Brevet FR2550169A1 — publié le 19850208

RECIPIENT, NOTAMMENT POUR PRODUITS LAITIERS ET MACHINE POUR LA FORMATION DE TELS RECIPIENTS. La présente invention a pour objet un récipient en matière plastique destiné en particulier, mais non exclusivement, au conditionnement de produits laitiers frais tels que les yaourts, ainsi qu'une machine pour la formation de récipients de ce type. On sait que les pots plastiques se sont peu à peu substitués aux pots en'carton paraffiné ou en verre En ce qui concerne ce dernier type de récipient, les avantages du pot plastique proviennent d'un moindre poids, d'une fragilité aux chocs 15 inférieure et de la possibilité d'imprimer des décors ou inscriptions d'une manière relativement simple Malheureusement, les récipients plastiques, généralement en polystyrène ou en polypropylène ne présentent pas, au niveau de l'emploi les mêmes avantages que le verre, notamment en ce qui concerne l'isolation vis-àvis du milieu ambiant Ainsi, les matières plastiques et, notamment le polystyrène, sont relativement poreuses pour les gaz normalement présents dans l'atmosphère tels que l'oxygène, l'anhydride carbonique ou la vapeur d'eau Ces gaz peuvent ainsi diffuser à travers la paroi du récipient et venir altérer la qualité des produits, même au cours de la période de consommation Il en résulte une dégradation rapide du goût. Un premier objet de la présente invention est un récipient 30 qui permette pendant la période de consommation une conservation intégrale des qualités du produit. Par ailleurs, la conservation du produit contenu dépend, en partie,des précautions qui sont prises lors du remplissage. 35 Un autre objet de l'invention est la réalisation d'un pot dont l'asepsie puisse être obtenue grâce à des moyens purement physiques, selon les tendances réglementaires actuelles. De plus, les récipients utilisés actuellement sont constitués par un corps creux qui est obturé par un couvercle ou un opercule scellé ou serti Ainsi les pots peuvent être mar facturés par soufflage ou par injection en utilisant les propriétés des matières plastiques Malheureusement, étant donné que les lieux de fabrication des récipients sont, habituellement éloignés des lieux de fabrication des produits et de remplissage des récipients, ceux-ci doivent être transportés par des camions qui, malgré certains artifices d'empilage, transportent beaucoup de volume vide. Un troisième objet de la présente invention est un récipient 10 qui n'est formé qu'immédiatement avant le remplissage ce qui, outre une optimalisation du transport permet de travailler dans des conditions d'asepsie parfaites. Enfin, pour des raisons pratiques, les produits laitiers frais sont habituellement présentés en doses individuelles ou unitaires Or, pour les mêmes raisons, mais également pour des raisons commerciales, il est souhaitable que les doses unitaires soient groupées par 2,4,8 ou 12, avec éventuellement une possibilité de panachage, deux récipients 20 adjacents ne contenant pas le même produit La constitution de doses unitaires et leur groupage se traduisent au niveau de l'emballage par un surcoût pour le produit ainsi conditionné De plus, ce groupage nécessite pour des raisons de résistance mécanique un suremballage habituellement 25 réalisé en carton. Un quatrième objet de la présente invention est la réalisation d'un récipient qui puisse être aisément groupé avec des récipients semblables sans qu'il soit nécessaire de réunir 30 les groupes ainsi formés par un suremballage en carton, ce qui permet de réaliser une économie notable. Selon la présente invention, le récipient en matière plastique, notamment pour produits laitiers frais est caractérisé en ce qu'il est constitué par une paroi latérale extrudée sous forme de feuille et soudée selon une génératrice, ladite paroi étant fermée à ses extrémités par deux éléments obturateurs solidarisés des bords de la paroi par des soudures par ultrasons Les éléments obturateurs précités seront désignés par la suite, respectivement par coiffe ou couvercle pour l'élément supérieur soudé après remplissage du pot ou récipient et par fond pour l'élément inférieur soudé avant le remplissage du pot Ces éléments sont, de préférence, injectés indépendamment de l'opération d'extrusion de la paroi latérale. Ainsi, la paroi latérale ou flanc, le couvercle et le fond sont plats lors de leur transport sur le lieu de remplissage 10 ce qui permet une optimalisation des moyens de transport utilisés. La présente invention a également pour objet une machine de formation comprenant: des moyens de désempilage des flancs; des moyens de désempilage des fonds et d'assemblage de ceux-ci avec les flancs; au moins une tête de soudure à ultrasons permettant de souder bord à bord une feuille constituant un-flanc et 20 ledit flanc sur le fond; une tête de remplissage du récipient avec le produit; des moyens de désempilage d'au moins une coiffe; une-tête-de soudure à ultrasons pour souder la coiffe sur le récipient. Tous les composants du récipient sont ainsi introduits dans la machine à plat et sous forme de feuilles Dans ces conditions l'asepsie des composants ne pose aucun problème et peut par exemple résulter d'une exposition à un rayonnement 30 ultraviolet ou analogue, le reste des opérations pouvant se poursuivre sous atmosphère inerte. La réalisation des flancs par extrusion présente de nombreuses possibilités Il est ainsi possible de coextruder des composés 35 à deux ou plusieurs couches Ces composés présentent une imperméabilité presque Darfaite aux gaz extérieurs de sorte qu'une bonne conservation du produit contenu dans le récipient est assurée L'impression des flancs à plat ne pose aucun problème De plus, il n'y a aucune chute de produit ce qui est particulièrement intéressant dans le cas de composés multicouches qui sont difficilement recyclables après une première coextrusion. On sait, par ailleurs que,lors du transport de produits laitiers frais, les vibrations dues au transport exercent sur les produits un effet de pompage qui se traduit par une exsudation du sérum hors de la masse du yaourt ou autre produit Afin de remédier à cet inconvénient, on a déjà proposé de conformer les pots de yaourt en troncs de cônes dont la grande base se trouve à la partie inférieure du récipient Cette forme, bloque en quelque sorte le yaourt dans ses mouvement ascendants puisqu'il doit vaincre une résistance Malheureusement, elle s'oppose à l'empilage des pots vides et à leur gerbage Selon une caractéristique de la présente invention, la paroi latérale du récipient est perpendiculaire aux plans de la coiffe et du fond Une disposition en cône n'est pas possible dans le cas présent o l'on s'efforce d'obtenir une résistance mécanique suffisante 20 pour supporter plusieurs épaisseurs de récipients pleins. Selon une autre caractéristique de l'invention, la paroi intérieure des flancs comporte un gauffrage, formé lors de l'extrusion, retenant le yaourt contre ladite paroi, en évitant le phénomène mentionné ci-dessus,lors du transport. 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 30 d'exemple non limitatif, en regard des dessins qui représentent: La Fig 1, une vue éclatée d'un groupe de pots selon l'invention; Les Figs 2 et 3, respectivement une vue de face et 35 une coupe par un plan vertical d'un récipient; La Fig 4, une vue d'un flanc à l'état de feuille; La Fig 5 une coupe transversale d'un composé multicouche La Fig 6, une vue de l'extrudeuse d'élaboration des flancs; La Fig 7, un organigramme de la machine de formation. La Fig 1 représente,en vue éclatée,un ensemble de quatre récipients, un récipient étant représenté en vue de face sur la Fig 2 et, en coupe verticale sur la Fig 3. Un récipient se compose, conformément à l'invention, de trois parties, à savoir un flanc 1 ou paroi latérale, un couvercle ou coiffe 3 et un fond 4 Le fond 4 et le couvercle 3 sont soudés sur les bords du-flanc 1 par: soudure à ultrasons Ce procédé de soudure est préféré aux autres moyens connus en raison de sa rapidité et de la conservation des caractéristiques organoleptiques du récipient. La paroi latérale 1 est obtenue par soudage bord à bord d'une feuille de matière plastique 2 (Fig 4). Comme celà apparaît mieux sur la Fig 3, le couvercle 3 présente un fond 12 à un niveau inférieur à celui du bord supérieur du flanc 1 L'obturateur inférieur 4 présente un fond 13 qui est en saillie par rapport au bord inférieur du flanc 1 Les profils du couvercle 3 et du fond 4 sont complémentaires c'est à dire que la surface 13 peut exactement 20 s'insérer à l'intérieur d'une cuvette 12 de sorte que dans un empilage les tranches des flancs 1 soient exactement dans le prolongement l'une de l'autre Ainsi, la résistance d'un empilage est maximum et les efforts appliqués lors de l'empilage sont convenablement supportés Le 25 couvercle 3 et le fond 4 présentent des rebords formant gorges à l'intérieur desquelles les bords respectivement supérieur: et inférieur du flanc 1 viennent se loger ou s'enclipser Ainsi, avant que n'interviennent les soudures 10, les trois éléments sont automatiquement et précisément 30 positionnés. Sur les Figs, les pots représentés sont des récipients à section carrée Cette solution est avantageuse dans la mesure o elle permet d'obtenir des groupes compacts de récipients 35 ce qui autorise un gain de place Toutefois toute autre section est possible et notamment une section circulaire. Comme celà apparaît sur la Fig 4, une feuille 2 destinée à constituer un flanc 1 comprend une face interne 5 et et une face externe 7 La face externe 7 est lisse et elle est destinée à recevoir une décoration et/ou des informations sur le produit contenu dans le récipient Conformément à l'une des caractéristiques de l'invention, la face interne 5 présente des reliefs en saillie 6, formant un gauffrage. On connait déjà des pots à paroi latérale nervurée Cependant, ces nervures n' ont pour but que de donner une certaine rigidité à ladite paroi Il n'en va pas de même dans le récipient selon l'invention dans lequel les striures ont pour but de permettre l'accrochage du produit ce qui ressort clairement de leur disposition en diagonales qui n'est toutefois qu'un exemple Le produit pâteux est ainsi maintenu contre les parois ce qui préserve son homogénéité à l'encontre des trépidations provenant du transport des pots 15 après remplissage Ce gauffrage contribue également, dans une certaine mesure à la rigidification de la paroi mais la résistance à l'écrasement provient principalement de la perpendicularité du flanc et des obturateurs ainsi que de leur assemblage coiffant et de leur solidarisation par 20 soudure. Lors de la formation de la feuille 2 par extrusion, on préforme de préférence les angles du flanc lorsque celui-ci présente une section polygonale A cet effet, les zones 25 6 a présentent un léger rayon de courbure. Comme celà a été dit précédemment, il est nécessaire, dans le cas de doses unitaires que ces doses puissent être groupées en vue de leur commercialisation Un exemple de groupage est représenté sur la Fig 1 D'une manière générale celui-ci est obtenu par association d'au moins deux des éléments obturateurs 3 et/ou 4 Dans l'exemple représentés, le groupage est obtenu par association de quatre couvercles. Cette association est obtenue, lors de la conformation par thermoformage ou par injection des couvercles A cet effet, on prévoit entre ceux-ci des bandes 8 arrachables. Ces bandes ne sont formées que sur une partie de la longueur des c 8 tés intérieurs des couvercles ce qui dégage un orifice central 9 Cet orifice permet le passage d'un d'un organe (non représenté) tel qu'une tige à barbillons assurant le maintien de plusieurs épaisseurs de groupes de récipients ou le transport d'un groupe de récipients à la main. Bien entendu, les récipients, arrivés à destination finale doivent pouvoir être ouverts de manière aisée A cette fin, il est prévu dans le couvercle 3 une ligne de moindre résistance 14 délimitant un opercule 11 qui peut être détaché du couvercle Afin de faciliter cette séparation, un onglet (non représenté)est incorporé à l'opercule. Etant donné les conformations du fond 4 et du couvercle 3, ainsi que la résistance à l'écrasement des parois verticales 15 il est possible de superposer plusieurs groupes de pots de manière à former un ensemble homogène Cette disposition permet, notamment d'améliorer le remplissage des camions ou l'utilisation des aires de stockage dans un rapport de i à 2,2 une-fois les récipients remplis De plus, les cartons de suremballage ne sont plus nécessaires ce qui conduit à une économie de coût notable En effet, une quantité déterminée de récipients étant groupée, tant horizontalement que verticalement, un simple banderolage suffit pour contrebalancer les efforts latéraux de dégroupage. Dans l'exemple qui a été représenté, l'assemblage vertical provient de la pénétration d'un fond (mâle) dans un couvercle (femelle) La disposition inverse est également possible sans sortir du cadre de l'invention, les efforts verticaux devant toujours être reportés d'un flanc 1 sur le flanc 1 30 immédiatement adjacent. La Fig 5 est une section transversale d'une feuille 2 ou du couvercle ou du fond Comme indiqué ci-dessus, l'un des objets de l'invention est de permettre une meilleure conservation 35 du produit contenu dans le récipient La réponse à ce problème, consiste à renforcer l'imperméabilité aux gaz des parois Pour d"faire l'augmentation de l'épaisseur des parois frouve rapidement des iimites d'ordre' pratique en fabrication -La solution retenue réside,selon une caractéristique de l'invention, à constituer les parois du récipient en un matériau multicouches, au moins une couche présentant une bonne imperméabilité vis-à-vis du gaz dont on désire éviter la diffusion à l'intérieur du récipient et, par exemple de l'oxygène. Par sa structure, ladite couche forme une barrière s'opposant à la diffusion de l'un ou de plusieurs gaz à travers les parois Parmi les matériaux barrières possibles, on peut citer les copolymères d'éthylènevinyl-alcool ou EVAL et les polyvinylidènes ou PVDC La Fig 5 est une coupe transversale d'un matériau multicouches comprenant une couche externe 7, une couche interne 5 et une couche intermédiaire 15 Dans certains cas, d'autres matériaux sont adjoints à ces couches principales afin de permettre la liaison entre les différentes couches Les couches 5 et 7 peuvent être constituées par du polystyrène ou du polypropylène, la couche intermédiaire 15 étant formée d'EVAL ou de PVDC. La barrière ainsi réalisée permet de conserver le goût des produits "à l'ancienne" pendant tout le temps de consommation sans faire appel à des conservateurs chimiques antioxydants tout en employant des matériaux modernes et un procédé d'extrusion et non de soufflage. 25 La Fig 6 représente l'opération d'extrusion des flancs 1. Trois extrudeuses 16,17 et 18, par exemple, acheminent trois produits pâteux dans une filière ou conformateur 19, duquel sortent trois couches de matériaux 5,7 et 15 Un jeu de rouleaux 20 assure la formation du gauffrage 6 dans ce qui sera la surface interne des récipients La nappe tricouches est alors refroidie en 21 et l'impression de la face 7 est réalisée par des rouleaux encreur et d'impression 23 et 22. La face imprimée est ensuite séchée par un four 24 et la 35 nappe 2 est découpée par un massicot 25 selon un pas égal à la hauteur désirée des récipients, la largeur de la nappe étant calibrée pour correspondre exactement (au recouvrement près) au périmètre du récipient Les feuilles 2 ainsi découpées sont comptées, empilées et emballées en 26. On remarquera que la fabrication des feuilles 2 destinées à constituer les flancs 1 ne conduit à aucune chute ce qui est particulièrement appréciable dans le cas de composés à couches multiples. Les couvercles 3 et les fonds 4 peuvent être conformés à partir du même matériau que les flancs ou à partir d'un autre matériau par injection ou thermoformage En tant que de besoin, ils peuvent être de couleurs différentes ce qui 10 permet par des combinaisons des couleurs une parfaite identification des produits, même en cas de panachage c'est à dire d'introduction de produits différents à l'intérieur de récipients adjacents Comme indiqué ci-dessus, les couvercles 3 sont groupés par 2,4, 8 ou 12 et appliqués et 15 soudés sur les récipients correspondants tout en restant groupés Les fonds 4 peuvent être fabriqués groupés, puis dégroupés pour être montés individuellement. Pour fixer les idées uniquement, les machines de remplissage 20 travaillent à une cadence d'environ 40 000 unités par heure. Il est donc souhaitable que la machine de formation des récipients travaille à une cadence du même ordre de grandeur. La Fig 7 est un schéma par bloc d'une machine de formation des emballages ou récipients qui est disposée dans les locaux de production des produits à emballer Comme indiqué précédemment, les composants des récipients sont produits en un endroit quelconque et acheminés à plat et en feuilles ce qui permet de réduire les coûts de transport en chargeant les camions ou wagons d'une manière optimale La machine 30 comprend trois postes ' de désempilage 27,28 et 29, respectivement pour les feuilles 2, pour les fonds 4 et pour les coiffes 3 Chacun des postes 27,28 et 29 est suivi d'un étage de stérilisation, celle-ci étant pratiquée alors que les composants sont à plat Les feuilles 2, désempilées en 27, sont acheminées une par une dans l'étage 30 de conformation o elles sont pliées par exemple en quatre et soudées le long d'une génératrice Parallèlement à cette opération, un fond 4 est amené au-dessous du volume constitué par pliage et une pression provoque l'enclipsage du fond sur le flanc. Lensemble ainsi constitué est acheminé sur le poste de soudure 31 à ultrasons qui termine le pot proprement dit. Le remplissage est effectué par des doseurs dans l'étage 32 comme en soi connu En synchronisme parfait avec les 5 opérations précédentes les couvercles, éventuellement groupés sont enclipsés en 33 sur les pots remplis, après une stérilisation dans l'étage 34 Ils sont ensuite soudés par ultrasons en 35 et disposés sur des palettes en 36 et évacués hors de la machine Bien entendu, cette séquence 10 d'opérations nécessite des tolérances extrêmement strictes sur les composants. La présente invention peut également être mise en oeuvre pour conditionner d'autres produits que les produits laitiers 15 frais qui n'ont été pris que comme exemple Elle peut être mise en oeuvre pour emballer des produits en poudre, liquides ou pâteux alimentaires ou non. Elle permet d'obtenir des caractéristiques dont la combinaison 20 ne se retrouve pas dans les emballages connus, à savoir une bonne conservation des produits, la suppression du suremballage en carton, une bonne présentation résultant de l'impression à plat des flancs, la possibilité de groupage de plusieurs récipients en une opération simple 25 et leur dégroupage aisé, le maintien par accrochage du produit contenu dans le récipient Il va de soi que de nombreuses variantes peuvent être apportées, notamment par substitution de moyens techniques 30 équivalents, sans sortir pour celà du cadre de l'invention. En particulier, les éléments obturateurs ( 3,4) peuvent être assemblés sur les flancs par sertissage, collage etc REVENDICATIONS Récipient en matière plastique, notamment pour produits laitiers, caractérisé en ce qu'il est constitué par une paroi latérale ( 1) extrudée sous forme de feuille ( 2) rectangulaire et soudée par ses petits côtés, deux éléments obturateurs ( 3,4) étant solidarisés d'une manière étanche avec les grands côtés de la feuille ( 2) par une soudure par ultrasons ( 10). Récipient selon la revendication 1, caractérisé en ce que la face interne ( 5) de la paroi latérale ( 1) présente des gauffrages ( 6), la face externe ( 7) de la paroi latérale ( 1) étant lisse. 3 Récipient selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la face externe ( 7) est imprimée. Récipient selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la paroi latérale ( 1) est perpendiculaire aux plans des éléments obturateurs ( 3,4). Récipient selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface externe ( 12) du couvercle ( 3) est complémentaire de la surface externe 20 ( 13) du fond ( 4) de sorte que, après empilement des récipients le bord d'une paroi latérale vienne au contact et dans le pronlongement de la paroi latérale du récipient adjacent. 6 Récipient selon la revendication 5, caractérisé en ce que la surface externe ( 12) est en creux, la surface externe ( 13) étant en saillie par rapport aux bords de la surface latérale ( 1). 7 Récipient selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les éléments obturateurs ( 3,4) sont enclipsables sur les bords de la paroi latérale( 1). 8 Récipient selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le couvercle ( 3) comprend un opercule arrachable ( 11). 9 Récipient selon l'une quelconque des revendications 35 précédentes, caractérisé en ce que au moins l'un des composants ( 1,3,4) est constitué par un complexe multicouches ( 5,15,7) formant barrière à la diffusion des gaz. Groupe de récipients conformes à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins l'un des récipients est solidarisé d'un récipient adjacent, au moins l'un des éléments obturateurs ( 3,4) d'un récipient étant relié à l'élément obturateur correspondant del'autre récipient par une languette ( 8) arrachable. Groupe de récipients selon la revendication 10, caractérisé en ce que au-moins deux récipients adjacents portent des inscriptions différentes et/ou des éléments obturateurs ( 3,4) de couleurs différentes. 12 Machine pour la formation de récipients selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend: des moyens de désempilage ( 27,28,29) des flancs ( 1), des fonds ( 4) et des couvercles ( 3); des moyens de stérilisation des composants ( 1,3,4); des moyens de pliage des feuilles ( 2) et de soudure de la feuille selon une génératrice; des moyens d'assemblage d'un flanc ( 1) et d'un fond ( 4) une tête de soudure pour souder un flanc(l) et un fond ( 4); un doseur ( 32) pour remplir le récipient; des moyens ( 33) pour enclipser un couvercle ( 3) sur un flanc ( 1); une tête de soudure ( 35) pour souder un couvercle ( 3) sur un flanc ( 1).