Brevet FR2613332A1 — publié le 19881007

L' invention est relative au dorraine du conditionnement d'objets fragiles, tels que des articles de verrerie ou de faïence, au cours de leur fabrication ou pour un emballage final avant livraison à la clientèle utilisatrice. Il est bien connu, en effet, et tout particulièrement dans le domaine de la fabrication d'objets en verre, en cristal, en -faïence ou en porcelaine, que le taux d'articles rejetés pour des raisons de cassure, de félure ou d'ébréchage est très élevé nialgré les soins permanents apportés par les fabricants aux divers stades de la production. Si une partie des cassures ou des fêlures est souvent la conséquence d'un coup, une autre fraction - très importante en quantité - se produit au cours du refroidisseflent des objets, soit å la suite d'un choc theririque, soit en raison d'une localisation de contraintes mécaniques et/ou thermiques résultant du mode de fabrication Pour liirîiter ces phénomènes, on utilise, aujourd'hui, dans la plupart des ateliers, pour separer - en les empilant sur une palette - des séries de fabrication d'objets fragiles, des intercalaires métalliques, le plus souvent en aluminium pour des raisons de virasse, qui offrent une surface bien plane. L'opération d ' empilage des objets fragiles sur palettes est souvent réalisée avant que les articles ne soient complète- ment refroidis, ce qui explique le choix d' intercalaires métalliques permettant une meilleure élimination des calories résiduelles. Cependant, les techniques modernes d' emballage, en parti culier celles qui utilisent des films rétractables, présen- tent I 'inconvénient de créer, au niveau des articles conditionnés, des contraintes mécaniques importantes mal acceptées par les objets fragiles. En effet, lors de l'opération de retrait du film d'embal- lage, les contraintes mécaniques -sont appliquées sur les intercalaires qui les transmettent aux objets fragiles sans les absorber, provoquant, dans cette phase de finition, de nombreuses cassures. L' invention a donc pour objet d'apporter une amélioration dans la fabrication des objets fragiles - et, particuliè- rement un avantage économique, par la réduction des taux de cassures et de fêlures - en assurant, à la fois, la fonction de dissipation des calories et une meilleure répartition des contraintes mécaniques au cours de la phase finale du conditionnement sur palettes, sans modifier de maniée significative la technologie de fabrication et de conditionnement des objets fragiles. L' invention est caractérisée par l'utilisation, comme plaques intercalaires entre des séries d'objets fragiles empilés, d' un matériau composite multicouche comportant un support métallique - destine à la dissipation calorifique en cours de fabrication desdits objets fragiles - intimement adhérisé à au oins un revêtement élastique, constitue d'une composition élastoméricue résistant à la chaleur et destinée à amortir les chocs et à assurer une meilleure répartition des contraintes mécaniques au cours de 1 ' emballage, par exemple sous film rétractable, dans la phase de conditionnement final. Les caractéristiques et variantes de l' invention seront mieux comprises à la lecture de la description accompagnant les dessins, dans lesquels - la figure 1, illustre, en coupe, deux, constitutions particulières du matériau composite multicouche destiné aux plaques intercalaires de conditionnement d'objets fragiles, - la figure 2 schématise l'application au conditionnement, sous film rétractable, de verres å boire. Les plaques intercalaires de conditionnement d'objets fragiles, constituées de matériau composite multicouche seront, ci-aprés, décrites dans leur utilisation å la fabrication de verres à boire, étant entendu que cet emploi n'est qu'un exemple non limitatif des possibilités qu'offre ledit matériau composite multicouche dans la fabrication d'objets fragiles. La figure 1 illustre, en coupe, deux constitutions particulières du matériau composite multicouche destiné aux plaques intercalaires de conditionnement des objets fragiles. Sur la vue la, le matériau composite (1) est seulement bicouche, le revêtement élastique (2) étant constitué d'une composition élastomérique résistant à la chaleur afin de pouvoir supporter, sans dommage, les objets fragiles encore chauds à la sortie d'un traitement thermique de moulage ou de post-cuisson - le support rigide (3) étant constitué d'une feuille métallique, lesdits éléments constitutifs (2) et (3) étant assemblés de manière intime grâce à une composition adhésive (4). La composition élastomérique du revêtement élastique (2) recevra une formulation adaptée aux contraintes de l'utili- sation et, en particulier, destinée à lui conférer à la fois des propriétés amortissantes et une bonne résistance a. la chaleur. Ladite composition élastomérique pourra être compacte ou cellulaire. A titre d'exemple, dans la fabrication des verres à boire, la composition élastomérique du revêtement élastique (2) pourra être réalisée à partir de terpolymère d'éthylène, de propylène et d'un termonomère diénique (EPDM), ce oui lui permettra de résister aux températures de 1 l'ordre de 120 å 140 C qui sont celles que présentent les verres lorsqu'ils sont posés sur les plaques intercalaires de condition nement. Le revêtement élastique (2) a pour fonctions d'amortir les chocs lorsque les objets fragiles sont posés sur les plaques intercalaires, d'éviter le choc thermique qui se produirait lors du contact de l'objet fragile encore chaud avec un support métallique froid et d'assurer une parfaite répartition des contraintes mécaniques dues au retrait du film rétractable d'emballage. Le métal constitutif du support rigide (3) sera avantageu- serment choisi parir.-i ceux ayant une densité relativement faible, tels que, à titre d'exemples non limitatifs l'aluminium ou ses alliages, afin d'associer à une masse liïaitee de bonnes propriétés de conductibilité thermique permettant la dissipation des calories résiduelles et le refroidissement des objets fragiles. La composition adhésive (4) destinée à la liaison intime du revêtement élastique (2) avec la plaque rigide (3i pourra être constituée de colles à base de polymères chlorés ou chlorhydratès ou de substances réactives du type isocyanates ou cyanoacrylates ou encore d'un ou plusieurs film(s) polymérique(s) possédant une bonne adhésivité aux constituants du matériau composite multicouche. Le matériau composite à deux couches (1) sera avantageusement utilisé en fond et en couvercle de palette de conditionnement des objets fragiles, le revêtement élastique (2) étant toujours placé en contact avec lesdits objets fragiles, c'est-å-dire que le composite à deux couches sera placé, d'une part avec son support rigide (3) au contact du fond de la palette, et, pour la plaque intercalaire supé- rieure, avec son support rigide (3 > venant au contact du film d'emballage. La vue lb est une variante de constitution du matériau composite multicouche (1) pour plaques intercalaires de conditionnement qui sera préférée dans l'utilisation entre deux couches d'objets fragiles. En effet, dans cette réalisation, le support frigide (3) est inséré, dans une réalisation de type sandwich, entre deux revêtements élastiques (2a) et (2b) auxquels il est intimement lié par l'intermédiaire de la composition adhésive (t). Les compositions élastomériques des revêtements élastiques (2a) et (2b) peuvent avoir - pour des raisons de simplicité de fabrication - la même formulation mais elles peuvent, également, présenter des formulations différentes, l'une des faces - (2a) par exemple - recevant les objets fragiles chauds alors que l'autre face (2b) n'est placée au contact desdits objets fragiles qu'après qu'ils aient refroidi, afin de permettre de constituer une nouvelle couche d'empilage. Si les deux revêtements (2a) et (2b) présentent des formulations différentes, il sera avantageux - pour en faciliter l'utilisation - de pouvoir les distinguer par la couleur ou tout autre signe matériel tel que des rainures ou des stries. Les plaques intercalaires constituées selon la disposition de la vue lb seront avantageusement utilisées à la sepa- ration de deux couches d'objets fragiles, les revêtements élastiques (2a) et (2b) se trouvant en contact, sur une face, avec les pieds (ou les fonds) des objets fragiles et, sur l'autre face avec les parties supérieures desdits objets. La figure 2 schématise l'application des plaques intercalaires constituées du matériau composite multicouche au conditionnement, sous film rétractable, de verres à boire. Une palette (non représentée), sur laquelle est placé un composite bicouche (1a), dont le revêtement élastique (2a) est situé vers l'intérieur, reçoit une première série (5aj de verres encore chauds qui sont donc posés sur ledit revê- tersent élastique (2a). Une plaque intercalaire en matériau composite (1b), à trois couches, est alors posée sur les rangées de verres (5ai et reçoit, à son tour, une série de verres (5b) qui sera séparée d une troisién-îe série (5c) par une nouvelle plaque intercalaire en matériau composite a trois couches (1c) et ainsi de suite jusqu'à ce que soit complétée l'unité de palettisation, la derniére série de verres (5d) recevant, à son sommet, en guise de couvercle, une plaque en matériau composite (Id) , à deux couches, dont le revêtement élastique (2d) sera placé au contact des verres (5d) et dot le support rigide (3d) viendra au contact du film d'emballage (6) , , ici représenté avant rétraction. Soumis au traitement thermique qui provoque son retrait, le film d'emballage (6) viendra se plaquer sur les supports rigides (3ai et (3d) des composites bi-couches (la) et (ld) situés en fond et en couvercle de la palette. La pression exercée par le retrait du film d'emballage (6i sera alors transmise aux différents étages de la palette, la souplesse des revêtements élastiques (2a) , (2b), (2c) et (2d) des composites multicouches (la), (1b), (îc) et (ld) permettant de rattraper les inégalités de taille d'une même série de verres, inégalités résultant des tolérances de fabrication et de répartir les contraintes mécaniques, sans dommage pour les verres ainsi empilés. Sans l'utilisation des plaques intercalaires de conditionnement comportant au moins une face élastique, la technique d'emballage sous film rétractable ne pourrait être applique au conditionnement des objets fragiles. Il est évident que l'application décrite ci-dessus qui utilise des plaques intercalaires de conditionnement en composites à deux et trois couches résulte du meilleur compromis efficacité/cou t. Il serait possible - avec, cependant, davantage de risques de cassures - de n'utiliser que des plaques intercalaires en matériaux composites à deux couches, moins couteux, ou, au contraire, avec un ren- dement économique un peu inférieur, mais une aussi grande sécurité, de n'employer que des plaques intercalaires en matériau composites à trois couches. Une méthode de réalisation, parirli les plus simples a. mettre en oeuvre, des plaques intercalaires pour. le conditionnement des objets fragiles consiste à procéder aux opérations suivantes pour la réalisation du matériau composite bi-couche - dégraissage chimique du support métallique - superposition au support métallique, d'un film poly métrique thermofusible qui lui adhérera après traitement thermique, d'un second film polymérique thermofusible oui adhérera au premier et à la composition élastomérique du revêtement élastique, et enfin pose du revêtement élas tique, déjà vulcanisé, - moulage, sous pression duite de l'ordre de 0,5 à 1 bar avec traitement thermique à une température choisie en fonction de la nature des films polymériques thermo fusibles et de l'inertie thermique du matériau composite, - refroidissement sous pression. Les films polymériques les plus couramment utilisés comme composition adhésive sont des dérivés de polyéthylène, tels que des polymères ioniques ou des copolymêres d'éthylène et d'acétate de vinyle. En résumé, les plaques intercalaires pour conditionnement des articles fragiles , objets de l'invention, offrent les avantages suivants - leur réalisation est simple et économique puisqu'elle ne met en oeuvre aucun outillage particulier autre que des presses d'une utilisation courante dans l'industrie de transformation des polymères, - l'utilisation du revêtement élastique en composition élastomérique permet de réduire les risques de chocs, en cours de fabrication, - la résistance à la chaleur de la composition élasto mérique du revêtement élastique permet de déposer, direc tement sur la plaque intercalaire, les objets fragiles issus du traitement thermique - moulage ou post-cuisson sans avoir à observer un te de refroidissement préju diciable à la productivité, - l'emploi de tal pour constituer la face rigide permet de constituer un support résistant au poids des objets fragiles et d'éliminer les calories résiduelles, le choix de l'aluminium ou de ses alliages permettant d'atteindre le meilleur rapport entre la masse et les propriétés de conductibilité thermique, - l'adhérence intime entre le revêtement élastique et le support rigide réduit le nombre des intercalaires à manu tentionner par rapport à une solution qui utiliserait des plaques métalliques et des feuilles élastiques indépen dantes, elle facilite le réemploi des palettes avec leurs intercalaires ; - lors de l'opération finale de conditionnement, ie reve tement élastique permet, d'une part de rattraper les inégalités de taille des objets (résultant des tolérances de fabrication) et, d'autre part de répartir les contraintes mécaniques sans dommage pour les objets fragiles. Les plaques intercalaires en matériau composite multicouche permettent donc l'utilisation des techniques modernes d'emballage sous film rétractable. L'homme de l'art peut, bien entendu, apporter aux plaques intercalaires de conditionnement, objets de l'invention, différentes modifications sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 ) Plaques intercalaires pour le conditionnement des objets fragiles caractérisées en ce qu'elles sont constituées d'un matériau composite multicouche (1) comportant un support rigide, métallique (3), destiné à la dissipation calorifique au cours de la fabrication desdits objets fragiles, intimement lié par une composition adhésive (4) à au moins un revêtement élastique (2) en composition élasto métrique résistant à la chaleur, destin à amortir les chocs et à assurer une meilleure répartition des contraintes mécaniques au cours de la phase finale de conditionnement. 2 ) Plaques intercalaires pour le conditionnement des objets fragiles selon la revendication 1, caractérisées en ce que le support rigide (3) est réalisé en aluminium ou en alliage d'aluminium. 3Cj Plaques intercalaires pour le conditionnement des objets fragiles selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisées en ce que le revêtement élastique (2) est réalisé dans une composition élastomérique résistant à la chaleur à base de terpolymére d'éthylène, de propylène et d'un termonomère diénique. 4 ) Plaques intercalaires pour le conditionnement des objets fragiles selon d' une des revendications l à 3, caractérisées en ce que la liaison intime entre le reve- tement élastique (2) et le support rigide (3) est assurée par une composition adhésive constituée d'au moins un film polymérique présentant après traitement thermique sous pression une forte adhérence au support rigide (3) et au revêtement élastique (2).