Brevet FR2044725A1 — publié le 19710226

La présente invention se rapporte à un procédé de fabrication d'une structure fermée de manière hermétique par la chaleur, pouvant être facilement retirée par pelage ou arrachée, convenant à des fermetures, à des étiquettes, à l'empaquetage, etc... ainsi 5 qu'aux nouveaux produits ainsi obtenus. Dans un aspect de la présente invention, celle-ci se rapporte à une combinaison d'une fermeture sous forme d'une pellicule pouvant être-retirée par pelage et formant couvercle fermé de manière étanehe, pour un récipient qui, en cours d'utilisation, est 10 fermé de manière étanehe par la fermeture hermétique de la pellicule, pouvant être retirée du récipient par pelage. Dans un autre aspect, la présente invention se rapporte à un élément stratifié ou une feuille composite ou une pellicule pouvant être retirée par pelage, qui peut être fixé à une surface correspondante en vue d'une 15 adhérence d'étanchéité sur cette surface et qui peut en être cependant facilement retiré. Dans un de ses concepts, la présente invention fournit un récipient ayant au moins, en tant qu'une de ses parois, un élément, une pellicule ou une feuille de fermeture hermétique pouvant être 20 facilement retiré ou enlevé par pelage, par exemple, un couvercle sous forme d'une pellicule composée ou revêtue, le récipient étant formé à partir d'un polyéthylène haute densité .et la feuille de fermeture hermétique pouvant être retirée par pelage étant formée par stratification ou autrement par .jonction à un substrat en poly-25 .amide, par exemple, en produit dit nylon 6, d'une pellicule ou film mince d'un polyéthylène basse densité, les matières de stratification ou les matières fixées ainsi obtenues étant placées avec la couche de polyéthylène basse densité en contact avec le récipient pour former un joint par scellement à la chaleur du stratifié ainsi 30 placé sur le récipient. Dams un autre de ses concepts, la présente invention fournit un procédé de production d'un récipient ou empaquetage ou plateau fermé de manière étanehe par la chaleur, qui consiste à former au moins une partie de surface ou de fermeture étanehe d'un tel 35 plateau ou récipient en polyéthylène haute densité, à réunir par stratification un substrat convenable et un polyéthylène basse densité, en plaçant le stratifié ou la masse composée ainsi produit avec le côté polyéthylène en contact avec la surface ou la partie de fermeture étanehe du plateau et en réalisant la fermeture ou 40 l'étanchéité du récipient par scellement à la chaleur au moins le 70 13611 2 2044725 long d'au moins une ligne à la jonction des surfaces en polyéthylène s basse densité et haute densité. Dans un autre concept, la présente invention fournit une masse composée d'une partie fixée d'au moins deux films ou pelli-5 cules ou feuilles, tel que décrit ici, une des feuilles ou une des pellicules ou un des films ayant un point de fusion sensiblement supérieur à l'autre, la matière à fusion inférieure pouvant être facilement fondue, par exemple lors d'un scellement à la chaleur, pour fournir un joint produit thermiquement, la masse composée 10 étant placée en engagement de contact avec une autre matière ayant aussi une température de fusion sensiblement supérieure à celle de la matière à fusion inférieure à laquelle elle peut être réunie par scellement étanehe à la chaleur, tel que désiré, par exemple pour maintenir un objet comme dans un© enceinte hermétique d'empaqueta-15 ge alvéolaire de matière d'alimentation, par exemple en fixant au moins une étiquette ou une série d'étiquettes ensemble, comme sur un paquet ou une boîte ou comme sur un récipient ou d'autres objets garnis avec une bande de déchirure. Dans la technique des récipients, en particulier dans la 20 technique des empaquetages de produits alimentaires, la technique des huiles ainsi que dans d'autres techniques, on a besoin d'un empaquetage, d'un récipient ou d'un plateau léger, robuste, fermé hermétiquement et pouvant être cependant facilement ouvert. On a aussi désiré produire un tel empaquetage fermé d'une manière étan-25 che avec un film pouvant être facilement enlevé, à travers lequel on puisse voir, qui puisse être imprimé avec certaines indications. On a également beaucoup demandé le maintien d'articles, en les protégeant bien, tels que ceux qui sont couramment placés dans des empaquetages à alvéoles. En outre, dans la technique de 1'étiqueta-30 ge, on a eu besoin d'étiquetage et d'empaquetage améliorés d'étiquettes. On a maintenant conçu une combinaison de matières et une structure réalisée avec ces matières, qui permettront la formation d'un récipient ou d'un plateau fermé de manière étanehe,par scelle-35 ment à la chaleur, tel que décrit ici. En outre, cette combinaison de matières est telle qu'elle fournira un empaquetage à travers lequel on peut voir, c'est-à-dire un empaquetage ayant au moins un couvercle ou une partie de fermeture suffisamment transparente pour que le contenu de 1'empaquetage puisse être vu sans 40 ouvrir le paquet. Egalement, on a trouvé qu'il était possible 70 13611 3 2044725 d'utiliser la présente combinaison de matières pour produire une fermeture étanehe par scellement à la chaleur, sur des récipients revêtus tels que des récipients à lait en fort carton revêtu de polyéthylène haute densité, sous forme de bandes de déchirure telles 5 qu'utilisées dans des récipients et d'autres articles et, en général, de maintenir ou de protéger un article ou une série d'articles comme dans un empaquetage à alvéoles ou de fournir un étiquetage amélioré de marchandises ou de boîtes. Selon la présente invention, on prévoit un procédé de pro-10 duction d'un récipient ou d'un plateau fermé de manière étanehe, qui consiste à produire un plateau, dont au moins la surface est composée de polyéthylène haute densité, à stratifier un film, par exemple en polyamide, et une couche de polyéthylène basse densité, à placer le stratifié, la pellicule ou le film composé ainsi pro-15 duit sur le .récipient en contact au moins le long d'une ligne à laquelle on désire que la fermeture, par scellement à la chaleur, soit produite pour fermer de manière hermétique le récipient, ou pour produire, par exemple, une bande de déchirement dessus, et puis à rassembler, par scellement à la chaleur, le polyéthylène basse den-20 sité et le polyéthylène haute densité. Egalement, selon la présente invention, on prévoit un récipient à fermeture étanehe par scellement à la chaleur, l'élément de fermeture étant placé dessus pour sa partie effectivement opératoire et étant composé d'une structure ou masse composée stratifiée, 25 'dont une face est formée d'un substrat de polyamide, par exemple, et dont l'autre face est composée d'une couche de polyéthylène basse densité, la partie de récipient au moins pour la surface à laquelle une fermeture doit être efficace étant composée d'un polyéthylène haute densité. En outre, selon la présente invention, on 30 prévoit un système comprenant une structure ou un stratifié ayant un substrat de polyamide sur lequel on forme un film ou pellicule de polyéthylène, ayant une résistance à la traction et une résistance à la déchirure relativement- inférieures à un polyéthylène haute densité auquel le substrat est ou peut être fermé de manière étan-35 che par scellement à la chaleur, en amenant le film de polyéthylène formé de cette structure en contact avee le polyéthylène haute densité et puis en provoquant un scellement à la chaleur de cette structure sur le polyéthylène haute densité. Il sera évident aux personnes expérimentées dans la tech-40 nique ayant étudié cette description que diverses formes et diver 70 13611 " 2044725 ses dimensions de récipients ou d'autres structures ou d'autres articles, tels qu'ils sont décrits ou suggérés, peuvent être produits en mettant en oeuvre la combinaison de matières qui permet ' ici la production d'un film ou pellicule facilement séparable à 5 partir de la structure globale. Ces structures peuvent comprendre des structures telles que définies ou suggérées ici qui sont produites pour contenir du lait, un empaquetage à alvéoles, des bandes de déchirure utilisées pour fermer de manière étanehe ou recouvrir des ouvertures ou pour l'étiquetage, etc. 10 La présente invention sera maintenant décrite en relation avec les dessins ci-joints dans lesquels ; La figure 1 est une vue en coupe transversale en élévation d'un plateau ou d'un récipient selon la présente invention, et La figure 2 est une vue en coupe transversale en élévation 15 d'un empaquetage à alvéoles selon la présente invention. En se référant maintenant à la figure 1, 1 est un substrat de polyamide, dans ce cas, le produit dit nylon 6, 2 est un polyéthylène basse densité mince, 3 indique les points ou lignes de joint après la fermeture étanehe et 4 est un plateau en polyéthylène hau-20 te densité. En se référant maintenant à la figure 2, dans laquelle les numérotations avec des primes indiquent le même genre de matières que celles représentées sur la figure 1, il y a plusieurs objets, trois en tout, placés dans un empaquetage à alvéoles employant un 25 fort carton 5 revêtu de polyéthylène haute densité. Les exigences pour le film de support ou de substrat de fermeture comprennent une résistance à l'arrachement ou à la déchirure convenable, une résistance à la traction convenable, un allongement convenable et un point de fusion relativement élevé. Les 30 valeurs minima de ces propriétés, en général, sont une résistance à l'arrachement d'environ 780 g/mm (ASTM D-1922-61 T), une résis- p tance à la traction de 210 kg/cm et un allongement de 50 % (ASTM D-882-64 T), et un point de fusion de 127°C. Des polymères thermo-plastiques tels que des polycarbonates, dés polyesters, par exemple 35 le téréphtalate de polyéthylène, des polyoléfines, telles que le polyéthylène ou le polypropylène linéaire, des polyamides, etc... satisfont totalement ou partiellement ces exigences. Cependant, actuellement, la matière de substrat préférée est une polyamide. A titre d'illustration de polyamides convena-40 bles, il y a les polymères formés en polymérisant 1' £.-caprolactame 70 13611 5 2044725 pour former le produit dit nylon 6, en polymérisant l'acide 11-aminoundéeanoïque pour former le nylon 11, en polymérisant l'acide 12-aminododécanoIque pour former le nylon 12, en condensant l'hexa-méthylènediamine avec l'acide adipique pour former le nylon 6/6 ou avec l'acide sébacique pour former le nylon 6/10, etc. Le produit dit nylon 6 est actuellement un membre préféré de la famille des polyamides à utiliser pour cette application. Son poids moléculaire est de préférence supérieur à 10.000, si bien que les propriétés physiques du film préparé à partir du polymère satisfont ou dépassent les exigences préalablement indiquées. Un film typique ayant une épaisseur d'environ 0,0064 à 0,077 nrni peut présenter une résistance à l'arrachement allant d'environ 1180 à 3920 g/mm, une résis-tance à la traction allant d'environ 420 à 840 kg/cm et un allongement allant drenviron 150 à 600 %. Pour fournir des propriétés de barrière supplémentaires, des effets décoratifs, un aspect opaque, etc... on stratifié, à l'envers du substrat, une autre matière ou plusieurs autres matières telles que du chlorure de vinyle, du chlorure de polyvinylidè-ne, du plomb, de l'aluminium mou ou autre feuille métallique, une matière cellulosique, etc. Le stratifié ou la composition de film qui, selon la présente invention, est maintenant préféré est de préférence préparé par revêtement par extrusion d'une couche mince de polyéthylène basse densité sur un substrat composé essentiellement de nylon 6. Le polyéthylène basse densité peut être réuni ou fixé d'une manière adhésive à la polyamide comme le comprendront les personnes expérimentées dans la technique de l'empaquetage, de l'étiquetage, etc. Le film stratifié, le côté polyéthylène vers le bas, est placé sur l'objet ou le fort carton revêtu ou autre matière en polyéthylène haute densité et soumis à une fermeture étanehe par la chaleur sur l'objet, par exemple un plateau, quant à son rebord par application de chaleur, par exemple à travers le support en polyamide. L'épaisseur du substrat de nylon peut varier d'environ 0,0064 à 0,077 nim et, dans certains cas, peut être à l'extérieur de cette gamme, selon l'application particulière qu'on a besoin de réaliser. Pour des plateaux du genre décrit en relation avec la figure 1 et pour des applications apparentées, on préfère maintenant une épaisseur du substrat de nylon dans la gamme approximative de 0,019 à 0,045 mm. Dans l'exemple de réalisation maintenant préféré d'un empaquetage contenant des plateaux de produits alimentai- 70 13611 6 2044725 res, le film de polyamide a une épaisseur d'environ 0,038 mm. Ce film, tel que combiné avec le polyéthylène basse densité tel que décrit ici, aura une résistance combinée à la déchirure ou à l'arrachement de l'ordre de 19,6 kg/mm ou davantage. Ainsi, un film de 5 résine de nylon 6 de 0,038 mm combiné à un film de polyéthylène basse densité de 0,013 mm donne une résistance combinée à l'arrachement d'approximativement 20 kg/mm. La polyamide ou autre surface de film peut être imprimée sur un coté, le revêtement de polyéthylène basse densité étant sur 10 l'autre coté, ou il peut être imprimé à l'envers avec un revêtement de polyéthylène basse densité et/ou une stratification sur de l'encre sans revêtement et/ou stratification sur la surface opposée en polyamide. Les conditions de fermeture étanehe par scellement à la 15 chaleur sont bien connues dans la technique. Elles peuvent être déterminées par un® simple expérimentation de routine pour la combinaison particulière qu'on doit fermer de manière étanehe par scellement â la chaleur. On préfère que le poljéthylene basse densité utilisé pour 20 revêtir la polyamide ou autre substrat soit un produit ayant un poids spécifique dans la gamme approximative de 0,914 à 0,925 g/on? (ASTM D 1505-63 T) et un indice de fusion allant d'environ 0,5 à environ 14 (ASTM D 1238-62 T, condition "E"), Dans l'exemple de réalisation actuellement préféré, la résine a un poids spécifique 25 d'environ 0,923 g/cm^ et un indice de fusion d'environ 3-4. Des copolymères d'éthylène avec du propylène, de 1'isobutylène, des 1-oléfines telles que le 1-butène, le 1-hexène, etc..., l'acétate de vinyle, l'acrylate d'éthyle, etc... conviennent également lorsque leur gamme de températures du point de ramollissement vicat (ASTM 30 D 1525-58 T) tombe, de préférence, à peu près dans la même gamme que le polyéthylène basse densité, par exemple, environ 85 à 99°C. Des polymères avec des températures inférieures de ramollissement fonctionnent également comme matières de revêtement mais peuvent être soumis à des ruptures de joint aux températures élevées qu'on ren-35 contre quelquefois durant 1'emmagasinage. L'épaisseur du revêtement de polyéthylène sera comprise entre environ 0,005 s® et environ 0,038 nza,mais peut-être davantage. Une gamme maintenant préférée est environ 0,01 à 0,018 mm. Dans 1'exemple de réalisation décrit en relation avec la figure 1 des 40 dessins, on utilise un revêtement de 0,013 nrai. 70 13611 7 2044725 Le plateau en polyéthylène est fabriqué à partir de polymère linéaire haute densité ayant au moins un poids spécifique de 0,945 g/cnr*. Pour obtenir la fermeture pouvant être retirée par pelage pour le récipient de la figure 1 des dessins, la terapératu-5 re de scellement va d'environ 149 à l82°C. Un intervalle maintenant préféré est environ 154 à environ 171°C. En général, la fermeture étanehe par scellement à la chaleur sera réalisée à une température que la personne réalisant cette fermeture de routine peut déterminer selon la combinaison particulière de matières et leur 10 structure physique. Les dimensions relatives ainsi que les dimensions absolues des aspects qui caractérisent la présente invention dépendront de l'utilité qu' ils doivent avoir. Une matière à calibrage plus lourd peut être utilisée pour fournir des récipients à partir de 15 matières ou de marchandises plus lourdes, etc. Alors qu'ici une forme préférée de la présente invention est un plateau ayant une forme rectangulaire, on doit reconnaître que d'autres formes telles que les formes cylindriques, du genre boîte, etc... tombent dans le domaine de la présente invention. 20 Actuellement, le nylon semble être la meilleure matière de support, bien qu'un polyester, tel que du téréphtalate de.polyéthylène, et un polycarbonate soient également considérés comme applicables dans certains cas. A présent, le polyéthylène basse densité, tel que décrit ici, semble très bien convenir comme matiè-25 re de liaison ou de fermeture étanehe pour l'application préférée et, dans la plupart des cas, les autres applications décrites ici. Comme caractéristique spéciale du support de polyamide ou de nylon, il apparaît qu'on doit permettre un certain étirage en faisant ainsi contribuer ce facteur au procédé de séparation qui, 30 comme le comprendront les personnes expérimentées dans la technique, aide à retirer plus efficacement par pelage la fermeture de recouvrement. Après que la force de pelage initiale ait été exercée, en conférant ainsi un étirage au couvercle, le couvercle étiré,en ap-35 pliquant continuellement une traction dessus, exerce progressivement une traction correspondante sur la fermeture qui cède progressivement à la traction transmise par le film de support (substrat) dans sa condition décrite. Apparemment, les forces sont telles que la fermeture est facilement retirée par pelage, que l'on ait 40 réalisé une fermeture à pelage ou une fermeture à soudure ou un 70 13611 2044725 mélange des deux. En tout cas, la séparation se produit par suite de la combinaison de tous les effets décrits ici et d'autres, comme le comprendront bien les personnes expérimentées dans la mécanique du sujet traité ici et ayant étudié la description. 5 Bien sûr, la fermeture étanehe par scellement à la chaleur dépendra de la machine particulière, de la dimension du fer, de la pression, du temps et de la température du fer. Elle dépendra aussi de l'épaisseur du support, ainsi que de la nature du polyéthylène basse densité et de sa configuration. 10 Les personnes expérimentées dans la technique comprendront que la matière de liaison ou dé fermeture étanehe doit être une matière ayant un point de fusion inférieur au film de support ou au récipient ou au rebord ou à la partie à laquelle il est scellé. Ainsi, il doit avoir la résistance à la traction et la résistance 15 à l'arrachement les plus faibles. Ainsi, lorsqu'une température de fermeture étanehe convenable est employée, la liaison formée durant la fermeture étanehe par scellement à la chaleur sera le point le plus faible de la structure et, de préférence, se rompra proprement quand"la fermeture sera retirée par pelage, il est important d'avoir 20 une minceur convenable du revêtement ou du film de polyéthylène basse densité qui n'a pas besoin de recouvrir nécessairement toute la surface du film de fermeture, mais est très convenablement appliquée pour le faire. Si le revêtement de polyéthylène est trop mince, une fermeture à pelage continue peut ne pas être obtenue 25 d'une manière constante, spécialement aux températures de fermeture étanehe supérieures. Un revêtement trop épais peut entraîner une fermeture trop résistante puisque évidemment la dimension globale de la fermeture vue en coupe transversale déterminera la résistance à l'arrachement ou au pelage. 30 II est possible, avec la combinaison de matières indiquées ici, de fournir une structure dans laquelle on peut facilement réaliser l'arrachement ou l'enlèvement par pelage de l'étiquette de fermeture, etc... , sans arracher le support de nylon ou sans arracher le rebord ou en laissant une partie restante de liaison peu 35 agréable à la vue. Il est compris dans le domaine de la présente invention de fournir un joint ou fermeture étanehe pouvant être facilement retiré par pelage, dans lequel un ou plusieurs joints à ligne de soudure et/ou joints mécaniques et un ou plusieurs joints vrais à pe-40 lage sont simultanément fabriqués dans la surface de joint. Ceci 70 13611 9 20W25 est réalisé en concentrant davantage de pression sur les côtés du joint plutôt que dans le centre, par exemple, en utilisant une plaque de support élastique supportant le récipient coopérant avec un élément de fermeture étanehe de forme concave s'engageant dans la 5 fermeture durant l'opération de fermeture hermétique ou étanehe. Dans la fixation d'étiquettes à des récipients, la base de polyéthylène haute densité peut être pulvérisée sur le récipient ou peut être autrement amenée à y adhérer. Alors, l'étiquette, avec son côté en polyéthylène basse densité placé contre la base, peut 10 être rapidement soumise à une fermeture étanehe par scellement à la chaleur; à l'emplacement de destination du récipient, l'étiquette peut être facilement retirée pour révéler le montage ou autre information sur son envers ou dans la partie comprise entre l'envers et la base. 15 La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparaîtront à l'homme de 11 art. 70 13611 2044725 REVENDICATIONS 1 - Article ayant un joint thermique et une surface en polyéthylène haute densité dont au moins une partie est engagée par le joint thermique, et une partie amovible réunie par fermeture 5 étanehe à la surface par le joint thermique, caractérisé en ce que la partie amovible est composée d'un substrat constitué d'une polyamide, d'un polycarbonate, d'un polyester ou d'une polyoléfine, ce substrat ayant un revêtement en polyoléfine à densité inférieure,, le joint thermique étant composé essentiellement du revêtement qui 10 a été traité pour amener la formation d'un joint entre cette surface et la partie amovible. 2 - Article selon la revendication. 1, caractérisé en ce que ce substrat est une polyamide ou un polyester ayant un revêtement en polyéthylène à densité inférieure, ayant une densité sensi- 15 blement inférieure à celle du polyéthylène haute densité, et le joint thermique est composé essentiellement d® ce polyéthylène à densité inférieure. 3 - Article selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la surface de polyéthylène haute densité est au moins une 20 partie d'un récipient d'empaquetage et la partie amovible est un film qui peut en être retiré par pelage. 4 - Article selon la revendication 3, caractérisé en ce que le film forme une partie de la paroi du récipient. 5 - Article selon l'une des revendications 1 à 4, caracté- 25 risé en ce que la surface du polyéthylène haute densité est au moins une partie d'un plateau d'empaquetage de produit alimentaire, et la partie amovible est un film recouvrant ce plateau et mis en contact avec celui-ci, de manière à pouvoir être scellé à la chaleur et retiré par pelage. 30 6 - Article selon l'une des revendications 1 à 5» caracté risé en ce que la partie amovible est une étiquette. 7 - Article selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la partie amovible est une bande de déchirure. 8 - Article selon l'une des revendications 1 à 7, caracté- 35 risé en ce que la partie amovible est un couvercle d'empaquetage à alvéoles. 9 - Article selon l'une des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que la polyamide est le produit dit nylon 6, le polyéthylène haute densité a un poids spécifique d'au moins 0,945 g/cm^ et 40 le polyéthylène à densité inférieure a un poids spécifique dans la 70 13611 2044725 gamme de 0,914 à 0,925 g/cm^. 10 - Procédé de fabrication d'un objet, d'un empaquetage ou d'un récipient pouvant être soumis à une fermeture étanehe par scellement à la chaleur, selon l'une des revendications 1 à 9> ca-5 ractérisé en ce qu'on stratifié un film en polyéthylène basse densité pour former un premier élément amovible, on place le stratifié résultant sur un second élément qui, au moins pour sa partie pouvant être scellée à la chaleur, a au moins une surface composée d'un polyéthylène haute densité, ce stratifié et ce second élément 10 étant en contact pour que les deux polyéthylènes se touchent, et on soumet à un scellement à la chaleur le stratifié et l'élément.