CA2679801C

CA2679801C - Procede de remplissage d'un emballage retractable

Info

Publication number: CA2679801C
Application number: CA2679801A
Authority: CA
Inventors: Jacques Thomasset
Original assignee: Aisapack Holding SA
Current assignee: Aisapack Holding SA
Priority date: 2007-03-31
Filing date: 2008-02-24
Publication date: 2014-12-09
Anticipated expiration: 2028-02-24
Also published as: WO2008120115A2; CA2679801A1; EP2129614A2; US8333055B2; BRPI0809560A2; EP2129614B1; ES2421331T3; JP2010523413A; JP5139510B2; HK1140177A1; WO2008120115A3; US20100119743A1; MX2009009363A; MY147820A

Abstract

L'invention concerne un procédé de conditionnement d'un liquide dans un récipient plastique (1 ) ayant une forte orientation moléculaire; procédé comprenant les étapes suivantes : - remplissage du récipient (1 ) avec un liquide à haute température, - refroidissement des parois (5) du récipient (1 ) pendant l'étape de remplissage, - fermeture du récipient (1 ) de façon étanche, - refroidissement des parois (5) du récipient (1 ) pendant l'étape de fermeture, - rétraction passive du récipient (1 ) consécutivement à ladite étape de fermeture, - refroidissement des parois (5) du récipient (1 ) consécutivement à l'étape de rétraction. L'invention concerne également un dispositif de mise en oeuvre dudit procédé et un récipient ainsi obtenu.

Description

Procédé de remplissage d'un emballage rétractable Domaine de l'invention L'invention se rapporte à un procédé de conditionnement d'un produit liquide dans un emballage rétractable. L'invention décrit le conditionnement d'un produit à

haute température dans un récipient plastique qui se rétracte sous l'effet de ladite haute température. Le procédé s'applique notamment au conditionnement d'un produit à plus de 60 C dans une bouteille en PET n'ayant pas subi de thermo-fixation.
Etat de la technique Les bouteilles en polyéthylène téréphtalate (PET) sont utilisées dans de nombreux domaines du fait leurs excellentes propriétés : résistance, légèreté, transparence, organoleptique. Ces bouteilles sont fabriquées à grande cadence par étirage bi-axial d'une préforme dans un moule.
Cependant, bien que ces bouteilles offrent de nombreux avantages, elles présentent l'inconvénient de se déformer lorsque leur température est supérieure à 60 C. Le conditionnement d'un produit à haute température (85 C) dans ces bouteilles engendre des déformations telles que lesdites bouteilles deviennent impropres à la consommation. Plusieurs procédés sont décrits dans l'art antérieur afin de remédier à l'inconvénient précité et permettre le remplissage à chaud de bouteilles PET.
La thermo-fixation est considérée comme étant le procédé la plus efficace pour améliorer la résistance à la chaleur des bouteilles bi-orientées en PET. Le principe de ce procédé, largement répandu sur le marché, consiste à faire subir un traitement thermique aux parois de la bouteille afin d'augmenter la cristallisation et améliorer ainsi la stabilité moléculaire à haute température. Ce principe peut être décliné en plusieurs procédés et dispositifs de thermo-fixation décrits dans l'art antérieur. Un avantage important des procédés de thermo-fixation est de ne pas modifier les procédés de conditionnement, la thermo-fixation de la bouteille étant réalisée lors de la fabrication de ladite bouteille.
Cependant, les bouteilles ayant subis un traitement thermique afin de permettre le conditionnement d'un liquide à haute température, présentent plusieurs inconvénients.
Un premier inconvénient réside dans le fait que seuls des grades spécifiques de polyéthylène téréphtalate peuvent être utilisés. Ces grades sont plus difficile à
produire et génèrent un surcoût de l'emballage.
Un deuxième inconvénient est lié à la diminution de la cadence de production des bouteilles parce que le procédé de thermo-fixation ralentit le cycle de soufflage.
Un troisième inconvénient est lié au poids de ces bouteilles. Lorsqu'une bouteille est remplie avec un liquide chaud, il en résulte après refroidissement une pression négative à l'intérieur de la bouteille ; ladite pression négative ayant pour effet de déformer aléatoirement les parois de la bouteille. Le procédé le plus répandu pour faire face à la pression négative dans la bouteille est l'ajout de panneaux de compensation qui permettent de déformer de façon contrôlée la bouteille. Cependant, les bouteilles présentant des panneaux de compensation sont plus rigides et donc plus lourdes. Il en résulte un excédent de matière qui n'est pas strictement nécessaire à la bonne conservation du produit. De plus, les panneaux de compensation nuisent à l'esthétisme de l'emballage, ce qui le rend moins attractif pour le consommateur.
Les demandes de brevet W02004106175 et W02005002982 proposent une conception du fond de la bouteille qui peut se déformer et évite l'utilisation de panneaux latéraux de compensation.
La demande de brevet FR2432991 propose un procédé de remplissage d'une bouteille en PET qui évite l'utilisation de bouteilles ayant subies une thermo-fixation. Ce procédé consiste à refroidir les parois extérieures de la bouteille afin

2 d'éviter toute déformation de la bouteille pendant le cycle de conditionnement.
Selon ce procédé, le refroidissement des parois extérieures de la bouteille peut être interrompu lorsque qu'il n'est plus indispensable pour éviter la déformation de ladite bouteille. Ce procédé permet d'éviter les déformations de la bouteille pendant le remplissage. Cependant, ce procédé ne permet pas de supprimer les panneaux de compensation pour faire face à la pression négative dans la bouteille après refroidissement.
Le brevet U55251424 propose également un procédé de conditionnement d'une bouteille en PET qui évite l'utilisation de bouteilles ayant subies une thermo-fixation. Ce procédé consiste à remplir la bouteille avec un liquide à haute température, et ajouter une dose d'azote liquide avant fermeture. La vaporisation de l'azote génère une pression dans la bouteille qui évite sa rétraction. De plus, ce procédé permet d'éviter les panneaux de compensation latéraux, car l'azote maintient une pression suffisante dans la bouteille pour compenser la variation de volume du liquide. Théoriquement, le procédé décrit dans le brevet U55251424 devrait permettre l'utilisation de bouteilles en PET conventionnelles ainsi qu'une réduction des coûts. Cependant, en pratique ce procédé est très difficile à
mettre en oeuvre. La surpression générée tout de suite après fermeture de la bouteille dont les parois sont à haute température engendre une déformation immédiate et non souhaitée de l'emballage.
Pour remédier aux inconvénients du brevet U55251424, le brevet U56502369 propose un procédé similaire, mais avec un remplissage de la bouteille dans la cavité d'un moule. Ce procédé consiste à introduire la bouteille dans la cavité d'un moule, à remplir la bouteille avec un liquide à haute température, et ajouter une dose d'azote liquide avant fermeture. La vaporisation de l'azote met en pression la paroi de l'emballage contre la paroi d'un moule refroidi. Ce procédé permet l'obtention de bouteilles conventionnelles remplies à haute température, cependant la complexité de la machine de conditionnement qui consiste à
remplir chaque bouteille dans la cavité d'un moule rend ce procédé difficile d'utilisation.

3 é. CA 02679801 2014-04-22 Les procédés proposés dans l'art antérieur ont tous un point commun qui consiste à
éviter la rétraction de l'emballage sous l'effet de la température. Le volume de l'emballage est donc inchangé avant et après conditionnement.
Exposé général de l'invention Contrairement aux procédés proposés dans l'art antérieur, le principe de l'invention consiste à exploiter les propriétés de rétraction de l'emballage pendant la phase de conditionnement et conduit par conséquence à une variation du volume dudit emballage. Le volume de l'emballage rempli selon l'invention est plus petit après conditionnement.
Le procédé selon l'invention consiste à utiliser de façon contrôlée les propriétés de rétraction des emballages lorsqu'ils sont remplis à haute température (généralement 85 C pour des bouteilles en PET). Ce procédé est avantageux car il permet d'une part d'utiliser des emballages n'ayant pas subi de traitement thermique préalable et il permet d'éviter ou limiter la création d'une pression relative négative dans l'emballage après refroidissement.
La présente invention vise un procédé de conditionnement d'un liquide dans un récipient plastique (1) ayant une forte orientation moléculaire ; procédé
comprenant les étapes suivantes :
- remplissage du récipient (1) avec un liquide à haute température, - refroidissement des parois (5) du récipient (1) pendant l'étape de remplissage, - fermeture du récipient (1) de façon étanche,

4 - refroidissement des parois (5) du récipient (1) pendant l'étape de fermeture, - rétraction passive du récipient (1) consécutivement à ladite étape de fermeture, - refroidissement des parois (5) du récipient (1) consécutivement à l'étape de rétraction.
Elle concerne également un dispositif et un récipient.
Le procédé décrit dans l'invention permet de remplir des emballages qui se rétractent lorsqu'ils sont soumis à la température élevée de conditionnement du produit. Ces emballages plastiques présentent une orientation moléculaire qui se rétracte à ladite haute température. L'invention s'applique notamment au remplissage de récipients en PET biorientés tels que des bouteilles.
L'invention s'applique également au remplissage à haute température d'emballages plastiques confectionnés à partir de films, lesdits films se rétractant sous l'effet de ladite haute température.
4a

5 PCT/1B2008/050661 Le procédé selon l'invention permet également de générer une pression relative positive à l'intérieur d'un emballage rétractable. L'invention consiste à
rétracter un emballage rempli et fermé hermétiquement en chauffant la paroi dudit emballage.
Le procédé selon l'invention permet d'améliorer la prise en main et la résistance à
la compression verticale d'emballages à parois fines.
L'invention sera mieux comprise à l'aide des figures suivantes :
Les figures 1 à 11 décrivent un premier mode de réalisation de l'invention.
Les figures 1 et 2 décrivent le concept général du premier mode de réalisation de l'invention.
La figure 1 montre l'emballage immédiatement après remplissage et bouchonnage, le produit à l'intérieur de l'emballage étant à haute température.
La figure 2 montre l'emballage en fin de procédé de conditionnement du produit.
Le volume de l'emballage est plus faible du fait de la rétraction de l'emballage.
Les figures 3 à 8 présentent les différentes étapes du procédé.
La figure 3 montre un emballage avant remplissage.
La figure 4 illustre le remplissage du produit à haute température dans l'emballage.
La figure 5 montre la fermeture de l'emballage de façon étanche.
La figure 6 illustre la rétraction de l'emballage, le produit étant à haute température. La pression à l'intérieur de l'emballage comprime le volume de gaz au niveau de l'espace de tête.

La figure 7 montre le refroidissement de l'emballage et le retour à
température ambiante du produit.
La figure 8 montre l'emballage refroidi à température ambiante. La détente du volume de gaz au niveau de l'espace de tête compense la contraction thermique du produit.
La figure 9 illustre un refroidissement local de l'emballage au cours du procédé de conditionnement.
Les figures 10 et 11 illustrent le remplissage à chaud d'un emballage confectionné
à partir d'un film qui se rétracte à ladite haute température.
La figure 10 montre l'emballage juste après remplissage du produit à haute température et fermeture hermétique.
La figure 11 illustre la géométrie de l'emballage rétracté.
Les figures 12 et 13 illustrent un deuxième mode de réalisation de l'invention qui consiste à générer une surpression dans un emballage rétractable à haute température et rempli à basse température.
La figure 12 illustre le chauffage permettant de créer une rétraction locale des parois de l'emballage et générer ainsi une pression dans l'emballage.
La figure 13 montre que le volume de l'emballage après rétraction est plus faible que le volume initial.

6 Exposé détaillé de l'invention L'invention consiste à utiliser les propriétés de rétraction d'un emballage lorsqu'il est chauffé à haute température. Dans l'exposé de l'invention, le terme haute température définit une température permettant d'initier la rétraction de l'emballage ; et par opposition le terme basse température définit une température inférieure à la température de rétraction.
Les propriétés de rétraction d'un emballage dépendent fortement des procédés de fabrication et plus précisément de l'orientation moléculaire induite lors de ladite fabrication. Par exemple, un emballage tel qu'une bouteille en PET fabriquée par bi étirage d'une préforme dans un moule, se rétracte fortement lorsqu'il est chauffé à haute température. D'autres emballages, tels que les emballages confectionnés à partir de film peuvent également présenter des propriétés de rétraction similaires.
Le premier mode de réalisation de l'invention consiste à utiliser la rétraction de l'emballage lors du conditionnement d'un produit à haute température, ledit produit ayant pour effet de chauffer les parois de l'emballage et générer la rétraction. Le point clé de l'invention consiste à utiliser de façon contrôlée la rétraction de l'emballage pour limiter les déformations et remédier au moins partiellement à la pression relative négative qui apparaît habituellement dans l'emballage après refroidissement.
Le principe général de l'invention est présenté à partir des figures 1 et 2.
La figure 1 montre la géométrie initiale de l'emballage 1 comprenant un goulot 4, un corps cylindrique 5, et un fond 6. L'emballage présente une forte rétraction de ses parois lorsqu'il est chauffé à haute température. La figure 1 montre l'emballage 1 rempli d'un produit à haute température 9, et fermé
hermétiquement avec un bouchon 8. L'emballage est rempli également de gaz 10 au niveau de l'espace de tête, ledit gaz pouvant être de l'air. Le niveau de remplissage 11 définissant le volume relatif de produit à haute température et de gaz à
l'intérieur

7 de l'emballage au moment de sa fermeture, est défini de façon précise. Avant fermeture hermétique de l'emballage, il est généralement préférable d'éviter la rétraction dudit emballage. C'est pourquoi lorsque la rétraction de l'emballage est rapide, il peut être avantageux de mettre en oeuvre des moyens pour bloquer la rétraction avant ladite fermeture hermétique.
La figure 2 montre l'emballage 1 et son contenu après refroidissement à
température ambiante. L'emballage s'est rétracté lors du conditionnement du produit à haute température. La variation de volume de l'emballage est représentée schématiquement par la variation de hauteur 3 de l'emballage. La variation de volume peut être liée à une variation de hauteur, à une variation de diamètre ou à un changement de géométrie. Dans tous les cas, la variation de volume est crée par la rétraction des parois de l'emballage. Certaines parties de l'emballage ne sont pas rétractées comme le goulot 4 par exemple qui assure l'étanchéité avec le bouchon. La figure 2 montre également le volume de produit 9 à l'intérieur de l'emballage ; ledit volume ayant diminué du fait de la contraction du produit 9 lors du refroidissement à température ambiante. Selon l'invention, la rétraction des parois de l'emballage après fermeture hermétique permet de compenser au moins partiellement la contraction du produit lors du refroidissement. Il est souvent avantageux de rétracter suffisamment l'emballage pour générer une pression relative à l'intérieur de l'emballage supérieure ou égale à zéro lorsque le produit est à température ambiante. Ainsi, l'utilisation d'emballages avec des panneaux de compensation n'est plus nécessaire.
Les figures 3 à 8 illustrent le remplissage d'emballages en PET, et décrivent chaque étape du procédé.
La figure 3 représente un emballage en PET 1 comprenant un goulot 4, des parois latérales 5 et un fond 6. Cet emballage présente une forte orientation moléculaire au niveau de ses parois, de sorte que lesdites parois se rétractent à
haute température. Dans le cas d'un emballage en PET réalisé par étirage bi-axial, ladite haute température, qui correspond à la température à laquelle la mobilité moléculaire devient suffisante pour permettre la rétraction, est supérieure à 60 C. Généralement, les températures de remplissage à chaud sont au moins

8 de 85 C afin de garantir des propriétés de conservation suffisantes. A ces températures les parois de l'emballage en PET se rétractent fortement et rapidement.
La figure 4 représente le remplissage d'un produit 9 à haute température dans l'emballage 1 qui se rétracte à ladite haute température. En général, le refroidissement des parois extérieures de l'emballage 1 est nécessaire afin d'éviter la rétraction de l'emballage pendant ledit remplissage. Des moyens 7 refroidissent la paroi extérieure de l'emballage au niveau du goulot 4, des parois latérales 5 et du fond 6. Dans certains cas, un refroidissement partiel des parois de l'emballage est suffisant. A titre d'exemple, le refroidissement de la paroi extérieure de la bouteille peut être fait avec un fluide à basse température projeté
sur l'emballage. Le remplissage est fait rapidement afin d'éviter la rétraction de l'emballage sous l'effet de la température. L'emballage 1 n'est pas rempli complètement du produit 9 afin de laisser un volume de gaz suffisant dans l'espace de tête. Ce gaz est généralement de l'air, cependant il peut être avantageux dans certains cas d'utiliser des gaz spécifiques comme de l'azote ou du gaz carbonique. L'ajout de gaz spécifiques dans l'espace de tête se fait habituellement tout de suite après le remplissage et avant la fermeture hermétique de l'emballage.
La figure 5 illustre la fermeture hermétique de l'emballage 1 après remplissage du produit 9 à haute température. Le niveau de remplissage 11 au moment de la fermeture hermétique définit le taux de remplissage, c'est à dire les proportions relatives du produit 9 et du gaz 10 dans l'emballage. Le taux de remplissage joue un rôle important dans l'invention car il définit la pression résiduelle dans l'emballage après refroidissement. Cet aspect sera mieux compris après l'exposé
complet des différentes étapes du procédé. Lors de l'étape de fermeture hermétique de l'emballage illustré figure 5, il est souvent préférable de continuer à
refroidir la paroi extérieure de l'emballage. L'opération de fermeture consiste en l'application d'un bouchon 8 sur le goulot 4 afin de fermer hermétiquement l'emballage 1. Au moment de la fermeture, la pression relative à l'intérieure de l'emballage est nulle. Des moyens de refroidissement 7 évitent la montée en

9 température trop élevée de l'emballage et sa rétraction. L'étape de fermeture illustrée figure 5 est réalisée rapidement selon les méthodes connues. A titre d'exemple, la fermeture peut être faite par bouchonnage ou par soudage.
La figure 6 illustre l'étape clé du procédé de conditionnement selon laquelle, l'emballage se rétracte de façon contrôlée. Dans cette étape, les parois de l'emballage se rétractent sous l'effet de la température et créent une diminution du volume dudit emballage. Il s'en suit une montée en pression dans l'emballage qui est fermé hermétiquement. Cette montée en pression rapide a pour effet de comprimer le volume de gaz à l'intérieur de l'emballage.
L'étape de rétraction de l'emballage illustré figure 6 est initiée lorsque le produit est encore suffisamment chaud pour créer la rétraction. Généralement, la rétraction se fait immédiatement après fermeture lorsque le produit est encore à
haute température. Quand la température du produit est trop élevée, il est souhaitable de refroidir le produit et l'emballage jusqu'à une température de rétraction adaptée. En effet, une température de rétraction trop élevée engendre des déformations non souhaitées de l'emballage. Par exemple, lors du remplissage à 100 C d'un emballage en PET, il peut être avantageux d'effectuer la rétraction à 80 C. Il est donc nécessaire de refroidir le produit et l'emballage jusqu'à 80 C avant d'opérer la rétraction.
La rétraction est initiée à une température suffisante haute pour générer une pression à l'intérieur de l'emballage, et suffisamment basse pour éviter des déformations non souhaitées dudit emballage. Pour des emballages en PET, cette température est généralement comprise entre 65 C et 100 C; cependant une température de rétraction comprise entre 75 et 90 C est avantageuse.
La rétraction de l'emballage est habituellement faible et difficilement visible à l'oeil nu. La rétraction dépend de l'emballage, du taux de remplissage, de la température et du temps de rétraction. Le taux de rétraction a une influence directe sur la pression résiduelle, c'est à dire sur la pression relative dans l'emballage après refroidissement. Généralement, un produit liquide rempli à

haute température se contracte d'environ 2% à 5% en se refroidissant. Par exemple, l'eau en se refroidissant de 85 C à 20 C voit son volume diminuer d'environ 3%. La diminution de volume dépend de la variation de température ainsi que des propriétés du produit. Théoriquement, une rétraction de l'emballage égale à la variation de volume du produit conduit à une pression résiduelle nulle.
Lorsque la rétraction de l'emballage est plus grande que la variation de volume du produit, la pression résiduelle est positive ; et inversement lorsque la rétraction de l'emballage est plus faible que la variation de volume du produit, la pression résiduelle est négative. En pratique, la température du gaz lors de la fermeture hermétique de l'emballage peut influer la pression résiduelle. Il est avantageux d'emprisonner un gaz à basse température au moment de la fermeture hermétique de l'emballage.
La géométrie de l'emballage a une influence directe sur la rétraction de volume dudit emballage. Il a été observé qu'un emballage de petit volume et forte épaisseur était favorable pour générer une pression de rétraction élevée.
Les conditions de fabrications dudit emballage ont également une grande influence sur la rétraction. Pour des emballages en PET, il a été observé
qu'une température d'étirage bi-axial basse permet d'obtenir des emballages qui se rétractent fortement sous l'effet de la température. Inversement une température d'étirage bi-axial élevée permet d'obtenir des forces de rétraction plus faibles. La température d'étirage permet d'optimiser la force et la vitesse de rétraction de l'emballage.
Le taux de remplissage, défini par le rapport du volume de produit sur le volume de l'emballage au moment de la fermeture hermétique, a une influence sur la rétraction de l'emballage. Lorsque le taux de remplissage est trop élevé, l'emballage se rétracte peu et il s'ensuit une pression résiduelle négative dans l'emballage. Inversement, lorsque le taux de remplissage est trop faible, l'emballage se rétracte fortement et il s'ensuit des déformations non souhaitées dudit emballage. Le taux de remplissage doit être ajusté en fonction de la entre 85% et 98%, et préférentiellement entre 90% et 96%.
La figure 6 illustre le mécanisme de rétraction. Sous l'effet de la haute température du produit 9, l'emballage de rétracte et comprime le volume de gaz 15 température.
La figure 7 montre l'étape de refroidissement de l'emballage et son contenu jusqu'à température ambiante. Des moyens 7 refroidissent la paroi extérieure de l'emballage. Par exemple, de l'eau est projetée sur l'emballage afin de le refroidir, La figure 8 montre l'emballage après refroidissement à température ambiante.
L'emballage refroidi se distingue de l'emballage avant remplissage illustré
figure 3; ledit volume de l'emballage ayant diminué du fait de sa rétraction au cours du Dans l'exposé de l'invention, l'emballage est toujours représenté avec le goulot 4 vers le haut. Il est courant de renverser l'emballage après la fermeture hermétique de ce dernier afin de rendre stérile toute la surface interne de l'emballage.
Le renversement de l'emballage permet la stérilisation de la surface interne du goulot 4 et du bouchon 8 ; ladite surface interne étant mise en contact avec le produit à
haute température pendant le renversement. La stérilisation de l'emballage grâce à la température élevée du produit permet de tuer les germes pouvant subsister sur la paroi interne de l'emballage et assure une préservation optimale du produit.
La stérilisation de l'emballage est avantageusement réalisée conjointement à
la rétraction de l'emballage.
L'invention permet de remplir des emballages à haute température avec une grande précision et reproductibilité. La reproductibilité nécessite l'utilisation d'emballages produits de façon identique. Pour des emballages en PET fabriqués par soufflage d'une préforme, il est important par exemple de contrôler la température de soufflage qui a une grande influence sur les propriétés de rétraction. Lors du conditionnement du produit, il est important de procéder de façon identique avec toutes les bouteilles. La maîtrise du procédé de fabrication des emballages et de leur remplissage permet d'assurer une production de grande stabilité.
L'invention permet de remplir à 100 C des emballages en PET sans thermo-fixation. Le conditionnement d'un produit à 100 C peut nécessiter des moyens de refroidissement optimisés pendant les étapes de remplissage et de fermeture hermétique de l'emballage. Selon l'invention, l'emballage peut être rempli et rétracté à 100 C; ou l'emballage peut être rempli à 100 C et rétracté à une température inférieure, comme 85 C par exemple.
Quand le conditionnement est fait à une température particulièrement élevée, il peut être avantageux d'utiliser des emballages dont seulement certaines parties ont subies un traitement thermique. Il est avantageux par exemple d'utiliser un emballage en PET dont seul le goulot est cristallisé afin d'éviter les rétraction de cette partie de l'emballage. Une bouteille particulièrement avantageuse présente un goulot dont le taux de cristallisation est supérieur à celui des parois latérales.
Le fond de l'emballage est conçu pour résister conjointement à la température et à la pression qui s'établit dans la bouteille pendant la rétraction. Un fond de type pétaloïde, même si son taux de cristallisation est faible, s'est avéré
particulièrement adapté. Un fond fortement étiré dont la géométrie est proche de celle obtenue en soufflage libre (géométrie bulle) présente également une bonne aptitude au procédé de remplissage.
De façon plus générale, il peut être avantageux de créer des emballages ayant des zones de rétraction privilégiées. Ces zones de rétraction privilégiées peuvent être crées lors de la fabrication dudit emballage en générant une orientation moléculaire plus forte dans lesdites zones de rétraction. Pour les emballages en PET fabriqués par soufflage, des zones de rétractions privilégiées peuvent être créées en jouant sur le taux d'étirage et la température d'étirage. Une température de soufflage basse ou un taux d'étirage élevé permettent d'augmenter la rétraction.
La figure 9 illustre une autre méthode pour avoir des zones de rétraction privilégiées. Cette méthode consiste à bloquer la rétraction de certaines parties de l'emballage pendant l'étape de rétraction. Des moyens 7 refroidissent la partie inférieure de l'emballage et évitent ainsi la rétraction de cette partie de l'emballage. La partie supérieure de l'emballage non refroidie se rétracte.
Le premier mode de réalisation de l'invention est particulièrement adapté au remplissage à haute température d'emballages en PET bi orientés tels que des bouteilles. L'invention permet de s'affranchir de l'utilisation de bouteilles ayant subis un traitement de thermo-fixation. Elle permet l'utilisation de bouteilles sans panneaux de compensation ainsi que le remplissage à des températures aussi élevées que 100 C. L'invention permet aussi l'utilisation de bouteilles à
paroi fine, ladite paroi fine étant inférieure à 0,3 mm. Finalement l'invention permet d'obtenir des bouteilles avec une légère pression interne résiduelle; ladite pression étant générée par la rétraction de l'emballage lors du procédé de remplissage à
chaud.
L'invention peut être utilisée pour le remplissage à haute température d'une grande variété d'emballages qui se rétractent à ladite haute température. Des emballages fabriqués à partir de films peuvent être utilisés. Les figures 10 et 11 montrent le conditionnement d'un liquide à haute température dans un emballage confectionné à partir d'un film.
La figure 10 illustre l'étape de fermeture hermétique de l'emballage.
L'emballage 1 comporte un corps tubulaire 5 lié à un goulot 4 et un fond 6 ; ledit corps tubulaire 5 étant confectionné à partir d'un film qui se rétracte sous l'effet de ladite haute température. Ledit film comportant une ou plusieurs couches présente une orientation moléculaire suffisamment importante pour générer les propriétés de rétraction. Ledit film n'a pas subi de thermo-fixation qui supprime les propriétés de rétraction. La liaison entre le film 5 et les extrémités 4 et 6 peut être faite par soudage. Lesdites extrémités 4 et 6 ont généralement une épaisseur plus importante que le corps tubulaire 5 et peuvent être fabriquées par moulage.
Selon un mode de réalisation préférentiel, les extrémités 4 et 5 formant respectivement le goulot et le fond de l'emballage, ne se rétractent pas sous l'effet de ladite haute température. L'emballage 1 est rempli d'un produit à haute température 9 et fermé
hermétiquement avec un bouchon 8. Un volume de gaz 10 est emprisonné au niveau de l'espace de tête lors de la fermeture hermétique. Comme l'illustre la figure 10, la paroi extérieure dudit emballage n'est pas obligatoirement refroidie pendant le remplissage à chaud et la fermeture hermétique. Le refroidissement peut être nécessaire pour limiter ou éviter la rétraction de l'emballage avant la fermeture hermétique.
La figure 11 illustre l'emballage 1 rétracté après refroidissement à
température ambiante de l'emballage et son contenu. Seul, le corps tubulaire 5 s'est rétracté
sous l'effet des hautes températures. Après refroidissement, la pression relative résiduelle dans l'emballage 1 est positive ou nulle. Une légère surpression dans l'emballage est favorable pour améliorer la tenue en main dudit emballage et sa résistance à la compression verticale.
Il arrive cependant que la rétraction de l'emballage ne soit pas suffisante pour compenser la variation de volume du produit contenu dans l'emballage. C'est le cas notamment des bouteilles de grand volume pour lesquelles le volume de gaz emprisonné est faible par rapport au volume du produit ; c'est le cas aussi des bouteilles à parois très fines qui engendrent de faibles forces de rétraction ; et c'est le cas enfin des bouteilles ayant un taux de remplissage élevé afin de minimiser la quantité d'oxygène emprisonnée dans la bouteille. Afin d'éviter que s'établisse une pression négative dans la bouteille suite au conditionnement, il est proposé d'ajouter une étape de chauffage de la bouteille par une source de chaleur externe au cours du conditionnement. L'étape de chauffage permet d'activer la rétraction à un moment précis, ou d'augmenter l'amplitude de la rétraction.
Une première variante consiste à chauffer au moins partiellement l'emballage immédiatement après remplissage et fermeture hermétique. Le chauffage a pour effet d'augmenter la rétraction de l'emballage et comprimer le gaz compris dans l'espace de tête. Au cours du refroidissement le gaz sous pression se détend.
Selon une deuxième variante, l'emballage est chauffé alors que l'emballage et son contenu ont déjà commencé à refroidir. Préférentiellement, l'emballage est chauffé lorsque la température moyenne des parois est proche de la transition vitreuse.
Selon une troisième variante, l'emballage est chauffé lorsque le refroidissement est terminé. Le chauffage permet de rétracter les parois de l'emballage et crée une pression relative positive ou nulle à l'intérieur de l'emballage.
Le chauffage de l'emballage se fait préférentiellement au niveau des parois latérales. Il peut être avantageux de chauffer localement les parois de l'emballage au niveau d'une zone préalablement définie appelée zone de rétraction.

Le chauffage est avantageusement rapide et à haute température afin de limiter le réchauffement du produit contenu dans l'emballage. Un chauffage par soufflage d'air chaud est avantageux. La bouteille est généralement rétractée de façon homogène autour de l'axe de symétrie. La rotation de la bouteille autour de l'axe de symétrie pendant le passage de la bouteille dans le four permet d'obtenir une rétraction homogène. Une autre méthode consiste à utiliser des lampes infra rouges pour créer la rétraction des parois de l'emballage.
Les figures 12 et 13 illustrent le deuxième mode de réalisation du procédé qui consiste à utiliser les propriétés de rétraction pour mettre en pression un emballage rempli à une température inférieure à la température de rétraction.
La mise en pression de l'emballage après remplissage est particulièrement utile lorsque ledit emballage comporte des parois de fines épaisseurs. La méthode conventionnelle pour générer cette pression consiste à ajouter après remplissage un gaz tel que l'azote dans l'espace de tête. Le changement d'état du gaz génère une légère surpression qui améliore la résistance de l'emballage et facilite son utilisation. L'invention permet de générer cette surpression sans ajout d'un gaz spécifique dans l'espace de tête.
La figure 12 montre l'emballage 1 rempli d'un produit 9 à basse température, ladite basse température étant inférieure à la température de rétraction de l'emballage. Un bouchon 4 ferme hermétiquement l'emballage 1. Un volume d'air

10 est enfermé dans l'emballage et se situe au niveau d'une zone rétractable de l'emballage. Des moyens 12 chauffent au moins ladite zone rétractable afin diminuer légèrement le volume dudit emballage et comprimer légèrement le volume d'air 10.
La figure 13 illustre l'emballage rétracté. La diminution de hauteur 3 sert à
illustrer la variation de volume dudit emballage. Le volume d'air 10 dans l'emballage a diminué, ce qui indique que l'air est légèrement comprimé. L'invention est particulièrement avantageuse pour mettre en pression des emballages en PET
tels que des bouteilles.

L'invention qui consiste à utiliser les propriétés de rétraction de l'emballage au cours du conditionnement nécessite une conception de l'emballage qui prend en compte la rétraction de l'emballage pendant le conditionnement. L'emballage doit être conçu pour que le volume final corresponde au volume souhaité.
Généralement la rétraction de l'emballage est comprise entre 1% et 20%, et préférentiellement cette rétraction est comprise entre 3 et 15%.
Exemple 1 La bouteille a un poids de 24 grammes, et son fond est de type pétaloïde. Son volume initial est de 543,2 ml. Après remplissage à 90 C selon le mode opératoire ci-dessous, son volume devient 508,7 ml. La bouteille s'est donc rétractée de 6,35% pendant le remplissage. Après refroidissement, la pression relative à
l'intérieur de la bouteille est légèrement positive.
La bouteille est remplie selon le mode opératoire suivant.
1. Mise à disposition d'une bouteille vide 2. Rinçage de la bouteille 3. Transfert de la bouteille sur la station d'alimentation 4. Début du refroidissement de la paroi extérieure de la bouteille par aspersion avec de l'eau à 15 C
a. Remplissage de la bouteille avec de l'eau à 90 i. Durée du remplissage : 4 secondes ii. Volume de remplissage : 92% du volume initial soit 499.7 ml.
b. Transfert sur la station de fermeture i. Durée : 1s c. Fermeture étanche de la bouteille i. Durée du bouchonnage : 1s 5. Fin du refroidissement de la paroi extérieure de la bouteille 6. Rétraction de la bouteille à l'air libre i. Phase de rétraction et stérilisation ii. température de l'air ambiant : 20 C
iii. Durée : 3 minutes 7. Refroidissement rapide de la bouteille i. Refroidissement par aspersion avec de l'eau à 15 C jusqu'à
retour à température ambiante de l'emballage et son contenu Exemple 2 La bouteille a un poids de 37,4 grammes, et son fond est de type pétaloïde.
Son volume initial est de 1064,2 ml. Après remplissage à 88 C selon le mode opératoire ci-dessous, son volume devient 1012,1 ml. La bouteille s'est dont rétractée de 4,9% pendant le remplissage. Après refroidissement, la pression relative à l'intérieur de la bouteille est légèrement positive.
La bouteille est remplie selon le mode opératoire suivant.
1. Mise à disposition d'une bouteille bouteille vide 2. Rinçage de la bouteille 3. Transfert de la bouteille sur la station d'alimentation 4. Début du refroidissement de la paroi extérieure de la bouteille par aspersion avec de l'eau à 15 C
a. Remplissage de la bouteille avec de l'eau à 88 C
i. Durée du remplissage : 8 secondes ii. Volume de remplissage : 92% du volume initial soit 979,1 ml b. Transfert sur la station de fermeture i. Durée : 1s c. Fermeture étanche de la bouteille i. Durée du bouchonnage : 1s 5. Fin du refroidissement de la paroi extérieure de la bouteille 6. Rétraction de la bouteille à l'air libre i. Phase de rétraction et stérilisation ii. température de l'air ambiant : 20 C
iii. Durée : 3 minutes 7. Refroidissement rapide de la bouteille i. Refroidissement par aspersion avec de l'eau à 20 C jusqu'à
retour à température ambiante de l'emballage et son contenu Exemple 3 La bouteille a un poids de 24 grammes, et son fond est de type pétaloïde. Son volume initial est de 543,2 ml. Après remplissage à 95 C selon le mode opératoire ci-dessous, son volume devient 489.5 ml. La bouteille s'est donc rétractée de 9,89% pendant le remplissage. Après refroidissement, la pression relative à
l'intérieur de la bouteille est légèrement positive.
La bouteille est remplie selon le mode opératoire suivant.
1. Mise à disposition d'une bouteille vide 2. Rinçage de la bouteille 3. Transfert de la bouteille sur la station d'alimentation 4. Début du refroidissement de la paroi extérieure de la bouteille par aspersion avec de l'eau à 5 C
a. Remplissage de la bouteille avec de l'eau à 95 i. Durée du remplissage : 4 secondes ii. Volume de remplissage : 92% du volume initial soit 499.7 ml.
b. Transfert sur la station de fermeture i. Durée : 1s c. Fermeture étanche de la bouteille i. Durée du bouchonnage : 1s 5. Fin du refroidissement de la paroi extérieure de la bouteille 6. Rétraction de la bouteille à l'air libre i. Phase de rétraction et stérilisation ii. température de l'air ambiant : 20 C
iii. Durée : 3 minutes 7. Refroidissement rapide de la bouteille i. Refroidissement par aspersion avec de l'eau à 20 C jusqu'à
retour à température ambiante de l'emballage et son contenu Exemple 4 La bouteille a un poids de 46 grammes, et son fond est de type pétaloïde. Son volume initial est de 1556 ml. Après remplissage à 88 C selon le mode opératoire ci-dessous, son volume devient 1503.8 ml. La bouteille s'est donc rétractée de 3.4% pendant le remplissage. Après refroidissement, la pression relative à
l'intérieur de la bouteille est légèrement positive.
La bouteille est remplie selon le mode opératoire suivant.
1. Mise à disposition d'une bouteille vide 2. Rinçage de la bouteille 3. Transfert de la bouteille sur la station d'alimentation 4. Début du refroidissement de la paroi extérieure de la bouteille par aspersion avec de l'eau à 5 C
a. Remplissage de la bouteille avec de l'eau à 88 ii. Durée du remplissage : 6 secondes iii. Volume de remplissage : 92% du volume initial soit xxx ml.
b. Transfert sur la station de fermeture i. Durée : 1s c. Fermeture étanche de la bouteille ii. Durée du bouchonnage : 1s 5. Fin du refroidissement de la paroi extérieure de la bouteille 6. Rétraction de la bouteille à l'air libre i. Phase de rétraction et stérilisation ii. température de l'air ambiant : 20 C
iii. Durée : 3 minute 7. Chauffage des parois latérales de la bouteille avec de l'air chaud (400 C) i. Rétraction des parois de la bouteille ii. La pression à l'intérieur de la bouteille augmente 8. Refroidissement rapide de la bouteille Refroidissement par aspersion avec de l'eau à 20 C jusqu'à retour à
température ambiante de l'emballage et son contenu.
Exemple 5 La bouteille a un poids de 46 grammes, et son fond est de type pétaloïde. Son volume initial est de 1556 ml. Après remplissage à 98 C selon le mode opératoire ci-dessous, son volume devient 1455 ml. La bouteille s'est donc rétractée de 6,5% pendant le remplissage. Après refroidissement, la pression relative à
l'intérieur de la bouteille est légèrement positive.
La bouteille est remplie selon le mode opératoire suivant.
1. Mise à disposition d'une bouteille vide 2. Rinçage de la bouteille 3. Transfert de la bouteille sur la station d'alimentation 4. Début du refroidissement de la paroi extérieure de la bouteille par aspersion avec de l'eau à 5 C
a. Remplissage de la bouteille avec de l'eau à 98 i. Durée du remplissage : 6 secondes ii. Volume de remplissage : 92%
b. Transfert sur la station de fermeture i. Durée : 1s c. Fermeture étanche de la bouteille i. Durée du bouchonnage : 1s 5. Fin du refroidissement de la paroi extérieure de la bouteille 6. Rétraction de la bouteille à l'air libre i. Phase de rétraction et stérilisation ii. température de l'air ambiant : 20 C
iii. Durée : 3 minute 7. Refroidissement rapide de la bouteille i. Refroidissement par aspersion avec de l'eau à 20 C jusqu'à
retour à température ambiante de l'emballage et son contenu 8. Chauffage des parois latérales de la bouteille avec de l'air chaud (400 C) i. Rétraction des parois de la bouteille ii. La pression à l'intérieur de la bouteille augmente

Claims

1. Procédé de conditionnement d'un liquide dans un récipient plastique (1) ayant une forte orientation moléculaire ; procédé comprenant les étapes suivantes :
- remplissage du récipient (1) avec un liquide à haute température, - refroidissement des parois (5) du récipient (1) pendant l'étape de remplissage, - fermeture du récipient (1) de façon étanche, - refroidissement des parois (5) du récipient (1) pendant l'étape de fermeture, - rétraction passive du récipient (1) consécutivement à ladite étape de fermeture, - refroidissement des parois (5) du récipient (1) consécutivement à l'étape de rétraction.

2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on refroidit qu'une partie des parois (5) du récipient (1).

3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel on chauffe au moins partiellement les parois (5) du récipient (1) consécutivement à l'étape de fermeture.

4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel on ajoute dans le récipient (1) un gaz consécutivement à l'étape de remplissage et préalablement à l'étape de fermeture.

5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel le gaz est de l'azote ou du gaz carbonique.

6. Dispositif de mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, comprenant des moyens de remplissage d'un récipient (1) à chaud, des moyens de refroidissement (7) des parois (5) dudit récipient (1), des moyens de fermeture dudit récipient (1) et des moyens pour autoriser une rétraction dudit récipient (1).

7. Dispositif selon la revendication 6, comprenant des moyens pour chauffer les parois (5) dudit récipient (1).

8. Récipient en plastique (1) fortement orienté contenant un liquide (9) et obtenu selon un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé
par le fait que son volume après conditionnement est plus faible que son volume initial.

9. Récipient en PET bi-orienté (1) pour remplissage à chaud, dépourvu de panneaux de compensation et obtenu selon un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que la cristallinité de ses parois latérales (5) est inférieure à 30% et par le fait que son volume après remplissage est plus faible que son volume initial.