Brevet FR2008544A1 — publié le 19700123

T4717 2008544 La présente invention se rapporte d'une façon générale à la fabrication d'emballages, et elle concerne plus particulièrement un procédé et un appareil pour la production d'emballages munis de couvercles qu'on fabrique à partir de feuilles 5 de résine à orientation biaxiale. Les feuilles de résine à orientation biaxiale sont utilisées de plus en plus pour des applications telles que l'emballage, car leurs propriétés facilitent la mise en oeuvre de i procédés de fabrication en grande série. Beaucoup de ces pro-10 cédés comportent la jonction hermétique d'un couvercle à orientation biaxiale à un récipient, ce dernier pouvant par exemple être formé lui-même à partir d'une feuille biaxialement orientée, moulé par injection ou formé d'aluminium. Les couvercles de ce type sont très résistants mais un problème qui s'est posé 15 concernant leur utilisation est le suivant : lorsqu'il est nécessaire d'ouvrir l'emballage, cette opération est impossible sans laisser le plus fréquemment des bords crénelés de la matière du couvercle sur la bordure du récipient. Un tel inconvénient .est spécialement sérieux quand le récipient contient, 20 par exemple, du lait ou une autre boisson et qu'on se propose de l'utiliser à la façon d'un gobelet que l'on jette après usage. On peut rencontrer encore une autre difficulté pendant l'opération de scellement hermétique. Bien que le couvercle 25 puisse être une ébauche préalablement découpée, la mise en place précise d'une telle ébauche sur le récipient ouvert est une opération relativement lente qui risque de freiner le processus d'emballage tout entier et, en conséquence, on a proposé de poser une feuille continue en résine biaxialement orientée sur les 30 sommets d'une série de récipients, d'unir hermétiquement cette feuille aux bordures des récipients et ensuite (Je découper les parties non utilisées de la feuille. Cependant, bien que cette dernière technique constitue incontestablement un perfectionnement considérable, sa mise en oeuvre n'est pas entièrement sa-35 tisfaisante car les poinçons de coupe doivent être appliqués avec une pression énorme pour assurer le sectionnement complet et, par ailleurs, des fragments de matière imparfaitement coupée adhèrent fréquemment à l'emballage terminé. La Demanderesse a maintenant mis au point un procédé ^0 et un appareil perfectionnés pour la production d'emballages 69 14Î17 2 2008544 dont les couvercles sont fabriqués en une feuille de résine à orientation biaxiale. Le procédé de fabrication d'emballage selon l'invention est caractérisé en ce qu'il consiste à sceller par la chaleur 5 une feuille d'une résine thermoplastique à orientation biaxiale à une bordure d'un récipient ouvert de manière à former un couvercle et, en même temps, à presser un couteau, qui s'étend le long d'un bord intérieur du joint, dans la feuille ramollie par la chaleur à une profondeur sensiblement inférieure à l'é-10 paisseur de la feuille, de sorte qu'une ligne d'affaiblissement produite par la pression du couteau sur le bord intérieur du joint facilite l'ouverture de l'emballage au moment voulu. Egalement selon l'invention, un appareil de fabrication d'un récipient par le procédé décrit ci-dessus est carac-15 térisé en ce qu'il comprend une presse comportant deux mors convenant pour sceller par la chaleur une feuille de résine thermoplastique à orientation biaxiale à la bordure d'un récipient, et.un couteau qui s'étend le long d'un bord intérieur de l'un des mors et qui est en liaison de fonctionnement avec 20 la presse de manière à être enfoncé, simultanément avec l'opération de scellement par la chaleur, dans la feuille ramollie par la chaleur à une profondeur sensiblement inférieure à l'épaisseur de la feuille, de sorte qu'une ligne d'affaiblissemènt produite par la pression du couteau sur le bord intérieur du 25 joint facilite l'ouverture de l'emballage au moment voulu. L'invention a également pour objet le produit industriel nouveau qui est un emballage construit par le procédé ou à l'aide de l'appareil selon l'invention. De préférence également, un couteau qui s'étend le long 30 d'un bord extérieur du joint est enfoncé simultanément dans la feuille ramollie par la chaleur à une profondeur qui ne dépasse pas sensiblement l'épaisseur de cette feuille, de sorte qu'une ligne d'affaiblissement due à la pression de ce couteau sur le bord extérieur du joint facilite le sectionnement total de l'em-35 hallage tout entier à partir d'une zone non utilisée de la feuille. Des résines thermoplastiques à orientation biaxiale sous forme de feuilles sont disponibles dans le commerce, et les feuilles très appropriées sont les feuilles transparentes en poly-40 styrène à orientation bisix!aie, notamment les feuilles vendues 69 14717 2008544 sous le nom de "Polyflex". On peut cependant utiliser d'autres résines orientées, par exemple des polyacrylates, des poly-méthacrylates, des polycarbonates, du chlorure de polyvinyle, du téréphtalate de polyéthylène, du polypropylène isotactique 5 et des copolymères de styrène, par exemple des copolymères styrène/acrylonitrile. L'épaisseur de la feuille peut être comprise, par exemple, entre 0,01 et 0,5 mm, et, de préférence, entre 0,025 et 0,1 mm, par exemple 0,05 mm. Les feuilles à orientation bi-10 axiale dont l'épaisseur est inférieure à 0,25 mm sont fréquemment vendues sous le nom de "pellicule" mais, aux fins de la présente description, un tel produit est englobé dans la désignation générale "feuille". De préférence, le récipient présente autour de sa 15 bordure un rebord auquel la feuille peut être scellée par la chaleur ; et la Demanderesse a trouvé qu'il est préférable d'effectuer le scellement dans des conditions qui tendent à maintenir au minimum la tendance à la détente par la chaleur de l'orientation biaxiale. En conséquence, on confectionne un 20 joint de préférence aussi étroit que possible, dans les limites compatibles avec l'obtention d'un scellement efficace ; par exemple, on peut obtenir le plus souvent des résultats parfaitement satisfaisants lorsque la largeur du joint thermique est d'environ 1 à 2 mm. Normalement, le jcint s'étend sous forme 25 d'une ligne continue tout autour de la bordure du récipient, et un couteau peut être disposé le long de chacun des bords extérieur et intérieur, ou bien seulement le long du bord intérieur. Le couteau qui s'étend le long du bord intérieur du 30 joint est enfoncé dams la feuille à une profondeur inférieure à l'épaisseur de cette dernière ; plus cette profondeur est importante, plus il sera facile d'ouvrir l'emballage, mais il existe une limitation de la profondeur imposée par la nécessité d'empêcher 11 ouverture accidentelle de l'emballage pendant le 35 transport ou l'expédition. De préférence, la profondeur est comprise entre un quart et deux tiers de l'épaisseur de là feuille, par exemple entre un tiers et la moitié de cette épaisseur. De préférence, le couteau s'étend entièrement autour du bord intérieur du joint à une profondeur sensiblement cons-40 tante, ce qui facilite l'enlèvement total du couvercle au moment 69 14717 2008544 voulu ; en variante, le couteau peut présenter une discontinuité de sorte que le couvercle reste fixé par une sorte de charnière à la bordure du récipient et puisse servir à refermer provisoirement le récipient. 5 Quand on désire ouvrir l'emballage, on peut perforer le couvercle avec un ongle ou avec un instrument pointu et ensuite on le déchire en suivant la ligne d'affaiblissement produite par le couteau. Quand le couteau s'étend le long d'un bord extérieur 10 du joint, on peut l'enfoncer dans la feuille à une profondeur sensiblement égale ou sensiblement inférieure à l'épaisseur de la feuille, l'enfoncement à une profondeur sensiblement égale à l'épaisseur de la feuille étant normalement la technique recommandée quand le récipient doit être séparé de la partie non 15 utilisée de la feuille avant de quitter l'atelier d'emballage, car la séparation est très souvent à peu près totale au moment même où l'emballage sort de la presse de scellement par la chaleur. Il peut rester un faible scellement par la chaleur résiduel de la partie non utilisée sur la bordure du récipient mais 20 on peut facilement le briser sans risquer de déchirer le couvercle, par exemple en acheminant l'emballage terminé à partir de 11 appareil de scellement par la chaleur dans une direction pratiquement horizontale tout en pliant fortement la partie non utilisée vers le haut, c'est-à-dire à partir de l'emballage. 25 Par exemple, on peut replier la feuille sur un rouleau. On peut alors, si on le désire, rétrécir par la chaleur cette partie non utilisée, la broyer et la réutiliser-comme résine de déchet. En variante, on peut enfoncer dans la feuille le couteau qui s'étend le long du bord extérieur du joint à une pro-30 fondeur notablement plus faible que l'épaisseur de la feuille ; normalement, on opère de ia sorte lorsqu'on désire qu'une partie non utilisée de la feuille reste en place de manière à réunir un certain nombre d'emballages en un ensemble, dont les emballages individuels pourront être enlevés au moment nécessaire. 35 Par exemple, on peut enfoncer le couteau dans la feuille à une profondeur comprise entre un quart et trois quarts de l'épaisseur de la feuille et le plus souvent de un tiers à deux tiers de cette épaisseur. De préférence, la profondeur est sensiblement constante mais le couteau peut éventuellement être dis-40 continu afin que la ligne d'affaiblissement ne s'étende pas 69 14717 2008544 entièrement autour du joint, bien qu'un tel mode opératoire ne soit pas normalement recommandé j en variante, la profondeur à laquelle s'enfonce le couteau peut varier le long du couteau de sorte que la résistance du joint entre les parties non utili-5 sées et le récipient est variable sur le pourtour de la bordure du récipient. Par exemple, on peut utiliser ce dernier agencement lorsqu'on désire sectionner les parties latérales de la feuille non utilisée tout en laissant, entre les emballages adjacents, une membrane que l'on brisera au moment voulu. 10 La température qu'on utilise pour l'opération de scellement par la chaleur doit être suffisante pour assurer l'établissement d'un joint correct mais ne doit pas être élevée au point que le joint se prolonge au-delà du couteau. Quelques essais peuvent être nécessaires pour déterminer la tempéra-15 ture optimale à utiliser avec chaque série donnée de paramètres mais, en règle générale, et pour guider l'utilisateur, on indiquera que, pour une feuille de polystyrène à orientation biaxiale, une température comprise entre 125°C et 175°C, et de préférence entre 150°C et 150°C, donne de bons résultats. La pression est 2 20 comprise, de préférence, entre 75 et 125 kg/cm , par exemple de 90 à 100 kg/cm , et la durée de "fermeture de la presse" peut être de 1,5 à 4 secondes, et de préférence de 2 à 3 secondes. La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre com-25 ment l'invention peut être réalisée. La figure 1 est une coupe verticale montrant les organes les plus importants de l'appareil. La figure 2 est une coupe verticale à plus grande échelle à travers les mors de la presse. 30 La figure 3 est une coupe verticale également à plus grande échelle montrant un joint terminé. L'appareil comprend une presse de scellement par la chaleur comportant deux plateaux (non représentés) respectivement équipés d'un mors supérieur 1 susceptible d'être chauffé et d'un 35 mors inférieur 2 non chauffé, tous deux s'adaptant sensiblement, en plan, à la bordure 3 d'un récipient 4. Dans l'exemple représenté, ce plan est annulaire. On peut acheminer des récipients ouverts successifs dans la presse et extraire de cette presse des récipients hermétiquement clos, cette opération étant exécu-40 tée par un transporteur 5 se déplaçant de la droite vers la gauche i 69 14717 6 2008544 (en observant la figure 1). Les mors sont agencés en vue d'un mouvement vertical relatif de sorte qu'au moment où ils se referment, une feuille de résine à orientation biaxiale 6 est scellée par la chaleur à la bordure du récipient pour former ainsi 5 un couvercle. La largeur de la section transversale du mors 1 est de préférence faible, comme le montre le dessin, et elle peut être, par exemple, d'environ 1 à 2 mm, de sorte que le joint par la chaleur est lui aussi relativement étroit. Le mors inférieur 2 présente une surface opératoire plate 2a, mais le 10 bord supérieur 1 présente une partie plate 7 flanquée de deux couteaux 8 et 9 dirigés vers le bas, la hauteur verticale du couteau extérieur 8 (mesurée vers le bas à partir de la surface plate) étant égale à l'épaisseur de la feuille de résine à orientation biaxiale. La hauteur du couteau intérieur 9 est égale à 15 un tiers de l'épaisseur de la feuille. Quand les mors se referment, la feuille est scellée par la chaleur au récipient, comme l'indique le gros trait 10 sur la figure 3 et, en même temps, le couteau extérieur 8 découpe la feuille de sorte que la partie non utilisée 11 de cette feuille peut être arrachée alors qu'elle 20 se coude vers le haut sur un rouleau 12 (figure 1). Le couteau intérieur 9 effectue une incision annulaire 13 le long des bords intérieurs du joint par la chaleur et la ligne d'affaiblissement ainsi réalisée permettra l'ouverture de l'emballage au moment voulu. 25 L'invention permet d'emballer des produits très variés aussi bien liquides que semi-solides ou solides, notamment des boissons, des aliments, des jouets et des articles de quincaillerie. L'exemple suivant montrera bien comment l'invention 30 peut être mis en oeuvre. EXEMPLE : Cet exemple décrit la production d'un emballage par une technique consistant à sceller par la chaleur une feuille de résine à orientation biaxiale sur la bordure d'un récipient, 35 conformément au procédé de l'invention. On utilise un appareil du type décrit ci-dessus et représenté sur le dessin. Le diamètre des mors annulaires est d'environ 7>5 cm et la largeur en travers du mors supérieur est de 1,5 mm. On chauffe le mors supérieur à 150°C mais on 40 laisse le mors inférieur non chauffé. On introduit dans la presse 69 14717 2008544 un récipient sous forme d'un plateau circulaire ayant un diamètre total de 8 cm et un rebord périphérique horizontal de 7,5 mm de largeur, en même temps qu'une feuille de polystyrène à orientation biaxiale ayant 0,075 nim d'épaisseur. On ferme la 5 presse pendant 2 secondes et, quand on l'ouvre, on constate que la feuille est solidement scellée par la chaleur au rebord du plateau de manière à former un couvercle fermé dont les parties non utilisées de la feuille ont été détachées. Une ligne d'affaiblissement autour du bord intérieur du joint est obte-10 nue par la pression qu'exerce le couteau intérieur sur le couvercle. Pour ouvrir l'emballage au moment nécessaire, on ne rencontre aucune difficulté car il suffit de perforer le couvercle avec un ongle ou la pointe d'un canif et ensuite d'arracher ce couvercle le long de la ligne d'affaiblissement sans 15 laisser de bords échancrés ou de fragments de polystyrène sur la bordure du récipient. 69 14717 2008544 REVENDICATIONS 1.- Procédé de fabrication d'emballage, caractérisé en ce qu'il consiste à sceller par la chaleur une feuille d'une résine thermoplastique à orientation biaxiale à une bordure 5 d'un récipient ouvert de manière à former un couvercle et, en même temps, à presser un couteau, qui s'étend le long d'un bord intérieur du joint, dans la feuille ramollie par la chaleur à une profondeur sensiblement inférieure à l'épaisseur de la feuille, de sorte qu'une ligne d'affaiblissement produite par 10 la pression du couteau sur le bord intérieur du joint facilite l'ouverture de l'emballage au moment voulu. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on enfonce simultanément un second couteau, situé le long d'un bord extérieur du joint, dans la feuille ramollie par la 15 chaleur à une profondeur ne dépassant pas notablement l'épaisseur de la feuille, de sorte que la ligne d'affaiblissement produite par la pression de ce second couteau sur le bord extérieur du joint facilite la séparation entre l'emballage terminé et la partie non utilisée de la feuille. 20 3.- Procédé selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la feuille est une feuille transparente de polystyrène à orientation biaxiale. 4.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'épaisseur de la feuille est com- 25 prise entre 0,025 et 0,1 mm. 5.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le récipient présente, autour de sa bordure, un rebord auquel la feuille est scellée par la chaleur. 30 6.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5) caractérisé en ce qu'on effectue le joint dans des conditions tendant à maintenir au minimum la tendance à la détente par la chaleur de l'orientation biaxiale de la feuille. 7.- Procédé selon la revendication 6, caractérisé en 35 ce que la largeur du joint par la chaleur est de 1 à 2 mm. 8.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7» caractérisé en ce que le joint s'étend en une ligne continue autour de la bordure du récipient. 9.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 40 1 à 8, caractérisé en ce qu'on enfonce dans la feuille le couteau 69 14717 2008544 qui s'étend le long d'un bord intérieur du joint à une profondeur d'un tiers à la moitié de l'épaisseur de cette feuille. 10.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9» caractérisé en ce qu'un couteau s'étend entièrement autour 5 d'un bord intérieur du joint à une profondeur sensiblement constante, facilitant ainsi l'enlèvement complet du couvercle au moment nécessaire. 11.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9j caractérisé en ce qu'une discontinuité est formée dans 10 le couteau qui s'étend le long d'un bord intérieur du joint de sorte que le couvercle reste fixé par charnière sur la bordure du récipient et que ce couvercle permet ainsi de refermer provisoirement le récipient. 12.- Procédé selon la revendication 2, ou selon la 15 revendication 2 et l'une quelconque des revendications 3 à 11, caractérisé en ce qu'on enfonce dans la feuille le couteau qui s'étend le long du bord extérieur du joint à une profondeur sensiblement égale à l'épaisseur de cette feuille. 13.- Procédé selon la revendication 12, caractérisé 20 en ce qu'on achemine l'emballage terminé hors de l'appareil de scellement par la chaleur suivant un trajet sensiblement horizontal, alors que la partie non utilisée de la feuille se coude fortement vers le haut et en s'écartant de l'emballage. 14.- Procédé selon la revendication 2, ou selon la 25 revendication 2, et l'une quelconque des revendications 3 à 11, caractérisé en ce qu'on enfonce dans la feuille le couteau qui s'étend le Ibng du bord extérieur du joint à une profondeur d'un tiers à deux tiers de l'épaisseur de cette feuille. 15.- Procédé selon la revendication 14, caractérisé 30 en ce que la profondeur du couteau qui s'étend le long du bord extérieur du joint varie le long de ce couteau, de sorte que la résistance du joint entre les parties non utilisées et la bordure du récipient varie sur le pourtour de cette bordure pour que les parties latérales de la feuille non utilisée puis-35 sent être sectionnées de l'emballage terminé tout en laissant entre les emballages adjacents une membrane qu'on peut enlever au moment voulu. 16.- Procédé selon la revendication 3* ou selon la revendication 3 et l'une quelconque des revendications 4 à 15* 40 caractérisé en ce que la température de scellement par la chaleur 69 14717 10 2008544 est comprise entre 130°C et 150°C. 17.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que la pression de scellement est de 90 à 100 kg/cm^. 5 18.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 17* caractérisé en ce que la durée de fermeture de la presse est de 2 à 3 secondes. 19.- A titre de produit industriel nouveau, un emballage qui a été fabriqué par un procédé selon l'une quelconque des 10 revendications 1 à 18. 20.- Appareil de fabrication de récipient par un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 18, caractérisé en ce qu'il comprend line presse comportant deux mors convenant pour sceller par la chaleur une feuille de résine 15 thermoplastique à orientation biaxiale à la bordure d'un récipient, et un couteau qui s'étend le long d'un bord intérieur de 1'un des mors et qui est en liaison de fonctionnement avec la presse de manière à être enfoncé, simultanément avec l'opération de scellement par la chaleur, dans la feuille ramollie 20 par la chaleur à une profondeur sensiblement inférieure à l'épaisseur de la feuille, de sorte qu'une ligne d'affaiblissement produite par la pression du couteau sur le bord intérieur du joint facilite l'ouverture de l'emballage au moment voulu.