WO2009053617A2 - Procede de fabrication d'un contenant de grande capacite, a paroi mince, contenant obtenu et dispositif de reception et de service de ce contenant - Google Patents

Procede de fabrication d'un contenant de grande capacite, a paroi mince, contenant obtenu et dispositif de reception et de service de ce contenant Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a method of manufacturing a thin-walled large capacity container and the resulting container.
  • the invention also covers a device for receiving and serving this thin-walled container.
  • the invention In the field of mineral water, there is the distribution in individual bottles, generally with maximum capacities of 2 liters. Indeed, beyond that, weight makes handling difficult. Similarly, transport in packs of 6 bottles leads to a maximum weight for packaging under a shrink film which is associated with a handle made of a band. There has been a demand for larger capacities, either within certain families or in the community. The volumes concerned are 20 liters to set an order of magnitude.
  • these containers are made in the form of thick-walled polycarbonate containers.
  • the choice of material and the large wall thickness make them mechanically very resistant, which is necessary for the use that is made and the types of handling they undergo.
  • Such devices well known as water fountains, include a base for receiving the neck and neck of the container, which container is installed at the bottom. This base ensures the mechanical holding of the container and the fluid connection.
  • the neck of the container is equipped with a ball cap for example to connect to a head.
  • This head is connected to the dispensing means comprising at least one dispensing valve.
  • the dispensing means comprising at least one dispensing valve.
  • at least one additional circuit for heating or cooling the water after it has been withdrawn from the container, the container itself being always at ambient temperature, as is the water which 'it contains.
  • compensating environmental air is introduced by bubbling through the volume of liquid remaining in the container with all the microorganisms it carries and this air remains in contact with water for the duration of consumption. This quantity of air increases as samples are taken.
  • the present invention aims to provide a container manipulable before use, large capacity, thin wall, reduced weight of material and disposable, in particular for containing mineral water.
  • the invention also relates to the device for receiving and putting into service of this container.
  • FIGS. 1, 2, 3 and 4 a schematic overview of the formation of a thin-walled container
  • FIG. 5 a schematic block diagram of a device for receiving and putting into service of the container.
  • the thin-walled container according to the invention is obtained by hot or cold forming of a preform 10 having a neck 12 and a neck 14 intended to receive a stopper 16. .
  • This preform, Figure 1 is made of a material that may have residual stresses after shaping to the desired volume.
  • the process for manufacturing a large capacity container, greater than 2 liters, with a thin wall, according to the invention, comprises the following steps: - shaping at the desired volume, hot or cold, of a preform 10 having a neck 12 and a neck 14 intended to receive a stopper 16, this preform being capable of presenting residual stresses after its shaping to the desired volume, and - use of a weight ratio of material / developed surface of said container between 150 g / m 2 and 250 g / m 2 .
  • This shaping can be a method of blowing the preform 10 in order to obtain the container 18 at the desired volume, FIG.
  • PET polyethylene terephthalate
  • PET polyethylene terephthalate
  • each container 18 having thin walls and having a large volume is difficult to manipulate immediately after filling.
  • this container 18, after filling undergoes a peripheral heating to release the residual stresses stored in the material. These released stresses tend to bring the container back to its original shape, before blowing, that is to say that of the preform. Due to this tendency towards a reduction in the volume of the container and the fact that the liquid contained, in this case water, is incompressible, the liquid is pressurized by the container, which makes the container 20 substantially compact and thus manipulable, Figure 4.
  • the peripheral heating of the container may be hot air heating for example. Indeed, in this case, the wall undergoes directly and only the rise in temperature. In addition, the material is low conductive and absorbs calories. The fluid, in this case water, within the container does not undergo a rise in temperature, given the mass. The high capacity containers thus obtained can be handled and transported.
  • FIGS. 5, 6 and 7 show a device 22 for receiving and serving the container 20.
  • This device comprises at least the following elements: a base 24 equipped with a sampling means 25, a distribution circuit 28, and receiving means 30 for receiving the container 20, see Figure 5 schematic.
  • the purpose of the receiving means 30 is to ensure the holding of the container 20 and its guiding so that the plug 16 comes to the right of the sampling means 25, in this case a trocar 26. Thus, for the implementation of the device, simply place the container 20, neck down in the receiving means 30.
  • the container 20 substantially rigid, is put in place easily.
  • Liquid in this case water
  • the internal overpressure being very low, of the order of 0.1 bar, is immediately evacuated at the piercing of the cap, leaving the circuit subject only to gravity as in all these installations.
  • the container empties, without requiring the introduction of air. Indeed, thanks to the phenomenon of collapse of the container 18, which is in this case an advantage, the volume of liquid removed is not compensated, the walls of the container being pressed against each other.
  • the user sets up a new manipulable container 20 in place.
  • the thin-walled disposable container 18, 20, according to the present invention is particularly advantageous and is used with the receiving and operating device according to the invention.
  • the method of producing a container according to the invention makes it possible to solve handling problems relating to containers of large volume, greater than 2 liters, while maintaining a thin wall and a ratio very interesting between the weight of material and the developed surface of said container.
  • Thin-walled large volume containers also obtained offer many prospects of applications, not currently considered because of the current cost, weight, circuits necessary for refilling. Finally, because of the cancellation of return packaging, it is quite possible to simplify logistics, the user can get supplies directly from a distributor, managing its own inventory according to its consumption.

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Abstract

L'objet de l' invention est un procédé de fabrication d'un contenant de grande capacité, supérieure à 2 litres, à paroi mince, comprenant les étapes suivantes : mise en forme au volume recherché, à chaud ou à froid, d'une préforme ayant un col et un goulot destiné à recevoir un bouchon, cette préforme étant susceptible de présenter des contraintes résiduelles après sa mise en forme au volume recherché, utilisation d'un ratio poids de matière/surface développée dudit contenant comprise entre 150g/m2 et 250g/m2 plus particulièrement entre 150g/m 2 et 200g/m 2. L'invention couvre aussi le contenant et le dispositif de réception de ce contenant.

Description

PROCEDE DE FABRICATION D'UN CONTENANT DE GRANDE CAPACITE, A PAROI MINCE, CONTENANT OBTENU ET DISPOSITIF DE RÉCEPTION
ET DE SERVICE DE CE CONTENANT
La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un contenant de grande capacité, à paroi mince et le contenant obtenu.
L'invention couvre aussi un dispositif de réception et de service de ce contenant à paroi mince. Dans le domaine de l'eau minérale, il existe la distribution en bouteilles individuelles, généralement avec des capacités maximales de 2 litres. En effet, au-delà, le poids rend la manipulation difficile. De même le transport en packs de 6 bouteilles conduit à un poids maximum pour un conditionnement sous un film rétractable auquel est associée une poignée constituée d'une bande rapportée. On a constaté une demande pour des contenances plus importantes, soit au sein de certaines familles, soit en collectivité. Les volumes concernés sont de 20 litres pour fixer un ordre de grandeur.
Pour réaliser des contenants ayant une rigidité suffisante pour la manipulation, ces contenants sont réalisés sous forme de bidons en polycarbonate à paroi épaisse. Le choix du matériau et l'épaisseur importante de paroi les rendent mécaniquement très résistants, ce qui s'avère nécessaire pour l'usage qui en est fait et les types de manutentions qu'ils subissent.
Ces contenants peuvent être manipulés aisément grâce à leur rigidité, lorsqu'ils sont pleins mais le contenant vide est d'un poids important. Compte tenu du poids rendant un tel contenant impossible à manipuler pour délivrer de petites quantités et remplir un verre par exemple, ils sont utilisés en combinaison avec des appareils distributeurs pour la délivrance du liquide contenu.
De tels appareils, bien connus sous le nom de fontaines à eau, comprennent une base destinée à recevoir le col et le goulot du contenant, contenant qui est installé goulot en bas. Cette base assure le maintien mécanique du contenant et la connexion fluide.
Le goulot du contenant est équipé d'un bouchon à bille par exemple à connecter sur une tête. Cette tête est reliée aux moyens de distribution comprenant au moins un robinet de distribution. Dans certains appareils de distribution, il est prévu au moins un circuit supplémentaire destiné à chauffer ou à refroidir l'eau après qu'elle a été soutirée du contenant, le contenant lui-même étant toujours à température ambiante, tout comme l'eau qu'il contient.
Ces contenants coûtent chers à la fabrication, compte tenu de leur poids matière élevé ainsi que du procédé d'obtention afin de leur permettre d'être conditionnés plusieurs fois. Par contre ils sont réutilisables mais ceci induit dès lors de nombreuses contraintes.
Une contrainte est l'organisation éventuelle d'un circuit de livraison des contenants pleins mais surtout un circuit de reprise des contenants vides. Une autre contrainte est la gestion des stocks de ces contenants vides en plus de la gestion des contenants pleins qui est basiquement nécessaire et obligatoire.
On note que les utilisateurs doivent aussi gérer les contenants vides en attendant leur reprise en plus des contenants pleins.
Les contenants vides doivent ensuite être préparés avec retrait du bouchon usagé, puis lavés, stérilisés sur site avant remplissage, ce qui peut présenter des risques importants, leur utilisation préalable n'ayant pas été contrôlée. Ceci n'est pas satisfaisant sur le plan sanitaire car le traitement de nettoyage est complexe et engendre nécessairement un taux de perte important de contenants.
Pour remplir le contenant d'eau minérale, il faut remplir le contenant, quel que soit le procédé utilisé et remettre un nouveau bouchon.
Ces contraintes conduisent déjà à des coûts importants sachant qu'en fin de vie ou en cas de dégradation, il faut détruire et/ou recycler ces contenants en polycarbonate devenus inutilisables.
Les contenants étant directement exposés dans les appareils de distribution, il convient qu'ils restent esthétiquement présentables, ce qui nécessite soit des manipulations délicates soit des renouvellements fréquents.
Une autre contrainte résulte de l'utilisation qui est faite de ces contenants, notamment dans le cas d'une distribution avec un faible débit, ce qui étale sur plusieurs jours la durée d'utilisation du contenu du contenant. En effet, les contenants étant rigides, lorsqu'il y a prélèvement d'eau, il se produit une aspiration d'air pour compenser le volume prélevé.
Ainsi, de l'air environnemental de compensation est introduit par bullage en traversant le volume de liquide restant dans le contenant avec tous les microorganismes qu'il transporte et cet air reste au contact de l'eau durant toute la durée de consommation. Cette quantité d'air augmente au fur et à mesure des prélèvements.
Ceci n'est pas très satisfaisant sur le plan sanitaire car le traitement de nettoyage est complexe et qu'il engendre nécessairement un taux de perte important de contenants. Une solution consisterait à utiliser un contenant jetable, du type poche mais une poche d'un tel volume, 20 litres par exemple, engendre des problèmes certains de manipulation.
Il existe des contenants en polyéthylène dont le poids de matière est réduit. Ces contenants doivent présenter néanmoins des formes particulières, il s'agit notamment des demandes de brevet WO-O3/O33361, EP-1468930 et EP-1527999.
Néanmoins, de tels agencements ne sont pas compatibles a^ec des volumes importants car les contenants ainsi réalisés ne sont pas manipulables sauf à augmenter les quantités de matière.
La présente invention vise à proposer un contenant manipulable avant usage, de grande capacité, à paroi mince, à poids réduit de matière et à usage unique, notamment destiné à contenir de l'eau minérale. L' invention vise aussi le dispositif de réception et de mise en service de ce contenant.
L' invention est décrite ci-après, selon un mode de réalisation, en s'appuyant sur des dessins, dessins sur lesquels les différentes figures montrent :
- figures 1, 2, 3 et 4: une vue synoptique schématique de la formation d'un contenant à paroi mince,
- figures 5, 6 et 7 : une vue synoptique schématique d'un dispositif de réception et de mise en service de ce contenant.
Le contenant à paroi mince selon l'invention, représenté figures 1, 2, 3 et 4, est obtenu par mise en forme à chaud ou à froid d'une préforme 10 ayant un col 12 et un goulot 14 destiné à recevoir un bouchon 16.
Cette préforme, figure 1, est réalisée en un matériau susceptible de présenter des contraintes résiduelles après sa mise en forme au volume recherché. Le procédé de fabrication d'un contenant de grande capacité, supérieure à 2 litres, à paroi mince, selon l'invention comprend les étapes suivantes : - mise en forme au volume recherché, à chaud ou à froid, d'une préforme 10 ayant un col 12 et un goulot 14 destiné à recevoir un bouchon 16, cette préforme étant susceptible de présenter des contraintes résiduelles après sa mise en forme au volume recherché, et - utilisation d'un ratio poids de matière/surface développée dudit contenant compris entre 150 g/m2 et 250 g/m2. Cette mise en forme peut être un procédé de soufflage de la préforme 10 afin d'obtenir le contenant 18 au volume recherché, figure 2.
Pour le choix du matériau, on peut recourir de préférence à du PET, polyéthylène téréphtalate, qui est connu pour ses qualités de transparence, de faible densité, de conformabilité, de résistance mécanique, mais aussi pour ses qualités de conservation et de faible perméabilité ainsi que la présence de contraintes résiduelles après mise en forme au volume recherché.
Ces contenants sont conditionnés à froid et sans pression, notamment pour l'eau minérale. Le contenant 18 est ensuite obturé à l'aide du bouchon 16, de préférence un bouchon susceptible d'être perforé, en élastomère, voir figure 3.
Aussi, chaque contenant 18 ayant des parois minces et présentant un volume important se trouve difficilement manipulable immédiatement après remplissage. C'est ainsi que ce contenant 18, après remplissage, subit un chauffage périphérique destiné à libérer les contraintes résiduelles emmagasinées dans le matériau. Ces contraintes libérées ont tendance à ramener le contenant vers sa forme initiale, avant soufflage, c'est-à-dire celle de la préforme. Du fait de cette tendance vers une diminution de volume du contenant et du fait que le liquide contenu, en l'occurrence l'eau, est incompressible, il se produit une mise en pression du liquide par le contenant, ce qui rend ce contenant 20 sensiblement compact et donc manipulable, figure 4.
Le chauffage périphérique du contenant peut être un chauffage par air chaud par exemple. En effet, dans ce cas, la paroi subit directement et seule l'élévation de température. De plus, le matériau est peu conducteur et absorbe les calories. Le fluide, en l'occurrence l'eau, au sein du contenant ne subit pas d'élévation de température, compte tenu de la masse. Les contenants 20 de grande capacité ainsi obtenus peuvent être manipulés et transportés.
Sur les figures 5, 6 et 7, on a représenté un dispositif 22 de réception et de service du contenant 20.
Ce dispositif comprend au moins les éléments suivants : une base 24 équipée d'un moyen de prélèvement 25, un circuit 28 de distribution, et des moyens 30 de réception destinés à recevoir le contenant 20, voir figure 5 schématique.
Les moyens 30 de réception ont pour but d'assurer le maintien du contenant 20 et son guidage de façon que le bouchon 16 vienne au droit du moyen 25 de prélèvement, en l'occurrence un trocart 26. Ainsi, pour la mise en oeuvre du dispositif, il suffit de placer le contenant 20, goulot vers le bas dans les moyens 30 de réception.
Le contenant 20, sensiblement rigide, est mis en place aisément.
Lorsque ce contenant 20 arrive en partie inférieure, le bouchon est perforé par le trocart 26 sous le poids propre du contenant 20. Cette perforation est étanche. Dès lors le contenant 18 se retrouve sans rigidité et non manipulable mais il est retenu par les moyens de réception et cela n'est pas un inconvénient, au contraire cela devient un avantage.
Du liquide, en l'occurrence de l'eau, peut être prélevé à partir du circuit 28 de distribution. La surpression intérieure étant très faible, de l'ordre de 0,1 bar, est immédiatement évacuée au perçage du bouchon, ne laissant le circuit soumis qu'à la seule gravité comme dans toutes ces installations. Au fur et à mesure des prélèvements, le contenant se vide, sans pour autant nécessiter l'introduction d'air. En effet, grâce au phénomène de collapse du contenant 18, ce qui est dans ce cas un avantage, le volume de liquide prélevé n'est pas compensé, les parois du contenant venant se plaquer l'une contre l'autre.
Il est même possible de prévoir un couvercle 32 ayant un certain poids formant gueuse, par exemple deux kilos, ce couvercle étant libre en translation, de façon à exercer une certaine pression sur le contenant 18 durant sa durée de service. Une fois le contenant 18 vide, après retrait de l'éventuel couvercle/gueuse, il suffit d'exercer une traction sur ledit contenant afin de le retirer, le bouchon élastomère assurant un auto operculage de l'ouverture générée par le trocart. Le contenant 18 à usage unique est placé avec les autres emballages à recycler. Ce contenant, lorsqu' il est vide, est assimilable à une poche et n'occupe donc que très peu de place et surtout son volume est très réduit, sans comparaison possible avec le volume qu'il occupait initialement lorsqu' il était plein. L'utilisateur ne gère aucun contenant vide.
L'utilisateur met en place un nouveau contenant 20 manipulable en place. Le contenant 18, 20 à paroi mince, à usage unique, selon la présente invention est particulièrement avantageux et il s'utilise avec le dispositif de réception et de service selon l'invention.
On note qu'il est possible de développer des dispositifs de fontaine à eau spécifiques puisque les design et agencements peuvent être d'expression plus libre. Néanmoins, on note que les dispositifs existants de fontaine à eau peuvent être modifiés et équipés d'une base 24 avec un trocart 26 et de moyens 30 de réception et de service.
Ainsi, selon l' invention, le procédé de réalisation d'un contenant selon l'invention permet de résoudre les problèmes de manipulation relatifs à des contenants de grand volume, supérieur à 2 litres, tout en conservant une paroi mince et un ratio très intéressant entre le poids de matière et la surface développée dudit contenant.
Un autre constat avantageux du procédé selon l'invention est l'utilisation d'installations existantes de production de contenants les modifications des postes étant réduites et peu onéreuse.
Les contenants de grand volume à paroi mince aussi obtenus offrent de nombreuses perspectives d'applications, non envisagées du fait actuellement du coût, du poids, des circuits nécessaires de re-remplissage. Enfin du fait de la suppression de retour des emballages, il est tout à fait envisageable de simplifier la logistique, l'utilisateur pouvant s'approvisionner directement chez un distributeur, gérant lui-même ses stocks en fonction de sa consommation.
La description a été réalisée en utilisant un trocart associé à un bouchon élastomère mais tout autre moyen de prélèvement analogue peut être utilisé.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de fabrication d'un contenant de grande capacité, supérieure à 2 litres, à paroi mince, comprenant les étapes suivantes :
- mise en forme au volume recherché, à chaud ou à froid, d'une préforme (10) ayant un col (12) et un goulot (14) destiné à recevoir un bouchon (16), cette préforme étant susceptible de présenter des contraintes résiduelles après sa mise en forme au volume recherché,
- utilisation d'un ratio poids de matière/surface développée dudit contenant compris entre 150g/m2 et 250g/m2 plus particulièrement entre 150g/m2 et 200g/m2.
2. Procédé de fabrication d'un contenant de grande capacité selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau est du PET, polyéthylène téréphtalate.
3. Procédé de fabrication d'un contenant de grande capacité selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit contenant subit une étape de chauffage après remplissage et bouchage de façon à le rendre manipulable.
4. Contenant (20) de grande capacité, supérieure à 2 litres, à paroi mince, obtenu par le procédé selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il comprend un bouchon (16) susceptible d'être perforé, en élastomère.
5. Dispositif de réception et de service du contenant (20) à paroi mince selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend une base (24) équipée d'un trocart (26), un circuit (28) de distribution, et des moyens (30) de réception destinés à recevoir ledit contenant (20), goulot vers le bas, adaptés pour assurer le maintien dudit contenant (20) et son guidage de façon que le bouchon (16) vienne au droit de ce trocart (26).
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