Brevet FR3116049A1 — publié le 20220513

TITRE : Bouteille formée de fibres naturelles et procédé de réalisation d’une telle bouteille Bouteille formée d’une enveloppe comprenant un corps, un fond et un col, bouteille caractérisée en ce que A. l’enveloppe est en un matériau composite d’un tricot de fibres naturelles combinées à de la matière thermoplastique, l’enveloppe étant mise en forme et stabilisée par thermocompression, le tricot étant une chaussette fermée par un fond et ayant une section variable remontant vers le goulot, selon la forme que doit avoir la bouteille. Figure 2 Bouteille formée de fibres naturelles et procédé de réalisation d’une telle bouteille DOMAINE DE L’INVENTION La présente invention se rapporte à une bouteille formée d’une paroi comprenant un fond, un corps et un col. L’invention se rapporte également à un procédé de réalisation d’une telle bouteille. La bouteille selon l’invention correspond à un terme générique englobant toutes les formes de bouteilles, de flacons et de bocaux généralement en verre ou en matière plastique, que ces formes soient symétriques en rotation ou non, de section ronde, arrondie ou polygonale, variant du fond vers l’ouverture du col. Toutes ces bouteilles ont une forme en général entre le fond et les ouvertures du goulot comprenant un fond plat ou muni d’une piqûre, un corps rejoignant le col par un épaulement et muni d’une bague ou d’une bague à vis ou à capsule pour recevoir un bouchon, une capsule ou un couvercle. Dans la forme générale, les différentes parties de la bouteille sont plus ou moins accentuées ou atténuées, un corps plus ou moins haut, une épaule plus ou moins marquée, un col plus ou moins long et une bague ou autre relief pour recevoir un organe de bouchage tel qu’un bouchon ou une capsule ou un couvercle vissé ou clipsé. ETAT DE LA TECHNIQUE Les bouteilles, flacons, bocaux traditionnellement en verre ont de multiples formes et sections. L’inconvénient des bouteilles de verre est leur procédé de fabrication nécessitant des températures élevées pour la fusion et la mise en forme du verre. Il existe également une bouteille selon le document FR17 62 244 formée d’une tresse combinée à une matière plastique pour assurer l’assemblage. Mais cette bouteille nécessite un fond et un goulot réalisés séparément et qui sont ensuite assemblés et les possibilités de forme sont limitées par le tressage. Bien que cette bouteille présente des avantages de fabrication et d’utilisation, mais sa réalisation en plusieurs parties rend la fabrication relativement compliquée et la tresse limite les possibilités de formes de bouteille. BUT DE L’INVENTION La présente invention a pour but de développer une bouteille de fabrication simple, réalisable à des températures relativement faibles par comparaison aux températures nécessaires à la fabrication des bouteilles en verre, qui soient légères et réutilisables et permettant une grande diversité de formes en fonction des applications. EXPOSE ET AVANTAGES DE L’INVENTION A cet effet, l’invention a pour objet une bouteille formée d’une paroi comprenant un fond, un corps et un col, bouteille caractérisée en ce que la paroi en matériau composite est composée d’un tricot de fibres naturelles combinées à de la matière thermoplastique, la paroi étant mise en forme et stabilisée par injection, moulage ou par thermocompression, le tricot étant un manchon fermé par un fond et ayant une section variable remontant vers le goulot, suivant la forme de la bouteille. La bouteille selon l’invention a l’avantage d’être très simple à fabriquer quelle que soit la forme particulière de la bouteille ou des différentes parties de la bouteille, une forme plus ou moins symétrique, un fond plat ou un fond à piqûre, un corps de section ronde, ovale, polygonale ou combinant différentes formes de section sur sa hauteur, une épaule plus ou moins accentuée, un col allongé ou très court dans le cas de bocaux ou flacons. La bouteille peut également avoir une bague lisse comme celle des bouteilles traditionnelles bouchées par un bouchon qu’il soit en liège, en matière synthétique ou en verre ou encore une bague filetée pour recevoir une capsule vissée ou encore une bague en forme de bourrelet pour enclipser un couvercle ou une capsule comme, par exemple, sur les capsules de boisson gazeuse. Le tricot a en effet l’avantage de répercuter de maille à maille les contraintes produites par les déformations locales de sorte que l’ensemble s’équilibre et les mailles se répartissent régulièrement. En outre, la bouteille a l’avantage d’être réalisée avec un tricot constituant la paroi de l’ensemble de la bouteille allant du fond de la bouteille, qu’il soit plat ou avec piqûre jusqu’à l’orifice du goulot. Cette bouteille est d’une réalisation simple et économique puisque la température de fabrication est en quelque sorte la température de fusion de la matière thermoplastique pour l’imprégnation du tricot et la mise en forme définitive et stabilisation de cette forme par moulage, compression, collage ou thermocompression. La bouteille telle que réalisée peut également recevoir un revêtement intérieur si celui-ci est nécessaire pour certains types de liquides. La bouteille ainsi réalisée est également recyclable ou compostable comme compost industriel. Suivant une caractéristique, le tricot comprend au moins l’un des éléments suivants : une partie de fond plat et, une partie de piqûre, une partie de corps, une partie d’épaule, une partie de col et une partie de bague pour une bague lisse ou pour une bague de vissage. Ces éléments peuvent avoir des dimensions et des formes très variables selon la nature de la bouteille, c’est-à-dire s’il s’agit d’une bouteille à col relativement étroit ou large, allant de la forme d’une bouteille traditionnelle à des bouteilles de fantaisie, bocaux ou flacons. La bague est également adaptée pour recevoir les différents moyens de fermeture y compris une fermeture mécanique pour les bouteilles recevant un liquide gazeux. L’invention a également pour objet un procédé de réalisation d’une telle bouteille, le procédé étant caractérisé en ce que par une étape initiale on alimente avec un fil de fibres naturelles, on tricote avec ce fil un tricot en forme de manchon ayant un fond et dont la forme correspond à celle de la bouteille à réaliser, on combine la matière thermoplastique au tricot et, on met en forme le tricot combiné à la matière thermoplastique par une étape de thermoformage. Selon une autre variante, le tricot est combiné à la matière thermoplastique au moyen d’une colle de type acétate de polyvinyle (PVA), alcool polyvinylique (PVOH) ou d’une colle biosourcée à base de caséine, d’amidon, de chitine, de chitosan, d’alginate, de lignine, ou de cire. Selon encore une autre variante, l’assemblage du tricot et de la coque se fait au moyen d’un film de même nature que la coque et thermorétractable. L’avantage de ces deux variantes est qu’en fin de vie de la bouteille, le tricot de lin est séparable de la coque thermoplastique, ce qui facilite le recyclage des deux parties de la bouteille. Ce procédé est très simple à mettre en œuvre et grâce au tricot qui constitue la base de la paroi de la bouteille, toutes les formes sont envisageables très simplement par la forme donnée au tricot qui imite plus ou moins étroitement la forme définitive de la bouteille, l’élasticité du tricot permettant d’adapter le tricot à la forme définitive sans pour autant affaiblir telle ou telle partie de la surface de la paroi, le tricot s’adaptant par élasticité, régulièrement à la surface ainsi couverte. Dans le procédé ci-dessus, la matière thermoplastique est combinée au fil de fibres naturelles par extrusion, par injection de matière plastique. Ces deux modes de combinaison ont chacun leurs avantages et se choisiront en général en fonction de la forme donnée à la bouteille. Suivant une autre caractéristique, l’invention a pour objet un procédé consistant à combiner aux fils de fibres naturelles, la matière thermoplastique en alimentant l’étape de tricotage en fil de fibres naturelles et en filaments thermoplastiques. Ce procédé est extrêmement simple puisqu’il consiste à partir, comme élément de départ de fibres naturelles et de fibres thermoplastiques qui sont directement tricotées les unes avec les autres pour les réunir et permettre ensuite par thermocompression, la fusion et l’infiltration de la matière thermoplastique dans les fibres naturelles pour constituer la paroi composite. L’invention a également pour objet un procédé selon lequel on combine le fil de fibres naturelles à la matière thermoplastique en combinant le fil de fibres naturelles à des filaments thermoplastiques pour alimenter l’étape de tricotage avec un fil ainsi combiné. Selon une variante de ce procédé, on combine les fibres naturelles sous la forme de fils, de rubans, de mèches à la matière thermoplastique – présentée sous les mêmes formes que les fibres naturelles par une étape de co-mélange pour obtenir un fil co-mêlé ou, on combine le fil de fibres naturelles aux filaments thermoplastiques par une étape de guipage pour obtenir un fil guipé. La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l’aide d’un mode de réalisation représenté dans les dessins annexés dans lesquels : vue de face d’une bouteille de forme traditionnelle de bouteille de vin, selon l’invention, vue de face de la bouteille de la , coupée par moitié suivant un plan médian, schéma d’un procédé de fabrication de la bouteille selon l’invention, schéma d’un autre procédé de fabrication de la bouteille selon l’invention et de ses variantes. schéma d’ensemble du procédé selon l’invention DESCRIPTION DE MODES DE REALISATION DE L’INVENTION La est une vue de côté d’un exemple de bouteille 1 selon l’invention pour une forme de bouteille de vin traditionnelle sous deux variantes. Elle est réalisée dans un matériau composite comprenant un tricot T de fibres naturelles (A) combinées à une matière thermoplastique (B). La bouteille 1 se compose d’un corps 13 avec un fond 11 à piqûre 12 ou un fond plat 11, d’une épaule 14 et d’un col 15 se terminant par une bague 16. Le corps a des motifs 17 sous la forme d’éléments distinctifs ou décoratifs tels qu’un sigle, une marque, une gravure ou autres signes distinctifs. Les éléments distinctifs reprennent, par exemple, une marque, ou élément distinctif d’une catégorie de produits. Ces éléments sont des formes particulières données à la paroi composite de la bouteille et le cas échéant, des éléments intégrés dans la paroi. Le motif 17 est, à titre d’exemple, formé dans la masse composite et vient ou non en relief de la surface extérieure de la bouteille ou encore le motif 17 crée un effet par transparence ou des éléments de couleur formant un effet distinctif dans la masse. La montre, dans sa partie gauche 2A, une demi-coupe par un plan passant par l’axe médian XX et dans sa partie droite 2B une vue non coupée de la bouteille 1. Les deux exemples de bouteille mis en évidence dans la demi-vue en coupe correspondent à deux tricots T1, T’1 représentés séparément dans les parties 2C, 2D de cette . Les deux parties séparées 2C, 2D mettent en évidence la forme de la paroi composite de la bouteille constituée par un tricot T1, T’1. Les tricots seront imprégnés d’une matière thermoplastique mettant en évidence la forme de la paroi composite de la bouteille constituée par un tricot T1, T’1 ayant au moins sensiblement la forme de la bouteille. Ils seront imprégnés d’une matière thermoplastique pour réaliser une paroi stable, étanche, en une seule partie entre le fond 11 et l’ouverture du goulot au-delà de la bague 16. La partie 2C montre la forme du tricot T1 constitué d’un manchon ouvert à une extrémité et fermé à son autre extrémité par le fond T11 avec une piqûre T12. Le tricot T1 a, en remontant vers le col, la forme de corps T13 puis celle de l’épaule T14 suivie de celle du col T15 et de la bague T16 avec la surépaisseur. Comme le montre cette partie 2C représentant la coupe du tricot T1, la surface du tricot est irrégulière puisqu’il n’est pas encore combiné à la matière thermoplastique et sa forme n’est pas stabilisée par thermocompression. Selon la partie 2D, la variante de tricot T’1 pour une bouteille à fond plat se compose de la partie de fond plat T11, de celles du corps T13, de l’épaule T14, du col T15 et de la bague T16 avec. Dans les deux cas, les tricots T1, T’1, ont une partie de motif T17. Le tricot T (T1, T’1) a un fond plat T11 pour une bouteille à fond plat ou une forme T12 pour une bouteille avec une piqûre. Cette forme se compose d’un prolongement en dôme au-delà du plan YY du fond. Le tricot T (T1, T’1) a une section variable par rapport à l’axe XX. A l’état déployé la forme T12 correspond sensiblement à la forme symétrique de la piqûre 12 par rapport au plan YY du fond perpendiculaire à l’axe XX de la bouteille. La section du tricot T (T1, T’1) correspond à celle du corps T13 puis elle diminue selon la forme de l’épaule T14 jusqu’au col T15 et se termine par la bague T16 avec une surépaisseur du tricot au niveau de la bague alors que par ailleurs, l’épaisseur de la paroi et donc celle du tricot, est constante. Les effets de relief par une surépaisseur sont intégrés dans la masse. Selon le cas, ces surépaisseurs peuvent être celles obtenues par le moulage et avec un tricot modifié suivant les reliefs par des motifs T17. Le tricot T (T1, T’1) est tricoté pour avoir une densité régulière, égale partout sur la surface de la paroi de la bouteille 1, sauf aux endroits où l’épaisseur est modifiée pour la bague ou pour des motifs. L’épaisseur de la paroi et donc celle du tricot T dépendent de la nature du liquide à recevoir selon que le liquide est avec ou sans pression. Le tricot T formant la paroi de la bouteille est réalisé par la combinaison de fils de fibres naturelles (A) réunis avant ou après tricotage à de la matière plastique (B) se combinant aux fils de fibres naturelles, par thermocompression pour obtenir et stabiliser la forme finale de la bouteille 1. Comme déjà indiqué, le terme bouteille englobe toutes les formes particulières des bouteilles, notamment les flacons, bocaux de liquides alimentaires autres que ceux conditionnés traditionnellement dans des bouteilles (vin, alcool) ou des gels alimentaires ou cosmétiques mais également des formes prismatiques utilisées pour des jus de fruit ou liquides de ce type. La forme du tricot T sera adaptée / copiée sur celle de la bouteille à réaliser en tenant compte de l’élasticité du tricot T pour sa mise en place dans un moule. La est le schéma d’un premier exemple P1 de procédé de fabrication d’une bouteille 1 selon l’invention. Partant de fils de fibres naturelles (A) alimentant (étapes d’alimentation E1) l’étape de tricotage (E2), on tricote un tricot T ayant globalement la forme de la bouteille à réaliser, par exemple la forme de la bouteille des figures 1, 2. Le tricot T reçoit ensuite de la matière plastique (étape E3), par extrusion (étape E31) ou par injection (étape E32) ou par rotomoulage (E33). Ces opérations consistent à plaquer le tricot en fil de fibres naturelles (A) contre la paroi du moule pour prendre la forme de la bouteille en s’imprégnant de la matière thermoplastique extrudée dans le moule ou rotomoulée dans le moule déjà garni du tricot T ou à l’état de préforme en matière plastique injectée que l’on expanse dans le moule déjà garni du tricot T. Selon une autre variante, la coque thermoplastique est réalisée au préalable par injection, extrusion ou rotomoulage et un tricot est placé sur la coque thermoplastique. Selon une autre variante d’assemblage de la coque thermoplastique avec le tricot, un film fin thermoplastique, thermorétractable est placé entre la coque thermoplastique et le tricot en lin ou par-dessus la coque thermoplastique et le tricot et le film se rétracte au contact de vapeur chaude. L’étape E4 suivante de thermocompression assure la finition et la stabilisation de la forme de la bouteille 1. Selon une variante, l’assemblage et la consolidation de la coque thermoplastique et du tricot se fait par imprégnation de colle. Selon une seconde variante, la coque thermoplastique est recouverte d’un film thermorétractable et du tricot en fil de fibres naturelles, l’assemblage et la consolidation se faisant au moyen de vapeur chaude qui fait rétracter le film. La montre un deuxième procédé qui combine des fils de fibres naturelles (A) à des filaments thermoplastiques (B) par tricotage. Le tricot T, obtenu est ensuite mis en forme et stabilisé par thermocompression pour obtenir la bouteille 1. Ce procédé P2 consiste à partir des fils de fibres naturelles (A) et de fils de filaments thermoplastiques (B) ou de simples filaments thermoplastiques (B) pour réaliser le tricot T en alimentant directement l’étape de tricotage (F3) par ces deux types de fils (A) et fils ou filaments (B). Selon une première variante P3 du second procédé, l’étape d’alimentation F1 est suivie par une étape de combinaison F2 par co-mélange F21 de fils de fibres naturelles (A) et de fils ou filaments de matière thermoplastique (B) pour obtenir un fil co-mêlé (C) qui alimente l’étape de tricotage F3. Celle-ci est suivie de l’étape de thermocompression F4. Selon une seconde variante P4 du second procédé, l’étape de combinaison F2 consiste à guiper F22 les filaments thermoplastiques (B) sur le fil de fibres naturelles (A) pour obtenir un fil guipé (D) qui arrive à l’étape de tricotage F3 suivie de l’étape de thermocompression F4. En d’autres termes, cette étape intermédiaire consiste à combiner les deux types de fils (A), fils-filaments (B) pour alimenter l’étape de tricotage par le fil (C) résultant de cette combinaison préalable des deux fils A, B. En résumé, - le procédé consiste à tricoter E2 des fils de fibres naturelles (A) puis à ajouter au tricot (T) la matière thermoplastique (B) pour la mise en forme par thermocompression, par moulage, par collage et thermorétraction, - le procédé peut également consister à réunir les fils de fibres naturelles A et des fils aux filaments thermoplastiques B par tricotage et mettre ensuite en forme et stabiliser le tricot T combiné à la matière plastique par thermocompression. Ce procédé peut également comporter une étape intermédiaire de combinaison F2 consistant à : - réaliser des fils co-mêlés (étape F21) par la réunion de fibres naturelles A avec de la matière du thermoplastique B, les fils co-mêlés C étant ensuite tricotés ou, - réaliser des fils guipés (étape de guipage F22) par le guipage de filaments thermoplastiques B sur des fils de fibres naturelles A pour obtenir un fil guipé (D) qui sera ensuite tricoté (étape F3) puis thermo-comprimé (étape F4). La montre la synthèse du procédé de fabrication d’une bouteille comme suit : E1) en partant de fils de fibres naturelles ou de fils de fibres naturelles et de fils de fibres thermoplastiques ou encore d’une coque thermoplastique, E2) on tricote un tricot T avec les fils de fibres naturelles seules ou des fils combinant des fibres naturelles et des fibres en matière plastique, E3) on assemble l’ébauche de bouteille : - par extrusion de matière plastique à partir de granulés dans le moule déjà garni du tricot T - par rotomoulage dans un moule garni du tricot T - par imprégnation d’une coque C revêtue d’un tricot dans un moule avec de la colle - par réunion dans un moule du tricot T sur une coque C en plastique avec interposition ou revêtement d’un film thermorétractable du tricot sur la coque ou entre le tricot et la coque E4) on stabilise de la forme par action thermique, soit par thermocompression avec de la vapeur soit par thermocompression obtenue par rétraction du film. - En d’autres termes et en suivant le schéma de la , à partir de fils de fibres naturelles A, on tricote un tricot T que l’on place dans un moule dans lequel ensuite, on injecte de la matière plastique ou on applique la matière plastique par rotomoulage. L’ébauche obtenue est ensuite stabilisée par thermocompression ou - en partant de fils de fibres naturelles A, on réalise un tricot T que l’on place dans un moule pour l’imprégner de colle et obtenir l’ébauche que l’on stabilise par thermocompression pour obtenir la bouteille ou - en partant du fil de fibres naturelles A on réalise un tricot que l’on place dans un moule assemblé à une coque et on imprègne le tricot avec de la colle pour stabiliser la forme par thermocompression. En partant du fil de fibres naturelles A on réalise un tricot T que l’on installe dans un moule pour l’assembler à une coque C avec interposition d’un film thermorétractable ou revêtement du tricot avec un film thermorétractable, ensuite on réalise la thermocompression par la thermorétraction du film pour obtenir la bouteille. Suivant une autre variante, avec le fil de fibres naturelles A et les fibres en plastique B on réalise un fil soit par co-mêlage des deux fils soit par guipages. Ce fil obtenu est ensuite tricoté pour être installé dans un moule avec mise en forme du tricot par gonflage et ensuite stabilisation par thermocompression pour obtenir le produit. NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX 1. Bouteille 11. Fond 12. Piqûre 13. Corps / fût 14. Epaule 15. col 16. Bague 17. Motif A Fibres naturelles B Matière thermoplastique C Fil co-mêlé D Fil guipé T Tricot T12 Partie piqûre T13 Partie corps T14 Partie épaule T15 Partie col T16 Partie bague T17 Partie motif T’1 Variante de tricot T11 Partie de fond plat T13 Partie corps T14 Partie épaule T15 Partie col T16 Partie bague T17 Partie motif P1 Premier procédé de fabrication E1 Etape d’alimentation en fil E2 Etape de tricotage E3 Etape de combinaison de la matière thermofusible E31 Etape de combinaison par extrusion E32 Etape de combinaison par injection E4 Thermocompression de l’ébauche de bouteille P2 Deuxième procédé de fabrication F1 Alimentation en fils / filaments A-B F3 Etape de tricotage F4 Etape de thermocompression P3 Première variante du deuxième procédé F1 Alimentation en fils / filaments A-B F21 Etape de combinaison par co-mêlage F3 Etape de tricotage F4 Etape de thermocompression F21 Etape de co-mêlage F22 Etapes de combinaison par guipage P4 Deuxième variante du deuxième procédé F1 Alimentation en fils / filaments A-B F22 Etape de combinaison par guipage F3 Etape de tricotage F4 Etape de thermocompression Bouteille (1) formée d’une paroi comprenant un fond (11), un corps (13) et un col (15), bouteille caractérisée en ce que - la paroi en matériau composite est composée d’un tricot (T) de fibres naturelles (A) combinées à de la matière thermoplastique (B), la paroi étant mise en forme et stabilisée par injection, moulage ou par thermocompression, - le tricot (T) étant un manchon fermé par un fond (T11, T12) et ayant une section variable remontant vers le goulot, suivant la forme de la bouteille. Bouteille (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que le tricot (T) comprend au moins l’un des éléments suivants : une partie de fond plat (T11) et, une partie de piqûre (T12), une partie de corps (T13), une partie d’épaule (T14), une partie de col (T15) et une partie de bague (T16) pour une bague lisse ou pour une bague de vissage. Procédé de réalisation d’une bouteille selon l’une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que - par une étape initiale (E1) on alimente avec des fibres naturelles (A), - on tricote (E2) avec ce fil (A) un tricot (T) en forme de manchon ayant un fond (T11) et dont la forme correspond à celle de la bouteille (A1) à réaliser, - on combine (étape E3) la matière thermoplastique (B) au tricot (T) et, - on met en forme le tricot (T) combiné à la matière thermoplastique par une étape de thermoformage, de moulage, collage, thermorétraction (E4). Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que on combine (E3) la matière thermoplastique (B) aux fibres naturelles (A) par extrusion (E31) ou par injection (E32) de matière thermoplastique. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que on combine aux fibres naturelles (A) la matière thermoplastique (B) en alimentant (F1) l’étape de tricotage (F3) en fibres naturelles (A) et en thermoplastique (B). Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que - on combine les fibres naturelles (A) à la matière thermoplastique (B) en combinant (étape F2) les fibres naturelles (A) à la matière thermoplastique (B) pour alimenter l’étape de tricotage (F3) avec un fil ainsi combiné. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que on combine les fibres naturelles (A) à la matière thermoplastique (B) par une étape de co-mélange (F21) pour obtenir un fil co-mêlé (C) ou, on combine les fibres naturelles (A) à la matière thermoplastique (B) par une étape de guipage (F22) pour obtenir un fil guipé (D).