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WO2024052114A1 - Récipient en pet et/ou rpet pour produits liquides ou semi-liquides communement appeles ldp ou similaires - Google Patents

Récipient en pet et/ou rpet pour produits liquides ou semi-liquides communement appeles ldp ou similaires Download PDF

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Publication number
WO2024052114A1
WO2024052114A1 PCT/EP2023/072989 EP2023072989W WO2024052114A1 WO 2024052114 A1 WO2024052114 A1 WO 2024052114A1 EP 2023072989 W EP2023072989 W EP 2023072989W WO 2024052114 A1 WO2024052114 A1 WO 2024052114A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
container
preform
neck
less
equal
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/072989
Other languages
English (en)
Inventor
Mikael Derrien
Michel Boukobza
Laurent NAVEAU
Original Assignee
Sidel Participations
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sidel Participations filed Critical Sidel Participations
Priority to EP23757653.3A priority Critical patent/EP4584167A1/fr
Priority to CN202380064406.3A priority patent/CN119836389A/zh
Publication of WO2024052114A1 publication Critical patent/WO2024052114A1/fr

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    • B65D1/00—Rigid or semi-rigid containers having bodies formed in one piece, e.g. by casting metallic material, by moulding plastics, by blowing vitreous material, by throwing ceramic material, by moulding pulped fibrous material or by deep-drawing operations performed on sheet material
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    • B29L2031/716—Bottles of the wide mouth type, i.e. the diameters of the bottle opening and its body are substantially identical

Definitions

  • the field of the invention is that of the design and manufacture of containers from plastic preforms.
  • the invention relates more particularly to a design of containers made of plastic material, more precisely of polyethylene terephthalate (PET) adapted to receive a liquid or semi-liquid product commonly called LDP according to the Anglo-Saxon acronym “Liquid Dairy Products”. such as dairy products in particular, or similar, distributed in a cold chain or at room temperature (aseptic).
  • PET polyethylene terephthalate
  • LDP liquid or semi-liquid product
  • the invention also relates to a preform and a mold for manufacturing such containers.
  • the preform Prior to its blowing, with or without stretching, the preform is heated until its constituent material reaches or exceeds its glass transition temperature.
  • the glass transition temperature is of the order of 70°C and can approach 80°C, depending on the formulation of the material.
  • Plastic containers usually comprise a body extending along a longitudinal axis, and of substantially cylindrical shape of revolution around the longitudinal axis, a bottom, which closes the body at a first end thereof, a shoulder , which extends in the extension of the body from a second end thereof and a neck surmounting the shoulder and having an opening. Furthermore, according to a classic design, the bottoms are stiffened by giving them a hollow shape defining a vault intended to resist different stresses, said bottom possibly including radial stiffeners. These funds also define a plan for placing the containers. That is to say, a container can be placed on its bottom in a stable manner.
  • containers are well known in the form of small bottles whose capacity is less than or equal to 150 ml and intended to contain LDP products according to the Anglo-Saxon acronym “Liquid Dairy Products”, such as dairy products in particular, distributed in a cold chain or at room temperature (aseptic), liquid or semi-liquid such as drinking yogurt containing probiotics or not.
  • LDP products according to the Anglo-Saxon acronym “Liquid Dairy Products”, such as dairy products in particular, distributed in a cold chain or at room temperature (aseptic), liquid or semi-liquid such as drinking yogurt containing probiotics or not.
  • These containers are usually obtained either from high density polyethylene commonly called HDPE or HDPE depending on! Anglo-Saxon acronym “High Density PolyEthylen” or in polystyrene. Containers obtained from HDPE or polystyrene are described in documents JP2002363297, EP2012999 and US4595552 in particular.
  • Document JP2002363297 describes a bottle obtained from HDPE, of low weight, while retaining the transparency required for food bottles, rigid, resistant to shocks and having good dimensional stability and not altering the taste of the contents after long shelf life.
  • This plastic food bottle has a high-density polyethylene layer having a density greater than 0.950 g.cm 3 and a molecular weight distribution of 7.5 145 defined as Mw (weight average molecular weight)/Mn (weight average molecular weight in number) and is formed to have less than 80% converted bottle web at a thickness of 0.5mm.
  • This type of HDPE container nevertheless has the disadvantage of being difficult to recycle in a closed cycle, i.e. an HDPE bottle can hardly be recycled into a new HDPE bottle, the cost of a recycled HDPE bottle said rHDPE being particularly high due to recycling difficulties.
  • the method is characterized in that the polystyrene preform is introduced into the mold cavity, said preform having been manufactured with an average wall thickness of approximately 1.6 mm to 3.4 mm, and in that the preform is subjected to a stretch blow molding process carried out at a blowing temperature of 125°C to 140°C.
  • a preform specifically suitable for the process according to the present invention and made of special polystyrene is also described.
  • document US4595552 describes an injection molding device for forming molded polystyrene articles comprising a polymer (polystyene) supply source, a mold cavity, a conduit connecting the mold cavity and the source feed, an injection assembly for injecting molten polymer into the mold cavity and a shut-off valve associated with the conduit and having an elongated central passage terminating in an outlet port and a needle positioned in oblique relationship with the central passage elongated and selectively insertable into the port in a closed and retractable position of the port and central passage elongated to provide unrestricted polymer flow in an open position.
  • a polymer polystyene
  • Such a device allows the temperature of the molten polystyrene to be lowered during injection molding without producing undesirable physical effects in the parison being formed.
  • the wall thickness of a polystyrene bottle must generally be greater than that of other plastics. So, the parison used to produce the blow molded polystyrene bottle also needs to be relatively thick. However, the increased thickness of the polystyrene bottle poses a significant problem from the point of view of production costs.
  • the cooling time of the polystyrene parison must be longer in order to avoid crystallization or similar phenomena caused by rapid cooling which negatively affects the strength and other characteristics of the finished parison. Since the cooling time of the parison is a critical economic parameter, it is desirable to heat the polystyrene to the lowest possible temperature which still allows correct flow of the polymer into the injection mold. However, if the temperature of the molten polystyrene in the injection mold becomes too low, certain undesirable features, such as weld lines, appear in the parison being formed and/or in the subsequently formed blow molded bottle.
  • polystyrene bottles nevertheless have the disadvantage of being expensive to recycle. Indeed, the recycling of polystyrene (PS) requires mechanical treatment and chemical treatment which make the recycling of polystyrene expensive. So, making bottles from recycled polystyrene is too expensive.
  • PS polystyrene
  • the invention aims in particular to meet this need.
  • One of the aims of the invention is therefore to meet this need and to remedy the disadvantages of containers obtained from HDPE or polystyrene by proposing a container, a preform and a mold of simple and inexpensive design, requiring a small quantity of material and having low pressure blowability which allows high manufacturing rates while maintaining good rigidity.
  • a container obtained by blowing or stretch-blowing from a polyethylene terephthalate (PET) preform, which comprises a body, a shoulder in the extension of said body at an upper end thereof, a neck in the extension of the shoulder, said neck being open and forming a lip of the final container formed from said preform, and a bottom which extends to a lower end of the container, said container being intended to receive a liquid or semi-liquid product commonly called LDP according to the Anglo-Saxon acronym “Liquid Dairy Products” called aseptic, such as dairy products in particular, or the like, distributed in the cold chain or at room temperature (aseptic) and having a capacity less than or equal to 150 ml, remarkable in that the height of the container from the rim to the bottom of the container is less than or equal to 120 mm and in that the ratio to the external diameter of the body and the external diameter under the neck is between 1.3 and 2.3, the height of the neck being less
  • Such characteristics provide good blowability, including at low blowing pressure, a sufficiently rigid container while having a particularly low weight, of the order of 5 grams for a 150 ml container.
  • the container according to the invention allows the manufacture of containers at a very low cost due to its good blowability at low pressure, which allows high manufacturing rates, and the small quantity of material (PET) for its manufacture.
  • the ratio between the area of the container under the neck, expressed in cm 2 and the weight of said container, expressed in grams, is between 18 and 45.
  • the external diameter under the neck is preferably less than or equal to 31 mm and the maximum external diameter of the body is less than or equal to 54 mm.
  • the body has over all or part of its height a superposition of annular stiffeners, said stiffeners improving the rigidity of said container.
  • the bottom comprises a peripheral seat and a concave central dome, in the form of a substantially spherical cap with concavity facing the outside of the container, said central dome being rigid or semi-rigid.
  • said central dome may include one or more stiffeners in order to increase the rigidity of the bottom.
  • said central dome may comprise a plurality of radial stiffeners extending substantially from the center of said central dome to the peripheral seat.
  • the body comprises between the central part of the body and the neck an annular groove forming a constriction improving the grip of the container in particular.
  • Another object of the invention relates to a preform intended for forming containers by blow molding or stretch blow molding according to the invention, said preform being made of polyethylene terephthalate (PET) and comprising a neck, a body and a bottom, said body being symmetrical in revolution around a central axis C, having a cylindrical portion of revolution and being formed by a wall which has an external skin and an internal skin, the bottom being located at one of the ends of the body by closing the latter , and the neck extending in the extension of the body at the opposite end of the body, said neck being open and forming a rim of the final container formed from said preform; said preform is remarkable in that it has a height of the rim at the bottom less than or equal to 50 mm, an external diameter of the body less than or equal to 25 mm and a thickness of the wall of the body, that is to say the thickness between the inner skin and the outer skin, between 1.2 and 2.0 mm.
  • PET polyethylene terephthalate
  • the bottom of the preform has a substantially hemispherical shape and an exterior radius of curvature of between 6 and 13 mm.
  • said preform comprises at least one additive giving polyethylene terephthalate the property of filtering at least partially the visible spectrum of light.
  • a final object of the invention relates to a mold for manufacturing a container by blowing or stretch-blowing a polyethylene terephthalate (PET) preform according to the invention, said mold comprising at least one mold base capable of being movably mounted in a side wall which defines a cavity in the imprint of a part of the container, said side wall comprising two half-molds each defining a half-imprint of the body of the container and mounted in rotation one by relative to each other, between a so-called open position, in which the half-molds are angularly spaced apart from each other and the bottom of the mold is lowered relative to the half-molds to allow the introduction of the roughing and evacuation of the formed container, and a so-called closed position, in which the half-molds are applied against each other and trap the bottom of the mold between them to thus form the cavity and define the total footprint of the container to form; said mold is remarkable in that the half-cavities of the side walls and/or the bottom of the mold
  • FIG.1 is a perspective view of the container according to the invention.
  • FIG.2 is a side view of the container according to the invention shown in [Fig.l];
  • FIG.3 is a bottom view of the container according to the invention, that is to say a view representing the bottom of the container;
  • FIG.4 is a side view of a preform according to the invention for the manufacture of a container according to the invention
  • FIG.5 is an elevation view of the preform shown in [Fig.4];
  • FIG.6 is a partial, transparent perspective view of a mold for manufacturing a container according to the invention from a preform according to the invention.
  • a container 1 is shown, in this case a bottle, made by stretch blow molding from a preform of thermoplastic material such as PET (polyethylene terephthalate) which will be detailed below. a little further.
  • PET polyethylene terephthalate
  • Said container 1 comprises, at an upper end, a threaded neck 2, provided with a rim 3.
  • the container 1 comprises in its upper part a shoulder 4 flaring into the direction opposite to the neck 2, this shoulder 4 being extended by a side wall or body 5, of generally cylindrical shape of revolution around a main axis X of the container 1.
  • the body 5 could have a different shape such as a square cross section with quarter-round shaped edges for example without departing from the scope of the invention.
  • the container 1 further comprises a bottom 6 which extends to a lower end of the container 1.
  • Said bottom 6, with reference to [Fig.3], comprises a seat 7 in the form of a thin annular bead which extends substantially axially in the extension of the body 5.
  • the seat 7 ends in a continuous flat and annular face which forms the lower end of the container 1 and defines a plane 8 of installation perpendicular to the axis of the container 1 , whereby it can rest stably on a flat surface.
  • the installation plane 8 is connected outwards to an external lateral face 9 of the seat 7 (which extends in the extension of the body 5) by a fillet 10 with a small radius of curvature, that is to say say in the order of a millimeter.
  • the seat 7 Towards the inside of the container 1, the seat 7 comprises an annular cheek 11, which extends axially towards the inside of the container 1 in the extension of the installation plane 8.
  • the installation plane 8 is connected inwards to the cheek 11 by a fillet 12 which is preferably with a small radius of curvature.
  • the bottom 6 further comprises a concave central dome 13, in the form of a substantially spherical cap with concavity facing the outside of the container and which extends in the extension of the cheek 11 (which forms a junction between the installation plane 8 and the vault 13) up to a central zone 14 forming a pin 15 which extends axially projecting towards the inside of the container 1, said central dome 13 being rigid or semi-rigid.
  • the bottom 6 is also provided with a series of stiffeners 16 which extend from the central zone 14 substantially to the installation plane 8.
  • the stiffeners 16 do not extend beyond the installation plane 8, that is to say they do not extend onto the external lateral face 9.
  • stiffeners can extend beyond the installation plane 8 by overflowing onto the external side face 9 without departing from the scope of the invention.
  • the body 5 has over all or part of its height a superposition of annular stiffeners 17 making it possible to increase the rigidity of said body 5.
  • the body 5 comprises between the central part of the body 5 and the neck 2 an annular groove 18 forming a constriction providing in particular a better grip of the container and improving the rigidity of the body 5 of the container 1.
  • the height of said container 1 from the rim 3 to the bottom 6 of the container 1 is less than or equal to 120 mm and the ratio defined as being the ratio between the diameter external diameter of the body 5 and the external diameter under neck 2 is between 1.3 and 2.3, the height of the neck being less than 15 mm.
  • These characteristics provide good blowability even at low blowing pressure and, ultimately, a sufficiently rigid container while having a particularly low weight, less than or equal to 5 grams depending on the capacity of the container which is less than or equal to 150 ml.
  • Low blowing pressure means a blowing pressure of between 10 and 18 bars.
  • the container according to the invention allows the manufacture of containers at a very low cost due to the very good match between the preform and the packaging, which allows optimal weight reduction. whether virgin PET or recycled PET (known as rPET) at extremely low blowing pressures and maximum production rates.
  • the ratio between the area of the container under the neck, expressed in cm 2 and the weight of said container, expressed in grams, is between 18 and 45, the external diameter under the neck is, preferably, less than or equal to 31 mm and the maximum external diameter of the body is less than or equal to 54 mm.
  • the preform 19 intended for forming containers by blow molding or stretch blow molding according to the invention is obtained in polyethylene terephthalate (PET) and usually comprises a neck 20, a body 21 and a bottom 22, said body 21 being symmetrical in revolution around a central axis C, having a cylindrical portion of revolution and being formed by a wall which has an external skin 23 and an internal skin 24, the bottom 22 being located at one of the ends of the body 21 while closing the latter , and the neck 20 extending in the extension of the body 21 at the opposite end of the bottom 22, said neck 20 being open and forming a rim 3 of the final container 1 formed from said preform 19.
  • PET polyethylene terephthalate
  • Said preform has a height of the rim 3 at the bottom 22 less than or equal to 50 mm, an external diameter of the body 21 less than or equal to 25 mm and a thickness of the wall of the body 21, that is to say the thickness between the internal skin 24 and the external skin 23, between 1.2 and 2.0 mm.
  • the bottom of the preform has a substantially hemispherical shape and an exterior radius of curvature of between 6 and 13 mm.
  • said preform comprises at least one additive giving polyethylene terephthalate the property of filtering at least partially the visible spectrum of light.
  • said preform 19 in PET resin is added with titanium dioxide (TiO2).
  • TiO2 titanium dioxide
  • Titanium dioxide provides the white color and, in certain proportions well known to those skilled in the art, the functionality of a light barrier in the visible and helps prevent the degradation of riboflavin (vitamin B2).
  • a mold 30 for the manufacture of a container by blowing or stretch-blowing a preform 19 in polyethylene terephthalate (PET) as described above, a mold 30 is used. comprising at least one mold base 31 capable of being movably mounted in a side wall 32 which defines a cavity 33 in the imprint of a part of the container 1, said side wall 32 comprising two half-molds 34a, 34b each defining a half-cavity 35a, 35b of the body 5 of the container 1 and mounted in rotation relative to each other, between a so-called open position, in which the half-molds 34a, 34b are spaced angularly apart from each other.

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  • Containers Having Bodies Formed In One Piece (AREA)

Abstract

La présente invention concerne un récipient (1) obtenu par soufflage ou par étirage- soufflage à partir d'une préforme (19) en polyéthylène terephtalate (PET), qui comprend un corps (5), une épaule (4) dans le prolongement dudit corps (5) à une extrémité supérieure de celui-ci, un col (2) dans le prolongement de l'épaule (4), ledit col (2) étant ouvert et formant un buvant (3) du récipient (1) final formé à partir de ladite préforme (19), et un fond (6) qui s'étend à une extrémité inférieure du récipient (1), ledit récipient (1) étant destiné à recevoir un produit liquide ou semi-liquide communément appelés LDP selon l'acronyme anglo-saxon « Liquid Dairy Products », tels que des produits laitiers notamment, ou similaire, distribués en chaîne froide ou à température ambiante (aseptique) et présentant une capacité inférieure ou égale à 150 ml; ledit récipient (1) est remarquable en ce que la hauteur du récipient (1) depuis le buvant (3) juqu'au fond (6) du récipient est inférieure ou égale à 120 mm et en ce que le ratio définit comme étant le rapport entre le diamètre externe du corps (5) et le diamètre externe sous col (2) est compris entre 1,3 et 2,3, la hauteur du col (2) étant inférieure à 15 mm. Un autre objet de l'invention concerne une préforme pour la fabrication d'un récipient suivant l'invention et un dernier objet de l'invention concerne un moule pour la production de tels récipients.

Description

Description
Titre de l'invention : Récipient en PET et/ou rPET pour produits liquides ou semi-liquides communément appelés LDP ou similaires Domaine technique
[0001] Le domaine de l’invention est celui de la conception et de la fabrication de récipients à partir de préformes en matière plastique. L’invention concerne plus particulièrement une conception de récipients en matière plastique, plus précisément en polyéthylène te- rephtalate (PET) adapté à recevoir un produit liquide ou semi-liquide communément appelés LDP selon l’acronyme anglo-saxon « Liquid Dairy Products », tels que des produits laitiers notamment, ou similaire, distribués en chaîne froide ou à température ambiante (aseptique). L’invention concerne également une préforme et un moule pour la fabrication de tels récipients.
Etat de la technique
[0002] Il est bien connu qu’un récipient en matière plastique est obtenu par soufflage ou étirage- soufflage d’une préforme au sein d'un moule à l'empreinte du récipient.
[0003] Préalablement à son soufflage, avec ou sans étirage, la préforme est chauffée jusqu’à ce que sa matière constitutive atteigne ou dépasse sa température de transition vitreuse. Par exemple, dans le cas où le récipient est en polyéthylène téréphtalate, la température de transition vitreuse est de l'ordre de 70°C et peut s'approcher de 80°C, selon la formulation du matériau.
[0004] Les récipients plastiques comprennent usuellement un corps s’étendant suivant un axe longitudinal, et de forme sensiblement cylindrique de révolution autour de l’axe longitudinal, un fond, qui ferme le corps à une première extrémité de celui-ci, une épaule, qui s’étend dans le prolongement du corps à partir d’une deuxième extrémité de celui-ci et un goulot surmontant l’épaule et présentant une ouverture. De plus, selon une conception classique, les fonds sont rigidifiés en leur conférant une forme creuse définissant une voûte destinée à résister à différentes contraintes, ledit fond pouvant comprendre accessoirement des raidisseurs radiaux. Ces fonds définissent également un plan de pose des récipients. C’est-à-dire qu’un récipient peut être déposé sur son fond, de manière stable.
[0005] Par ailleurs, dans le domaine du packaging, il est bien connu des récipients se présentant sous la forme de petites bouteilles dont la contenance est inférieure ou égale à 150 ml et destinés à contenir des produits LDP selon l’acronyme anglo-saxon « Liquid Dairy Products », tels que des produits laitiers notamment, distribués en chaîne froide ou à température ambiante (aseptique), liquides ou semi-liquides tels que du yaourt à boire contenant des probiotiques ou non. [0006] Ces récipients sont usuellement obtenus soit dans du polyéthylène haute densité communément appelé PEHD ou HDPE selon!’ acronyme anglo-saxon « High Density Po- lyEthylen » soit dans du polystyrène. Des récipients obtenus dans du HDPE ou du polystyrène sont décrits dans les documents JP2002363297, EP2012999 et US4595552 notamment.
[0007] Le document JP2002363297 décrit une bouteille obtenue dans du HDPE, de faible poids, tout en conservant la transparence requise pour les bouteilles alimentaires, rigide, résistante aux chocs et présentant une bonne stabilité dimensionnelle et n'altérant pas le goût du contenu après une longue conservation. Cette bouteille en plastique pour aliments a une couche de polyéthylène haute densité ayant une densité supérieure à 0,950 g.cm 3 et une distribution de poids moléculaire de 7,5 145 définie par Mw (poids moléculaire moyen en poids)/Mn (poids moléculaire moyen en nombre) et est formée pour avoir moins de 80% de voile de bouteille converti à une épaisseur de 0,5 mm.
[0008] Ce type de récipients en HDPE présente néanmoins l’inconvénient d’être difficilement recyclable en cycle fermé, i.e. qu’une bouteille en HDPE peut difficilement être recyclé en une nouvelle bouteille en HDPE, le coût d’ une bouteille en HDPE recyclé dit rHDPE étant particulièrement élevé en raison des difficultés de recyclage.
[0009] On connait également le document EP2012999 qui décrit un procédé de fabrication d'un récipient en plastique, en particulier d'une bouteille en plastique, selon lequel une préforme constituée de polystyrène est chauffée et introduite dans une cavité de moule d'un moule de soufflage d'un système de formage par étirage-gonflage. La préforme est gonflée par un gaz injecté en surpression, habituellement de l'air, selon la cavité du moule de soufflage et est simultanément étirée par une tige d'étirage. Le récipient ainsi soufflé est alors démoulé. Le procédé se caractérise par le fait que la préforme de polystyrène est introduite dans la cavité de moule, ladite préforme ayant été fabriquée avec une épaisseur de paroi moyenne d'environ 1,6 mm à 3,4 mm, et en ce que la préforme est soumise à un processus par étirage-soufflage exécuté à une température de soufflage de 125°C à 140°C. Une préforme spécifiquement appropriée au procédé selon la présente invention et constituée de polystyrène spécial est également décrite.
[0010] Par ailleurs, le document US4595552 décrit un dispositif de moulage par injection pour former des articles en polystyrène moulé comprenant une source d'alimentation en polymère (polystyène), une cavité de moule, un conduit reliant la cavité de moule et la source d'alimentation, un ensemble d'injection pour injecter du polymère fondu dans la cavité de moule et une vanne d'arrêt associée au conduit et ayant un passage central allongé se terminant par un orifice de sortie et une aiguille positionnée en relation oblique avec le passage central allongé et pouvant être insérée sélectivement dans l'orifice dans une position fermée et rétractable de l'orifice et du passage central allongé pour fournir un écoulement de polymère non restreint dans une position ouverte.
[0011] Un tel dispositif permet l'abaissement de la température du polystyrène fondu pendant le moulage par injection sans produire d'effets physiques indésirables dans la paraison en cours de formation. En effet, le polystyrène présentant des caractéristiques de résistance inférieures à celles de la plupart des plastiques utilisés dans les bouteilles, l'épaisseur de la paroi d'une bouteille en polystyrène doit généralement être plus importante que celle des autres plastiques. Ainsi, la paraison utilisée pour produire la bouteille en polystyrène moulée par soufflage doit également être relativement épaisse. Or l'épaisseur accrue de la bouteille en polystyrène pose un problème important du point de vue des coûts de production. Étant donné que la paraison moulée par injection est plus épaisse que la plupart des paraisons utilisées dans la formation des bouteilles en plastique, le temps de refroidissement de la paraison en polystyrène doit être plus long afin d'éviter la cristallisation ou des phénomènes similaires causés par un refroidissement rapide qui affecte négativement la résistance et d'autres caractéristiques de la paraison terminée. Le temps de refroidissement de la paraison étant un paramètre économique critique, il est souhaitable de chauffer le polystyrène à la température la plus basse possible qui permette encore un écoulement correct du polymère dans le moule d'injection. Cependant, si la température du polystyrène fondu dans le moule d'injection devient trop basse, certaines caractéristiques indésirables, telles que des lignes de soudure, apparaissent dans la paraison en cours de formation et/ou dans la bouteille moulée par soufflage formée ultérieurement.
[0012] Bien que ledit dispositif permet d’éviter ces inconvénients, les bouteilles en polystyrène présentent néanmoins l’inconvénient d’être coûteuses à recycler. En effet, le recyclage du polystyrène (PS) nécessite un traitement mécanique et un traitement chimique qui rendent le recyclage du polystyrène onéreux. Ainsi, la fabrication de bouteilles à partir de polystyrène recyclé est trop coûteuse.
[0013] Il existe donc un besoin pour la fabrication de bouteilles de faible contenance, i.e. une contenance inférieure ou égale à 150 ml, obtenues dans un matériau recyclable et peu onéreux tel que le polyéthylène terephtalate (PET) avec un poids le plus faible possible tout en ayant une bonne soufflabilité pour une fabrication à haute cadence avec une parfaite maitrise de la répartition matière. En effet, la quête d'économies de matière et de réduction des émissions polluantes est prépondérante.
[0014] L’invention a notamment pour objectif de répondre à ce besoin.
Divulgation de l’invention
[0015] L'un des buts de l'invention est donc de répondre à ce besoin et à remédier aux inconvénients des récipients obtenus en HDPE ou en polystyrène en proposant un récipient, une préforme et un moule de conception simple et peu onéreuse, nécessitant une faible quantité de matière et ayant une soufflabilité à basse pression qui permet des hautes cadences de fabrication tout en conservant une bonne rigidité.
[0016] A cet effet, et conformément à l’invention, il est proposé un récipient obtenu par soufflage ou par étirage-soufflage à partir d’une préforme en polyéthylène terephtalate (PET), qui comprend un corps, une épaule dans le prolongement dudit corps à une extrémité supérieure de celui-ci, un col dans le prolongement de l’épaule, ledit col étant ouvert et formant un buvant du récipient final formé à partir de ladite préforme, et un fond qui s'étend à une extrémité inférieure du récipient, ledit récipient étant destiné à recevoir un produit liquide ou semi-liquide communément appelés LDP selon l’acronyme anglo-saxon « Liquid Dairy Products » dit aseptique, tels que des produits laitiers notamment, ou similaire, distribués en chaîne froide ou à température ambiante (aseptique) et présentant une capacité inférieure ou égale à 150 ml, remarquable en ce que la hauteur du récipient depuis le buvant juqu’au fond du récipient est inférieure ou égale à 120 mm et en ce que le ratio le diamètre externe du corps et le diamètre externe sous col est compris entre 1,3 et 2,3, la hauteur du col étant inférieure à 15 mm.
[0017] De telles caractéristiques procurent une bonne soufflabilité y compris à basse pression de soufflage, un récipient suffisamment rigide tout en présentant un poids particulièrement faible, de l’ordre de 5 grammes pour un récipient de 150 ml. Ainsi, outre le fait que le PET est recyclable en circuit fermé, le récipient suivant l’invention permet la fabrication de récipients à un coût très faible en raison de raison de sa bonne soufflabilité à basse pression, qui permet des hautes cadences de fabrication, et de la faible quantité de matière (PET) pour sa fabrication.
[0018] De préférence, le ratio entre l’aire du récipient sous col, exprimé en cm2 et le poids dudit récipient, exprimé en grammes est compris entre 18 et 45.
[0019] Par ailleurs, le diamètre externe sous col est, de préférence, inférieur ou égal à 31 mm et le diamètre externe maximal du corps est inférieur ou égal à 54 mm.
[0020] De manière avantageuse, le corps présente sur tout ou partie de sa hauteur une superposition de raidisseurs annulaires, lesdits raidisseurs améliorant la rigidité dudit récipient.
[0021] De plus, le fond comprend une assise périphérique et un dôme central concave, sous forme d'une calotte sensiblement sphérique à concavité tournée vers l'extérieur du récipient, ledit dôme central étant rigide ou semi-rigide.
[0022] Accessoirement, ledit dôme central peut comporter un ou plusieurs raidisseurs afin d’ augmenter la rigidité du fond.
[0023] A cet égard, que ledit dôme central peut comporter une pluralité de raidisseurs radiaux s’étendant sensiblement depuis le centre dudit dôme central jusqu’à l’assise périphérique. [0024] Accessoirement le corps comporte entre la partie centrale du corps et le col une gorge annulaire formant un rétreint améliorant la préhension du récipient notamment.
[0025] Un autre objet de l’invention concerne une préforme destinée au formage de récipients par soufflage ou étirage soufflage suivant l’invention, ladite préforme étant en polyéthylène téréphtalate (PET) et comprenant un col, un corps et un fond, ledit corps étant symétrique de révolution autour d’un axe central C, présentant une portion cylindrique de révolution et étant formé par une paroi qui présente une peau externe et une peau interne, le fond étant situé à l’une des extrémités du corps en fermant ce dernier, et le col s’étendant dans le prolongement du corps à l’extrémité opposée du corps, ledit col étant ouvert et formant un buvant du récipient final formé à partir de ladite préforme ; ladite préforme est remarquable en ce qu’elle présente une hauteur du buvant au fond inférieure ou égale à 50 mm, un diamètre externe du corps inférieur ou égal à 25 mm et une épaisseur de la paroi du corps, c’est-à-dire l’épaisseur entre la peau interne et la peau externe, comprise entre 1,2 et 2,0 mm.
[0026] De préférence, le fond de la préforme présente une forme sensiblement hémisphérique et un rayon de courbure extérieur compris entre 6 et 13 mm.
[0027] Accessoirement, ladite préforme comprend au moins un additif conférant au polyéthylène téréphtalate la propriété de filtrer au moins partiellement le spectre visible de la lumière.
[0028] Un dernier objet de l’invention concerne un moule pour la fabrication d’un récipient par soufflage ou étirage-soufflage d’une préforme en polyéthylène téréphtalate (PET) suivant l’invention, ledit moule comprenant au moins un fond de moule apte à être monté mobile dans une paroi latérale qui définit une cavité à l'empreinte d'une partie du récipient, ladite paroi latérale comprenant deux demi-moules définissant chacun une demi-empreinte du corps du récipient et montés en rotation l'un par rapport à l'autre, entre une position dite ouverte, dans laquelle les demi-moules sont écartés angu- lairement l'un de l'autre et le fond de moule est abaissé relativement aux demi-moules pour permettre l'introduction de l'ébauche et l'évacuation du récipient formé, et une position dite fermée, dans laquelle les demi-moules sont appliqués l'un contre l'autre et emprisonnent entre eux le fond de moule pour former ainsi la cavité et définir l'empreinte totale du récipient à former ; ledit moule est remarquable en ce que les demi-empreintes des parois latérales et/ou le fond de moule sont conformées pour produire un récipient selon l’invention.
Brève description des dessins
[0029] D’autres avantages et caractéristiques ressortiront mieux de la description qui va suivre de plusieurs variantes d’exécution, données à titre d’exemples non limitatifs, du récipient, de la préforme et du moule pour la production dudit récipient conforme à l’invention, en référence aux dessins annexés sur lesquels :
[0030] [Fig.1] est une vue en perspective du récipient suivant l’invention ;
[0031] [Fig.2] est une vue de côté du récipient suivant l’invention représenté sur la [Fig.l] ;
[0032] [Fig.3] est une vue de dessous du récipient suivant l’invention, c’est-à-dire une vue représentant le fond du récipient ;
[0033] [Fig.4] est une vue de côté d’une préforme suivant l’invention pour la fabrication d’un récipient suivant l’invention ;
[0034] [Fig.5] est une vue en élévation de la préforme représentée sur la [Fig.4] ;
[0035] [Fig.6] est une vue en perspective partielle et en transparence d’un moule pour la fabrication d’un récipient suivant l’invention à partir d’une préforme suivant l’invention.
Mode de réalisation de l’invention
[0036] Dans la suite de la description du récipient suivant l'invention, les mêmes références numériques désignent les mêmes éléments. Les différentes vues ne sont pas nécessairement tracées à l'échelle.
[0037] En référence aux figures 1 à 3, il est représenté un récipient 1, en l'occurrence une bouteille, réalisé par étirage soufflage à partir d'une préforme en matière thermoplastique tel que du PET (polyéthylène téréphtalate) qui sera détaillée un peu plus loin.
[0038] Ledit récipient 1 comprend, à une extrémité supérieure, un col 2 fileté, muni d'un buvant 3. Dans le prolongement du col 2, le récipient 1 comprend dans sa partie supérieure une épaule 4 allant en s'évasant dans la direction opposée au col 2, cette épaule 4 étant prolongée par une paroi latérale ou corps 5, de forme généralement cylindrique de révolution autour d'un axe X principal du récipient 1.
[0039] Il va de soi que le corps 5 pourra présenter une forme différente telle qu’une section transversale carrée avec des arrêtes de forme quart de ronde par exemple sans pour autant sortir du cadre de l’invention.
[0040] Le récipient 1 comprend en outre un fond 6 qui s'étend à une extrémité inférieure du récipient 1. Ledit fond 6, en référence à la [Fig.3], comprend une assise 7 sous forme d'un bourrelet annulaire mince qui s'étend sensiblement axialement dans le prolongement du corps 5. L'assise 7 se termine par une face continue plane et annulaire qui forme l'extrémité inférieure du récipient 1 et définit un plan 8 de pose perpendiculaire à l'axe du récipient 1 , par lequel celui-ci peut reposer de manière stable sur une surface plane. Le plan 8 de pose se raccorde vers l'extérieur à une face 9 latérale externe de l'assise 7 (qui s'étend dans le prolongement du corps 5) par un congé 10 à faible rayon de courbure, c'est-à-dire de l'ordre du millimètre.
[0041] Vers l'intérieur du récipient 1, l'assise 7 comprend une joue 11 annulaire, qui s'étend axialement vers l'intérieur du récipient 1 dans le prolongement du plan 8 de pose. Le plan 8 de pose se raccorde vers l'intérieur à la joue 11 par un congé 12 qui est de préférence à faible rayon de courbure. [0042] Le fond 6 comprend en outre un dôme central 13 concave, sous forme d'une calotte sensiblement sphérique à concavité tournée vers l'extérieur du récipient et qui s'étend dans le prolongement de la joue 11 (laquelle forme une jonction entre le plan 8 de pose et la voûte 13) jusqu'à une zone 14 centrale formant un pion 15 qui s'étend axialement en saillie vers l'intérieur du récipient 1, ledit dôme central 13 étant rigide ou semi- rigide. Comme cela est illustré sur les dessins, le fond 6 est par ailleurs munie d'une série de raidisseurs 16 qui s'étendent depuis la zone centrale 14 sensiblement jusqu'au plan 8 de pose. De préférence, les raidisseurs 16 ne s'étendent pas au-delà du plan 8 de pose, c'est-à-dire qu'ils ne débordent pas sur la face 9 latérale externe. Dans cet exemple particulier de réalisation, lesdits raidisseurs 16 sont au nombre de 5 ; néanmoins, ce nombre est fourni à titre d'exemple et pourrait être différent.
[0043] Par ailleurs, il va de soi que lesdits raidisseurs peuvent s’étendre au-delà du plan de pose 8 en débordant sur la face latérale externe 9 sans pour autant sortir du cadre de l’invention.
[0044] De plus, le corps 5 présente sur tout ou partie de sa hauteur une superposition de raidisseurs annulaires 17 permettant d’augmenter la rigidité dudit corps 5.
[0045] Accessoirement, le corps 5 comporte entre la partie centrale du corps 5 et le col 2 une gorge annulaire 18 formant un rétreint procurant notamment une meilleure préhension du récipient et améliorant la rigidité du corps 5 du récipient 1.
[0046] Selon une caractéristique essentielle du récipient 1 suivant l’invention, la hauteur dudit récipient 1 depuis le buvant 3 juqu’au fond 6 du récipient 1 est inférieure ou égale à 120 mm et le ratio définit comme étant le rapport entre le diamètre externe du corps 5 et le diamètre externe sous col 2 est compris entre 1,3 et 2,3, la hauteur du col étant inférieure à 15 mm. Ces caractéristiques procurent une bonne soufflabilité y compris à basse pression de soufflage et, in fine, un récipient suffisamment rigide tout en présentant un poids particulièrement faible, inférieur ou égal à 5 grammes en fonction de la contenance du récipient qui est inférieure ou égale à 150 ml. On entend par faible pression de soufflage, une pression de soufflage comprise entre 10 et 18 bars. Ainsi, outre le fait que le PET est recyclable en circuit fermé, le récipient suivant l’invention permet la fabrication de récipients à un coût très faible du fait de la très bonne adéquation entre la préforme, l’emballage, qui permet un allègement optimal qu’il s’agisse de PET vierge ou de PET recyclé (dit rPET) à des pressions de soufflage extrêmement réduites et une cadence de production maximale..
[0047] Par ailleurs le ratio entre l’aire du récipient sous col, exprimé en cm2 et le poids dudit récipient, exprimé en grammes est compris entre 18 et 45, le diamètre externe sous col est, de préférence, inférieur ou égal à 31 mm et le diamètre externe maximal du corps est inférieur ou égal à 54 mm.
[0048] Afin de fabriquer des récipients suivant l’invention, en référence aux figures 4 et 5, la préforme 19 destinée au formage de récipients par soufflage ou étirage soufflage suivant l’invention, est obtenu dans du polyéthylène téréphtalate (PET) et comprend de manière usuelle un col 20, un corps 21 et un fond 22, ledit corps 21 étant symétrique de révolution autour d’un axe central C, présentant une portion cylindrique de révolution et étant formé par une paroi qui présente une peau externe 23 et une peau interne 24, le fond 22 étant situé à l’une des extrémités du corps 21 en fermant ce dernier, et le col 20 s’étendant dans le prolongement du corps 21 à l’extrémité opposée du fond 22, ledit col 20 étant ouvert et formant un buvant 3 du récipient 1 final formé à partir de ladite préforme 19.
[0049] Ladite préforme présente une hauteur du buvant 3 au fond 22 inférieure ou égale à 50 mm, un diamètre externe du corps 21 inférieur ou égal à 25 mm et une épaisseur de la paroi du corps 21, c’est-à-dire l’épaisseur entre la peau interne 24 et la peau externe 23, comprise entre 1,2 et 2,0 mm.
[0050] De préférence, le fond de la préforme présente une forme sensiblement hémisphérique et un rayon de courbure extérieur compris entre 6 et 13 mm.
[0051] Accessoirement, ladite préforme comprend au moins un additif conférant au polyéthylène téréphtalate la propriété de filtrer au moins partiellement le spectre visible de la lumière.
[0052] Selon un exemple bien connu, pour les produits laitiers, ladite préforme 19 en résine PET est additionnée de dioxyde de titane (TiO2). Le dioxyde de titane apporte la couleur blanche et, dans certaines proportions bien connues de l’ Homme du Métier, la fonctionnalité de barrière lumière dans le visible et permet d’empêcher la dégradation de la riboflavine (vitamine B2).
[0053] Par ailleurs, en référence à la [Fig.6], pour la fabrication d’un récipient par soufflage ou étirage-soufflage d’une préforme 19 en polyéthylène téréphtalate (PET) telle que décrite précédemment, on utilise un moule 30 comprenant au moins un fond de moule 31 apte à être monté mobile dans une paroi latérale 32 qui définit une cavité 33 à l'empreinte d'une partie du récipient 1 , ladite paroi latérale 32 comprenant deux demi- moules 34a, 34b définissant chacun une demi-empreinte 35a, 35b du corps 5 du récipient 1 et montés en rotation l'un par rapport à l'autre, entre une position dite ouverte, dans laquelle les demi-moules 34a, 34b sont écartés angulairement l'un de l'autre et le fond de moule 31 est abaissé relativement aux demi-moules 34a, 34b pour permettre l'introduction de la préforme 19 et l'évacuation du récipient 1 formé, et une position dite fermée, dans laquelle les demi-moules 34a, 34b sont appliqués l'un contre l'autre et emprisonnent entre eux le fond de moule 31 pour former ainsi la cavité 33 et définir l'empreinte totale du récipient 1 à former. Les demi-empreintes 35a, 35b des parois latérales 32 et/ou le fond de moule 31 sont conformées pour produire un récipient 1 selon l’invention. [0054] Enfin, il est bien évident que les exemples que l'on vient de donner ne sont que des illustrations particulières en aucun cas limitatives quant aux domaines d'application de l'invention.

Claims

Revendications
[Revendication 1] Récipient (1) obtenu par soufflage ou par étirage- soufflage à partir d’une préforme (19) en polyéthylène terephtalate (PET), qui comprend un corps (5), une épaule (4) dans le prolongement dudit corps (5) à une extrémité supérieure de celui-ci, un col (2) dans le prolongement de l’épaule (4), ledit col (2) étant ouvert et formant un buvant (3) du récipient (1) final formé à partir de ladite préforme (19), et un fond (6) qui s'étend à une extrémité inférieure du récipient (1), ledit récipient (1) étant destiné à recevoir un produit liquide ou semi- liquide communément appelés LDP selon l’acronyme anglo-saxon « Liquid Dairy Products », tels que des produits laitiers notamment, ou similaire, distribués en chaîne froide ou à température ambiante (aseptique) et présentant une capacité inférieure ou égale à 150 ml, caractérisé en ce que la hauteur du récipient (1) depuis le buvant (3) juqu’au fond (6) du récipient est inférieure ou égale à 120 mm et en ce que le ratio définit comme étant le rapport entre le diamètre externe du corps (5) et le diamètre externe sous col (2) est compris entre 1,3 et 2,3, la hauteur du col (2) étant inférieure à 15 mm.
[Revendication 2] Récipient (1) suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le ratio entre l’aire du récipient (1) sous col (2), exprimé en cm2 et le poids dudit récipient (1), exprimé en grammes est compris entre 18 et 45.
[Revendication 3] Récipient (1) suivant l’une quelconque des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que le diamètre externe sous col (2) est inférieur ou égal à 31 mm.
[Revendication 4] Récipient (1) suivant l’une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que le diamètre externe maximal du corps (5) est inférieur ou égal à 54 mm.
[Revendication 5] Récipient (1) suivant l’une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que le corps (5) présente sur tout ou partie de sa hauteur une superposition de raidisseurs annulaires (17).
[Revendication 6] Récipient (1) suivant Tune quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que le fond (6) comprend une assise périphérique (8) et un dôme central (13) concave, sous forme d'une calotte sensiblement sphérique à concavité tournée vers l'extérieur du récipient (1).
[Revendication 7] Récipient (1) suivant la revendication 6 caractérisé en ce que ledit dôme central (13) est rigide ou semi-rigide.
[Revendication 8] Récipient (1) suivant la revendication 7 caractérisé en ce que ledit dôme central (13) comporte un ou plusieurs raidisseurs (16).
[Revendication 9] Récipient (1) suivant la revendication 8 caractérisé en ce que ledit dôme central (13) comporte une pluralité de raidisseurs radiaux (16) s’étendant sensiblement depuis le centre dudit dôme central (13) jusqu’à l’assise périphérique (8).
[Revendication 10] Récipient (1) suivant l’une quelconque des revendications 1 à 9 caractérisé en ce que le corps (5) comporte entre la partie centrale du corps (5) et le col (2) une gorge annulaire (18) formant un rétreint.
[Revendication 11] Préforme (19) destinée au formage de récipients (1) par soufflage ou étirage soufflage suivant l’une quelconque des revendications 1 à 10, ladite préforme (19) étant en polyéthylène téréphtalate (PET) et comprenant un col (20), un corps (21) et un fond (22), ledit corps (21) étant symétrique de révolution autour d’un axe central C, présentant une portion cylindrique de révolution et étant formé par une paroi qui présente une peau externe (23) et une peau interne (24), le fond (22) étant situé à l’une des extrémités du corps (21) en fermant ce dernier, et le col (20) s’étendant dans le prolongement du corps (21) à l’extrémité opposée du corps (21), ledit col (20) étant ouvert et formant un buvant (3) du récipient (1) final formé à partir de ladite préforme (19), caractérisée en ce que ladite préforme (19) présente une hauteur du buvant (3) au fond (22) inférieure ou égale à 50 mm, un diamètre externe du corps (21) inférieur ou égal à 25 mm et une épaisseur de la paroi du corps (21), c’est-à-dire l’épaisseur entre la peau interne (24) et la peau externe (23), comprise entre 1,2 et 2,0 mm.
[Revendication 12] Préforme (19) suivant la revendication 11 caractérisée en ce que le fond (22) présente une forme sensiblement hémisphérique.
[Revendication 13] Préforme (19) suivant la revendication 12 caractérisée en ce que le fond (22) présente un rayon de courbure extérieur compris entre 6 et 13 mm.
[Revendication 14] Préforme (19) suivant l’une quelconque des revendications 11 à 13 caractérisée en ce qu’elle comprend au moins un additif conférant au polyéthylène téréphtalate la propriété de filtrer au moins partiellement le spectre visible de la lumière.
[Revendication 15] Moule (30) pour la fabrication d’un récipient (1) par soufflage ou étirage-soufflage d’une préforme (19) en polyéthylène téréphtalate (PET) suivant l’une quelconque des revendications 11 à 14, ledit moule (30) comprenant au moins un fond de moule (31) apte à être monté mobile dans une paroi latérale (32) qui définit une cavité (33) à l'empreinte d'une partie du récipient (1), ladite paroi latérale comprenant deux demi-moules (34a, 34b) définissant chacun une demi-empreinte (35a, 35b) du corps (5) du récipient (1) et montés en rotation l'un par rapport à l'autre, entre une position dite ouverte, dans laquelle les demi- moules (34a, 34b) sont écartés angulairement l'un de l'autre et le fond de moule (31) est abaissé relativement aux demi-moules (34a, 34b) pour permettre l'introduction de l'ébauche et l'évacuation du récipient (1) formé, et une position dite fermée, dans laquelle les demi-moules (34a, 34b) sont appliqués l'un contre l'autre et emprisonnent entre eux le fond de moule (31) pour former ainsi la cavité (33) et définir l'empreinte totale du récipient (1) à former, caractérisé en ce que les demi- empreintes (35a, 35b) des parois latérales et/ou le fond de moule (31) sont conformées pour produire un récipient (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 10.
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