Brevet FR2318082A1 — publié le 19770211

La présente invention concerne un récipient en feuille composite embouti profondément at dimensionneilement stable à de hautes températures pour le chauffage à des températures du four de plus de 160 C de mets tout préparés. On peut utiliser, comme emballages pour mets préparés, aliments surgelés et produits analogues que l'on doit chauffer au four à air chaud1 des récipients emboutis à partir de matériaux dimension- nellement stables à de fortes chaleurs comme par exemple un polyméthylpentène, une polysulfone, un polyamide ou un polyester.Mais, en raison du prix élevé de leur matière première, des récipients en de tels matériaux sont trop coûteux comme emballages perdus a Il en va de même pour leur utilisation en emballages perdus pour des aliments, par exemple des desserts gratinés, que l'on cuit prêts à servir dans l'emballage non fermé et qu'il faut ensuite protéger par une fermeture étanche aux gaz contre des pertes d'arome-et- l'entrée d1 oxygène. On connaît par la demande de brevet allemand publiée -sous le n 23 04 572, comme emballages pour mets préparés, des récipients emboutis à partir de matériaux composites constitués principalement par des polymérisats à base de styrène avec des couches de couverture en polycarbonate. On trouve en outre dans le commerce, pour de tels mets préparés, des coupes embouties à partir de polypropylène. Les récipients emboutis aussi bien à partir de polypropylène que des matériaux composites indiqués dans la demande de brevet allenand n 23 04 572 précitée sont dimensionnellement stables jusqu'à 150 à 160 C au maximum.En renforçant le polypropylène par des corps solides, par exemple des fibres de verre, on peut améliorer nettement sa stabilité dimensionnelle face à la chaleur, nais le polypropylène renforcé ntest plus que difficilement emboutissable car les matières solides ne sont pas élastiques et notamnent les récipients à parois minces et à arêtes vives se rompent aux relativement grandes pitofondeurs d'emboutissage. Le brevet allemand en publication formelle n 20 52 451 décrit des récipients à parois minces que l'on réalise par thermoformage d'une feuille composite comprenant une couche médiane en matière plastique dimensionnellement stable à haute tèmpérature et des surfaces latérales en matière plastique d'une moindre stabilité dimensionnelle à la chaleur. Mais pour des raisons économiques, ces récipients ne conviennent pas au chauffage à des températures du four de plus de 1600C de mets préparés, Si l'on utilisait-pour les couches extérieures de la feuille composite des matériaux encore dimensionnellement stables à des températures de plus de 16toc, il serait inutile de réaliser les récipients en feuille composite, car il suffirait alors de feuilles simples en matériaux de haute stabilité dimentionnelle à la chaleur. Par suite du prix de revient élevé de leuismatières premièress de elles feuilles n'entrent cependant.pas en ligne de compte pour la réalisation de récipients perdus.Si lton utilise ,comme dans le mode de réalisation préféré du brevet allemand nQ 20 52 451 précité, du polystyrène standard pour la couche médiane et du polystyrène renfermant un eaastomère pour les couches extérieures de la feuille composite, le récipient n'est dimensionnellement stable que jusqu'à des températures de l'ordre de 11000. Ce récipient connu n'est par conséquent pas utilisable pour le domaine dtapplication.en sien que des températures de l'ordre de 15000 soient re- commandées pour le chauffage de mets prép.arés, l'invention a pour objet de réaliser des récipients en un matériau composite bien emboutissable qui supportent sans déformation une charge de température plus élevée, allant jusqu'à 2000C environ, telle qu'il s'en produit par exemple en cas de réglage erroné de la température du four. Les récipients doivent aussi pouvoir recevoir des mets à gratiner. Il faut également que les récipients soient fermables de façon étanche-aux liquides et néammoins faciles à ouvrir, cela même lorsqu la fermeture, comme dans le chauffage des mets préparés, a été exposéà à des températures de four élevées. De bonnes caractéristiques de protection contre la perte d'arôme et l'entrée d'oxygène sont également exigées. Le coût du matériau composite et de l'application du procédé doit être aussi bas que possible pour que l'utilisation des récipients en emballages perdus puisse être envisagée. Il faut en même temps considérer comme un facteur de frais important la formation de déchets, car la fabrication des récipients donne lieu à un fort-pourcentage de déchets sous forme de découpes sur les bords, de rebut de la production des feuilles ainsi qile de grilles de poinçonnage-emboutis sage. Le récipient en feuille composite embouti selon l'invention est, caractérisé par le fait qu'une couche médiane en poly propylène renfermant des charges de préférence solides est lu- nie de deux couches de couverture en polyester transformable thermoplastiquement à base de~térephtalate, un adhésif est in tercalé entre la - couche médiane et chacune des deux couches de couverture, le récipient comporte un couvercle dont la surface reliée à lui est constituée par du polychlorure de vinyle, une polysulfone, du polycarbonate ou un polyester transformable thermoplastiquement à base de téréphtalate qui diffère du po lyester des couches de couverture et ce couvercle est relié au récipient par un joint de soudure. L'utilisation de couches de couverture en polyester à base de téréphtalate rend le matériau composite bien-emboutissable. Les couches de polyester permettent de chauffer la couche mé- diane à des températures supérieures au point- de fusion du po- lypropylène auxquelles, malgré la présence éventuelle de char- ges non extensibles, elle peut être déformée de façon satisfai- sante et sans tensions. Sans ces couches de protection, la feuille de propylène, éventuellement chargée, s'infléchirait, ferait des plis, fondrait et craquerait, surtout si on la prenait en rouleau. Du formage à haute température il résulte que le chauffage ultérieur du recipient ne 'accompagne d'aucun retrait. Si, par exemple lors du chauffage de mets préparés, on porte la fermeture en même temps que le récipient à des tempé- ratures élevées et que la couche de soudage du couvercle se compose de polysulfone, de polycabonate ou d'un polyester à base de téréphtalate qui soit différent du matériau des couches de couverture du récipient, on est assuré d'une ouverture aisée. L'ouverture encore facile, même après chauffage, du couvercle soudé repose sur ce choix des matériaux des deux couches à souder ensemble. Si le récipient ne doit être exposé à de hautes températures qu'avant sa fermeture, il suffit d'un couvercle en polychlorure de vinyle ou en un autre matériau avec du polychlorure de vinyle comme couche de contact à souder, pour obtenir une fermeture facile à ouvrir. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, les couches de couverture sont constituées par un polyester en majeure partie amorphe qu lors de l'emboutissage, passe au soins en partie à l'état cristallin. L'utilisation d'un tel polyester, de préférence amorphe, pour les couches de couver ture assure une particulièrement bonne emboutissabilité du ma terian composite. Ces couches de couverture en polyester recristallisent en partie sous l'action de la chaleur de formage de même que pendant la phase de refroidissement et forment ainsi l'armature extérieure porteuse du récipient aux temps ratures élevées du four. Selon une autre particularité de l'invention, la couche intermédaire en polypropylène renferme des charges qui, aux températures qui se présentent, se trouvent à l'état solide. On peut utiliser à ce titre des matériaux minéraux, par exemple des fibres de verre, du talc ou des matériaux analogues ou encore des particules de matières plastiques à point de fusion élevé. Il est particulièrement avantageux de prendre pour charge le produit de régénération du matériau composite utilisé pour la réalisation des récipients. On peut par exemple utiliser, pour la couche intermédiaire, du granulé frais de polypropy- lène et, comme charge, des déchets hachés provenant des feuil- les ou du rebut de matériau composite selon l'invention dû à la fabrication des -recipients. Il est en même temps extrêmement avantageux de pouvoir réutiliser la forte part de déchets de grilles de poinçonnage-emboutissage qu'entraîne la fabrication des récipients.On maintient de la sorte le coût de ces derniera à un niveau assez bas, ce qui est particulièrement important pour des emballages perdus. On peut chauffer des recipients-selon l'invention dans tous les systèmes- de fours tels que fours-à air chaud, à microondes, etc. Par rapport aux récipients en polypropylène ou en matériau composite selon la demande de brevet allemand n 23 04 572, la température de four maximale admissible est plus élevée de 30 à 400C et remplit ainsi les exigences de sécurité des emballages de mets préparés. Les récipients ont en outre de bonnes propriétés protectrices contre les pertes d'arôme et l'entrée d'oxygène. Les aliments emballés peuvent être stérilisés dans le récipient.Un autre avantage des récipients selon l'invention réside dans le fait qu'en dépit de leur suffisante étanchéité aux liquides, ils sont faciles à ouvrir, cela même après un chauffage particulièrement élevé du récipient fermé. L'invention sera mieux comprise à l'aide de l'exposé cidessous de plusieurs exemples de réalisation donnés à titre purement indicatif et non limitatif. EXEMPLE 1 On emboutit,sous la forme d'une jatte en deux parties de dimensions 17 sur 22 cm, un récipient selon l'invention à partir d'un matériau composite formé par l'assemblage, à l'aide d'un adhésif commercial à deux composants à base de polyurAtha- ne, d'une feuille de téréphtalate de polyéthylène largement amorphe épaisse de 50 , d'une feuille de polypropylène avec 10 % de fibres de verre épaisse de 40C et d'une feuille de téréphtalate de polyéthylène épaisse de 50 , ledit téréphtalate de polyéthylène étant passé en partie à l'état cristallin. L'emboutissage a lieu sous un chauffage par rayons infrarouges avec un temps de chauffage de 15 s et un temps de refroidissement de 10 s. On remplit les récipients d'un-mets préparé consistant par exemple en des filets de poulet en sauce ou une purée de pommes de terre et on les ferme de façon étanche par soudage d'un couvercle composé de l'assemblage d'une feuille de polycarbonate d'épaisseur voisine de 50 comme couche de soudage et d'un papier imprimé comme support d'informations.Dans l'emballage piqué par une aiguille en son coutercle pour éviter des bosselures, on chauffe à température de consommation sous divers régimes au four à circu lation d'airs chaud a) à 1600C pendant une durée de 45 mn, ) à 1800C pendant une durée de 45 mn, c) à 2000C pendant une durée de 30 mn, le plat stocké surgelé à -200G, Le couvercle~stouvre facile ment après un faible refroidissement d'environ n mn.On ne constate aucune déformation du récipient, même sous chauffage à 200 C, bien que l'on puisse déjà observer nettement à cette température du four une détérioration thermique du contenu marquée par une croûte craquelée sèche et un goût de friture de la purée de pommes de terre. EXEMPLE 2 On coextrude sous forme de feuilles en gaine à travers une filière annulaire un matériau composite à trois couches, dont une extérieure formée par une feuille d'épaisseur 50 de téréphtalate de polyéthylène, une intermédiaire d'épaisseur 25 d'un mélange aux proportions 6/3/1 d'un copolymère d'éthylene et d'acétate de vinyle avec une teneur en acétate de 40 %, de polypropylène ieotactique avec 30 % de talc et de polypropylène atactique et une couche intérieure d'épaisseur 200 de polypropylène isotactique teint en blanc dans la masse.On aplanit la gaine immédiatement après la ligne de froid entre deux cylindres et on la trempe aussitôt dans un bain d'eau. Il en résulte une feuille composite d'épaisseur voisine de 550 à partir de laquelle on emboutit des récipients comme dans l'exemple 1, on les soude avec des couvercles de feuilles de polysulfone épaisses de 35 et on les éprouve dans les conditions lb. On n'observe aucune déformation des récipients. Le joint de soudure s'ouvre facilement même apres le chauffage -EXEMPLE 3 Dans un adaptateur, on assemble des deux côtés à des couches d'épaisseur 10 d'un adhésif en copolymère d'éthylene et d'acétate de vinyle a 32 % d'acétate une couche d'épaisseur 400 d'un mélange à parties égales de granulé frais- de polypropylène et de déchets hachés d'un matériau composite réalisé selon l'exemple 2. Au moyen di une filière de coextrusion de trois couches, on extrude en feuille plane sur une lisseuse cette couche médiane entre deux couches de couverture de téréphtalate de polyéthylène ayant chacune une épaisseur de 50 . On emboutit en récipients comme dans l'exemple 1 la feuille composite obtenue ainsi 9 une épaisseur d'environ 525 . On emplit ces récipients d'un mets préparé et on les ferme par soudage d'un couvercle forme par lassemblage d'environ 50 de téréphtalate de polytétraméthylèneglycol et de papier-im- primé. Dans l'épreuve selon les conditions de l'exemple lb, on n'observe aucune déformation du récipient. Le joint de soudure est encore étancne aux liquides même après le chauffage et facile à ouvrir malgré l'action de la chaleur. EXEMPLE 4 A partir du matériau compcsite décrit dans l'exemple 1, on réalise par--erboutissage des godets d'un diamètre de 72 mm et d'une hauteur de :30 mm, puis on les emplit d-'un dessert en masse. On chauffe ce dessert albumineux dans l'emballage à une température de 220 C par des radiateurs à infrarouge jusqu'à ce qu'il possède une croûte brune. Les bords des godets ne préservent après le gratinage aucune déformation, ce qui rend tout-à-fait possible un soudage étanche desdits godets avec des couvercles en feuilles de polychlorure de vinyle claires épaisses de 150 . La perméabilité à l'oxygène de l'em- ballage soudé est de 0,2 cm normalisé par emballage et par jour sous une différence de pression de 1 bar ainsi qu'à 23 C et avec une humidité relative de l'air de 50 %. La fermeture s'ouvre facilement; la rigidité du joint de soudure détermi- née sur des éprouvettes de largeur 15 mm prélevées sur le bord est de 7,26 N/15mm. EXEMPLE 5 Sur une coupe emplie faite d'un matériau composite selon l'exemple 1, on soude à la température unilatérale de 230 C, sous une pression de 30 kg/cm et en un temps de 30 s un coucercle formé de l'assemblage d'une feuille de polycarbonate épaisse de 50 et de papier. La rigidité du joint de soudure déterminée sur des éprouvettes de largeur 15 mm prélevées sur le bord est de 7,36 N/15mm. Auprès chauffage selon les conditions de l'exemple 1bt de la coupe piquée par aiguille dans son couvercle, la rigidité du joint de soudure est de 7,65 N/ 15 mm. R E V E N D I C A T I O N S =========================== 1. - Récipient en feuille composite embouti et dimensionnellement stable à de hautes températures pour le chauffage à des températures de four de plus de 160 C de mets tout préparés, caractérisé par le fait qu'une couche médiane en polypropylène renfermant des charges par exemple solides est munie de deux couches de couverture en polyester transformable thermoplasti- quement à base de téréphtalate, un adhésif est intercalé entre la couche médiane et chacune des deux couches de couverture, le récipient comporte un couvercle dont la surface reliée à lui est constituée par du polychlorure de vinyle, une polysulfone, du polycarbonate ou un polyester transformable thermoplastique- ment à base de téréphtalate qui diffère du polyester des couches de couverture et ce couvercle est relié au récipient par un Joint de soudure. 2.- Récipient embouti selon la revendication 1 caractérisé par le fait que les couches de couverture sont constituées par -un polyester à prépondérance amorphe qui, lors de l'emboutissage, passe au moins en partie à l'état cristallin. 3.- Récipient embouti selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2 caractérisé par le fait que la couche intermédiaire en polypropylène renferme des charges qui, aux températures envisagées, se trouvent à l'étant solide. 4.- Récipient -embouti selon- - la revendication 3. caractérisé par le fait que l'on y prend pour charge le produit de régé nération du matériau composite utilisé pour la réalisation des récipients.