Brevet FR3147513A1 — publié le 20241011

La présente invention concerne une préforme (1) pour la fabrication d’un contenant de type bonbonne cinq gallons, laquelle préforme (1) comprend un corps de préforme (2) cylindrique qui est prolongé, d’un côté, par un élément de fond (3) monobloc, et, de l’autre côté, par un col cylindrique (4) monobloc. Selon l’invention, le matériau constitutif de cette préforme (1) comprend : - un premier copolymère de poly(téréphtalate d'éthylène) (PET) et d’acide isophtalique (IPA), contenant entre 3 et 6% en masse d’IPA, et - un deuxième copolymère de poly(téréphtalate d'éthylène) (PET) et d’acide isophtalique (IPA) contenant entre 8 et 13% en masse d’IPA ; de plus : - le diamètre externe (D) du corps de préforme (2) est compris entre 60 et 80mm, - l’épaisseur (E) de la paroi du corps de préforme (2) est comprise entre 10 et 15mm, et - la longueur totale (B) de la préforme (1) est comprise entre 280 et 350mm. Figure pour l’abrégé : Figure 2 Préforme pour la fabrication d’un contenant de type bonbonne cinq gallons Domaine technique de l'invention La présente invention concerne le domaine technique des préformes pour la fabrication de contenants. Elle concerne plus particulièrement les préformes pour la fabrication de contenants de type bonbonne cinq gallons. Etat de la technique Certains contenants sont réalisés à partir d’une préforme obtenue par injection de matière plastique (généralement du Poly(téréphtalate d'éthylène (PET)), cela à très haute température, dans un moule à préforme adapté. Cette préforme, réalisée sur un premier site, comprend un corps cylindrique qui est prolongé, à l’une de ses extrémités, par un élément de fond monobloc, et, à son autre extrémité, par un col cylindrique monobloc, muni de nervures externes ou d’un pas de vis. Ce col cylindrique monobloc possède sa forme et ses dimensions définitives. Le contenant final est réalisé sur un second site (généralement le site de remplissage) : - par insertion de la préforme dans un moule à contenant, au sein duquel elle est chauffée, puis - en la « soufflant » pour la coller aux parois du moule, au moyen d’un puissant jet d’air de plusieurs dizaines de bars. Pour leur part, les gros contenant de type « bonbonnes cinq gallons », aptes à recevoir un volume de cinq gallons (pour le conditionnement d’eau par exemple), sont classiquement fabriquées par moulage de Polycarbonate, matériau qui résiste bien aux températures et donc aux cycles de lavage auxquels les contenants peuvent être soumis, mais qui contient du bisphénol A (BPA) dont la présence est de plus en plus indésirable. On a donc cherché à obtenir de telles « bonbonnes cinq gallons » à partir de préformes en Poly(téréphtalate d'éthylène) (PET). Cependant, le diamètre de corps et l’épaisseur de paroi de ces préformes PET sont limités par la nature du matériau de fabrication ; et ces préformes nécessitent alors des longueurs importantes pour permettre la fabrication du contenant recherché. Or, ces longueurs importantes des préformes cinq gallons PET actuelles requièrent l’utilisation de moules à contenants de gros gabarits (par exemple des presses de 400 tonnes de force de fermeture), qui sont très coûteux. De plus, les règles d’étirage des préformes cinq gallons PET actuelles ne sont pas optimisées et ce défaut d’optimisation nécessite d’être compensé par des ajouts de matière qui augmentent le coût des préformes. Il existe donc un besoin de proposer des préformes cinq gallons en Poly(téréphtalate d'éthylène) (PET) de longueur et/ou de poids moins important que ceux connus jusqu’à présent. Présentation de l'invention Afin de remédier aux inconvénients précités de l’état de la technique, la présente invention propose une préforme pour la fabrication d’un contenant de type bonbonne cinq gallons, laquelle préforme comprend un corps de préforme cylindrique, qui est prolongé, à l’une de ses extrémités, par un élément de fond monobloc, en forme générale de calotte sphérique, et, à son autre extrémité, par un col cylindrique monobloc, laquelle préforme comprend un volume interne cylindrique de diamètre constant qui s’étend sur toute la longueur dudit corps de préforme et dudit col cylindrique, cette préforme étant caractérisée par le fait que son matériau constitutif comprend : - un premier copolymère de poly(téréphtalate d'éthylène) (PET) et d’acide isophtalique (IPA), contenant entre 3 et 6% (de préférence entre 4 et 5%) en masse d’acide isophtalique (IPA), et - un deuxième copolymère de poly(téréphtalate d'éthylène) (PET) et d’acide isophtalique (IPA), contenant entre 8 et 13 % (de préférence entre 9 et 12%) en masse d’acide isophtalique (IPA), et par le fait que : - le diamètre externe de son corps de préforme est compris entre 60 et 80mm, - l’épaisseur de la paroi de son corps de préforme est comprise entre 10 et 15mm, et - sa longueur totale est comprise entre 280 et 350mm. Un tel mélange de copolymères permet de limiter voire d’éliminer les phénomènes de cristallisation lors du process de moulage de la préforme. On peut alors envisager des épaisseurs de parois relativement importantes pour la préforme et limiter sa longueur, en vue de permettre l’utilisation de moules à contenants de petit gabarit (par exemple des presses de 300 tonnes de force de fermeture). Un tel dimensionnement de préforme permet également d’optimiser les ratios d’étirage de la préforme. D’autres caractéristiques non limitatives et avantageuses de la préforme conforme à l’invention, prises individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles, sont les suivantes : - le diamètre externe du corps de préforme peut être de l’ordre de 70mm à 10% près (et de préférence à 5% près) ; l’épaisseur de la paroi du corps cylindrique peut être de l’ordre de 12mm à 10% près (et de préférence à 5% près) ; la longueur totale de la préforme peut être de l’ordre de 315mm à 10% près (et de préférence à 5% près) ; - le matériau constitutif de la préforme peut comprendre : (a) ledit premier copolymère de poly(téréphtalate d'éthylène) (PET) et d’acide isophtalique (IPA), présent dans une proportion comprise entre 50 et 60% en masse, et (b) ledit deuxième copolymère de poly(téréphtalate d'éthylène) (PET) et d’acide isophtalique (IPA), présent dans une proportion comprise entre 40 et 50% en masse ; - l’épaisseur moyenne de l’élément de fond de la préforme peut être comprise entre 8 et 9mm ; - le diamètre interne du volume interne de la préforme peut être de l’ordre de 46mm, à 10% près (et de préférence à 5% près). Bien entendu, les différentes caractéristiques, variantes et formes de réalisation de l'invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. Description détaillée de l'invention De plus, diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent de la description annexée effectuée en référence aux dessins qui illustrent une forme non limitative de réalisation de l'invention et où : est une vue de face d’une préforme selon l’invention pour la fabrication d’un contenant de type bonbonne cinq gallons ; est une vue de côté et en coupe partielle de la préforme, selon le plan de coupe 2-2 de la . La préforme 1 illustrée sur les figures 1 et 2 est destinée à la fabrication d’un contenant de type bonbonne cinq gallons. Cette préforme 1 est réalisée par moulage d’un mélange de deux copolymères particuliers de poly(téréphtalate d'éthylène) (PET) et d’acide isophtalique (IPA) ; et elle comprend des dimensions particulières qui permettent la fabrication de la bonbonne cinq gallons dans un moule à contenants de relativement petit gabarit (par exemple une presse de 300 tonnes de force de fermeture), et qui permettent également d’optimiser les règles détirage de la matière. Matériau constitutif de la préforme 1 le matériau constitutif de la préforme 1 comprend : (1) un premier copolymère de poly(téréphtalate d'éthylène) (PET) et d’acide isophtalique (IPA), contenant entre 3 et 6% (de préférence entre 4 et 5%) en masse d’acide isophtalique (IPA). Ce premier copolymère est de préférence présent dans une proportion comprise entre 50 et 60% en masse (il peut être présent dans une proportion de l’ordre de 55% en masse) ; et (2) un deuxième copolymère de poly(téréphtalate d'éthylène) (PET) et d’acide isophtalique (IPA), contenant entre 8 et 13% (de préférence entre 9 et 12%) en masse d’acide isophtalique (IPA). Ce deuxième copolymère est de préférence présent dans une proportion comprise entre 40 et 50% en masse (il peut être présent dans une proportion de l’ordre de 45% en masse). De tels copolymères de poly(téréphtalate d'éthylène) et d’acide isophtalique (IPA) sont connus et disponibles sur le marché. Par exemple, on peut utiliser des copolymères : - de référence CUMAPET (Marque déposée) de la société Dufor Resins BV - Zevenaar - The Netherlands ; - de référence RAMAPET P184 (Marque déposée) de la société Indorama Ventures Europe - Rotterdam, The Netherlands ; - de référence CB606, de la société Far Eastern New Century Corporation (FENC) Taipei,Taiwan,R.O.C ; - de référence SELENIS INFINITE +300 (Marque déposée) de la société SELENIS EUROPE 33058 San Giorgio di Nogaro (UD) - Italy. Dimensions/proportions de la préforme 1 La préforme 1 comprend un corps de préforme 2 qui est prolongé et obturé, à l’une de ses extrémités, par un élément de fond 3 monobloc, et qui est prolongé, à son autre extrémité, par un col cylindrique 4 monobloc. La préforme 1 est centrée sur un axe longitudinal A. L’élément de fond 3 est de type bombé, en forme générale de calotte sphérique. Le col cylindrique 4 possède sa forme et ses dimensions définitives. Il comprend une ouverture circulaire d’extrémité 41, bordée par un bourrelet 42 monobloc, en saillie vers l’extérieur. Sa surface externe comprend encore des nervures monobloc, classiques, adaptées pour recevoir une capsule (nervures 43) et pour transporter la préforme durant le process de soufflage (nervure 43a). La préforme 1 comprend un volume interne 5 qui est cylindrique et de diamètre constant sur toute la longueur du corps de préforme 2 et du col cylindrique 4 (excepté au niveau de l’élément de fond 3 bombé). Entre le col cylindrique 4 et le corps de préforme 2, on remarque la présence d’une zone intermédiaire 6 en pente, vu de l’extérieur, qui permet de compenser la différence entre le diamètre externe du corps de préforme 2 et le diamètre externe du col cylindrique 4. La longueur B totale de la préforme 1 (entre l’ouverture circulaire d’extrémité 41 et l’extrémité de l’élément de fond 3) est comprise entre 280 et 350mm. Plus précisément, cette longueur de préforme B peut être de l’ordre de 315mm à 10% près (et de préférence de 315mm à 5% près). Le corps de préforme 2 s’étend entre l’élément de fond 3 et la zone intermédiaire 6. Sa longueur C peut être de l’ordre de 172mm, à 10% près (et de préférence à 5% près). Son diamètre externe D est compris entre 60 et 80mm ; plus précisément, ce diamètre externe D du corps de préforme 2 est de l’ordre de 70mm à 10% près (et de préférence de 70mm à 5% près). L’épaisseur E de la paroi du corps de préforme 2 est comprise entre 10 et 15mm. Plus précisément, cette épaisseur E de la paroi du corps de préforme 2 est de l’ordre de 12mm à 10% près (et de préférence de l’ordre de 12mm à 5% près). La longueur F de l’élément de fond 3 peut être de l’ordre de 33mm à 10% près (et de préférence de 33mm à 5% près). L’épaisseur moyenne G de cet élément de fond 3 est comprise entre 8 et 9mm. La longueur H du col cylindrique 4 peut être de l’ordre de 69mm à 10% près (et de préférence de 69mm à 5% près). L’épaisseur I de ce col cylindrique 4, hors bourrelet 42 et nervures 43, 43a, peut être de l’ordre de 2,5mm. Le diamètre externe J de ce col cylindrique 4, toujours hors bourrelet 42 et nervures 43, 43a, peut être de l’ordre de 51mm. Le diamètre interne K du col cylindrique 4, qui correspond au diamètre interne du corps de préforme 2 et plus généralement au diamètre interne du volume interne 5, est de l’ordre de 46mm, à 10% près (et de préférence 46mm, à 5% près). La longueur L de la partie intermédiaire 6 peut être de l’ordre de 25mm à 10% près (et de préférence de 25mm à 5% près). De manière classique, la préforme 1 selon l’invention est placée dans un moule à contenant de forme adaptée ; et elle y est chauffée, puis « soufflée » pour obtenir une bonbonne 5 gallons recherchée. Une telle structure de préforme 1 présente notamment les avantages suivants : - elle est compatible avec des presses standard de 300 tonnes de force de fermeture ; la mise en forme des bonbonnes est transposable sur toute les presses, ce qui sécurise la production ; - l’épaisseur importante du corps de préforme permet une optimisation des ratios d’étirage ; - limitation voire absence de cristallisation du fait des copolymères utilisés ; - possibilité d’insertion de PET recyclé. - à performance de bonbonne égale, la préforme est allégée du fait de l’optimisation des taux d’étirage ; - très bonne résistance au lavage des bobonnes (retrait réduit) du fait des taux d’étirage optimisés ; - frais de logistique réduit du fait de l’encombrement réduit de la préforme ; Préforme (1) pour la fabrication d’un contenant de type bonbonne cinq gallons, laquelle préforme (1) comprend un corps de préforme (2) cylindrique, qui est prolongé, à l’une de ses extrémités, par un élément de fond (3) monobloc, en forme générale de calotte sphérique, et, à son autre extrémité, par un col cylindrique (4) monobloc, laquelle préforme (1) comprend un volume interne (5) cylindrique de diamètre constant qui s’étend sur toute la longueur dudit corps de préforme (2) et dudit col cylindrique (4), caractérisée en ce que le matériau constitutif de ladite préforme (1) comprend : - un premier copolymère de poly(téréphtalate d'éthylène) (PET) et d’acide isophtalique (IPA), contenant entre 3 et 6% en masse d’acide isophtalique (IPA), - un deuxième copolymère de poly(téréphtalate d'éthylène) (PET) et d’acide isophtalique (IPA) contenant entre 8 et 13% en masse d’acide isophtalique (IPA), et en ce que : - le diamètre externe (D) du corps de préforme (2) est compris entre 60 et 80mm, - l’épaisseur (E) de la paroi du corps de préforme (2) est comprise entre 10 et 15mm, - la longueur totale (B) de la préforme (1) est comprise entre 280 et 350mm. Préforme (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que : - ledit premier copolymère de poly(téréphtalate d'éthylène) (PET) et d’acide isophtalique (IPA) contient entre 4 et 5% en masse d’acide isophtalique (IPA), et - ledit deuxième copolymère de poly(téréphtalate d'éthylène) (PET) et d’acide isophtalique (IPA) contient entre 9 et 12% en masse d’acide isophtalique (IPA). Préforme (1) selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que : - le diamètre externe (D) du corps de préforme (2) est de l’ordre de 70mm à 10% près - l’épaisseur (E) de la paroi du corps de préforme (2) est de l’ordre de 12mm à 10% près - la longueur totale (B) de la préforme (1) est de l’ordre de 315mm à 10% près Préforme (1) selon la revendication 3, caractérisée en ce que : - le diamètre externe (D) du corps de préforme (2) est de l’ordre de 70mm à 5% près, - l’épaisseur (E) de la paroi du corps de préforme (2) est de l’ordre de 12mm à 5% près, - la longueur totale (B) de la préforme (1) est de l’ordre de 315mm à 5% près. Préforme (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le matériau constitutif de ladite préforme (1) comprend : - ledit premier copolymère de poly(téréphtalate d'éthylène) (PET) et d’acide isophtalique (IPA), présent dans une proportion comprise entre 50 et 60% en masse, et - ledit deuxième copolymère de poly(téréphtalate d'éthylène) (PET) et d’acide isophtalique, présent dans une proportion comprise entre 40 et 50% en masse. Préforme (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que l’épaisseur moyenne (G) de l’élément de fond (3) est comprise entre 8 et 9mm. Préforme (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le diamètre interne (K) dudit volume interne (5) est de l’ordre de 46mm, à 10% près. Préforme (1) selon la revendication 7, caractérisée en ce que le diamètre interne (K) dudit volume interne (5) est de l’ordre de 46mm, à 5% près.