Brevet FR2661402A1 — publié le 19911031

i "Emballage isotherme et procédé de fabrication d'un tel emballage". La présente invention concerne une boîte isotherme et un procédé de fabrication d'un tel embal- lage formé de deux éléments (boîte, couvercle), réalisés en une matière expansée isolante. On connaît les emballages isothermes constitués de deux parties réalisées en matière plas- tique expansée, sous de nombreuses formes et utilisa- tions, comme par exemple les emballages pour la conservation et le transport de produits alimentaires, le transport de certains médicaments fragiles, de vaccins, etc On connaît, en particulier, un emballage isolant formé d'une boîte en polyuréthane expansé réalisée dans une caisse extérieure en carton et rece- vant un couvercle en polyuréthane ainsi qu'un couvercle en carton. Ces emballages qui doivent allier les avan- tages de l'isolation thermique du polyuréthane expansé à des moyens de fermeture pratique (carton), présente un certain nombre d'inconvénients sérieux. Tout d'abord, au moment du moulage de la boîte dans la caisse en carton, on rencontre des dif- ficultés car la matière introduite dans le moule, a l'inconvénient de tenter de s'échapper par les fentes des pièces de carton constituant la caisse Cette matière s'expanse ainsi de part et d'autre du carton placé dans la boîte si bien que le produit devient inutilisable. Un autre inconvénient de cette solution connue réside dans les possibilités limitées En effet, à chaque dimension d'emballage correspond un moule, ce qui nécessite la réalisation d'autant de moules que l'on souhaite avoir d'emballages pour tenir compte de la forme différente des objets à emballer ou, plus généralement, du volume différent que doivent présenter certains emballages. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et se propose de créer un emballage à base de polyuréthane, qui soit d'une fabrication facile et permette de réaliser des embal- lages de capacité très différente avec un nombre réduit de moules. A cet effet, l'invention concerne un embal- lage isotherme caractérisé en ce que chaque élément comprend: une coque en une matière expansible ou rigide notamment du polystyrène formant l'ossature externe, une garniture interne à la coque, réalisée en polyuréthane, cette garniture étant moulée par expansion dans la coque. Suivant une autre caractéristique ses deux éléments sont des éléments de même forme présentant chacune un bord d'étanchéité destiné à coopérer avec le bord d'étanchéité de l'autre élément, emballage caractérisé en ce que le bord d'étanchéité est réalisé sur une moitié de la périphérie définie par une ligne de retournement MM avec une section correspondant à une première forme et sur la deuxième moitié, avec une section correspondant à une deuxième forme complémen- taire à la première forme La précision du moulage du polyuréthane dans la coque en polystyrène permet de réaliser un bord d'étanchéité formant une chicane parfaitement fermée lorsque les deux éléments sont réunis pour former l'emballage Cette précision de fermeture est obtenue grâce à la tenue de la coque dans le moule servant à mouler la graniture Cette étanchéité entre la coque et le moule découle de la souplesse du contact et de la pression de fermeture. La combinaison isolante de la coque et de la garniture évite également toute condensation sur la face extérieure de l'emballage ce qui se traduire éga- lement par de meilleures caractéristiques d'isolaiton à ce niveau. De plus, la coque assure Jirectment la protection contre les chocs; elle offre des possibi- lités d'emboîtage ou d'empilage d'emballages les uns sur les autres. Suivant une autre caractéristique, la section du bord d'étanchéité est symétrique par rapport à un point et la section de la première forme et celle de la seconde forme sont des formes identiques mais opposées. Cette forme symétrique est avantageuse pour la réalisation du moule et pour l'étanchéité De plus, cela permet de répartir la matière et les efforts de manière homogène. Suivant une autre caractéristique, le bord de la coque présente un décrochement réduisant l'épaisseur du bord. Ce décrochement est intéressant dans le cas d'un bord de forte épaisseur; par contre, si le matériau est de faible épaisseur, il n'est pas nécessaire. Toutefois, en particulier si la matière uti- lisée est du polystyrène, on choisira une épaisseur relativement importante pour permettre une bonne répé- titivité industrielle de la fabrication. Le décrochement permet d'améliorer l'étan- chéité dans le moule par une pression plus élevée au contact du moule. Suivant une autre caractéristique, le fond de la coque peut présenter un rebord. Suivant une autre caracréristique, la sec- tion du bord d'étanchéité se ccrpose d'un trapèze concave et d'un trapèze convexe et de la forme complémentaire. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un emballage du type ci-dessus, ce pro- cédé étant caractérisé en ce qu'au cours d'une première étape; on réalise une coque externe en polystyrène expansé, on place la coque dans un moule, on injecte du polyuréthane dans la coque externe placée dans le moule, en injectant à travers le fond de cette enveloppe externe pour former en même temps que la garniture, un bouchon dans l'orifice d'injection pour solidariser la coque externe et la garniture. L'invention se caractérise par des moyens très simples permettant de réaliser un emballage iso- therme de capacité très variable pour un nombre très réduit de moules, la combinaison des capacités des différents éléments permettant d'obtenir des capacités d'emballages très proches des capacités théoriques recherchées. La fiabilité dans la répétitivité de la fabrication permet par étude dans un laboratoire de déterminer pour chaque type de caisses des caractéris- tiques de tenue au froid parfaitement définies avec une répétitivité pour l'ensemble des boîtes du même type produites dans les mêmes conditions. La présente invention sera décrite de manière plus détaillée à l'aide des dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une vue partielle en coupe d'un emballage, selon l'art antérieur, la figure 2 est une vue en coupe d'un emballage selon l'invention, l'emballage étant ouvert. la figure 3 est une vue schématique de dessus du bord d'étanchéité d'un emballage selon l'invention, la figure 4 est une vue schématique de la forme d'un bord d'étanchéité (en traits pleins) et de la forme complémentaire (en traits interrompus). la figure 5 est une vue en coupe de l'assemblage de deux éléments d'un emballage. la figure 6 est une vue en perspective d'une partie du bord d'étanchéité d'un élément de la figure 5. la figure 7 est une vue en coupe d'une partie d'une variante d'un élément selon les figures 5 et 6. Les figures 8 A-8 L montrent différentes formes du bord d'un élément. Selon la figure 1, l'emballage isotherme de l'art antérieur se compose d'une boîte 1 en polyuré- thane réalisée dans une caisse en carton 2 La boîte 1 se ferme par un couvercle 3 également en polyuréthane et l'ensemble ainsi réuni se complète par un couvercle en carton 4. Cet emballage connu présente les inconvé- nients déjà énoncés ci-dessus. La présente invention concerne un emballage formé d'une boîte 10 et d'un couvercle 11 Ces deux pièces peuvent être de forme identique, similaire ou différente, mais leur structure est la même de sorte que les termes: boîte et couvercle correspondent à des éléments interchangeables dont les moyens d'étan- chéité réalisés sur ou dans les bords d'assemblage sont compatibles Cela signifie que tous les éléments sont réalisés dans un même moule. Pour obtenir des emballages de capacité différente avec un nombre réduit de moules, on réalise des moules de hauteur différente dont la forme des bords est la même pour que les éléments moulés puissent se combiner les uns aux autres quelle que soit la capacité de chacun d'eux. Chacun de ces éléments 10, 11 se compose d'une coque 12 en poystyrène expansé formant l'ossa- ture externe et recevant une garniture interne 13 qui définit le logement 14 recevant les produits à emballer. Chaque élément 10, 11 comporte un bord péri- phérique 15, 16 complémentaire Cela signifie, puisque les éléments 10, 11 sont identiques, que le bord de chaque élément est lui-même formé de deux parties complémentaires, comme cela sera explicité à l'aide de la figure 3 qui est une vue schématique de dessus d'un élément (boîte ou couvercle). Le bord de cet élément est subdivisé en deux parties identiques par une ligne de renversement M-N qui est l'un des axes de symétrie de l'élément. Dans le cas le plus habituel d'éléments de forme rectangulaire, quatre axes sont possibles axe de symétrie en longueur; axe de symétrie en largeur, axe de symétrie des deux diagonales. La forme des éléments n'est toutefois pas limitée à une forme rectangulaire ou carrée et toutes les formes polygonales ou curvilignes admettant au moins un axe de symétrie sont envisageables; il convient de remarquer que cet ou ces axes de symétrie constituent en fait des axes de retournement de l'élément comme cela sera explicité ci-après. Selon la figure 3, dans la partie sous la ligne M-M, le bord d'étanchéité se compose de trois sections 30, 31, 32 qui correspondent ici à trois côtés ou parties de côtés du rectangle formé par le bord de l'élément. De la même manière, la partie du bord d'é- tanchéité au-dessus de la ligne M-M se compose des segments 30, 31, 32. Pour que cet élément soit réversible et que deux tels éléments puissent être réunis pour former l'emballage, il faut que les segments des boîtes d'é- tanchéité homologues par rapport à la ligne de retour- nement M-M soient complémentaires. Ainsi, pour que l'élément, représenté à la figure 3, en vue de dessus, donc constituant une boîte, puisse servir également de couvercle, il faut que, retourné, le segment d'étanchéité 30 puisse coif- fer le segment 30, le segment 32 puisse coiffer le segment 32, le segment 31 puisse coiffer le segment 31 Il faut dont que les segments 30, 30, 31, 31 et 32, 32 soient de forme complémentaire. A la figure 3, la situation a été compliquée du fait que chaque bord d'étanchéité est formé de plu- sieurs ( 3) segments différents. Les segments 30, 31, 32, d'une part, et , 31, 32 d'autre part pourraient avoir chaque fois la même forme, de sorte qu'il suffirait qu'une forme soit complémentaire à l'autre. La figure 4 montre une forme de section de bord d'étanchéité avec des parties en creux ABCD et des parties en relief Ai, Bi, Cl, Dl Cette forme est symétrique par rapport au milieu O qui peut se trouver avantageusement au milieu de l'épaisseur d'un côté de la garniture d'un élément (boîte ou couvercle). Il est possible de choisir pour la forme de la section du bord d'étanchéité 30, 31, 32 la forme représentée à la figure 4 et pour le bord d'étanchéité , 31, 32, la forme symétrique par rapport à l'axe X-X représentée en pointillés. L'intérêt de la forme symétrique est d'une part la plus grande facilité pour réaliser le moule et, d'autre part, la régularité de la chicane d'étan- chéité réalisée par l'assemblage de deux éléments. Bien évidemment, la forme des chicanes à partir du moment o celles-ci sont démoulables, peut être de sections les plus diverses demicylindrique parabolique; parallélépipédique ou toute autre forme complexe démoulable de façon na- turelle. l La figure 5 montre l'assemblage de deux élé- ments identiques 40, 41 pour former un emballage, la figure 6 montrant une vue en perspective partielle de l'élément 40 au niveau de la ligne de retournement NN. Les éléments 40, 41 se composent chacun d'une coque 42, 43 et d'une garniture 44, 45 Le bord 46, 47 des coques 42, 43 présente une réduction d'é- paisseur ne laissant en saillie que la partie 48, 49 pour avoir une surface d'appui, réduite dans le moule assurant une meilleure étanchéité lors du moulage de la garniture. Les bords 46, 47 sont munis des bords d'étanchéité proprement dits 50, 51 des éléments 40, 41 constituant par assemblage, une chicane d'étanchéité La forme de cette chicane est celle d'un trapèze concave associé à un trapèze convexe. La figure 6 montre de manière plus explicite la forme du bord d'étanchéité 49 et l'inversion de cette forme de part et d'autre de la ligne de retour- nement NN. La figure 7 montre en coupe partielle une variante de l'élément décrit ci-dessus, faisant appa- raître l'orifice d'injection 60 dans le fond de la coque 61 Le polyuréthane injecté constituant la gar- niture 62, forme un bouchon 63 qui participe à la fixation de la garniture 62 dans la coque 61. Selon cette variante d'élément 61, le décro- chement 64 du bord de la coque 61 et la forme de la section du bord d'étanchéité 65 de la garniture 62, sont plus accentués que précédemment Par ailleurs, la coque 61 se termine par un rebord 66 facilitant l'em- pilage des emballages, d'autant plus que ce rebord 66 peut avoir des parties concaves et convexes (non représentées). Dans les différents modes de réalisation des éléments, la cavité 33 (fig 3), 51 (fig 5, 6) et 67 (fig 7) de l'emballage, a été représentée avec une section rectangulaire Cette forme peut toutefois être adaptée à la forme des produits à emballer pour en fa- ciliter le maintien ou le blocage. De façon similaire, la réduction de la section du bord d'un élément peut revêtir différentes formes Les figures 8 A 8 L donnent divers exemples de telles formes Ainsi, selon la figure 8 A, le bord 70 de la coque 71 présente une forme de créneau formant deux lèvres 72, 73 et la garniture 75 forme un gradin comprenant un plat 76, une rampe 77 et un nouveau plat 78. Selon l'exemple de la figure 8 B, le bord 80 de la coque 81 présente un seul décrochement formant une lèvre 82 d'épaisseur réduite et la garniture 85 a une section de même forme que la précédente avec un plat 86 suivi d'une rampe 87 et d'un p 1 at 88. Selon la figure 8 C, la variante présente une lèvre externe 92 au niveau du bord 90 de la coque 91 et la garniture 95 vient partiellement remplir le creux derrière la lèvre 92 Cette garniture présente une forme semblable à celle des garnitures des autres figures avec un plat 96, une rampe 97 et un plat 98. La variante de la figure 8 D peut être considérée comme un développement du mode de réalisa- tion de la figure 8 A; cette variante se compose de deux lèvres 102, 103 de section identique ou différente formées dans le bord 100 de la coque 101. La garniture présente une forme comprenant, comme ci- dessus, un plat 106, une rampe 107 et un plat 108. La variante de la figure 8 E constitue un dé- veloppement du mode de réalisation de la figure 8 B en ce que la coque 111 comporte au niveau de son bord 110, une lèvre 112 formée par une partie en rampe 113, la section de la garniture 115 étant formée d'un plat 116, d'une rampe 117 et d'un plat 118. Dans la variante de la figure 8 F, le bord de la coque 121 forme une lèvre 122 définie par deux parties en rampe 123, 124 et la section de la garniture 125 comprend un plat 126, une rampe 127 et un plat 128. Dans le mode de réalisation de la figure 8 G, le bord 130 de la coque 131 forme une lèvre 132 par la partie arrondie 133; la garniture 135 présente une il forme analogue aux précédentes avec un plat 136, une rampe 137 et un plat 138. Dans le mode de réalisation de la figure 8 H, la lèvre 142 du bord 140 de la coque 141 est formée par deux parties arrondies 142, 143 symétriques ou non et la garniture 145 vient remplir la cavité derrière la partie arrondie 145 au niveau du plat 146 qui se poursuit par une rampe 147 et un plat 148. Le mode de réalisation de la figure 8 I cor- respond à un bord 150 de coque 151 sans lèvre et une forme de garniture 155 analogue aux précédents. La forme du bord selon les figures 8 K et 8 L correspond à une variante de formes des figures 8 G et 8 H, avec respectivement une lèvre 162, 172 au bord 160, 170 de la coque 161, 171 formée d'une ou deux parties très arrondies 163, 173, 174 La garniture , 175 présente une forme analogue aux précédentes formes. Le procédé de fabrication d'un élément, selon l'invention, consiste à réaliser d'abord la coque 42, 43, 61 en polystyrène expansé puis à mouler dans cette coque la garniture 44, 45, 62 en polyuré- thane, la coque et la garniture étant reliées sur toute leur surface de contact et le "bouchon" 63 de polyuréthane dans l'orifice 60 d'injection complétant cette liaison. Au moment de la réalisation de la garniture, la coque est fortement pressée par son bord de section réduit ( 64) contre le moule pour assurer une bonne étanchéité à ce niveau. Enfin, au moment du moulage de la coque, on peut réaliser des réservations destinées à recevoir des étiquettes de marquage ou d'identification Il peut également être prévu de réaliser une marque ou un logo en relief ou en creux dans la coque. REVENDICATIONS ) Emballage isotherme formé de deux élé- ments (boîte, couvercle), réalisés en une matière expansée isolante, emballage caractérisé en ce que chaque élément comprend une coque ( 2, 4) en matière expansible ou rigide formant l'ossature externe, une garniture ( 1, 3) interne à la coque, réalisée en polyuréthane, cette garniture étant moulée par expan- sion dans la coque ( 2, 4). ) Emballage isotherme selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que la matière expansible ou rigide est du polystyrène. 30) Emballage isotherme selon la revendica- tion 1, caractérisée en ce que ses deux éléments ( 1, 2, 3, 4) sont des éléments de même forme présentant chacune un bord d'étanchéité ( 15, 16) destiné à coopé- rer avec le bord d'étanchéité de l'autre élément, em- ballage caractérisé en ce que le bord d'étanchéité est réalisé sur une moitié de la périphérie définie par une ligne de retournement MM avec une section corres- pondant à une première forme et sur la deuxième moitié, avec une section correspondant à une deuxième forme complémentaire à la première forme. ) Emballage, selon la revendication 3, caractérisé en ce que la section du bord d'étanchéité est symétrique par rapport à un point et la section de la première forme et celle de la seconde forme sont des formes identiques mais opposées. ) Emballage selon les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le bord ( 46, 47, 64) de la coque ( 42, 43, 61) présente un décrochement réduisant l'épaisseur du bord. 6 )Emballage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le fond de la coque ( 61) présente un rebord ( 66). 7 ) Emballage selon la revendication 4, caractérisé en ce que la section du bord d'étanchéité se compose d'un trapèze concave ABCD et d'un trapèze convexe (Ai, Bi, Cl, Dl) et de forme complémentaire. 8 a) Procédé de fabrication d'un emballage isotherme en deux parties par injection d'une matière plastique expansée, procédé caractérisé en ce qu'au cours d'une première étape, on réalise une coque externe en polystyrène expansé, on place la coque dans un moule, on injecte du polyuréthane dans la coque externe placée dans le moule, en injectant à travers le fond de cette enveloppe externe pour former en même temps que la garniture, un bouchon dans l'orifice d'injection pour solidariser la coque externe et la garniture.