Brevet FR2545470A1 — publié le 19841109

PROCEDE DE FERMETURE ETANCHE DE RECIPIENTS EN MATIERE PLASTIQUE ET RECIPIENTS OBTENUS SELON CE PROCEDE. La présente invention a pour objet un procédé de fermeture ou d'obturation de récipients en matière plastique destiné en particulier, mais non exclusivement, à la fermeture étanche de pots tels que des pots de yaourt, ainsi que les récipients obtenus selon ce procédé. On sait qu'après remplissage, les pots contenant des produits laitiers doivent être fermés d'une manière étanche en vue de permettre leur acheminement jusqu'à la table du consommateur Par ailleurs, s'agissant de produits ali- mentaires, il est indispensable, pour de multiples raisons, que les pots soient fermés d'une manière inviolable, c'est à dire que la première ouverture du pot doit provoquer une modification de l'emballage D'autre part, il est souhaitable que lé pot puisse s'ouvrir facilement notam- ment par pelage de l'opercule constituant le couvercle. Ces résultats sont actuellement obtenus par application sur le rebord du pot d'une couche fine de laque thermofusible, ou d'un mélange de cires et de résines désignée dans la technique sous le nom de "hot melt", entre le pot proprement dit constitué en polystyrène ou polyéthylène et un opercule d'aluminium ou de matière plastique Le point de fusion et le temps d'ouverture (temps de retour à l'état solide) sont réglés par une composition appropriée du mélange pour que la fermeture du récipient puisse être effectuée par une thermocompression qui n'affecte par la résistance du bord ou collerette du pot. Il a déjà été proposé, dans le Brevet FR-A-2 446 223, au nom de la demanderesse, de remplacer la couche de "hot melt" par une couche de matériau thermofusible qui est coextrudée avec la couche de thermoplastique formant le couvercle, le composite ainsi obtenu étant appliqué sur le bord du pot par thermocompression. Un tel couvercle, constitué par une matière plastique telle que du polystyrène ou du polyéthylène peut également être solidarisé avec le dessus du pot par soudure à ultrasons. Dans ce cas, la tête d'application des ultrasons ou sonotrode présente habituellement une arête saillante permettant de localiser avec une bonne précision l'applica- tion des ultrasons pour former un cordon de soudure continu Malheureusement, cette arête provoque lors de son applica- tion avoe pression sur le couvercle des détériorations et marques inesthétiques, D'autre part, la qualité de la soudure laisse parfois à désirer compte tenu de ce que les collerettes ne présentent pas toujours une planéité parfaite Enfin, il se produit parfois des mudures auto- gènes entre la paroi supérieure du couvercle et le rebord du pot par suite du fluage de la matière de la couche intermédiaire. La présente invention a pour objet de pallier ces inconvé- nients et de donner' un état de surface impeccable du couvercle tout en assurant une étanchéité parfaite de la soudure, une bonne pelabilité et éventuellement la possi- bilité de réutiliser le récipient. Selon la présente invention, le procédé de fermeture étanche de récipients en matière plastique est caractérisé en ce qu'il consiste à: former dans le rebord du pot au moins un jonc en saillie appliquer sur le rebord un couvercle composite constitué d'au moins deux couches appliquer une forte pression pour faire pénétrer le jonc dans la couche inférieure. L'invention consiste essentiellement à faire pénétrer un (ou plusieurs) jonc formé dans le rebord supérieur du récipient dans une couche inférieure du couvercle sur laquelle il adhère tout en restant pelable Cette pénétra- tion du jonc nécessite l'application d'une pression En fonction du-choix des composants de la couche inférieure du couvercle, cette action de pression peut être suffisante 2545470 ' pour permettre l'adhérence entre le couvercle et le récipient, la forme du jonc en facilitant la pénétration dans la couche inférieure, de manière à ce qu'il se forme une soudure à froid. Toutefois, la qualité de cette soudure peut ne pas être suffisante Dans ce cas, il est possible d'apporter l'énergie supplémentaire requise en appliquant la pression à l'aide d'une électrode de thermocompression ou à l'aide d'une sonotrode ou tête d'applicaton d'une onde à fréquence ultrasonique. Dans les trois cas, la pression est appliquée par une plaque plane (présentant éventuellement des motifs) de sorte que, la pression appliquée étant uniforme, il ne peut se produire aucune détérioration de la surface supé- rieure du couvercle. L'énergie peut être t appliquée sous Zrme d'ultrasons, la sonotrode étant alors parfaitement plane ce qui ne laisse aucune trace à la surfacé supérieure du couvercle Avanta- geusement, le couvercle est constitué de trois couches de matériaux différents La couche inférieure, destinée à venir en contact avec la collerette est, par exemple, composée d'un mélange thermoformable comprenant de l'acétate de vynil du type EVA La couche externe ou supérieure peut être composée de polystyrène, de polypropylène ou d'un autre matériau, tel que de l'aluminium, alors que la couche intermédiaire est, par exemple, à base de polyoléfine La couche inter- médiaire a principalement pour but d'éviter toute détério- ration par soudure autogène, sous l'action des ultrasons, entre la couche supérieure et le bord du couvercle, lorsque la pression est appliquée par une sonotrode Il est en effet essentiel que le couvercle soit toujours pelable, sans altération du rebord. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre d'un mode de réalisation particulier, donné uniquement à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins qui représentent: les Figs 1 et 2, deux étapes du procédé la Fig 3, un pot obturé selon le procédé de l'invention. Sur les Figs, le pot 1, de forme générale tronconique présente à sa partie supérieure une collerette ou rebord 2, horizontale Au cours du thermoformage du pot 1, on forme dans la collerette 2, un (ou plusieurs) jonc 3 qui s'étend sur toute la périphérie du rebord De préférence, le jonc 3 est à section triangulaire, sa hauteur, par rapport à la surface supérieure de la collerette,étant de 0,2 mm par exemple. Au dessus du pot, on amène un couvercle comprenant une couche inférieure 4, une couche intermédiaire 5 et une couche supérieure 6 L'épaisseur de la couche 4 est de 0,2 mm par exemple, égale ou supérieure à la hauteur du jonc 3 Les autres couches peuvent être d'épaisseurs quelconques et, par exemple, de 0,05 mm pour la couche 5 et de 0,2 mm pour la couche 6. Le stratifié reposant sur la collerette 2, on amène alors la plaque de pression 7 solidaire d'une presse (non représentée) contre la couche supérieure 6 La référence 7 peut également désigner une sonotrode ou une électrode de thermocompression. Contrairement aux moyens actuellement utilisés, la plaque 7 ne comporte pas de concentrateur d'énergie, comme c'est le cas avec les sonotrodes actuellement utilisées, la concentration se faisant grâce à la formation du jonc 3. Sous l'action de la pression, il se produit un fluage de la couche 4, avec pénétration corrélative du jonc 3 à l'intérieur de cette couche 4 L'étanchéité est formée par l'application de la matière de la couche 4 contre les côtés du triangle du jonc 3 La couche 4 se comporte donc comme un joint d'étanchéité Ainsi qu'il est connu, la délamination qui est observée lors de la coextrusion de copolymères est utilisée pour assurer la pelabilité du couvercle qui peut ainsi être détaché du pot -avec une faible force de traction. 2545470 i Compte tenu de la structure de la liaison ainsi établie, les réglages des machines peuvent être simplifiées puisqu'il est possible de rattraper des défauts de planéité. Comme il a été dit ci-dessus, la plaque de pression 7 peut être constituée par une sonotrode ou par une électrode de thermocompression Les pressions peuvent atteindre plusieurs dizaines de bars mais elles dépendent bien entendu de la nature des matériaux constituant le rebord 2 et la couche 4. Dans le cas d'une soudure par pression, on forme plusieurs joncs afin d'augmenter l'adhérence. Enfin, bien que la description qui précède fasse appel à un couvercle composite, il est possible d'utiliser une seule couche de matériau présentant les caractéristiques requises d'adhérence sur le rebord et de résistance au déchirement. La présente invention s'applique plus particulièrement aux matières plastiques mais elle peut également être utilisée avec des récipients en matière quelconque. Bien entendu, la présence du jonc 3 n'interdit nullement la formation dans le couvercle de moyens d'enclipsage sur le récipient en vue de sa réutilisation. Il va de soi que de nombreuses variantes peuvent être introduites, notamment par substitution de moyens techni- quement équivalents, sans sortir pour celà du cadre de la présente invention. 2545470 i REVENDICATIONS ) Procédé de fermeture étanche d'un couvercle sur un récipient, caractérisé en ce qu'il consiste à: former dans le rebord ( 2) du récipient ( 1) au moins un jonc ( 3) périphérique, en saillie par rapport au rebord à appliquer le couvercle sur le rebord ( 2), le couvercle stratifié comportant au moins deux couches respectivement inférieure ( 4) et supérieure ( 6); faire pénétrer le jonc ( 3) à l'intérieur de la couche ( 4) par application d'une pression. ) Procédé selon la revendication-, caractérisé en ce que la pression est appliquée par une plaque ( 7) solidaire d'une presse. ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pression est appliquée par une sonotrode ( 7). ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pression est appliquée par une électrode de thermocompression ( 7). ) Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'une couche intermédiaire ( 5) de protection est incluse entre la couche ( 4) et la couche ( 6). ) Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le jonc ( 3) est à section triangulaire. 7 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications pré- cédentes, caractérisé en ce que la couche inférieure ( 4) est d'épaisseur égale ou supérieure à la hauteur du jonc ( 3) au dessus du rebord ( 2). ) Récipient obturé, caractérisé en ce que la fermeture est réalisée par le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes.