FR2541622A1

FR2541622A1 - Procede et dispositif pour la fabrication d'une bouteille de matiere plastique bi-orientee, et bouteille ainsi obtenue

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Publication number: FR2541622A1
Application number: FR8303636A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-02-28
Filing date: 1983-02-28
Publication date: 1984-08-31
Also published as: FR2541622B1

Abstract

L'INVENTION CONCERNE LA FABRICATION D'UNE BOUTEILLE D'EMBALLAGE 1 EN MATIERE PLASTIQUE. ON FABRIQUE UNE PRE-FORME EN MATIERE PLASTIQUE BI-ORIENTABLE. SUR LE SOMMET DE CETTE PRE-FORME, ON INJECTE LE COL 3 ET LA POIGNEE 4. ENSUITE, PAR RECHAUFFAGE ET ETIRAGE-SOUFFLAGE, ON AMENE LE CORPS 2 A SA FORME FINALE, CE QUI PROVOQUE UNE BI-ORIENTATION DE SA MATIERE. CELA LE SOLIDARISE AUSSI DE L'EXTREMITE 5 DE LA POIGNEE 4. APPLICATION : AMELIORATION DES QUALITES MECANIQUES ET REDUCTION DU COUT DE FABRICATION, SEUL LE CORPS ETANT EN MATIERE NOBLE, BI-ORIENTABLE.

Description

La présenta invention est relative à une bouteille d'emballage , réalisée en une matière plastique du type dit "bi-orienté " .

On connaît , par le brevet français 2 494 179 ,un procédé permettant de fabriquer un flacon bi-orisntd à poignée
L'inconvénient de ce dispositif connu résulte notamment de ce que l'ensemble du flacon et du col est réalisé en un seul et meme matériau, Autrement dit le matériau biorientable et relativement coûteux qui est nécessaire pour la fabrication du flacon est egalement utilisé pour fabriquer le col dont le prix de revient se trouve inutilement augmenté.

Un autre inconvenient dece dispositif est que le flacon avec sa poignée est fabriqué suivant le procéde du cycle chaud et demande la réalisation dtllne machine spéciale.

Le développement d'un tel procédé demande la mise en oe- are de de moyens importants difficiles à amortir.

La Laprésente invention a pour but d'éviter cet in
convénients, en réalisant en deux étapes une bouteille d'em- ballage dont le corps , et seulement le corps, est réalisé en une matière plastique bi-orientable , tandistandis que les autres parties de la bouteille ( goulot , éventuellement poignée ) sont realisées en un matériau différent et moins cher.

Le procédé selon l'invention , pour fabriquer une bouteille dont le corps est en une matière plastique bi-orien tee , est caractérisé en ce que - d'une part , on fabrique par injection d.t.une matière plasti
que bi-orientable , une pré-forme ayant l'aspect général d'
un doigt de gant - tandis que w d'autre part, on injecte par surmoulage sur
l'extrémité ouverte de la pré-forme , et en utilisant une
matière moulable différente , un col ayant la forme défini
tive qui lui est prévue sur la bouteille terminée , la pré
bouteille ainsi obtenue pouvant entre stockée en attente de
reprise pour réchauffage et étirage-soufflage final - alors qu'enfin , dans une opération ultérieurep on procède
au gonflage de la pré-boutaille par étirage et soufflage à
chaud entraînant une bi-orientation de la matière.

Suivant une autre caractéristique de l'invention
on effectue un pré-gonflage de la pré-forme en meme temps qu'on injecte par surmoulage X ,par l'extrémité ouverte de la préforme et en utilisant une matière moulable différente ,un col ayant la forme définitive qui lui est prévue sur la bouteille terminée . La pré-bouteille ainsi obtenue peut être stockée en attente de reprise , our le réchauffage et étirage soufflage final.

Dans les deux cas , ce type de procédé permet- d' utiliser essentiellement des machines existantes standard , dont seuls les outillages sont à adapter à l'invention.

Suivant une autre caractéristique de 17 in- vention , le col de là bouteille ainsi fabriqué par injection constitue simplement une bague supérieure d'étanchéité , pourvue de moyens pour fixer un bouchon t ces moyens peuvent comporter un dispositif d'accrochage par clipsage , ou un filetage , si l'on utilise un bouchon vissé.

Suivant une autre caractéristique de l'invention , le col de la bouteille comporte à la fois une bague supérieure du goulot , et l'extrémité supérieure d'une poignée
Dans ce cas , l'extrémité inférieure de la poignée peut rester libre . Elle peut également se trouver encastrée dans le corps de la bouteille , au moment du soufflage par gonflage final à chaud . <
Suivant une autre caractéristique de l'invention , on utilise , pour le corps et les parois de la bouteille , une matière plastique bi-orientable , choisie parmi les matières suivantes - PET (polyéthylène téréphtalate) - PAN ( polyacrylonitrile) - PP (polypropylène) - PVC ( polychlorure de vinyle).

Suivant une autre caractéristique de-l'invention , la matière choisie pour injecter le col et la poignée éventuelle , est un matériau différent et moins cher,tel que , par exemple , du polypropylène homopolymèreç, ou du polypropylène copolymère.

Suivant une autre caracatéristique de l'invention , si la matériau injecté pour le col possède des performances jugées insuffisantes ,notamment en ce qui concerne l'étanchéité aux gaz , on prévoit de faire remonter la matière noble de la pré-forme sur toute la surface interne du col.

le dessin annexé , donné à titre d'exemple non limitatif , permettra de mieux comprendre les caractéristiques de l'invention.

Figure 1 est une vue extérieure d'une buu- teille à poignée et à goulot vissé , réalisée selon l'invention.

Figure 2 en est une vue latérale avec coupe partielle.

Figure 3 est une coupe axiale de la préwbou- teille injectée.

Figure 4 est une coupe axiale de la partie supérieure de la bouteille terminée , équipée de son bouchon.

Figures 5 à 8 sont des schémas illustrant les phases successives de la fabrication de la bouteille.

> Figure 9 est une coupe axiale partielle de l'outillage montrant la pré-forme en position de surmoulage du col et de la poignée sur le sommet de la pré-forme , si ùultanément au soufflage de la matière constituant le corps en vue d'obtenir la pré-bouteille.

Figure 10 montre l'opération terminée , consistant à pré-gonfler la pré-forme ,en même temps qu'on injecte la poignée et le col , pour obtenir la pré-bouteille.

Figure 11 montre la pré-bouteille obtenue
après pré-gonflage , prête pour un gonflage final à chaud visant à réaliser la bouteille des figures 1 et 2.

Figure 12 montre , en coupa axiale , une variante pos#sible de la pré-bouteille.

On a rrprésenté sur les figures 1 et 2, une bouteille 1 selon l'invention , qui comprend un corps 2 dont le goulot est surmonté par un col 3 équipé d'une poignée 4
Selon l'invention , le col 3 est réalisé d' une pièce en matière plastique injectée , tandis que le corps 2 est en une matière plastique bi-orientée , choisie parmi les matières énoncées ci-dessus ; à savoir : PET , PAN , PP
PVC . Dans l'exemple illustré sur les figures 1 et 2 ,le col 3 est réalisé- d'une pièce avec une poignée 4 qui lui est attachée par son extrémité supérieure .L'extrémité inférieure 5 de la poignée 4 peut rester libre , ou bien être rendue solidaire du corps 2 , au moment de l'opération finale d' étirage et soufflage à chaud , ainsi que cela apparaîtra plus loin
Le col 3 comporte tous les éléments techniques de la bouteille , notamment - un filetage ou des crans d'encliquetage 6 , pour fixer un
bouchon 7 - des éléments d'inviolabilité , tels que des crans 8 , pour
rende inviolable le bouchon 7 , après sa mise en place sur
la bouteille 1 remplie
Au contraire , la matière bi-orientée du corps 2 , permet de réaliser sur celui-ci un gain de poids considérable , tout en lui conférant d'excellentes caractéristiques mécaniques.

Le procédé selon l'invention. consiste dans un premier temps , à fabriquer , par injection d'une matière plastique bi-orientable , une pré-forme 9 (figure 3) ayant l'aspect général d'un doigt de gant . Ensuite , lors d'une opération ultérieure , on injecte , par surmoulage sur l'extrémité ouverte de la pré-forme 9 , et en utilisant une matière moulable différente , un col 3 ayant la forme définitive qui lui est prévue sur la bouteille 1 ( figures 1 , 2 et 3) . Dans l'exemple illustré sur la figure 3 , on a supposé que le col est dépourvu de poignée 4 . On obtient ainsi une pré-bouteille ( figure 3) , qui peut être travaillée immédiatement , ou , au contraire , stockée , en attente de reprise avant de donner naissance à la bouteille 1 finalement désirée.

Dans une opération ultérieure , on place la pré-bouteille 10 dans un moule de typc connu , dont l'empreinte a la forme définitive de la bouteille 1 , et , dans ce moule, on traite la pré-bouteille 10 préalablement réchauffée , par étirage-soufflage à chaud , jusqu'à lui donner la forme finale de la bouteille 1 .Cette opération de réchauffage et étirage-soufflage entraîne , à la manière connue une bi-orienta tion de la matière du corps 9 tandis que le col 3 reste in- changé / ainsi que son éventuelle poignée 4 0 C'est au cours de cette opération finale ,étirage et soufflage à chaud , que la matière du corps 2 vient s'encastrer autour de l'extrémi té inférieure de la poignée 4 ,lorsqu'on souhaite que cette extrémité 5 soit solidarisée du corps 2 , comme dans ltexem- ple illustré sur les figures 1 et 2.

Dans la variante illustrée sur les figures 9 a 11 , on place la pré-forme 9 dans un moule d'injection il (figure 9) , pour y injecter par surmoulage , le col 3 et la poignée 4 . cependant , simultanément , on utilise une buse centrale , logée à l'intérieur du noyau 12 de la pré-forme 9 ,ainsi que le fait d'avoir X dans le moule 10 , une em preinte 13 plus grande que les dimensions extérieures de la pré-forme 9 ( figure 9 ) , pour soumettre cette pré-forme 9 à une opération de pré-gonflage ( figure 10). Ainsi , après démoulage , on obtient une pré-bouteille 14 ( figure 11) dont le corps 15 a déjà été soumis à une première opération de pré-gonflage .Comme la pré-bouteille 10 ( figure 3) , la pré-bouteille 14 ( figure 11) peut être stockée en attente de reprise , pour une opération de réchauffage et étiragesoufflage lui conférant sa forme finale correspondant à la bouteille 1 ; figures 1 et 2).

On a représenté sur la figure 12 , une variante possible pour la réalisation de la pré-bouteille 10 Dans ce cas , la pré-forme 9 est surmontée par une jupe 16 , prévue pour tapisser jusqu'en haut la totalité de l'espace intérieur du col 5 . Cette disposition peut équiper aussi bien une pré-bouteille 10 , réalisée à partir de la pré-forme 9 laissée telle quelle , (figure 12) , qu'une pré--bouteille 14 , dont la préforme 9 a été pré-gonflée pour obtenir un corps intermédiaire 15 , du genre illustré sur la figure 11.

Dans tous les cas , la présence de la jupe 16 est intéressante , lorsque la matière choisie pour injecter le col 3 possède des performances jugées insuffisantes , notamment en ce qui concerne l'étanchéité aux gaz . On voit que cela permet notamment d'obtenir une bouteille 1 selon 1' invention , utilisable même pour contenir des boissons gazeuses , ce qui n'est généralement pas le cas pour les bouteilles en matière plastique de type connu
Le procédé selon l'invention tel qu'il vient d'être décrit , présente , entre autres , le grand avantage de pouvoir être mis en oeuvre sur des machines standard , existant dejà -, dont seuls les outillages sont à adapter à l ' invention .De telles machines sont illustrées sur les fi coures @ a 8
Il est plus avantageux de faire, sur une première machine , la première phase de moulage de la préforme S à bi-orienter , ainsi que la deuxième phase de surmoulage du col 3 , éventuellement le surmoulage de la poignée du flacon et/ou le prégonflage de la pré-forme 14 . Au cours de la deuxième phase , on recourt au refroidissement com plet de l'ensemble : pré- forme ,col 9 et/ouet/ou éventuellement poignée.

Les deux phases d'injection , et éventuellement le pré-gonflage sont réalisés sur une presse horizontale d'injection plastique bi-matière.

Figure 5 est représentée une presse d'injec- tion bi-matière ,munie de deux unités d'injection 17 et 18, qui injectent à travers le plateau fixe 19 . Une des deux unités d'injection peut# injecter suivant un plan de joint des deux demi-moules 20 et 21 . Dans le cas représenté figure 5, l'unité d'injection 17 doit injecter la pré-forme 9, et 1' unité 18 doit injecter la poignée 4 et/ou le col.

La plateau mobile 22 de la presse étant en position arrière ( figure 5) , le système de fermeture sché matisé par les vérins 23 est en position arrière . Les plaques 21 ont fait un demi-tour par rapport à l'axe de rotation 24 . Le noyau 25 est coiffé de la pré-forme 9 qui vient d' être moulée , et se trouve en position pour le surmoulage.

Le goulot de la pré-forme 9 destiné à recevoir le surmoulage a été refroidi par un circuit de refroidissement situé dans le noyau 25 0 Quant au corps 9 , il est - soit refroidi , ou en cours de refroidissement si l'on n'en
visage pas de faire à ce poste un pré-gonflage 15 ( figures
10 et 11) - soit à la température moyenne de pré-gonflage.

Les chariots mobiles 26 et 27 sont en position ouverte . Les chariots 26 contiennent plus particulièrement l'empreinte du goulot 3 de la pré-forme 9 ( zone d' accrochage) . Les cnariots 27 contiennent plus particulière ment l'em)#rei nte du col 3 et de son accrochage au goulot et1-ou l'empreinte de la poignée 4
Les unités d'injection 17 et 18 sont en attente après avoir rechargé.

La figure 6 représente la fermeture de la presse par l'intérmédiaire des vérins 23 . La fermeture du moule formé des deux demi-moules 20 et 21 est réalisée ainsi que la fermeture des chariots 26 qui viennent coiffer le noyau 25 et la fermeture des chariots 27 qui viennent coiffer le noyau recouvert- de la pré-forme 9
L'unité d'injection 17 injecte alors la préforme 9 suivante , à travers le plateau fixe et le demimoule 20 . Une fois l'injection terminée , s'effectue le refroidissement du goulot ; et le refroidissement ou la régulation thermique pour pré-gonflage du corps de la pré-forme 9.

Dès que c'est possible , l'unité d'injection 17 effectue sa phase de plastification , et se met en attente de la prochaine moulée .Simultanément à l'injection de la pré-forme 9 par l'unité dlinjection 17 ,l'unité d'injection 18 injecte Pe col 3 et/ ou la poignée 4 . On entame la phase de refroidissement complet du col 3 et/ou de la poignée 4
Simultanément , soit on continue le refroidissement du corps de la pré-forme 9 ( figures 3 et 12) , soit on effectue le pré-gonflage par une pression d'air amenée à travers le noyau 12 ( figures 9 à 11) , et libéré à travers une soupape 28 située à son extrémité . Dans ces conditions, la paroi de la pré-forme 9 est déformée , pour atteindre la forme pré-gonflée 15 ( figures 10 et 11) de l'enveloppe- La pré-bouteille ainsi obtenue se refroidit complètement dans son moule.

La figure 7 montre le moule au moment de 1' ouverture : les chariots 26 et 27 s'écartent , le plateau 22 recule , entraînant le demi-moule 21 et son plateau de fixation 28 au plateau mobile . Le noyau 25 est recouvert de la pré-forme 9 , le noyau voisin est recouvert de la pré-bouteil
le 10 ou 14 .Par un moyen de dévêtissage 7 connu et approprié , la pré-bouteille 10 ou 14 est démoulée et évacuée
soit en vrac , vers un stockage , soit par un manipulateur 29 qui la saisit alors qu'elle est encore sur place sur son noyau 12 et qui , après le dévêtissage , 1' emmène pour la positionner sur un système de transfert 30 , comme représenté sur la figure 8 , pour entamer le cycle de réchauffage, régulation , étirage , soufflage
Une fois le déchargement de la pré-bouteille 10 , ou 14 , effectué , le demi-moule 21 effectue un demi-tour autour de l'axe de rotation 24 (~figure 8) et on retrouve la configuration décrite figure 5 , où le noyau 25 est prêt à un nouveau cycle.

Pour des raisons de productivité , on peut créer un moule à trois postes 7 et ne plus cumuler la phase de surmoulage , évetuellement pré-gonflage , avec la phase de déchargement ; dans ces conditions , la rotation est d' un tiers de tour à chaque cycle 7 aux postes de moulage de la pré-forme 9 , et d'obtention de la pré-bouteille 10 ou 14 . On ajoute un poste de déchargement de la pré-bouteille 10 ou 14 , qui se fait alors en temps masqué.

Claims

REVENDICATIONS

1 - Procédé pour fabriquer une bouteille (1) dont le corps (2) est en une matière plastique bi-orientée , ca ractérisé en ce que - d'une part ,on fabrique par injection une matière-plastique

bi-orientable , une pré-forme (9) ayant l'aspect général

d'un doigt de gant - tandis que , d'autre part , on injecte par surmoulage sur

l'extrémité ouverte de la pré-forme (9) , et en utilisant

une matière moulable différente , un col (3) ayant la forme

définitive qui lui est prévue sur la bouteille (1) terminée,

la pré-bouteille (10) ou (14) ainsi obtenue pouvant être

stockée en attente de reprise , pour réchauffage et étirage

soufflage final - alors qu'enfin , dans une oopération ultérieure X on procède

au gonflage de la pré-bouteille (10) ou (14) , par étirage

et soufflage à chaud entraînant une bi-orientation de la ma

tière du corps (2).

2 - Procédé suivant la revendication 1 , caractérisé en ce qu'on effecvtue un pré-gonflage de la pré-forme (9), en même temps qu'on injecte , par surmoulage sur son extrémité ouverte , et en utilisant une matière moulable différente , un col (3) ayant la forme définitive qui lui est prévue sur la bou teulle (1) terminée , la pré-bouteille (14) ainsi obtenue possédant un corps (15) pré-gonflé.

3 - Procédé selon l'une quelconque des revendica-tions précédentes , caractérisé ence qu'on utilise , pour le corps (2) et les parois de la bouteille (1) , une matière plastique bi-orientable choisie parmi les matières suivantes - PET ( polyéthylène teréphtalate) - PAN (polyacrylonitrile) - PP (polypropylène) - PVC (polychlorure de vinyle).

4 - Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes , caractérisé en ce que la matière choisie pour injecter le col (3) et/Ou la poignée (4) est un matériau différente et moins cher , tel que par exemple du polypropylène homopolymère , ou du polypropylène copolymère.

5 - Procédé suivant l'une quelconque des revendica tions précédentes , caractérisé en ce qu'on prévoit sur la préforme (9) , une jupe supérieure (16) remontant jusqu'au sommet du goulot de la bouteille (1) terminée , si bien que cette jupe (16) tapisse , sur toute sa hauteur ~ l'intérieur du col surmoulé (3).

6 - procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes ) caractérisé en ce que sa mise en oeuvre s'effectue en utilisant uniquement des machines standard existantes , dont seuls , les demi-moules (20) , (21) le noyau s25) , les chariots mobiles (26) , (27) sont adaptés au profil de la bouteille.

7 - Bouteille en matière plastique obtenue par la mise en oeuvre du procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes ,caractérisée en ce que le col (3) de son goulot constitue simplement une bague supérieure d'etanchéité pourvue de moyens (6) , pour fixer un bouchon (7).

8 - Bouteille suivant la revendication 7 , caractérisée en ce que son col (3) comporte des moyens (8) pour assurer l'inviolabilité du bouchon (7).

9 - Bouteille suivant l'une quelconque des revendications 7 et 8 9 caractérisée en ce que son col (3) est so- lidaire de l'extrémité supérieure d'une poignée (4).

10 - Bouteille suivant l'une quelconque des revendications 7 à 9 , caractérisée en ce que l'extrémité inférieure (5) de la poignée (4) est solidaire du corps (2)

Il - Bouteille suivant l'une quelconque des revendications 7 à 10 , caractérisée en ce que 1' intérieur du col injecté (3) est tapissé , sur toute la hauteur , par une jupe (16) réalisée dans la même matière que le corps (2) et d'une pièce avec celui-ci