Procédé de remplissage d'un récipient à parois latérales déformables
La présente invention concerne un procédé de remplissage d'un récipient à parois latérales déformables, tel qu'un récipient thermoplastique que l'on déforme pour en extraire le contenu.
On a constaté que les récipients de ce genre, fabriqués en polyéthylène ou autre matériau thermoplastique convenable, sont assez sensibles aux changements de pression relative de part et d'autre de la paroi du récipient. Lorsque la différence de pression est de l'ordre de 13 cm d'eau (environ 0,013 kg/cm2) les parois latérales du récipient présentent un aplatissement visible et prennent un aspect déplaisant. Du point de vue de la présentation commerciale, il est nécessaire que le corps du récipient reste sensible ment cylindrique pour donner les meilleurs résultats, que le récipient soit du type bidon ou du type tube.
Lorsqu'on emballe des produits dans de tels récipients, et plus particulièrement dans ceux du type bidon, on laisse un espace libre au sommet du récipient. Dans le procédé normal de remplissage à froid, cette opération est effectuée à la pression atmosphé rique. En conséquence, l'espace libre est habituelle ment rempli par de l'air. Lorsqu'il se dégage un peu de chaleur pendant le remplissage, l'espace libre renferme néanmoins un peu d'air. Dans ces cas, une différence de pression s'établit par suite de la contraction de l'air dans l'espace libre et provoque une déformation partielle des parois du récipient qui donne l'aspect déplaisant précité.
Cette contraction de l'air dans l'espace libre peut être provoquée par le refroidissement de l'air, ou un changement de la pression barométrique, ou une évaporation progressive, bien que très légère, ou une perte de certains composants volatils contenus dans le produit, tels que des hydrocarbures, des solvants, etc., qui peuvent filtrer à travers les parois latérales du récipient.
La présente invention vise la palliation de cette difficulté grâce à l'établissement d'une légère surpression à l'intérieur de l'espace libre laissé à la partie supérieure du récipient, soit avant, soit après fermeture du récipient, afin de disposer d'un léger excès de pression qu'il est possible de relâcher, suivant les besoins, pour compenser la perte de pression due à la contraction de l'air dans l'espace libre ou à l'évaporation du produit et protéger ainsi les parois du récipient contre les déformations indésirables.
L'invention a pour objet un procédé de remplissage d'un récipient à parois latérales déformables, consistant à introduire dans ledit récipient une quantité de produit telle qu'il reste un espace libre prédéterminé, et à fermer ledit récipient, caractérisé en ce que la pression régnant à l'intérieur dudit espace libre est portée au-dessus de sa valeur initiale afin de protéger les parois latérales du récipient contre la contraction ultérieure qui pourrait résulter d'une chute de ladite pression au-dessous de ladite valeur initiale.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, plusieurs formes d'exécution du procédé faisant l'objet de l'invention.
La fig. 1 est une vue, en coupe, d'une forme de dispositif appliqué sur un récipient pour le remplir.
La fig. 2 est une vue, en élévation, d'un récipient en cours de remplissage.
La fig. 3 est une vue partielle, en coupe, du dispositif et du récipient de la fig. 1, dans laquelle certaines parties du récipient occupent une position différente.
La fig. 4 est une vue en élévation d'un récipient montrant une autre forme d'exécution du procédé.
Le récipient 21, destiné à être vidé par déformation, comprend un corps 22 à paroi latérale souple, mince, cylindrique et des flasques de fermeture 23, fixés sur ce corps par des assemblages en bout convenables 24. Cependant, le procédé décrit peut aussi bien s'appliquer aux tubes à parois minces et autres récipients analogues. Le corps 21 est en polyéthylène, mais on peut utiliser également pour sa fabrication d'autres matières thermoplastiques telles que les polyamides, les polyesters, les polymères et copolymères de vinyle, et les polymères et copolymères de chlorure de vinylidène, de polystyrène et de polypropylène.
Les flasques de fermeture 23 sont formés par une feuille d'un métal, tel que le fer doux, le fer blanc, l'aluminium, ou un matériau analogue. Le flasque supérieur 23 comporte un orifice 26 de remplissage et d'évacuation renfermant un ajutage 27 emmanché à force, recouvert d'un capuchon amovible 28 de fermeture. Le capuchon 28 est du type à emboîte- ment par pression dont l'étanchéité est assurée par serrage sur un bourrelet 29 de l'ajutage.
On commence d'abord par former et remplir le récipient 21 avec le produit à emballer, par l'orifice 26, comme représenté sur la fig. 2, de manière à ré server un espace libre convenable 31 (fig. 1) au sommet du récipient. Le remplissage du récipient est effectué, de préférence, à l'air libre, ce qui fait que l'espace libre est rempli d'air à la pression atmosphé- rique.
Lorsque le récipient 21 est rempli, on place l'ajutage 27 sur le flasque supérieur de fermeture 23.
L'ajutage 27 peut être mis définitivement en place par introduction à force et à demeure dans l'orifice de remplissage 26, avec son capuchon 28, en place mais non serré, comme représenté sur la fig. 1. On peut aussi, suivant une varIante, enfoncer le capuchon à fond sur l'ajutage 27 et placer l'ajutage librement sur le flasque de fermeture, comme représenté sur la fig. 3. Ainsi, dans chaque cas, un passage est ménagé pour l'air à travers l'ajutage, comme sur la fig. 1, ou à travers l'ouverture de remplissage, comme sur la fig. 3, entre l'espace libre 31 et l'extérieur du récipient.
Pendant que le capuchon 28, (ou l'ajutage 27), se trouve dans la position libre précitée, on introduit un fluide sous pression dans l'espace libre 31, à travers l'ajutage, comme sur la fig. 1, ou à travers l'ouverture de remplissage, comme sur la fig. 3, afin de mettre l'espace libre 31 sous pression. L'augmentation de pression dans l'espace libre est de préférence de l'ordre de 50 à 75 cm d'eau, c'est-à-dire sensiblement environ 0, 600 kg/cm2 au-dessus de la pression atmosphérique (1 kg/cm2 étant égal à 100cm d'eau).
Cette mise sous pression de l'espace libre 31 du récipient est, suivant la forme d'exécution représentée sur la fig. 1, effectuée par la mise en place d'un capot ou coiffe 33 sur le sommet du récipient, afin d'isoler celui-ci de l'air extérieur. L'extrémité inférieure du capot 33 comporte une garniture d'étanchéité élastique 34 qui forme un joint hermétique lorsqu'elle est appliquée sur le bord d'assemblage 24 du récipient. L'extrémité supérieure du capot 33 est fermée et comporte une tubulure d'admission 35 reliée à une source convenable quelconque de fluide sous pression, par exemple d'air comprimé. Une vanne 36, intercalée dans la tubulure 35, permet de contrôler l'admission d'air comprimé dans le capot.
Un manomètre 37 est également fixé sur le capot 33 afin de mesurer la pression à l'intérieur de l'espace libre du récipient.
Lorsque le capot 33 est appliqué sur le récipient dont l'espace libre 31 renferme de l'air à la pression atmosphérique on ouvre la vanne 36 pour admettre de l'air comprimé dans l'espace libre, à travers le capuchon 28 placé librement, dans le cas repré- senté sur la fig. 1, ou à travers l'ajutage 27 placé librement, dans le cas représenté sur la fig. 3, jusqu'à ce que le manomètre 37 enregistre une élévation de pression d'environ 0,600 kg/cm au-dessus de la pression atmosphérique.
On ferme le récipient avec cette pression supplémentaire dans l'espace libre 31, en exerçant une pression sur le capuchon 28, placé librement dans le cas représenté sur la fig. 1, jusqu'à ce qu'il occupe sa position de fermeture étanche sur le bourrelet 29 de l'ajutage 27, ou bien, dans le cas représenté sur la fig. 3, on enfonce à force l'ajutage 27 placé librement dans l'orifice de remplissage 26. On effectue cette fermeture du récipient à l'aide d'un piston 39 disposé à l'intérieur du capot 33. L'extrémité supérieure du piston est prolongée, à travers la partie supérieure du capot, à travers un presse-étoupe étanche à l'air 41 et se termine par une tête de manceu- vre 42 qui permet d'actionner verticalement le piston, à la main ou autrement.
Un ressort de compression 43, enroulé autour du piston entre la tête 42 et le presse-étoupe 41, maintient normalement le piston en position relevée.
L'extrémité inférieure du piston 39 est en contact avec le capuchon 28, placé librement sur l'ajutage 27 dans le cas représenté sur la fig. 1, prêt à exercer une pression sur le capuchon pour fermer l'ajutage. Dans le cas où l'ajutage est placé librement, comme sur la fig. 3, l'extrémité inférieure du piston est munie d'une douille 45, qui entoure le capuchon 28 inséré à fond, et qui est en contact avec l'ajutage 27, situé en dessous, afin de permettre d'enfoncer à force l'ajutage dans l'ouverture de remplissage 26 et de fermer le récipient.
Après fermeture du récipient 21, on ferme la vanne 36 et on retire le capot.
Ainsi, dans l'espace libre 31 du récipient règne une pression légèrement supérieure à la pression atmosphérique qui est insuffisante pour faire renfler à l'extérieur les parois latérales souples thermoplas tiques des récipients remplis de produit, mais qui est suffisante pour compenser par la suite une légère perte de pression dans l'espace libre et protéger les parois latérales souples du récipient contre la contraction, ce qui permet de préserver l'aspect, uniformément rond, d'emballages bien remplis, des récipients, au cours de leur utilisation commerciale.
Suivant la variante représentée sur la fig. 4, l'établissement d'une pression légèrement supérieure à l'intérieur de l'espace libre 31, dans le but d'éviter par la suite une déformation des parois latérales du récipient, est réalisée par l'introduction d'une quantité prédéterminée d'un mélange carbonaté, par exemple du bicarbonate de soude, ou un petit morceau 53 de glace carbonique (anhydride carbonique solide), à l'intérieur du récipient rempli, avant fermeture de ce dernier.
Lorsque le récipient est fermé, le dégagement de gaz par mélange carbonaté, ou par sublimation de l'anhydride carbonique solide, est suffisant pour fournir la légère augmentation de pression désirée, dans l'espace libre 31 du récipient, destinée à compenser par la suite toute perte de la pression initiale de l'espace libre, et à protéger les parois du récipient contre une déformation. Il est bien entendu, cependant, que cette variante du procédé objet de l'invention est limitée aux récipients renfermant des produits qui ne sont pas altérés par l'addition des matériaux dégageant des gaz.