FR2595067A1 - Procede de fabrication d'un recipient etire biaxialement et recipient fabrique par ce procede - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE DE FABRICATION D'UN RECIPIENT ETIRE BIAXIALEMENT QUI PERMET DE PRODUIRE A GRANDE VITESSE UN RECIPIENT AYANT DE BONNES PROPRIETES DE RESISTANCE A LA CONTRACTION THERMIQUE ET D'IMPERMEABILITE AUX GAZ. LE PROCEDE CONSISTE A AMENER PREALABLEMENT A UNE TEMPERATURE D'ETIRAGE UNE PREFORME MULTICOUCHE COMPRENANT DES COUCHES INTERIEURE ET EXTERIEURE EN POLYTEREPHTALATE D'ETHYLENE ET AU MOINS UNE COUCHE INTERMEDIAIRE EN UNE RESINE FAISANT BARRIERE AUX GAZ, A FORMER LA PREFORME PAR SOUFFLAGE-ETIRAGE BIAXIAL ET A TRAITER THERMIQUEMENT L'ARTICLE FORME DANS LE MOULE DE SOUFFLAGE MAINTENU A UNE TEMPERATURE DE FIXATION THERMIQUE, A REMPLACER LE FLUIDE DE SOUFFLAGE PAR UN FLUIDE DE REFROIDISSEMENT POUR REFROIDIR L'ARTICLE PAR L'INTERIEUR JUSQU'A UNE TEMPERATURE PERMETTANT DE LE RETIRER DU MOULE SANS DEFORMATION, TOUT EN MAINTENANT L'ARTICLE EN CONTACT AVEC LA PAROI INTERNE DU MOULE, ET A RETIRER DU MOULE L'ARTICLE FORME. DOMAINE D'APPLICATION: RECIPIENTS EN MATIERE PLASTIQUE.

Description

La présente invention concerne un récipient étiré

multicouche en polyester, résistant à la chaleur. Plus parti-

culièrement, la présente invention concerne un procédé dans

lequel un récipient étiré multicouche en polyester, compre-

nant une couche d'un polyester thermoplastique tel que du polytéréphtalate d'éthylène et une couche faisant barrière aux gaz, est efficacement fabriqué en n'utilisant qu'un seul moule, et concerne également un récipient étiré en polyester fabriqué selon ce procédé et dont la résistance à la chaleur, la résistance à la contraction thermique et la résistance à

la déformation à la chaleur sont très bonnes.

Une bouteille étirée constituée de polytéréphtalate

d'éthylène (PTE) possède d'excellentes propriétés de trans-

parence, résistance au choc (résistance aux chutes), légè-

reté, hygiène, résistance à la pression et imperméabilité aux gaz tels que l'oxygène, le gaz carbonique et autres,

et une telle bouteille est largement utilisée pour le con-

ditionnement de sauce piquante, sauces, assaisonnements, huiles comestibles, boissons gazeuses telles que bière, sodas au cola et autres sodas gazeux, jus de fruits, eaux

minérales, shampooings, détergents, cosmétiques, vin, mou-

tarde et produits d'aérosol.

Dans le cas d'une bouteille en verre ou d'une boîte métallique dont l'étanchéité est totale, on considère que la perméabilité aux gaz est pratiquement nulle, mais un récipient étiré en polyester, qui est une sorte de récipient en matière plastique, présente une certaine perméabilité à l'oxygène,

au gaz carbonique ou autres, bien qu'elle soit très faible.

Par consequent, le récipient étiré en polyester est infé-

rieur à une boîte métallique ou à une bouteille en verre quant à la propriété de conservation du contenu, et dans le cas d'une boisson gazeuse, le gaz carbonique s'échappe et la durée de conservation est strictement limitée s'il s'agit de bière, sodas au cola ou autres sodas gazeux. En outre, dans le cas d'un liquide contenant du jus de fruit, la durée de conservation est semblablement limitée en raison de la

perméation d'oxygène venant de l'extérieur.

Pour supprimer ce défaut, il a été proposé d'uti-

liser un récipient à structure multicouche comprenant des couches intérieure et extérieure en polyester et une couche intermédiaire en une résine faisant barrière aux gaz telle qu'un copolymère éthylène/alcool vinylique ou un polyamide

contenant des groupes métaxylylène.

Un récipient étiré en polyester est bien supérieur aux autres bouteilles en matière plastique pour ce qui est de la transparence et de la résistance à la pression dans le cas d'une boisson gazeuse, mais la température de formage par étirage du récipient étiré en polyester est relativement basse (80 à 110 C) et il existe une partie non étirée ou une partie faiblement étirée. Par conséquent, la résistance à la chaleur est mauvaise et, dans le cas d'un remplissage à chaud, on ne peut obtenir un produit utilisable en pratique à moins que la température de remplissage soit inférieure à C, le maintien en forme disparaissant si le remplissage

à chaud est effectué à une température plus élevée.

Pour supprimer ce défaut, il a été proposé d'em-

ployer un procédé dans lequel une partie non étirée d'une

bouteille en polyester (telle que la partie de goulot-

embouchure) et une partie étirée (telle que la partie de corps) sont traitées (fixées) thermiquement. Comme procédé de traitement thermique convenant à cet effet, on connaît ce qui s'appelle un procédé à moule unique dans lequel un moule de formage par soufflage-étirage est maintenu à une température élevée appropriée pour le traitement thermique, le traitement thermique est effectué dans ce moule après le formage par soufflage-étirage et le produit est refroidi dans le moule et retiré du moule (voir, par exemple, le brevet japonais publié N 6216/84); on connaît aussi un procédé dit à deux moules dans lequel un moule de formage ' par soufflage-étirage est maintenu à une température élevée

appropriée pour le traitement thermique, le traitement ther-

mique est effectué dans ce mcule après le formage par souf-

flace-étirace, le produit formé par soufflage-étiraae est V:::: f 0 0 : :: :::: f : : : f: :: : -: :::0 : : : - 0 5 . : * f

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: A, : :: . _ : retiré et placé dans un moule de refroidissement, et le produit est refroidi dans le moule secondaire en étant soumis à un gonflement (voir, par exemple, la demande de

brevet japonais mise à l'inspection publique N 533A26/82).

Une bouteille monocouche classique en PTE pos- sède des propriétés convenables d'imperméabilité aux gaz, mais eu égard au niveau technique actuel, cette bouteille de PTE présente encore des insuffisances quant à son type

de contenu et son mode de transport. Pour améliorer l'im-

perméabilité aux gaz d'un polyester, il a été proposé un

procédé dans lequel est formée une structure multicouche.

Ce procédé n'est cependant pas mis en pratique. En outre,

il n'a pas été proposé de procédé pour améliorer la résis-

tance à la chaleur et la résistance à la déformation à la

chaleur tout en conservant de très bonnes propriétés d'im-

perméabilité aux gaz.

Dans le cas o le traitement thermique est exé-

cuté à l'étape de soufflage-étirage, l'article formé est

refroidi par refroidissement du moule de soufflage en fai-

sant passer de l'eau de refroidissement dans le moule, et

la température de l'article formé est abaissée à une tempéra-

ture à laquelle il est possible de retirer l'article formé du moule. Ainsi, l'article formé est retiré du moule et on obtient une bouteille en polyester traitée thermiquement

telle que désirée.

Cependant, dans le procédé de traitement ther-

mique à moule unique mentionné en premier lieu, du fait

que le traitement thermique et le traitement de refroidis-

sement intérieur sont effectués dans un seul moule de souf-

flage et que chaque traitement demande un certain temps, le temps de séjour dans le moule unique est long et le temps de fermage est 2 à 4 fois plus long que le temps demandé par un fermage par soufflage-étirage ordinaire

d'une bouteille de polyester, d'o une diminution consi-

dérable du rendement de production et une augmentation du

coût de fabrication. De plus, si la température de traite-

ment thermique est élevée, il faut beaucoup de temps pour

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abaisser la température à un niveau auquel l'article formé peut être retiré du moule. Il est donc naturel d'abaisser la température de traitement thermique, et la bouteille obtenue présente de moins bonnes propriétés de résistance à la chaleur et de résistance à la contraction thermique. Dans le procédé de traitement thermique à deux moules mentionné en second lieu, il faut deux sortes de moules et une opération de soufflage à deux temps et le nombre d'étapes est accru, d'o une augmentation des frais d'équipement. Pour que l'article formé initialement par soufflage et retiré après le traitement thermique puisse être placé à coup sûr dans le moule secondaire, il faut que là taille de l'article formé initialement par soufflage soit plus petite que la taille de l'article formé final,en tenant compte de la marge de sécurité. Par conséquent, un étirage de dilatation doit être accompli à un certain degré

dans l'étape de soufflage secondaire et il se produit faci-

lement une contraction thermique correspondant à cet éti-

rage de dilatation du second temps de soufflage. De plus, un défaut du procédé à deux moules est qu'il est difficile de reproduire fidèlement le modelé de surface de la cavité

du moule sur la surface de l'article formé par soufflage.

Un but principal de la présente invention est de

fournir un procédé qui n'est pas affecté des défauts sus-

mentionnés des procédés classiques de production de réci-

pients en polyester étirés biaxialement et fixés ther-

miquement, et qui permet de fabriquer à grande vitesse de production un récipient en polyester étiré biaxialement présentant une excellente combinaison de résistance à la contraction thermique et d'imperméabilité aux gaz, en n'utilisant qu'un seul moule et en raccourcissant autant que possible le temps de séjour dans le moule de l'artidle

formé par soufflage.

Conformément à la présente invention, on obtient à une grande vitesse de fabrication et avec un nombre réduit d'étapes un récipient de polyester étiré biaxialement dont Y L les propriétés de résistance à la contraction thermique et d'imperméabilité aux gaz sont excellentes, en chauffant ou en amenant préalablement à une température convenant à un étirage une préforme multicouche comprenant des couches intérieure et extérieure constituées d'un polyester princi- palement composé de motifs téréphtalate d'éthylène et au

moins une couche intermédiaire constituée d'une résine fai-

sant barrière aux gaz, en effectuant dans un moule maintenu

à une température de fixation thermique le formage par souf-

flage-étirage biaxial de la préforme et le traitement ther-

mique de l'article formé par soufflage, en remplaçant le fluide comprimé de formage de l'article-par un fluide de refroidissement interne, en refroidissant l'article formé

par soufflage jusqu'à une température à laquelle ne se pro-

duit pas de déformation lorsqu'il est retiré du moule, tout en mettant l'article formé par soufflage en contact avec' la surface de la cavité du moule, et en retirant du moule

l'article formé.

La présente invention repose sur la découverte nouvelle selon laquelle la couche intermédiaire de résine faisant barrière aux gaz agit comme une couche thermiquement

isolante pendant le traitement thermique, le refroidisse-

ment et l'enlèvement de l'article formé par soufflage, et,

en refroidissant de l'intérieur l'article formé par souf-

flage au moyen d'un milieu réfrigérant, on peut obtenir rapidement la propriété de maintien de la forme qui est

nécessaire à l'enlèvement de l'article formé par soufflage.

Lorsque le procédé de fabrication susmentionné selon la présente invention est appliqué à la production d'un récipient multicouche en polyester présentant, dans sa direction circonférentielle, des convexités en forme de

colonnes relativement étroites définissant un diamètre.rela-

tivement grand et des concavités en forme de panneaux rela-

tivement larges définissant un diamètre relativement petit, de façon que les concavités en forme de panneaux se dilatent et se contractent dans la direction du diamètre du récipient en fonction des variations de pression à l'intérieur du

récipient, on obtient un récipient en polyester, imper-

méable aux gaz, étiré biaxialement, dont les couches inté-

rieure et extérieure dans les régions des panneaux sont orientées moléculairement biaxialement de telle façon que le degré (2 +m) d'orientation dans le plan est d'au moins 0,350 tel que mesuré par fluorométrie à polarisation, et dont les couches intérieure et extérieure dans les régions des panneaux sont traitées thermiquement de telle façon que le degré de cristallisation de la couche extérieure déterminé par mesure de-.densité est d'au moins 30 % et est

supérieur d'au moins 2 % à celui de la couche intérieure.

La présente invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est un schéma illustrant le principe du procédé de fabrication de la présente invention;

la figure 2 est une vue latérale en coupe repré-

sentant une préforme utilisée dans la présente invention;

la figure 3 est une vue en coupe à échelle agran-

die représentant la structure de coupe de la préforme que montre la figure 2

la figure 4 est une vue latérale en coupe illus-

trant l'étape de soufflage-étirage;

la figure 5 est une vue latérale en coupe illus-

trant les étapes de traitement thermique et refroidis-

sement la figure 6 est une vue latérale représentant un exemple de récipient selon la présente invention la figure 7 est une vue du fond du récipient que montre la figure 6 la figure 8 est une vue de la coupe faite suivant la ligne A-A de la figure 6; et la figure 9 est un graphique indiquant les degrés de cristallisation des couches extérieure et intérieure du

récipient obtenu à l'Exemple 1, relevés à différentes posi-

tions. q 1 En se reportant à la figure 1, qui illustre le principe de la présente invention, on voit qu'un article multicouche 1, formé par soufflage, comprend une couche

intérieure 2 en polyester, une couche extérieure 3 en poly-

ester et une couche intermédiaire 4 de résine faisant bar-

rière aux gaz qui est interposée entre les couchés 2 et 3.

Dans l'étape de refroidissement qui vient après le traite-

ment thermique, étant donné que la couche intermédiaire 4 de résine faisant barrière aux gaz agit comme une couche d'arrêt de transfert thermique, la couche de polyester intérieure 2 est rapidement refroidie à une température

à laquelle l'article formé peut être retiré sans déforma-

tion, généralement à une température inférieure à 60 C,

tandis que la température de la couche de polyester exté-

rieure 3 et du moule 5 qui est à son contact n'est pas fortement abaissée par cette opération de refroidissement

de la couche intérieure 2.

Le-Tableau 1 montre les diffusivités thermiques

de diverses résines.

Tableau 1 Résine Diffusivité thermique (10-4 m2/heure) Copolymère Nylon 6/Nylon 66 2,70 à 2,90 Résine de m-xylène-adipamide 2,45 à 2,50 Résine de chlorure de vinylidène 2,50 à 2,65

CEAV 2,00 à 2,55

PTE étiré 6,40 à 7,80 PTE non étiré 4,90 à 5,55 D'après les données du Tableau 1, on voit que la diffusivité thermique d'une résine faisant barrière aux gaz telle qu'un copolymère éthylène/alcool vinylique (CEAV)

est faible et se situe de la moitié au tiers de la diffu-

sivité thermique d'un polytéréphtalate d'éthylène (PTE).

Le copolymère éthylène/alcool vinylique n'a pas seulement

des propriétés d'imperméabilité aux gaz, mais il agit éga-

lement comme barrière de conduction thermique.

2( 3' Selon la présente invention, le refroidissement de la couche de polyester intérieure, servant à donner une

faculté de maintien en forme suffisante pour retirer l ar-

ticle formé du moule, est rapidement effectué, et la tempé-

rature de surface du moule, nécessaire pour le traitement thermique, n'est pas fortement abaissée. Par conséquent, on peut exécuter rapidement le traitement thermique de

l'article formé par soufflage-étirage et le refroidisse-

ment nécessaire pour retirer l'article formé.

0 Comme polyester utilisé pour les couches inté-

rieure et extérieure dans la présente invention, on peut mentionner le polytéréphtalate d'éthylène et un copolyester dont les motifs principaux sont des motifs téréphtalate d'éthylène et qui contient une petite quantité d'un ester modifiant connu. Il suffit que le polyester ait un poids

moléculaire filmogène.

Un copolymère obtenu en saponifiant un copolymère d'éthylène et d'un ester vinylique tel que l'acétate de vinyle est utilisé dans la présente invention comme résine

0 faisant barrière aux gaz pour la couche intermédiaire.

Eu égard à l'aptitude au formage et aux propriétés d'imper-

méabilité, on utilise avantageusement dans la présente in-

vention un copolymère dont la teneur en éthylène est de 15 à 60 moles %, notamment de 25 à 50 moles %, et le degré de saponification est d'au moins 96 %. En outre, on peut uti- liser une résine de chlorure de vinylidène, une résine à forte teneur en nitrile, une résine polyamide contenant des

groupes xylylène et un polyester à grande imperméabilité.

Afin d'améliorer l'adhérence entre la couche de 0 polyester et la couche de résine faisant barrière aux gaz, on peut utiliser un adhésif facultatif connu, bien que

l'emploi de l'adhésif ne soit pas toujours nécessaire.

A cet effet, on peut utiliser un adhésif de type copoly-

ester, un adhésif de type polyamide, un adhésif de type polyester-éther, une résine thermoplastique épcxydée ou

une résine thermoplastique à modification acide.

Pour la production d'une préforme multicouche comprenant des couches de polyester thermoplastique et de

résine faisant barrière aux gaz, on peut adopter un. pro-

cédé dans lequel on forme un tube par un procédé de co-

extrusion en utilisant une résine faisant barrière aux gaz pour constituer au moins une couche intermédiaire et une résine polyester pour constituer les couches intérieure et extérieure, tout en interposant une couche adhésive si nécessaire, on coupe le tube multicouche à la longueur appropriée, on ferme une extrémité du tube en soudant par

fusion pour former un fond, et on forme à l'autre extré-

mité du tube une région de goulot-embouchure présentant une ouverture sur le dessus et une zone de vissage ou d'adaptation sur la périphérie, pour obtenir ainsi une

préforme multicouche.

En outre, on peut obtenir une préforme multi-

couche munie d'un fond et d'une ouverture correspondant à la configuration d'un moule de préforme à. injection en utilisant une machine à mouler par co-injection équipée d'au moins 2 injecteurs et d'un moule de co-injection et

en intercalant au moins une couche de résine faisant bar-

rière aux gaz entre des couches intérieure et extérieure

de résine polyester, de telle façon que la couche inter-

médiaire soit recouverte par les couches intérieure et

extérieure.

De plus, on peut préparer une préforme suivant un procédé utilisant une machine à mouler par injection à plusieurs étages équipée d'au moins 3 injecteurs et de plusieurs moules, selon lequel on forme tout d'abord une préforme initiale constituée de la couche intérieure, cette préforme est transférée dans un deuxième moule o une

couche intermédiaire est injectée, puis une couche exté-

rieure est injectée dans un troisième moule.

Afin de conférer de la résistance à la chaleur à la préforme ainsi obtenue, le goulot qui présente une partie filetée, une partie d'adaptation et un anneau de support est parfois cristallisé et blanchi par traitement thermique au stade de la préforme. En variante, on peut adopter un procédé selon lequel on fait cristalliser et blanchir la région non étirée de goulot d'une bouteille formée par soufflage-étirage biaxial comme décrit ci-après. La température de la préforme multicouche ainsi préparée est amen e à une température d'étirage de 85 à C en utilisant la chaleur donnée à la préforme par la machine à mouler par injection, c'est-à-dire la chaleur restante; ou bien, lorsque la préforme est froide, elle

est réchauffée à une température d'étirage de 85 à 115 C.

Lorsque la préforme est étirée biaxialement dans un moule de soufflage, ce dernier est chauffé à une température de à 230 C, de préférence 120 à 210PC, et le traitement thermique (fixation thermique) commence dès que le PTE de la couche extérieure de la préforme multicouche soufflée-étirée entre en contact avec la surface intérieure

du moule. Une fois écoulé un temps prédéterminé de traite-

ment thermique, le fluide de soufflage est remplacé par un fluide destiné au refroidissement interne de façon à

commencer le refroidissement du PTE de la couche intérieure.

Le temps de traitement thermique varie en fonction de

l'épaisseur de l'article formé par soufflage ou de la tem-

pérature, mais ce temps de traitement thermique est géné-

ralement de 1,5 à 30 secondes et notamment de 2 à 20 secondes.

Le temps de refroidissement varie en fonction de la tempé-

rature de traitement thermique ou du type de fluide de

refroidissement, mais ce temps de refroidissement est géné-

ralement de 1 à 30 secondes, et notamment de 2 à 20 secondes.

Comme fluide de refroidissement, on peut utiliser divers gaz refroidis, tels que l'azote, l'air et le gaz carbonique maintenus à une température de -40 à +10 C,À et des gaz liquéfiés chimiquement inertes tels que l'azote

liquéfié, le gaz carbonique liquéfié, le trichlorofluoro-

méthane liquéfié, le dichlorodifluorométhane liquéfié et d'autres nydrocarbures aliphatiques normalement gazeux à il l'état liquéfié. Un brouillard de liquide ayant une grande chaleur de vaporisation, tel que l'eau, peut être présent avec le fluide de refroidissement. En utilisant le fluide de refroidissement susmentionné, on peut obtenir une vitesse de refroidissement particulièrement grande. Le PTE de la couche extérieure de l'article formé par soufflage est refroidl naturellement ou refroidi activement

en envoyant de l'air froid sur l'article formé par soufflage.

Afin d'arrêter le transfert de chaleur, la couche

intermédiaire faisant barrière aux gaz doit avoir une épais-

seur d'au moins 5 pum en moyenne dans la-paroi du corps du récipient formé, mais l'aptitude au formage sous étirage tend à se dégrader si cette épaisseur dépasse 300 12m. Il est généralement préférable que l'épaisseur de la couche intermédiaire soit d'au moins 20 à 80 um dans la paroi du corps. Eu égard à la propriété de maintien en forme au moment de l'enlèvement du récipient formé, il faut que la couche intérieure de PTE ait une épaisseur d'au moins 25 Pm dans la paroi du corps, cette épaisseur étant de préférence de 25 à 70 pm. Il est préférable que l'épaisseur de la couche extérieure de PTE soit de 25 à 200 pm dans la paroi du corps,

le rapport des épaisseurs de couche intérieure/couche exté-

rieure étant de 1/8 à 3/1, bien que le rapport d'épaisseurs préféré varie dans une certaine mesure selon le procédé de

fabrication.

Le procédé de fabrication d'une bouteille en poly-

ester thermoplastique selon la présente invention va main-

tenant être décrit en détail en regard des dessins annexés.

La figure 2 montre une préforme multicouche obte-

nue par moulage par co-extrusion ou moulage par co-injection.

Cette préforme 11 comprend une région de goulot-embouchure 12, un filetage 13, un anneau de support (collet de goulot)

14, un cylindre allongé 15 et un fond 16.

La figure 3 montre la coupe de la paroi de la

préforme multicouche. La structure multicouche de la pré-

fcrme comprend des couches intérieure et extérieure 2 et 3 constituées d'un polyester thermoplastique, une couche intermédiaire 4 constituée d'une résine faisant barrière aux gaz telle qu'un copolymère éthylène/alcool vinylique, et des couches adhésives lOa et lO0b interposées entre les couches 2 et 4 et entre les couches 3 et 4 si nécessaire. La préforme représentée sur la figure 2 est

chauffée à une température convenant à 1 étirage, par chauf-

fage à l'air chaud, chauffage aux rayons infrarouges ou chauffage haute fréquence. Cette température convenant à

l'étirage est de 85 à 115 C, de préférence de 90 à 110 C.

L'étape de soufflage-étirage (étape de traitement thermique) va maintenant être décrite en regard des figures

4 et 5.

Le goulot de la préforme 11 est maintenu par des cavités à rebord 21a et 21b et le reste de la préforme est disposé dans les cavités 24a et 24b d'un moule de soufflage 23a, 23b dans lequel est incorporé un dispositif chauffant 22 pour chauffer la préforme à une température désirée de traitement thermique, et, en même temps, un mandrin 26 muni d'une tige d'étirage 25 est introduit dans la préforme 11 par son embouchure. La tige d'étirage 25 est mobile en direction verticale. Un passage de fluide 27 est ménagé

entre la tige d'étirage 25 et le mandrin 26.

Dans la présente invention, le moule de soufflage

23a, 23b est chauffé à une température de traitement ther-

mique désirée de 110 à 230 C, et la préforme 11, qui est maintenue à la température d'étirage,est placée dans ce

moule et étirée dans la direction axiale tandis que l'ex-

trémité de la tige d'étirage 25 est appuyée contre la face interne du fond de la préforme 11. Simultanément, un gaz comprimé est insufflé dans la préforme 11 par le passage 27 pour dilater et étirer la préforme 11il dans la direction circonférentielle et produire un article 28 formé par soufflage (voir figure 4). Le rapport d'étirage n'est pas

particulièrement critique, mais il est généralement préfé-

rable qu'il soit de 1,5 à 3 en direction axiale e: de a à 5

en direction circonférentielle.

Ensuite, l'article formé par soufflage entre en contact avec les surfaces des cavités 24a et 24b et il est traité thermiquement dans l'état o la pression interne du

fluide comprimé est appliquée à l'article formé par soufflage.

Le fluide comprimé de soufflage est ensuite remplacé par

un fluide de refroidissement qui est introduit par le pas-

sage 27, et l'intérieur 29 de l'article formé est rempli de ce fluide de refroidissement afin de refroidirl'article formé

jusqu'à ce qu'il puisse être retiré.

Dans le procédé de fabrication de la présente invention, il ne faut qu'un seul type de moule et une seule opération de soufflage est nécessaire; on peut fabriquer un récipient formé par soufflage, étiré biaxialement et traité thermiquement, avec un nombre réduit d'étapes et des frais d'équipement réduits, et, de plus, il est possible de raccourcir de façon importante le temps de

traitement thermique dans le moule et le temps de refroi-

dissement nécessaire pour retirerl'article formé du moule, et d'abréger ainsi le temps de séjour dans le moule. Par conséquent, il est possible de fabriquer à une grande

vitesse de production un récipient de polyester étiré bi-

axialement dont les propriétés de résistance à la contrac-

tion thermique et d'imperméabilité aux gaz sont excellentes.

La résistance à la chaleur et la résistance à la contraction thermique du récipient ainsi obtenu sont très bonnes, à tel point qu'il ne se produit pas de déformation

par la chaleur ni de contraction thermique même si le rem-

plissage à chaud est effectué à une température élevée dé-

passant 80 C, et le récipient est très transparent et pré-

sente une grande imperméabilité aux gaz.

En outre, étant donné que le procédé de fabrica-

tion est un procédé de formage par soufflage à un seul

temps, le récipient obtenu présente une très bonne apti-

tude à reproduire une configuration de surface et, par suite, le récipient présente d'excellentes caractéristiques de surface intéressant, par exemple, l'effet esthétique et

la valeur commerciale.

Dans le cas du procédé à deux moules, il se forme sur le récipient final deux paires de lignes de partage cor-

respondant aux deux moules en deux pièces utilisés. Par contre, dans le récipient fabriqué selon la présente invention, il ne se forme qu'une paire de lignes de partage des côté gauche

et droit, et les caractéristiques de surface sont.améliorées.

Lorsque le procédé de fabrication susmentionné de la présente invention est appliqué à la production d'un récipient multicouche en polyester présentant, dans la direction circonférentielle de son corps, des convexité en forme de colonnes relativement étroites et des concavités

en forme de panneaux relativement larges, il est possible-

* d'éviter une déformation asymétrique primaire des régions

des panneaux au moment du remplissage à chaud, ou une défor-

mation secondaire du corps lors du refroidissement subséquent,

et on peut conserver de bonnes caractéristiques d'aspect.

En se reportant à la figure 6 (vue de côté), àla figure 7 (vue du fond) et à la figure 8 (vue en coupe) qui représentent un exemple de récipient de ce type, on voit que ce récipient en polyester étiré biaxialement 51 comprend

un goulot 52, un épaulement tronconique 53, un corps cylin-

drique 54 et un fond fermé 55.

Dans la région principale du corps 54, des con-

vexités en forme de colonnes 56 relativement étroites et

définissant un diamètre relativement grand, et des conca-

vités en forme de panneaux 57 relativement larges et défi-

nissant un diamètre relativement petit, sont formées en alternance dans la direction de la circonférence, en étant

reliées entre elles par d'étroites zones de jonction 58.

Chaque convexité en forme de colonne 56 s'étend

dans la direction axiale (direction de la hauteur) du réci-

pient. Par conséquent, chaque concavité en forme de panneau 57 présente une forme rectangulaire allongée délimitée par la convexité 56, dont la longueur est dans la direction

axiale et dont les coins sont arrondis.

Comme on le comprend d'après la coupe de la figure 8, chaque concavité en forme de panneau 57 se dilate en avançant e

vers l'extérieur sous l'effet d'une augmentation de la pres-

sion interne et se contracte en reculant vers l'intérieur sous l'effet d'une diminution de la pression interne, si

bien que les variations de pression interne sont atténuées.

Dans la forme de réalisation illustrée sur les

dessins annexés, des anneaux renflés 59 de diamètre rela-

tivement grand et des anneaux adjacents en creux 60 de dia-

mètre relativement petit sont formés au-dessus de la zone o se trouvent les concavités en forme de panneaux 57, de sorte qu'est permise une certaine déformation en direction axiale.

Une partie concave rentrante 61 à structure rayon-

nante est formée au centre du fond 55, grâce à quoi il est possible d'empêcher un gondolement du fond 55 sous l'effet

de la pression ou par déformation à la chaleur.

Ce récipient a évidemment une structure multi-

couche telle que représentée sur la figure 3.

Dans la présente invention, un récipient multi-

couche en polyester ayant la structure et la configuration de paroi susmentionnées est fabriqué suivant le procédé de fabrication susmentionné en utilisant un moule dont la cavité correspond à la forme du récipient. Le récipient

ainsi obtenu est caractérisé en ce que les couches de poly-

ester intérieure et extérieure présentent, dans les régions en forme de panneaux,une orientation moléculaire biaxiale telle que le degré (2 +m) d'orientation dans le plan,mesuré par fluorométrie à polarisation,est d'au moins 0,350, et en ce que le récipient est traité thermiquement de telle

façon que le degré de cristallisation de la couche exté-

rieure dans les régions en forme de panneaux, déterminé par mesure de densité, est d'au moins 30 % et est supérieur d'au moins 2 % au degré de cristallisation de la couche intérieure. Afin de conférer suffisamment de rigidité, de résistance au fluage et de transparence aux régions en forme de panneauxet d'engendrer une orientation mcléculaire suffisante pour s'opposer à la formation de sphérolites à l'étape de traitement thermique, il est important que les deux couches de polyester, intérieure et extérieure, présentent un degré (ú+m) d'orientation dans-le plan d'au

moins 0,350, comme déterminé par fluorométrie A polarisation.

La densité est habituellement utilisée comme in-

dice dénotant l'orientation moléculaire d'un polyester.

Cependant, la densité d'un polyester varie fortement, non seulement en fonction du degré d'orientation moléculaire,

mais également en fonction du degré de fixation ther-

mique (c'est-à-dire du degré de cristallisation). Par con-

séquent, la densité ne peut être utilisée comme paramètre

de l'orientation moléculaire dans la présente invention.

En revanche, dans la fluorométrie à polarisation,

l'orientation moléculaire d'un polymère est mesurée quanti-

tativement en tirant parti de l'anisotropie optique de la molécule fluorescente adsorbée dans le polymère dont les molécules sont orientées, et de ce fait, on peut déterminer le degré d'orientation moléculaire sans subir l'influence

de la fixation thermique. Le degré d'orientation bi-

dimensionnelle de la paroi d'un récipient, déterminé par fluorométrie à polarisation, est exprimé par la formule suivante: I,,(w) = KO([cos4w + msin4w + n)

dans laquelle I,,(w) représente l'intensité de la com-

posante de polarisation de la fluorescence émise par l'échantillon de résine thermoplastique,, indique que la direction de vibration de la polarisation incidente est parallèle à la polarisation mesurée, w représente l'angle de rotation de l'échantillon par rapport à la direction de vibration de la polarisation, K représente

la probabilité d'excitation maximale lorsque l'axe molé-

culaire de l'échantillon est parallèle à la direction de vibration de la fluorescence excitée, g représente le rendement de fluorescence moléculaire, 2 représente le taux d'orientation moléculaire dans une direction donnée du plan de la paroi du récipient formé final, m représente le taux d'orientation moléculaire dans

la direction orthogonale à la direction 2, n repré-

sente le taux de non-orientation dans le plan, et la somme de ú, m et n est égale à 1. L'intensité I,,(w) de la composante de polarisation est mesurée à différentes valeurs de w (0O, 450 et 90 ), et

les valeurs de 2, m et n sont déterminées comme les solu-

tions d'un système de trois équations.

Dans le procédé de préparation susmentionné, il est possible de maintenir le degré (ú ±m) d'orientation dans

le plan à une valeur d'au moins 0,350 en réglant la tempé-

rature de chauffage de la préforme entre 85 et 115 C dans l'étape de formage par soufflage-étirage et également en réglant le rapport d'étirage à au moins 1,5 en direction longitudinale et au moins 3,0 en direction circonférentielle, tout en réglant de préférence la température du moule de soufflage (température de traitement thermique) entre 120

et 230 C.

Le récipient multicouche est traité thermique-

ment de telle façon que dans les régions en forme de panneaux, le degré de cristallisation de la résine polyester de la couche extérieure est d'au moins 30 % et est supérieur d'au moins 2 %, notamment d'au moins 3 %, à celui de la résine

polyester de la couche intérieure.

Dans le récipient multicouche étiré en polyester, le polyester de la couche extérieure est sélectivement et fortement cristallisé, et par conséquent, grâce à l'effet de cerclage du polyester cristallisé de la couche extérieure, il est possible d'empêcher l'apparition d'une déformation

primaire non uniforme due à la chaleur (déformation asymé-

trique) dans une partie de la région de panneau lors de l'étape de remplissage à chaud avec le contenu, et, lors des étapes ultérieures d'obturation et de refroidissement, la dilatation-contraction de la région de panneau s'effectue normalement et il est possible d'empêcher efficacement une

laide déformation asymétrique (déformation asymétrique se-

condaire) du récipient après refroidissement.

Dans la production du récipient multicouche en polyester selon la présente invention, le polyester n'est pas uniEormément fixé thermiquement dans sa totalité; au contraire, la couche de polyester disposée du côté extérieur

de la couche taisant barrière aux gaz est fixée thermique-

ment d'une façon privilégiée et le polyester de la couche

extérieure est sélectivement et fortement cristallisé.

De plus, dans le récipient de la présente inven-

tion, étant donné que la partie extérieure est fortement cristallisée, la surface s'endommage difficilement, et du fait que le degré de cristallisation de la partie intérieure est faible, la résistance aux chocs provoqués par des chutes

est grandement augmentée.

Dans le récipient étiré en polyester de la pré-

sente invention, il est préférable que la concavité en forme

de panneau mesure 10 à 50 mm dans la direction circonféren-

tielle et 40 à 160 mm dans la direction axiale (direction de la hauteur), bien que les dimensions préférées varient quelque peu selon la taille du récipient. De plus, il est préférable que la dénivellation entre la convexité en forme de colonne et la concavité en forme de panneau, c'està-dire la différence entre les diamètres qu'elles définissent, se

situe dans l intervalle de 1 à 8 mm.

Le récipient étiré en polyester de la présente invention est intéressant comme récipient de conservation

bouché qui est rempli à chaud de son contenu à une tempéra-

ture de 70 à 98 C ou qui est stérilisé par la chaleur à une

température de 70 à 95 C après remplissage.

La présente invention est illustrée plus particu-

lièrement par les exemples suivants dans lesquels on a

adopté les méthodes de mesure et de calcul suivantes.

(1) Degré de cristallisation (x) On abandonne un petit morceau (environ 2 mmx 2 mm) d'un échantillon d'essai dans un tube à gradient de densité

-2595067

chargé d'heptane normal/tétrachlorure de carbone et réglé à 20 C, et on détermine la densité mesurée d d'après la

position o s'immobilise l'échantillon.

On calcule le degré de cristallisation x d'après la densité mesurée d obtenue, selon l'équation suivante: (l/d) = [(1 - x)/da] + (x/dc) dans laquelle da représente la valeur de la densité lorsque le degré de cristallisation est de O % (da = 1,335), et dc représente la valeur de la densité lorsque le degré de cristallisation est de 100 %

(dc = 1,455).

(2) Perméabilité à l'oxygène (QO2) d'un récipient On introduit une petite quantité d'eau dans un récipient (bouteille) à l'essai, on remplace sous vide

l'atmosphère intérieure par de l'azote gazeux et on recou-

vre d'un adhésif de type époxy la surface de contact de

l'embouchure de la bouteille et le bouchon de caoutchouc.

On conserve la bouteille pendant 7 semaines dans une cuve thermostatée maintenue à une température de 22 C et une

humidité relative de 60 %.

On mesure par chromatographie gazeuse la concen-

tration de l'oxygène qui a pénétré dans la bouteille, et on calcule la perméabilité à l'oxygène QO2 (cm3/m2.jour.atm) (1 atm = 101,325 kPa) d'après la formule suivante: QO2 = [m x Ct/100]/t x OP x A dans laquelle m représente la quantité (mú) d'azote gazeux dont a été remplie la bouteille, t représente

la durée de conservation (jours) dans la cuve thermo-

statée (t = 49), Ct représente la concentration d'oxy-

gène (% en volume) au bout de t jours, OP représente la pression partielle (atm) de l'oxygène atmosphérique (OP = 0,209), et A représente la surface de contact

effective (m2) de la bouteille.

Pour un type donné de bouteille, on mesure les perméabilités à l'oxygène Qo2 de cinq échantillons et on

calcule et indique la moyenne arithmétique.

(3) Résistance à la chaleur (taux de déformation à la chaleur) S

On remplit complètement d'eau de ville un échan-

tillon (bouteille) à l'essai, et on mesure le volume d'eau

introduit V0 (mú).

On remplit complètement la bouteille avec de l'eau chaude maintenue à 85 C, et on bouche la bouteille et la

garde ainsi pendant 3 minutes. On refroidit ensuite la bou-

teille avec de l'eau jusqu'à ce que la.température de son

contenu (eau de ville) soit descendue à la température am-

biante (20 C). La bouteille est ensuite contrôlée et évaluée par 11 examinateurs selon l'échelle d'évaluation suivante: o: pas de déformation A: légère déformation x: nette déformation

On retire le contenu de l'échantillon et on rem-

plit complètement l'échantillon avec de l'eau de ville à

C dont on mesure le volume introduit V1 (mi).

La résistance à la chaleur (taux de déformation à la chaleur) S (%) est calculée d'après la formule suivante: S = 100 x (V1/V0 - 1) Pour un type donné de bouteille, on détermine les taux de déformation à la chaleur S de cinq échantillons, et

on calcule et indique la moyenne arithmétique.

Exemple 1

:

Suivant le procédé décrit dans la demande de bre-

vet japonais publiée N 254 325/86, on alimente un injecteur prin-

cipal avec du polytéréphtalate d'éthylène (PTE, diffusivité thermique = 5, 55 x 10-4 m2/h) ayant une viscosité (viscosité intrinsèque) de 0,75 et on alimente un injecteur secondaire avec une résine de métaxylylèneadipamide (MXD6, fourni par Mitsubishi Gas Chemical Company, diffusivité thermique = 2,45 x 10- 4 m2/h), et on forme par co-injection une préforme

à trois couches et deux résines. Plus précisément, l'injec-

tion initiale est effectuée pendant 1,3 seconde sous une pres-

sion d'environ 6,0 MPa par l'injecteur principal, puis l'in-

jection de PTE est arrêtée pendant 0,1 seconde. Une quantité

prédéterminée (environ 8 % en poids) de MXD6 fondu est in-

jectée par l'injecteur secondaire sous une pression (environ 12,0 MPa) plus élevée que la pression d'injection initiale, 1,4 seconde après l'instant de commencement de l'injection de PTE. Ensuite, du PTE est injecté par l'injecteur princi- pal sous une pression (environ 4,0 MPa) plus basse que la pression d'injection initiale, 0,05 seconde après l'instant de commencement de l'injection de MXD6. On obtient ainsi une préforme multicouche d'environ 4 mm d'épaisseur. Cette préforme pèse 59,0 g et la proportion de MDX6 est de 7,8 %

en poids, et le rapport d'épaisseurs, couche intérieure de-

PTE/couche extérieure de PTE, est de 2/5.

En utilisant une machine de formage par soufflage-

étirage biaxial (modèle OBM-1G, de Toyo Food Equipment Company), on chauffe préalablement la préforme multicouche à 100 C et l'étire biaxialement dans un moule de soufflage ayant un volume interne de 1580 mi et dont la surface interne

de la cavité est chauffée à 160 C, et, en même temps, lapré-

forme est traitée thermiquement pendant 9 secondes. On rem-

place le fluide de soufflage par un fluide de refroidisse-

ment interne (air maintenu à +51C), on applique la pression de fluide pendant encore 10 secondes et on retire aussitôt l'article formé et le laisse refroidir de lui-même pour obtenir une bouteille cylindrique ayant un volume interne de 1515 mi, telle que représentée sur la figure 6. Les dimensions de la concavité en forme de panneau du corps de la bouteille sont de 35 mm en direction circonférentielle et 137 mm en direction axiale (direction de la hauteur), et la dénivellation entre la convexité en forme de colonne et la concavité en forme de panneau, c'est-à-dire la différence des diamètres, est de 6,5 mm. Cette bouteille est désignée

par "bouteille A".

A titre comparatif, en utilisant la machine de formage par soufflageétirage biaxial susmentionnée, on chauffe préalablement à 100 C la préforme multicouche et la souffle et l'étire biax-ialement pendant 25 secondes dans un moule de soufflage d'environ 1580 mi de volume interne et dont la surface de cavité est maintenue à 19 2 C, sans effectuer l'opération de fixation thermique susmentionnée, pour obtenir ainsi une bouteille ayant un volume interne

d'environ 1547 mi, telle que représentée sur la figure 6.

La forme et la taille du corps de la bouteille sont sensi-

blement les mêmes que celles indiquées ci-dessus. Cette

bouteille est désignée par "bouteille B".

On détache doucement la couche intérieure (PTE), la couche intermédiaire (MXD6) et la couche extérieure (PTE) de chacune des bouteilles A et B à trois couches de PTE/

MXD6/PTE ainsi obtenues, et on mesure les degrés d'orien-

tatidn dans le plan (ú+ m) des couches intérieure et exté-

rieure par fluorométrie à polarisation comme décrit ci-dessus, en utilisant un fluorophotomètre à polarisation (modèle FOM-2, de Jepan Spectroscopic Company Ltd.). On effectue la mesure en quatre positions, P1 à P4, indiquées en abscisses sur la figure 9, dans la direction axiale de la bouteille et en

six points des régions en forme de panneaux dans la direc-

tion circonférentielle de la bouteille, c'est-à-dire en 24 points en tout dans les régions en forme de panneaux, et

on calcule la moyenne arithmétique.

Dans la bouteille A, le degré (l +m) d'orientation dans le plan du PTE de la couche intérieure est de 0,813 et le degré (ú +m) d'orientation dans le plan du PTE de la couche extérieure est de 0,756; et dans la bouteille B, le degré (i +m) d'orientation dans la plan du PTE de la

couche intérieure est de 0,394 et le degré (ú + m) d'orienta-

tion dans le plan du PTE de la couche extérieure est de 0,343.

Le degré de cristallisation, la perméabilité à l'oxygène et la résistance à la chaleur sont déterminés

suivant les méthodes de mesure et de calcul susmentionnées.

(1) Degré de cristallisation x Les degrés de cristallisation x des différentes

parties de la bouteille A sont indiqués sur la figure 9.

Sur la figure 9, les abscisses donnent la position (distance à partir du fond en cm) dans la direction axiale (direction de la hauteur) à partir du fond de la bouteille A, et les ordonnées donnent le degré de cristallisation (%) de-la partie correspondante. Le degré de cristallisation x est, pour chaque position, la moyenne des valeurs mesurées en six points de la circonférence qui correspondent auxrégions

des panneaux en suivant la direction axiale.

Il ressort de la figure 9 que dans le cas de la bouteille A, la différence de degré de cristallisation entre les couches intérieure et extérieure est particulièrement grande dans les régions des panneaux (positions P1 à P4 sur la figure 9), et, dans chacune de ces régions

de panneaux, le degré de cristallisation de la couche exté-

rieure est d'au moins 30 % et supérieur d'au moins 2 % au

degré de cristallisation de la couche intérieure.

A titre comparatif, le Tableau 2 indique les degrés de cristallisation des parties de la bouteille B correspondant aux positions P1 à P4 (moyenne arithmétique

des valeurs mesurées en 6 points dans la direction circon-

férentielle). Il apparaît que le degré de cristallisation de chaque couche extérieure est inférieur à 30 % et que

la différence entre les degrés de cristallisation des cou-

ches intérieure et extérieure est inférieure à 2 %.

(2) Perméabilité à l'oxygène QO2 On mesure les perméabilités à l'oxygène QO2 des bouteilles A et B et d'une bouteille monocouche en PTE

comparative (forme et taille du corps sensiblement iden-

tiques à celles décrites ci-dessus; cette bouteille est

désignée par "bouteille C") obtenue à partir d'une pré-

forme monocouche en PTE d'environ 4 mm d'épaisseur et pesant 59,0 g dans les conditions de traitementthermique susmentionnées en utilisant la machine susmentionnée de formage par soufflage-étirage biaxial. Les résultats

obtenus sont indiqués sur le Tableau 3.

La perméabilité à l'oxygène de la bouteille A

est visiblement plus petite que la perméabilité à l'oxy-

:;0 1

* 15 gène de la bouteille C à monocouche de PTE et également plus petite que celle de la bouteille B n'ayant pas subi

l'opération de traitement thermique.

(3) Résistance à la chaleur On effectue l'essai de résistance à la chaleur sur les bouteilles A, B et C. Dans le cas de l'essai par inspection visuelle effectué par 11 examinateurs, (i) 10 examinateurs ont

attribué le signe o à la bouteille A et un seul examina-

teur lui a attribué le signe A, (ii) les 11 examinateurs ont tous attribué le signe x à la bouteille B, et (iii) 9 examinateurs ont attribué le signe o à la bouteille C et 2 examinateurs lui ont attribué le signe A.

Dans le cas de l'essai de déformation à la cha-

leur, (i) le taux de déformation à la chaleur, S, de la

bouteille A était de 0,07 + 0,02 %, (ii) le taux de défor-

mation à la chaleur, S, de la bouteille B était de 6,59 + 1,42 %, et (iii) le taux-de déformation à la chaleur, S,

de la bouteille C était de 0,09 + 0,04 %.

Tableau 2

Bouteille B Deqré de Cristallisation x (%) Position P1 P2 P3 P4 couche extérieure 15,3 15,7 16,1 16,5 couche intérieure 15,5 15,4 15,7 15,7 (couche extérieure - couche intérieure) -0,2 +0,3 +0,4 +0,8

Tableau 3

Perméabilité à l'oxygène QO2 (cm3/m2.jour.bar) bouteille A bouteille B bouteille C Moyenne Arithmétique 0,416 0,558

4,222 -

Ecart-type

0,0136

0,0204

0,2511

Exemple 2

Suivant le procédé décrit dans la demande de

brevet japonais publiée N 60436/86, on alimente un injec-

teur principal avec le polytéréphtalate d'éthylène (PTE, diffusivité thermique de 5,55 x 10-4 m2/h) décrit dans l'Exemple 1, on alimente un injecteur secondaire avec un copolymère éthylène/alcool vinylique fourni par Kuraray Company (CEAV, teneur en éthylène = 30,1 moles %, degré de saponification = 99,6 %, diffusivité thermique = 2,00 x 10-4 m2/h) pour constituer une couche-barrière, et on alimente un extrudeuse avec un copolymère caprolactame/adipate d'hexaméthylènediamine (6/66 PA, teneur en caprolactame de 78 %, diffusivité thermique = 2,85 x 10 4 m2/h) pour

constituer une couche adhésive.

On prépare selon le procédé de co-extrusion un tube à trois résines etcinq couches de structure: couche

extérieure (PTE)/couche adhésive (6/66 PA)/couche intermé-

diaire (CEAV)/couche adhésive (6/66 PA)/couche intérieure (PTE). L'épaisseur totale du tube est de 3,95 mm et le rapport des épaisseurs couche extérieure/couche adhésive/ couche intermédiaire/couche adhésive/couche intérieure est

de 5/0,2/1/0,2/5.

On coupe le tube multicouche à une longueur qui correspond à un poids de 59,0 g, et on forme un fond et un

goulot pour obtenir une préforme à cinq couches pesant 59g.

En utilisant la machine de formage par soufflage-

étirage biaxial décrite à l'Exemple 1, on chauffe préala-

blement la préforme multicouche à 110 C, on étire biaxia-

lement la préforme dans un moule de soufflage d'environ 1580 mi de volume interne et dont la surface de cavité est chauffée à 145 C et, en même temps, on traite thermiquement la préforme pendant 12 secondes. On remplace ensuite le fluide de soufflage par un milieu de refroidissement interne (air amené à une température de +5 C) et on applique la pression de fluide pendant encore 9 secondes. On retire

aussitôt l'article formé et le laisse refroidir de lui-meme.

On obtient ainsi une bouteille cylindrique ayant un volume

interne de 1521 mi, telle que représentée sur la figure 6.

Les formes et les dimensions des régions concaves et con-

vexes du corps de la bouteille sont les mêmes que celles décrites à l'Exemple 1. Cette bouteille est désignée par

"bouteille D".

A titre comparatif, en utilisant la machine sus-

mentionnée de formage par soufflage-étirage biaxial, on

chauffe préalablement la préforme susmentionnée à une tem-

pérature de 1101C et la souffle et l'étire biaxialement pendant 25 secondes dans un moule de soufflage d'environ 1580 mi de volume interne dont la surface de cavité est maintenue à une température de 19 2 C, sans effectuer l'opération susmentionnée de traitement thermique, pour obtenir ainsi une bouteille cylindrique ayant un volume

interne de 1546 mi. Les formes et les dimensions des ré-

gions concaves et convexes du corps de la bouteille sont

sensiblement les mêmes que celles décrites ci-dessus.

Cette bouteille est désignée par "bouteille E".

On détache doucement la couche extérieure (PTE), les couches adhésives et intermédiaire (PA/CEAV/PA) et la couche intérieure (PTE) de chacune des bouteilles D et E à 5 couches ainsi obtenues, et on mesure les degrés d'orientation dans le plan (2 +m) des couches extérieure et intérieure par fluorométrie à polarisation comme décrit ci-dessus. La méthode de mesure et les points de mesure

sont les mêmes que décrit à l'Exemple 1.

Dans la bouteille D, le degré (ú +m) d'orienta-

tion dans le plan du PTE de la couche extérieure est de 0,366 et le degré (2 +m) d'orientation dans le plan du PTE de la couche intérieure est de 0, 472: et, dans la bouteille E, le degré (.e+ m) d'orientation dans le plan du PTE de la couche extérieure est de 0,310 et le degré

(2+ m) d'crientation dans le plan du PTE de la couche inté-

rieure est de 0,374.

3o Le degré de cristallisation, la perméabilité à l'oxygène et la résistance à la chaleur de chacune des bouteilles D et E sont déterminés suivant les méthodes de

mesure et de calcul susmentionnées.

(1) Degré de cristallisation x Les degrés de cristallisation x des concavités en forme de panneaux (correspondant aux positions Pi à P4 sur la figure 9) du corps de la bouteiile D sont indiqués sur le Tableau 4. Il ressort du Tableau 4 que le degré de cristallisation de la couche extérieure à chaque position

est d'au moins 30 % et qu'il est supérieur d'au moins 2 %-

au degré de cristallisation de la couche intérieure.

A titre comparatif, les degrés de cristallisa-

tion x des mêmes parties de la bouteille E sont indiqués sur le Tableau 5. Il ressort du Tableau 5 que le degré de cristallisation de la couche extérieure à chaque position est inférieur à 30 % et que la différence entre les degrés de cristallisation des couches extérieure et intérieure

est inférieur à 2 %.

Z0 (2) Perméabilité à l'oxygène QO2 Les résultats des mesures des perméabilités à l'oxygène QO2 des bouteilles D et E sont indiqués sur le Tableau 6. A titre comparatif, les résultats de la mesure

de la perméabilité à l'oxygène QO2 de la bouteille mono-

couche en PTE (bouteille C) de l'Exemple 1, déjà indiqués

* sur le Tableau 3, sont également indiqués sur le Tableau 6.

D'après les résultats figurant au Tableau 6, on voit que la perméabilité à l'oxygène de la bouteille D est manifestement plus faible que laperméabilité à l'oxygène de la bouteille C à monocouche de PTE et également plus

faible que celle de la bouteille E n'ayant pas subi l'opé-

ration de traitement thermique.

(3) Résistance à la chaleur On effectue l'essai de résistance à la chaleur sur les bouteilles D et E. Dans le cas de l'essai de résistance à la chaleur

effectué par 11 examinateurs, (i) 9 examinateurs ont attri-

bué le signe o à la bouteille D et 2 examinateurs lui ont attribué le signe Q, et (ii) les 11 examinateurs ont tous attribué le signe x à la bouteille E.

Dans le cas de l'essai de déformation à la cha-

leur, (i) le taux de déformation à la chaleur, S, de la

bouteille D était de 0,11 0,03 %, et (ii) le taux de défor-

mation à la chaleur, S, de la bouteille E était de 6,74 1,37 %.

Tableau 4

Bouteille D Degré de cristallisation x (%) Position Pl P2 P3 P4 couche extérieure 36,1 36,3 36,0 35,7 couche intérieure 27,1 27,3 28,4 28,8 (couche extérieure - couche intérieure) +9,0 +9,0 +7,6 +6,9

Tableau 5

Bouteille E Degré de cristallisation x (%) Position couche extérieure couche intérieure (couche extérieurE - couche intériei

P1 P2 P3

,1 15,4 15,5

,4 15,4 15,6

-0,3 +0 -0, 1

Tableau 6

Perméabilité à l'oxygène QO2 (cm3/m2.jour.bar) bouteille D bouteille E bouteille C Moyenne Arithmétique

0,0088

0,136 4,222 Ecart-type

0,0075

0,0150

0,2511

ExemDle 3 Suivant le procédé de co-extrusion décrit dans l'Exemple 2, on prépare un tube multicouche comme décrit dans l'Exemple 2 à partir de polytéraphtalate d'éthylène

(PTE, diffusivité thermique = 5,55 x 10- 4 m2/h), d'un copoly-

P4 ,7 ,5 +0,2 mère éthylène/alcool vinylique ayant une teneur en éthylène de 30 moles % et une teneur en alcool vinylique de 70 moles % (CEAV, diffusivité thermique = 2,00 x 10- 4 m2/h) et, comme adhésif, d'un copolymère Nylon 6/Nylon 66 ayant une teneur en Nylon 66 de 22 moles % et une teneur en Nylon 6 de 78 moles % (AD, diffusivité thermique = 2,85 x 10-4 m2/h), et on forme un fond et un goulot pour obtenir une préforme multicouche pesant 59 g. Le rapport des épaisseurs de PTE (couche extérieure)/AD/CEAV/AD/PTE (couche intérieure) est

de 10/0,2/1/0,2/5; AD représente la couche adhésive.

En utilisant la machine de formage par soufflage-

étirage biaxial décrite à l'Exemple 1, on chauffe préala-

blement la préforme multicouche à 100 C et la souffle et l'étire biaxialement dans un moule de soufflage de 1580 cm3 de volume interne et dont la surface de cavité est chauffée à une température de 145 C, et, en même temps, la préforme est traitée thermiquement pendant 12 secondes. On remplace

ensuite le fluide de soufflage par un fluide de refroidis-

sement interne (air maintenu à +5 C) et on applique la pression de fluide pendant encore 9 secondes. On retire aussitôt l'article formé et le laisse refroidir de lui-même pour obtenir une bouteille à paroi droite, dont le corps ne présente ni concavité ni convexité, ayant un volume interne de 1500 cm La perméabilité à l'oxygène, QO2, de la bouteille conforme à la présente invention ainsi obtenue est de 3 2 0,2 cm3/m.jour. bar (conditions de conservation: humidité relative dans la bouteille = 100 %, humidité relative à l'extérieur de la bouteille = 60 %, température de stockage

= 22 C).

La perméabilité à l'oxygène, QO2, d'une bouteiile monocouche de PTE (de même poids et même volume interne que décrit ci-dessus), formée à titre de bouteille comparative, est de 4,4 cm3/m2 jour. bar, comme déterminé dans les mêmes

conditions que décrit ci-dessus.

On mesure au préalable le volume interne (Vo, mi) de la bouteille de la présente invention, et on remplit la bouteille avec de l'eau chaude maintenue à 85 C et la laisse revenir d'elle-même à la température ambiante. On mesure alors de nouveau le volume interne (V1, mi) de la bouteille.

De la même manière que décrit ci-dessus, on cal-

cule le aux de déformation à la chaleur, S, de la bouteille d'après l'équation suivante: S = (Vl/V0 - 1) x 100

La valeur S est de -0,2 %. De plus, on n'observe aucun chan-

gement de configuration.

Exemple 4

Suivant le procédé de co-injection décrit dans

l'Exemple 1, on prépare une préforme multicouche en alimen-

tant un injecteur principal avec du polytéréphtalate d'éthy-

lène ayant une viscosité intrinsèque de 0,75 (PTE, diffusi-

vité thermique égale à celle du PTE utilisé à l'Exemple 3) et en alimentant un injecteur secondaire avec une résine de m-xylylèneadipamide fournie par Toyobo Company (Nylon SM, diffusivité thermique = 2, 45 x 104 m2/h). Plus précisément, l'injection initiale est effectuée pendant 1,3 seconde sous une pression d'environ 6,OMPa par l'injecteur principal, et l'injection de PTE est arrêtée pendant 0,1 seconde. Au bout de 1,4 seconde à compter de l'instant de commencement de l'injection de PTE, une quantité prédéterminée de Nylon SM

fondu est injectée pendant 0,8 seconde par l'injecteur secon-

daire sous une pression (environ 10,0 MPa) supérieure à la pression d'injection initiale. Au bout de 0,05 seconde à compter de l'instant d'achèvement de l'injection de Nylon SM,

du PTE est injecté par l'injecteur principal sous une pres-

sion (environ 3,0 MPa) inférieure à la pression d'injection initiale. On obtient ainsi une préforme multicouche d'environ mm d'épaisseur. Cette préforme pèse environ 59 g et la

proportion de Nylon SM est d'environ 4,5 % en poids.

Dans les mêmes conditions que décrit à l'Exemple 3, on souffle et étire biaxialement la préforme multicouche et, en même temps, la traite thermiquement et la refroidit dans un seul moule pour obtenir une bouteille ayant un volume interne de 1500 cm3, de même forme que la bouteille obtenue

à l'Exemple 3.

La perméabilité à l'oxygène,QO2, de la bouteille conforme à la présente invention ainsi obtenue -est de 32. 0,9 cm3/m2.jour.bar (les conditions de conservation étant

les mêmes que décrit ci-dessus).

La perméabilité à l'oxygène, QO2, d'une bouteille monocouche de PTE (ayant la même forme et le même volume interne que décrit ci-dessus) formée à titre comparatif

est de 4,4 cm3/m2 jour.bar.

On effectue de la même manière que décrit ci-dessus

l'essai de résistance à la chaleur (mesure du taux de défor-

mation, S, de la bouteille) sur la bouteille de la présente

invention obtenue dont le volume interne est de 1500 cm3.

Le taux de déformation, S, de la bouteille est de -0,1%.

On n'observe aucun changement de la forme.

Claims (4)

REVENDICATIONS

1. Procédé de fabrication d'un récipient étiré biaxialement ayant une bonne résistance à la contraction thermique, caractérisé en ce qu'il consiste à préchauffer ou à amener préalablement à une température convenant pour

un étirage située dans l'intervalle de 85 à 115 C une pré-

forme multicouche comprenant des couches intérieure et exté-

rieure constituées d'un polyester principalement composé de

motifs téréphtalate d'éthylène et au moins une couche inter-

médiaire constituée d'une résine faisant barrière aux gaz, à effectuer un formage par soufflage-étirage biaxial de la préforme et un traitement thermique de l'article formé par

soufflage dans un moule maintenu à une température de fixa-

tion thermique, à remplacer le fluide comprimé de soufflage

par un fluide de refroidissement interne, à refroidir l'ar-

ticle formé par soufflage jusqu'à une température à laquelle il ne se produit pas de déformation lorsque l'article est

retiré du moule, tout en mettant l'article formé par souf-

flage en contact avec la surface de la cavité du moule, et

à retirer du moule l'article formé.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la résine faisant barrière aux gaz est choisie parmi un copolymère éthylène/alcool vinylique, une résine de chlorure de vinylidène, une résine polyamide contenant des groupes xylylène, une résine à forte teneur en nitrile

et une résine polyester à grande imperméabilité.

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moule est chauffé à une température de 120 à

C lors de l'étape de formage par soufflage-étirage bi-

axial.

4. Récipient étiré biaxialement en polyester, ayant de bonnes propriétés de résistance à la déformation à la chaleur et d'imperméabilité aux gaz, qui est fabriqué en formant par soufflage-étirage biaxial une préforme (11) comprenant des couches intérieure (2) et extérieure (3) constituées d'un polyester principalement composé de motifs

téréphtalate d'éthylène et au moins une couche intermé-

diaire (4) constituée d'une résine-faisant barrière aux.

gaz, caractérisé en ce que le corps (54) du récipient (51)

présente des convexités (56) en forme de colonnes relative-

ment étroites définissant un diamètre relativement grand et des concavités (57) en forme de panneaux relativement larges définissant un diamètre relativement petit, qui sont disposées en alternance dans la direction circonférentielle du corps, les concavités en forme de panneaux ont pour rôle de se dilater et se contracter dans la direction du diamètre

du corps en fonction des variations de pression à linté-

rieur du récipient, les couches intérieure et extérieure

sont, dans les régions des panneaux, orientées moléculaire-

ment biaxialement de telle façon que le degré (2 +m) d'orien-

tation dans le plan soit d'au moins 0,350, et les couches intérieure et extérieure sont, dans les régions des panneaux,

fixées thermiquement de telle façon que le degré de cristal-

lisation, déterminé par la méthode de mesure de densité, de la couche extérieure dans les régions des panneaux soit d'au moins 30 % et soit supérieur d'au moins 2 % au degré de cristallisation de la couche intérieure dans les régions

des panneaux.