Brevet FR3085616A1 — publié le 20200313

Description Titre de l'invention : Procédé de fabrication d'un contenant en matière plastique à paroi épaisse, machine d'extrusion-soufflage et contenant en matière plastique à paroi épaisse. Domaine technique de l'invention 100011 L'invention concerne le domaine de l'emballage et plus particulièrement des procédés de fabrication de contenants pour la cosmétique et la parfumerie, mais le principe de l'invention peut tout aussi bien convenir à des contenants pour l'alimentaire ou même également des contenants dans le secteur du médical. Les contenants peuvent se présenter par exemple sous forme de flacons. Arrière plan technologique de l'invention 100021 Généralement, les contenants de cosmétique et/ou de parfumerie sont souvent en plastique transparent et sont de forme géométrique simple et réalisés en extrusionsoufflaee. Ce procédé consiste à extruder une matière plastique sous forme de jonc creux, appelé paraison puis la souffler dans un moule pour que le contenant prenne forme. 100031 Lorsque l'on souhaite avoir un rendu ou un effet visuel très qualitatif, le contenant en plastique peut être formé de sorte à avoir les codes visuels du verre tout en restant en matière plastique. Les codes visuels attendus sont une paroi épaisse, un fond d'une épaisseur égale ou supérieure à l'épaisseur de la paroi créant une illusion de verre et une transparence sans défaut. 100041 Dans la présente invention, ce que l'on appelle paroi épaisse se réfère au jargon technique utilisé dans le domaine de l'extrusion-soufflage et correspond à des paroi d'une épaisseur supérieure à 1 mm et de préférence comprise entre 1 et lOmm. [0005] Dans la présente invention, les matières plastiques utilisées pour le contenant d'apparence verre peuvent être par exemple en des matériaux composites en polymères tels que le polypropylène transparent (PP clear) ou le polyéthylène téréphtalatc glycolisé (PETg) ou encore tel que le « Glass polymerim » créé par la société Eastman Chemical Company, qui est un matériau conçu spécialement pour la flaconneric de luxe et présentant l'aspect et l'épaisseur du verre une fois moulé mais qui est plus léger et moins fragile que du verre. [0006] Cependant, le procédé pour mettre en oeuvre un tel contenant plastique avec un fond plein épais et massif par extrusion soufflage, est complexe puisque le moule permettant une telle mise en oeuvre doit présenter un fond mobile en translation avec une insufflation d'air de maintien tout au long de l'extrusion, ce qui engendre un aménagement particulier conséquent de la machine d'extrusion-soufflage et des étapes sup- 2 plémentaires dans la fabrication. Aucune autre méthode pour réaliser un tel contenant n'a été trouvée à ce jour. [0007] Dans la présente invention, on désigne par entrefer poinçon/filière l'écart entre le poinçon et la filière au niveau de la section de sortie de la filière. Objet de l'invention [0008] L'invention est une alternative à cc procédé qui permet l'obtention d'un contenant en plastique à paroi épaisse et au fond plein épais et massif en proposant un procédé et un outillage simplifié, plus fiable et plus productif [0009] A cet effet, l'invention a pour premier objet un procédé de fabrication d'un contenant en matière plastique comprenant un fond d'une épaisseur supérieure à l'épaisseur des parois du contenant, caractérisé en ce que le procédé comprend une étape d'extrusion continue d'une paraison au cours de laquelle : On extrude la paraison à une longueur déterminée selon un entrefer poinçon/ filière déterminé cl, pendant une durée tl sans insufflation d'air, On poursuit l'extrusion sans insufflation d'air en réduisant l'entrefer cl, obtenant ainsi un entrefer c2, l'entrefer c2 étant maintenu pendant une durée t2, la paraison obtenue présentant une zone de matière pleine au niveau de son extrémité inférieure et une zone non pleine comprenant un canal créé mécaniquement par le bout du poinçon, On insuffle de l'air dans le canal en maintenant l'entrefer c2 de maniere à pré-souffler la paraison, créant un pré-soufflage permettant d'obtenir une hoursoufflure à l'extrémité supérieure de la paraison qui est l'extrémité proximale par rapport au bout de poinçon, On coupe la boursoufflurc en deux, séparant ainsi la paraison de la filière, On transfère la paraison sur un poste de soufflage, [0010] le procédé est également caractérisé en ce qu'il comprend une étape de soufflage de la paraison extrudée dans laquelle on souffle de l'air dans le canal créé dans la paraison. [0011] Grâce à ce procédé et en particulier grâce à la combinaison de la forme effilée du poinçon ainsi que sa position en retrait par rapport à la section de sortie de la filière, le pilotage de l'insufflation d'air pendant l'extrusion, et la gestion de l'entrefer poinçon/ filière pendant l'étape d'extrusion de la paraison, le contenant obtenu présente un fond d'une épaisseur supérieure à l'épaisseur de ses parois, avec une épaisseur constante de ses parois. En effet, l'épaisseur du fond est obtenue par le recollement de la matière lors de l'extrusion. [0012] Plus précisément, lorsque l'entrefer el est augmenté, cela crée une succion de la matière extrudée à l'intérieur de la filière forçant la matière à se recoller au niveau du canal créé par la pointe du poinçon de la machine d'extrusion-soufflage et non par une 3 insufflation d'air. [0013] Selon une caractéristique de l'invention, c2 peut être compris entre 2mm et lOmm. [0014] Selon une caractéristique de l'invention, cl peut être compris entre 3mm et 35mm et de préférence entre 8mm et 15mm. [0015] Selon une caractéristique de l'invention, la durée tl peut varier entre 1 seconde et 10 secondes. [0016] Selon une caractéristique de l'invention, la durée t2 est supérieure ou égale à tl en fonction du contenant réalisé. Par exemple pour un petit contenant de faible contenance, tl est sensiblement égal à t2 tandis que pour un contenant de contenance supérieure, t2 est supérieur à tl. [0017] On entend par « petit contenant de faible contenance » un contenant d'un volume inférieur à 20mL. [0018] Selon une caractéristique de l'invention, le canal est globalement centré dans la matière de la paraison. [0019] Selon une caractéristique de l'invention, le moule de la machine d'extrusion-soufflage emprisonne la paraison avant ou simultanément à l'insufflation d'air de maintien. [0020] Selon une caractéristique de l'invention, l'air de maintien est activé durant la phase de fermeture du moule ou une fois celui-ci fermé. [0021] Selon une caractéristique de l'invention, l'insufflation d'air de maintien est réalisée pendant une durée t3 comprise entre 1 et 5 secondes, moule fermé. [0022] L'invention a également pour objet un contenant à paroi épaisse, de préférence destiné à contenir un cosmétique, directement obtenu par le procédé selon l'invention, et comprenant des parois, un col et un fond d'une épaisseur supérieure à l'épaisseur des parois selon un ratio minimum de 1,5mm. [0023] Selon une caractéristique de l'invention, le contenant présente un ratio hauteur du corps du contenant hors col / largeur du contenant compris entre 2 et 4, et de préférence entre 2,5 et 3,5. [0024] Selon une caractéristique de l'invention, le contenant est réalisé dans un matériau plastique du type copolyester ou polyéthylène téréphtalate glycolisé. [0025] L'invention a également pour objet une machine d'extrusion-soufflage comprenant au moins un poste d'extrusion et un poste de soufflage, une arrivée d'air configurée pour distribuer de l'air de maintien pendant l'extrusion et de l'air pour le soufflage de la paraison extrudée, caractérisée en ce que la machine d'extrusion soufflage comprend en outre un organe de régulation de l'air configuré pour couper l'alimentation en air de maintien sur le poste d'extrusion pendant une durée déterminée. [0026] Selon une caractéristique de l'invention, l'organe de régulation d'air peut être une vanne ou autre organe séquenceur d'air comprenant un élément de pilotage dé- terminant la durée de séquençage. [0027] Selon une caractéristique de l'invention, le poste d'extrusion de la machine d'extrusion-soufflage comprend au moins un poinçon et au moins une filière d'extrusion. [0028] Selon une caractéristique de l'invention, le au moins un poinçon et/ou la au moins une filière d'extrusion est mobile en translation. Cette mobilité permet la variation de l'entrefer poinçon/filière. [0029] Selon une caractéristique de l'invention, la machine d'extrusion-soufflage comprend au moins un moule à empreintes mobile entre le poste d'extrusion et le poste de soufflage. [0030] Selon une caractéristique de l'invention, le poinçon est positionné en retrait par rapport à la section de sortie de la filière selon une direction longitudinale du poinçon. Plus particulièrement, le bout de poinçon n'est pas au niveau de la section de sortie de la filière et est préférence au dessus de la section de sortie de la filière selon une direction longitudinale selon laquelle le poinçon s'étend. [0031] Selon une caractéristique de l'invention, l'écart minimum entre le bout de poinçon et la section de sortie de filière correspond avantageusement à l'entrefer c2. [0032] Avantageusement, le poinçon est en retrait par rapport à la section de sortie de la filière lorsque l'entrefer poinçon/filière est cl et/ou lorsque l'entrefer cl est réduit en entrefer e2. [0033] Selon une caractéristique de l'invention, le moule comprend au moins une empreinte délimitant la forme du contenant à former par soufflage. Brève description des figures [0034] L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte à un mode de réalisation selon la présente invention, donné à titre d'exemple non limitatif et expliqué avec référence aux figures schématiques annexées. [0035] [fig.1] est une vue schématique d'une étape du procédé de fabrication selon l'invention. [0036] [fig.2] est une vue schématique d'une autre étape du procédé de fabrication selon l'invention. [0037] [fig.3] est une vue schématique d'une autre étape du procédé de fabrication selon l'invention. [0038] [fig.4] est une vue schématique d'une autre étape du procédé de fabrication selon l'invention. 100391 Ifig.5l est une vue schématique d'une autre étape du procédé de fabrication selon l'invention. [0040] [fig.6] est une vue schématique d'une autre étape du procédé de fabrication selon l' invention. [0041] [fig.7] est une vue schématique d'une autre étape du procédé de fabrication selon l' invention. [0042] [fig.8] est une vue schématique d'une autre étape du procédé de fabrication selon l' invention. [0043] [fig.9] illustre schématiquement la machine d'extrusion soufflage selon l'invention. Description détaillée des figures [0044] Afin d'obtenir un contenant de matière plastique à paroi épaisse selon l'invention, on utilise une machine d'extrusion-soufflage 100 selon l'invention. Comme illustré en figure 9, la machine d'extrusion-soufflage 100 selon l'invention comprend au moins un poste d'extrusion 110 et un poste de soufflage 120. En outre, la machine d'extrusion-soufflage 100 est équipée d'au moins une arrivée d'air 101a desservant le poste d'extrusion 110 et une arrivée d'air 10111 desservant le poste de soufflage 120. La machine d'extrusion-soufflage 100 comprend un organe de régulation de l'air 102 configuré pour couper/autoriser l'alimentation en air au moins sur le poste d'extrusion 110 pendant une durée déterminée comme nous le verrons par la suite en détaillant le procédé de fabrication selon l'invention. La machine d'extrusion-soufflage 100 peut comprendre un débitmètre ou tout autre organe de régulation du débit 103 configuré pour régler le débit de matière à extruder. [0045] Le poste d'extrusion 110 est équipé d'au moins une filière 111, et d'au moins un poinçon 112. Dans l'exemple illustré aux figures 1 à 8, la filière 111 est mobile en translation par rapport au poinçon 112 mais en variante, le poinçon 112 peut être mobile par rapport à la filière 112 ou bien la filière 1 1 1 et le poinçon 112 sont mobiles l'un par rapport à l'autre. [0046] Comme on peut le voir en figure 9, le poste de soufflage 120 comprend au moins une canne de soufflage 121 et un moule 122 mobile en translation entre le poste de soufflage 120 et le poste d'extrusion 110. Dans l'exemple illustré, la machine d'extrusion-soufflage 100 comprend deux postes distincts : le poste d'extrusion 110 et le poste de soufflage 120. En variante non représentée, les deux postes peuvent être fusionnés et le soufflage peut être réalisé par la filière, dans ce cas le poinçon avance et 6 vient alimenter la paraison 1 dans le moule. [0047] La fabrication d'un contenant 10 à paroi épaisse selon l'invention, c'est-à-dire un contenant 10 comprenant un fond 11 présentant une épaisseur supérieure à l'épaisseur de ses parois 12 et qui est visuellement massif. Les étapes du procédé selon l'invention sont décrites ci-après en référence aux figures 1 à 8. [0048] En figure 1, selon une première étape, on extrude une paraison 1 sans insufflation d'air c'est-à-dire que l'organe de régulation d'air 102 a coupé l'alimentation en air provenant de l'arrivée d'air 101a de la machine d'extrusion-soufflage 100. L'entrefer entre le poinçon 112 et la filière 111 et plus particulièrement entre le bout du poinçon 112a et la section de sortie 111 a de la filière est référencé cl, pendant cette première étape. Dans cette première étape, la filière 111 est descendue par rapport au poinçon 112 comme illustré sur la figure 1 par une flèche. La position de la filière 111 par rapport au poinçon 112 avec un entrefer cl est maintenue pendant une durée tl correspondant au temps nécessaire pour créer une zone de matière pleine 3 entre l'extrémité inférieure de la paraison hors boursoufflurc 5 et le bout du poinçon 112a. [0049] Comme on peut le voir en figure 2, la paraison 1 présente un canal 2 dans la matière de la paraison 1, ce canal 2 étant créé par le bout du poinçon 112a et par l'écoulement de la matière. Cc canal 2 est formé mécaniquement dans la matière. Avantageusement, ce canal 2 facilitera le passage pour l'air à l'étape de soufflage de la paraison 1. Avantageusement, ce canal 2 permet l'insertion d'une canne de soufflage 121 pour l'étape de soufflage de la paraison 1. La zone de matière pleine 3 est donc dépourvue de canal 2. La zone de matière pleine est formée à l'extrémité inférieure de la paraison 1 ou extrémité de la paraison qui est distale par rapport au bout de poinçon 112a ou à la section de sortie 1 1 la de la filière 111. Le canal 2 est formé au dessus de la zone de matière pleine 3, comme illustré en figure 3. [0050] Dans une troisième étape illustrée en figure 3, on extrude la paraison 1 sur une longueur déterminée avec un entrefer e2 sans insufflation d'air. [0051] Une fois la longueur déterminée de la paraison 1 atteinte comme illustré en figure 3, on enclenche une quatrième étape illustrée en figure 4. Dans cette quatrième étape, un moule de soufflage 122 mobile en translation entre le poste d'extrusion 110 et le poste de soufflage 120 emprisonne la paraison 1, simultanément ou après cet emprisonnement, l'insufflation d'air est activée par le bout de poinçon 112a dans le canal 2 de la paraison 1 au niveau de l'extrémité supérieure de la paraison 1 c'est-à-dire l'extrémité proximale par rapport au poinçon 112. [0052] L'insufflation d'air est commandée pour n'être délivrée que pendant une durée t3 dans les faits, l'organe de régulation 102 autorise l'air provenant de l'arrivée d'air 101 de la machine d'extrusion-soufflage 100 à être acheminé dans le poinçon 112, l'air sortant par le bout de poinçon 112a dans la paraison 1. 7 [0053] L'air activé créera simultanément un pré-soufflage dans la cavité 6 ainsi qu'une hoursoufflure 5, qui servira d'entrée pour la canne de soufflage 121, à l'extérieur du moule 122 au niveau de l'extrémité supérieure de la paraison 1 qui est hors du moule 122, comme on peut le voir en figure 4. [0054] Comme illustré en figure 5, dans une cinquième étape, on découpe la hoursoufflure 5 au moyen d'un outil coupant 123, simultanément ou après un mouvement MVT1 en translation de la filière 111 et poinçon 112 conjointement, ce mouvement MVTI étant réalisé pour éviter le recollement des deux parties de paraison 1 préalablement coupées. [0055] Une fois cette séparation réalisée, un nouveau cycle d'extrusion commence pour un autre paraison 1 comme illustré aux figures 1 à 5, tandis que la paraison 1 extrudée et séparée de la filière 111, est transférée vers le poste de soufflage 120 au moyen du moule 122 mobile dans lequel elle est contenue. [0056] Puis, on insère la canne de soufflage 121 dans l'extrémité supérieure de la paraison 1 et on souffle de l'air dans la cavité 6 de la paraison 1 jusqu'à ce que cette dernière épouse les empreintes 122a du moule 122, comme illustré en figures 6 et 7. Le contenant 10 obtenu directement de la paraison 1, présente un col 13, des parois 12 d'épaisseur constante et un fond 11 d'épaisseur significativement supérieure à l'épaisseur des parois 12, comme illustré en figure 8. En outre, le fond 14 de cavité présente un arrondi plus ou moins prononcé. [0057] Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté 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 l'invention. 8 [Revendication 1]