Brevet FR2003396A1 — publié le 19691107

i 2003396 La présente invention s'applique aux joints à recouvrement entre les parois en plusieurs couches d'un récipient d'emballage et elle a plus particulièrement pour objet une bande de recouvrement et de protection pour de tels joints, ainsi 5 qu'un procédé pour leur réalisation. Ces bandes de recouvrement ont pour rôle d'empêcher l'action mutuelle indésirable ou nuisible entre le contenu du récipient et les différentes couches constituant les parois de ce dernier, couches qui se trouvent exposées sur la tranche de 10 la paroi interne du récipient. Pour protéger cette tranche on a déjà proposé de souder sur la ligne de recouvrement une bande en matériau semblable à celui dont est formée la couche de la paroi de l'emballage qui se trouve du côté intérieur du récipient, et est donc en contact 15 avec le contenu de ce dernier. Le soudage d'une telle bande s'est toutefois révélé difficile, car dans les récipients d'emballage partiellement préfabriqués, la tranche des parois est peu accessible, et en outre ladite bande formée d'une seule couche de matériau thermoplastique, risque d'être crevée par 20 écrasement le long de la tranche de la paroi et ne peut plus alors remplir son rôle protecteur. De plus, les bandes formées d'un seul matériau ne sont en général pas imperméables à 1'oxygène. Le joint selon l'invention, qui n'est pas sujet à ces 25 inconvénients, est caractérisé par le fait que sa bande de recouvrement est constituée par une feuille revêtue d'au moins une couche de matière synthétique soudable à la couche intérieure de la paroi du récipient, ladite bande étant appliquée sur le joint de manière qu'une partie de sa largeur soit insérée entre 30 les deux parties de paroi qui se recouvrent et étant repliée sur elle-nnême de façon que le reste de sa largeur entoure la tranche de la paroi interne et s'applique sur la face interne de ladite paroi. Grâce à cette structure et cette disposition, la bande 35 de recouvrement ne peut pas être écrasée lors du scellement du joint ce qui assure un scellement impeccable, puisque deux couches soudables l'une à l'autre se trouvent en regard. En vue d'assurer une bonne liaison entre la bande de recouvrement et la couche extérieure de la paroi du récipient, -4Q lorsque celle-ci ne peut pas être scellée à chaud, la bande de 69 06069 2 2003396 recouvrement peut être munie également sur son autre face d'une matière synthétique susceptible d'être scellée à chaud à la couche extérieure du récipient. Dans le cas où le récipient est exposé à l'humidité 5 extérieure, la bande de recouvrement peut être appliquée aussi autour de la tranche de la paroi extérieure du récipient, et être soudée avec ladite paroi. Eventuellement, cette partie extérieure de la bande peut aussi être repliée de 180° sur elle-même . 10 Pour réaliser un récipient d'emballage comportant une telle bande de recouvrement, on utilise le ou un tronçon de matériau multi-couches, et on lui donne progressivement la forme d'un tube que l'on ferme finalement par une ligne longitudinale de soudure. 15 Pour obtenir des conditions bien contrôlables en ce qui concerne les températures de soudage et des propriétés mécaniques constantes malgré la plastification du joint à couches multiples, on peut souder d'abord la bande de recouvrement à la paroi intérieure, laisser refroidir le joint ainsi 20 préformé, et sceller finalement les parois de recouvrement extérieures sur la face réchauffée, du joint ainsi préformé. Pour assurer une bonne application de la bande de recouvrement sur la paroi intérieure, il est avantageux d'utiliser une bande de recouvrement comportant des rainures, de la 25 replier deux fois de 180° sur ces rainures, puis d'ouvrir une de ces pliures et d'appliquer la bande ainsi ouverte sur la paroi intérieure du récipient. Les dispositions selon l'invention permettent d'utiliser les températures de soudage les plus favorables et de 30 réaliser un guidage impeccable de toutes les parties de joint entre les outils de soudage. Les figures ci-annexées représentent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes possibles de réalisation du joint à recouvrement selon l'invention. 35 La figure 1 représente un joint à recouvrement selon l'invention, protégé par une bande de recouvremënt. La figure 2 représente une variante du joint à. recouvrement selon l'invention. Les figures 3 et 3a illustrent schématiquement un 40 procédé selon l'invention pk>ur la réalisation de joints selon 69 06069 3 2003396 la figure 1. Les figures 4 à 15 montrent les phases successives d'usinage effectuées sur le joint à recouvrement dans le procédé illustré par la figure 3. 5 Les figures 3b, 16 et 17 illustrent une variante de ce procédé de réalisation. On sait que les récipients d'emballage destinés à contenir des produits tels que par exemple des jus de fruit ou analogues, doivent être conçus de façon à empêcher l'oxygène de 10 l'air de venir au contact desdits produits, et il est connu d'utiliser à cet effet des récipients dont les parois sont constituées de couches multiples. Ces parois 11 peuvent consister par exemple, comme le montre la figure 1, en deux couches extérieures 12 et 13 pouvant être en polyéthylène, une couche 14 15 en aluminium, et une couche 15 en papier. Toutefois, si des précautions spéciales ne sont pas prises pour les joints à recouvrement de récipients 10 (fig.15) ainsi constitués, le jus de fruit ou autre produit peut cheminer par la tranche de la partie 17 de la paroi intérieure et venir 20 ramollir la couche de papier 15, détruisant ainsi peu à peu l'ensemble de la paroi 11 j d'autre part, le jus de fruit perd sa qualité du fait de son contact avec la couche d'aluminium 14, C'est pour éviter ces inconvénients que l'on utilise une bande de recouvrement 18. 25 Cette bande de recouvrement 18 est constituée par une feuille de base 21, sur les deux faces de laquelle sont avantageusement appliquées des couches 19 et 20 de matière synthétique; ces couches 19 et 20 peuvent être scellées aux parois 12 et 13 du récipient, et elles sont de préférence en mêmes matériaux que 30 ces dernières. Pour que le joint 16 entre les parois soit étanche à l'oxygène et pour assurer une bonne application de la bande de recouvrement 18, la feuille de support 21 est de préférence en un métal tel que l'aluminium. L'invention prévoit une disposition de la bande 18 sur 35 le joint des parois 11, empêchant le contenu du récipient de s'infiltrer entre la couche de renforcement 21 de la bande de recouvrement 18. Selon cette disposition, on place un bord de la bande à recouvrement au voisinage ou à partir de la tranche de la 40 paroi de recouvrement 17 devant venir à l'intérieur du récipient, 69 06069 4 2003396 on fixe ladite bande sur ladite paroi sur la partie 22 de sa largeur et on replie les parties restantes 23 et 24 de la largeur de la bande 18 de 180° en direction de ladite tranche, puis la partie 24 faisant saillie àu—dessus de la paroi de joint, est 5 repliée de nouveau de 180° autour de cette tranche, de façon qu'elle fasse saillie entre les parois intérieure et extérieure 17 et 25, puis on la scelle au moins sur cette dernière. Le scellement de la partie 24 sur les deux parois 17 et 25 doit être effectué chaque fois que la largeur de la partie 24 cons— 10 titue une partie importante du recouvrement des parois 17 et 25, ou lorsque ces dernières sont séparées l'une de l'autre par la partie 24 (fig. 1). Dans l'exemple selon la figure 1, les parties 22, 23 et 24 ont sensiblement des largeurs égales. La figure 2 représente un autre exemple de réalisation 15 d'un joint à recouvrement caractérisé par le fait que l'ensemble des parties repliées 22 et 24 est plus étroit que la partie 23. Grâce à cette disposition, la partie de paroi 17a s'applique efficacement sur l'autre partie 25a, en particulier si la largeur de la partie 24 représente une partie importante du 20 recouvrement des parois 17a et 25a ; on utilise avantageusement également à cet effet une bande à recouvrement 18, constituée par une feuille de base 21 revêtue sur ses deux faces de couches 19 et 20 en matière synthétique. La bande à recouvrement est scellée sur les deux parties de paroi 17a et 25a par ces deux 25 couches 19 et 20. Cette forme de réalisation n'est toutefois avantageuse que lorsque la paroi intérieure et la paroi extérieure du récipient d'emballage 10 sont en un même matériau, car la liaison de matériaux dissemblables n'est pas toujours aussi solide qu'on 30 le voudrait. Pour réaliser des joints à recouvrement 16, tels que représentés sur la figure 1, sur des boîtes 10 à parois cylindriques 26 (fig. 15), on utilise une feuille de matériau composite 11 provenant d'un dérouleur sans fin 27 (fig. 3), dont 35 les arêtes latérales sont coupées, et une bande de recouvrement 18 provenant également d'un dérouleur sans fin 29. Sur la bande de recouvrement 18 dévidée du dérouleur 29 (fig. 4) on forme d'abord, dans une première machine 1 (fig. 3) deux rainures longitudinales parallèles 30 qui divisent 40 la bande en une partie médiane 23 encadrée par deux parties 69 06069 5 2003396 latérales 22 et 24 (fig. 5). Ces rainures peuvent être réalisées de façon connue au moyen de rouleaux non représentés. Dans la première machine 1, la bande de recouvrement 18 est en outre repliée progressivement suivant les rainures 20, 5 au moyen d'un dispositif non représenté, qui replie de 180° les parties latérales 22 et 24 sur la partie médiane 24, donnant ainsi à la bande la forme d'un "6" (fig. 6). Lors de l'arrivée de la bande de recouvrement 18 le long du lé de matériau 11 venant du dérouleur 27, la partie extérieure 24 de cette bande 10 est de nouveau repliée de 180° vers l'arrière (fig. 7). On amène alors la bande à recouvrement 18 avec la partie 22 qui est encore appliquée sur la partie centrale 23, de façon qu'elle soit entraînée sur le bord du matériau d'emballage 11 qui se déroule encore, puis on presse ladite bande 18 contre ce matériau 15 11 au moyen de galets non représentés. La bande 18 est ensuite guidée par des galets non représentés, de façon qu'elle entoure le matériau d'emballage, le long d'une de ses tranches, d'abord en forme de "V", puis en forme de "U" (fig. 8 et 9). Dans une autre machine disposée en aval de la machine 1 20 on chauffe alors, à la température de soudage, la bande 18 qui entoure, en forme d'U, la tranche de la paroi 11. On utilise de préférence à cet effet de l'air chauffé par des résistances électriques 31, et qui sort d'une ou plusieurs buses 32 (fig.10). La bande de recouvrement 18 ainsi chauffée est ensuite, 25 dans une nouvelle machine 3, pressée contre la paroi 11 au moyen de rouleaux 33 de type connu (fig. 11). Dans une machine suivante 4 (fig. 3a), on effectue un refroidissement de la bande de recouvrement 18 et de la tranche de la paroi qu'elle entoure. Ce refroidissement est effectué 30 avantageusement au moyen d'air puisé à travers une ou plusieurs buses 34, et il permet d'obtenir une température voisine de celle de l'air ambiant (fig. 12). Dans une machine suivante 5 (fig. 3a), on procède au formage, de manière usuelle, de la paroi 11, pour lui donner 35 une forme tubulaire 26, les zones 17 et 25 de la partie 24 de la bande de recouvrement 18 étant chauffées pour être renduez plastiques. Ce chauffage peut être réalisé au moyen d'air chaud sortant d'autres buses 32 (fig. 13). Dans une machine suivante 6 (fig. 3a), les zones 40 chauffées de la paroi 11 et de la bande de recouvrement 18 sont . 69 0 6 0 o 9 2003396 appliquées l'une sur l'autre, de manière connue en soi, au moyen d'épaulements du formage non représentés, puis pressées l'une contre l'autre, au moyen de galets 35 et 36, de manière à réaliser un joint longitudinal de recouvrement Î6 (fig. 14) . 5 Comme on l'a déjà mentionné, le refroidissement de la bande de recouvrement 18 dans la partie de machine 4 permet d'utiliser des pressions très élevées pour le pressage du joint de recouvrement 16 par les galets 35 et 36, sans courir le risque de détériorer la bande de recouvrement 18, ni de la décaler entre 10 les parties 17 et 25. On est cependant assuré que les parties de la paroi 11 et de la bande 18 qui doivent être scellées ensemble sur le joint de recouvrement 16, sont chauffées à la température la plus favorable, de sorte que les joints de recouvrement 16 sont absolument étanches. 15 La pièce tubulaire sans fin ainsi obtenue à partir du matériau d'emballage 11 à couches multiples, peut être découpée en cylindres de récipients dans une partie de machine 7 (fig. 3a) de type connu en soi, et être ensuite usinée pour former, les récipients d'emballage 10, qui sont ensuite emplis et fermés 20 (fig. 15) . On peut procéder de la même manière pour la réalisation de joints à recouvrement selon la figure 2. Dans le cas où les récipients 10 sont exposés à l'humidité au cours de leur transport ou de leur stockage, on 25 peut également protéger la tranche de paroi 25 au moyen de la bande de recouvrement 18. A cet effet, on guide ladite bande vers l'extérieur, à partir du côté intérieur du récipient, entre les parois 17 et 25, et on la replie autour de la paroi 25, à laquelle on la scelle. La partie de la bande de recouvrement 18, 30 qui fait alors saillie sur le côté extérieur du récipient peut être également repliée de 180° sur elle-même, comme sur le côté intérieur. Selon une autre variante, illustrée par les figures 3b, 16 et 17, le matériau d'emballage à couches multiples 11, et 35 la bande de recouvrement 18 qui lui est fixée, peuvent également être divisés à intervalles pré-déterminés, en aval des postes de travail 3 et 4, de manière à former des tronçons individuels. La longueur des joints à recouvrement 16 (resp. 16a) correspond à la longueur de tronçons lia découpés dans une bande 0 sans fin 11 de matière d'emballage, bande dont un des bords 17 est muni de manière continue de la bande de recouvrement 18. La 69 05069 7 2003396 mise en place de cette bande de recouvrement 18 sur le bord 17 s'effectue de la même manière que dans le premier procédé (voir figure 3) dans lequel la bande de matière d'emballage 11 traverse les postes de travail 1, 2 et 3. 5 Pour le découpage de la bande 11, on peut disposer di rectement à la suite du poste de travail 3 un dispositif de coupe 3a connu en soi auquel succède le poste de travail 4 de refroidissement intermédiaire. On peut également disposer les postes de travail 3 et 4 directement l'un derrière l'autre et mettre à la 10 suite un dispositif de coupe 4a connu en soi. Les dispositifs de coupe 3a et 4a peuvent être réalisés exactement de la même manière. Le choix entre la disposition 3a ou la disposition 4a ne dépend que des possibilités de mise en place dans la machine et n'a donc qu'une importance technologique. 15 Dans le poste de travail 5a, on chauffe de nouveau les bords 17 munis des bandes de recouvrement 18 et le cas échéant également les bords opposés des tronçons lia. Ensuite, on met en forme tubulaire les tronçons lia et on presse les bords chauffés l'un sur l'autre, ce qui est réa-20 lisé dans le poste de travail 6a au moyen d'un dispositif représenté figure 17. Le dispositif selon la figure 17 est expliqué en détail ci—après pour une meilleure compréhension de la deuxième va-fiante. 25 Un outil élastique 41 pour l'application du tronçon lia sur la forme 45 est fixé sur une pièce de commande 40mobile par rapport à un mandrin de formage 45. Sur la pièce 40 sont fixés également au moyen d'une tige 44 deux outils de pliage 42 et 43 à mouvement commandé. 30 On amène d'abord un tronçon lia en alignement avec le mandrin 45 et on le presse ensuite dessus à l'aide de l'outil 41 de manière à ce qu'il ne puisse pas bouger. Puis les outils de pliage 42 et 43 sont poussés contre le mandrin 45 de manière que les bords du tronçon lia finissent par se recouvrir. Tout de suite 35 après, on presse lesdits bords au moyen d'un outil presseur 46, mobile par rapport au mandrin 45 et à mouvement commandé, de manière à obtenir un corps tubulaire 26. Ce dernier est ensuite transformé de manière connue en soi en un récipient d'emballage 10 dans le poste de travail 7. 69 06069 8 2003396 revendications 1 - Joint à recouvrement de récipient d'emballage formé d'une paroi constituée de plusieurs couches de matériaux différents, ledit joint de recouvrement étant protégé par une bande de recouvrement caractérisée par le fait qu'elle est 5 constituée par une feuille de base et au moins une couche de matière synthétique, soudable à la couche intérieure du récipient et appliquée sur le joint de manière qu'une partie de sa largeur se trouve placée entre les parties de paroi du récipient se recouvrant, tandis que son autre partie entoure la tranche de la 10 paroi située à l'intérieur du récipient, et prend appui sur la face intérieure de cette paroi, ladite partie de la bande de recouvrement étant repliée de 180° sur elle-même. 2 - Joint à recouvrement selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la feuille de base de la bande de 15 recouvrement est revêtue de couches de matière synthétique sur ses deux faces. 3 - Joint à recouvrement selon les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la feuille de base de la bande de recouvrement est en un métal, tel que l'aluminium. 20 4 - Joint à recouvrement selon les revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que les différentes parties de la bande de recouvrement ont des largeurs sensiblement égales. 5 - Joint à recouvrement selon les revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la somme des largeurs des parties 25 latérales de la bande de recouvrement est inférieure à la largeur de la partie médiane de ladite bande. 6 — Joint à recouvrement selon les revendications 1 à 4 caractérisé par le fait que la bande de recouvrement fait saillie vers le côté extérieur du récipient entre les parties de paroi 30 se recouvrant, et est repliée autour de la tranche de la partie de paroi à laquelle elle est scellée. 7 - Joint à recouvrement selon la revendication 6, caractérisé par le fait que la partie de la bande de recouvrement en regard de la face extérieure du récipient est repliée de 35 180° sur elle-même. 8 — Procédé pour la réalisation de joints à recouvrement selon les revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que la bande de recouvrement est d'abord soudée à la partie de paroi intérieure, le joint ainsi obtenu étant ensuite refroidi, 69 06069 9 2003396 et la partie de paroi extérieure étant finalement scellée à la face supérieure du joint ainsi préformé, qui est ensuite réchauffée. 9 - Procédé selon la revendication 8, caractérisé par 5 le fait que les parties préformées de joints ont été, lors du refroidissement intermédiaire, amenées sensiblement à la température ambiante. 10 - Procédé selon les revendications 8 et 9, caractérisé par le fait que l'on forme sur la bande de recouvrement 10 deux rainures longitudinales, puis qu'on replie chaque bord de la bande de 180 degrés autour desdites rainures, après quoi on rouvre une de ces pliures et on applique la bande de recouvrement ainsi ouverte sur la partie de paroi intérieure du joint.