sous une deuxième configuration illustrée en figure 11. Dans la première configuration illustrée en figure 10, la machine d'injection soufflage 100 comprend trois postes de travail : un premier poste 101 de 10 moulage par injection pour l'injection des préformes 3 comprenant au moins une buse d'injection 106, le premier poste 101 permet l'injection des préformes avec un profil de température pour les préformes 3, un deuxième poste 102 d'étirage-soufflage comprenant au moins une tige 105 d'étirage, un troisième poste 103 d'éjection des récipients 1 formés. 15 Dans la deuxième configuration illustrée en figure 11, la machine d'injection 100 comprend quatre postes de travail : un premier poste 101 de moulage par injection des préformes 3 comprenant au moins une buse d'injection 106, un deuxième poste 102 est dédié au conditionnement et au réchauffement des préformes 3 avant l'étirage-soufflage, un troisième poste 103 pour l'étirage et le 20 soufflage des préformes 3 comprenant au moins une tige 105 d'étirage, et un quatrième poste 104 dédié à l'éjection des produits 1 formés. Quelle que soit la configuration de la machine d'injection 100 selon l'invention, le procédé de fabrication selon l'invention est mis en oeuvre comme suit : fourniture de la machine d'injection 100 selon l'invention, 25 moulage d'une préforme 3 destinée à former une poche 4 dans la machine d'injection au niveau du premier poste 101, fourniture d'une pièce creuse 2 formée préalablement et comprenant une cavité 2c délimitant un volume interne et comprenant une extrémité ouverte 2a débouchant dans la cavité 2c, la pièce creuse 2 30 formant la coque extérieure du récipient 1, au niveau du deuxième poste 102, comme illustré en figure 1 positionnement de la préforme 3 dans la cavité 2c de la pièce creuse 2, au niveau du deuxième poste 102, comme illustré en figure 2 étirage mécanique de la préforme 3 dans la pièce creuse 2, l'étirage 35 étant réalisé avec une tige 105 positionnée sur un axe longitudinal 3055241 7 selon lequel la coque extérieure s'étend, au niveau du deuxième poste 102, comme illustré en figure 3 étirage-soufflage de la préforme 3 dans la pièce creuse 2, au niveau du deuxième poste 102, 5 obtention et éjection du récipient 1 formé, au niveau du troisième poste 103, comme illustré en figure 4 Selon l'invention, et au moment du moulage de la pièce creuse 2, une étape de formation par découpe laser ou usinage d'au moins un évent 2f sur la pièce creuse 2 est réalisée après le moulage de ladite pièce creuse 2 au niveau du deuxième 10 poste 102 ou du troisième poste 103, comme illustré en figure 10, ou au niveau du troisième poste 103 ou du quatrième poste 104, comme illustré en figure 11. Cette étape peut être réalisée par une opération supplémentaire, hors de la machine. Avantageusement, la pièce creuse 2 formant une coque extérieure est maintenue centrée dans un godet ou dans une empreinte de moulage ou analogue 15 pendant toute la durée des étapes d'étirage et de soufflage au niveau du deuxième poste 102, comme illustré en figure 10 ou au niveau du troisième poste 103 comme illustré en figure 11. L'invention peut être appliquée à un autre domaine technique tel que celui de l'alimentaire en créant une « double peau » c'est-à-dire deux parois : une 20 paroi intérieure colorée ou non, avec ou sans adjuvants ou autres additifs de protection et une paroi extérieure d'une autre couleur, avec ou sans adjuvants ou autres additifs de protection. Dans cette application, le récipient formé est réalisé en 100% PET. En outre, il n'y a pas besoin d'utiliser de pompe pour sortir le produit, on peut utiliser un simple bouchon, comme par exemple pour les bouteilles de lait ou 25 autres produits nécessitant une barrière pour la conservation. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés aux figures annexées. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de 30 l'invention. REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication d'un récipient comprenant une coque extérieure délimitant un volume interne dans lequel une poche est positionnée, le 5 procédé de fabrication comprenant au moins les étapes suivantes : moulage d'une préforme destinée à former une poche dans une machine d'injection ou d'injection-soufflage avec bi-orientation ou soufflage par bi-orientation, fourniture d'une pièce creuse moulée préalablement et comprenant 10 une cavité délimitant un volume interne et comprenant une extrémité ouverte débouchant dans la cavité, la pièce creuse formant la coque extérieure du récipient, positionnement de la préforme dans la cavité de la pièce creuse, étirage mécanique de la préforme dans la pièce creuse, l'étirage étant 15 réalisé avec une tige positionnée sur un axe longitudinal selon lequel la coque extérieure s'étend, soufflage de la préforme dans la pièce creuse, caractérisé en ce que l'étirage de la préforme dans la pièce creuse est un étirage mécanique réalisé avec une tige positionnée sur un axe longitudinal selon 20 lequel la pièce creuse s'étend. 2. Procédé de fabrication selon la revendication 1, dans lequel le soufflage est un soufflage à bi-orientation. 25 3. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, comprenant une étape de formation d'au moins un évent sur la pièce creuse est réalisée pendant ou après le moulage de ladite pièce creuse. 4. Procédé de fabrication selon la revendication 3, dans lequel on 30 réalise le au moins un évent par découpe laser ou usinage. 5. Procédé de fabrication selon la revendication 3, dans lequel le au moins un évent est réalisé au moment du moulage de la pièce creuse. 35 6. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, comprenant une étape intermédiaire de conditionnement par 3055241 9 réchauffement de la préforme avant l'insertion de ladite préforme dans la pièce creuse. 7. Récipient obtenu à partir du procédé de fabrication selon l'une 5 quelconque des revendications 1 à 6, comprenant une coque extérieure comprenant une extrémité ouverte et délimitant un volume interne dans lequel est positionnée une poche destinée à contenir un produit fluide ou pâteux, ladite poche étant configurée pour s'étendre dans le volume interne de la coque extérieure lors de l'introduction du produit dans la poche de manière à épouser la surface intérieure de 10 la coque extérieure et pour se rétracter lors de l'extraction du produit depuis la poche. 8. Récipient selon la revendication 7, dans lequel l'extrémité ouverte de la pièce creuse forme un col conformé pour loger une portion supérieure de la préforme. 15 9. Récipient selon la revendication 8, dans lequel l'extrémité ouverte de la pièce creuse comprend au moins un organe d'indexage configuré pour coopérer avec la portion supérieure de la préforme. 20 10. Machine d'injection-soufflage avec bi-orientation utilisée dans la réalisation du procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 pour l'obtention d'un récipient selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisée en ce que ladite machine comprend au moins un premier poste de moulage, un deuxième poste d'étirage-soufflage, un troisième poste d'éjection des 25 récipients formés.