Brevet FR2687633A1 — publié le 19930827

La présente invention a pour objet un procédé de fermeture d'un récipient pour produits alimentaires, notamment du type barquette, par thermoscellage d'un opercule souple sur une piste périphérique du récipient. Complémentairement l'invention vise également un dispositif de mise en oeuvre de ce procédé ainsi que le récipient obtenu. On sait que les récipients constitués par des barquettes métalliques rigides contenant des produits alimentaires, sont obturés par un opercule souple fixé par thermoscellage sur la piste périphérique du récipient. La barquette est généralement en acier, en aluminium ou en matière plastique, et l'opercule est soit un stratifié aluminium-polymère ou papier-polymère, soit entièrement en matière plastique. La piste au moins est recouverte d'un polymère compatible avec celui de l'opercule pour réaliser le thermoscellage, par exemple du polypropylène déposé par extrusion-couchage sur un substrat. Habituellement le profil de la piste est plat, et l'on exécute un scellage de 2 à 3mm de largeur.Les pistes des barquettes rigides en matière plastique sont également plates, mais le scellage s'effectue en formant une rainure dans l'épaisseur de la collerette de la barquette. Or, un thermoscellage présente généralement une bonne résistance lorsqu'il est sollicité en cisaillement et une résistance beaucoup plus faible en mode de "pelage", c'est-à-dire lorsqu'il subit des sollicitations perpendiculaires à la surface. La facilité d'ouverture nécessaire implique une faible résistance aux sollicitations par pelage Par tailleurs, la rupture du scellage intervient toujours par pelage, suite au transfert du mode de cisaillement seul ou de cisaillement et de pe lage vers le mode de pelage seul, dû au "relèvement" d'une partie de la collerette. En revanche, il est souhaitable que le thermoscellage puisse résister à une surpression interne dans la barquette ce qui nécessite une grande résistance de celui-ci, impératif qui vient en contradiction avec le précédent. Effectivement, lorsque le thermoscellage est terminé, il se produit souvent une surpression interne dans la barquette, dont l'opercule se déforme alors. Si la surpression devient excessive, elle provoque une rupture de la zone thermoscellée de l'opercule, qui rend impropre à la consommation le produit contenu dans le récipient Pour augmenter la résistance au délaminage, on a déjà proposé de prolonger la collerette périphérique du récipient par un ourlet afin de rigidifier cette partie. Toutefois l'amélioration ainsi obtenue n'est pas notable. Il a également été proposé de sceller l'opercule sur un film intermédiaire, lui-même thermoscellé sur la piste du récipient. Le thermoscellage de l'opercule sur le film est réalisé de manière à présenter une résistance suffisante au délaminage provoqué par des surpressions internes, tandis que le thermoscellage du film sur la piste est "pelable", afin de permettre une ouverture facile du récipient. Toutefois la mise en oeuvre de ce procédé nécessite deux opérations différentes de thermoscellage avec des caractéristiques de résistance différentes, ce qui complique ainsi la fermeture du récipient en augmentant son coût de fabrication. Par ailleurs, la fermeture ainsi réalisée est parfois peu esthétique en raison d'un flottement de l'opercule ayant l'aspect d'une froissure. Cet inconvénient survient notamment lorsque l'opercule est à base d'aluminium et ferme un emballage de type barquette dans lequel on n'a pas généré un vide partiel avant son obturation par l'opercule. Ce défaut peut être éliminé en créant dans la barquette une dépression (qui contribue également à la conservation du produit alimentaire), l'opercule présentant alors un aspect esthétique tendu concave. En revanche, la création de ce vide partiel avant le thermoscellage nécessite un certain temps, qui fait chuter la productivité. L'invention a donc pour but d'augmenter la résistance d'un emballage thermoscellé à la surpression interne, sans affecter la facilité d'ouverture de cet remballage, et d'améliorer l'aspect des opercules de fermeture de ceux-ci sans utilisation d'un vide partiel. Conformément au procédé visé par l'invention, on incline la piste au moins en partie par rapport à la paroi du récipient de manière qu'elle délimite avec cette paroi un angle inférieur à 90 degrés, et on exécute le thermoscellage de l'opercule sur la piste. Ainsi lorsqu'une surpression interne se produit dans le récipient, la sollicitation, essentiellement de cisaillement appliquée au thermoscellage s'exerce sensiblement dans le plan de ce dernier, qui voit sa résistance au délaminage considérablement améliorée, par retardement de l'apparition du pelage. De préférence, l'angle précité se situe entre 65 et 80 degrés environ, fourchette dans laquelle la résistance du thermoscellage au cisaillement est le plus augmentée. Le thermoscellage peut être exécuté, soit simultanément à l'inclinaison de la piste, soit ultérieure ment à cette inclinaison. Le dispositif selon l'invention comporte une matrice ayant une face supérieure et une face intérieure formant entre elles un angle inférieur à 90 degrés, et une tête de formage et de scellage, placée au-dessus de la matrice et présentant une face inférieure parallèle à la face supérieure inclinée de la matrice. Le récipient pour produits alimentaires obtenu par mise en oeuvre de ce dispositif est caractérisé en ce qu'au moins une partie de la piste de thermoscellage délimite avec la paroi du récipient un angle inférieur à 90 degrés. Ainsi la piste, vue en section transversale, peut être toute entière comprise, dans un plan délimitant l'angle précité avec la paroi du récipient. Dans un second mode de réalisation, la piste comporte une première partie, la plus proche de la paroi du récipient, inclinée sur celle-ci d'un angle inférieur à 90 degrés, et une seconde partie plus éloignée vers l'extérieur, dont l'inclinaison avec. la paroi du récipient est supérieure à celle de ladite première partie, par exemple voisine de 90 degrés. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, fait en référence aux dessins annexés qui en illustrent plusieurs formes de réalisation à titre d'exemples non limitatifs. La figure 1 est une vue en coupe transversale verticale partielle d'un récipient selon une première forme de réalisation de l'invention. La figure 2 est une vue analogue à la Fig.l d'une seconde forme de réalisation du récipient selon l'invention. La figure 3 est un graphique représentant la variation de la pression de rupture du thermoscellage de l'opercule par une surpression interne en fonction de l'inclinaison de la piste de thermoscellage. La figure 4 est un tableau numérique correspondant au graphique de la Fig.3. Les figures 5, 6, 7 et 8 sont des vues en coupe verticale simplifiée d'un dispositif de formage d'un récipient du type barquette et de thermoscellage de son opercule de fermeture suivant une séquence illustrant une forme de réalisation du procédé conforme à l'invention. Le récipient représenté à la Fig.1 est un emballage 1 pour produit alimentaire, du type barquette métallique, constitué d'un fond 2 et d'une paroi 3 prolongée par un bord périphérique 4 terminé par un ourlet 5, et d'un opercule 6 de fermeture. Le bord externe 4 présente une piste périphérique 7 de thermoscellage de l'opercule 6, de largeur appropriée par exemple environ 3mm. Le thermoscellage est réalisé de manière connue, au moyen d'une couche 8 en une matière thermoscellable appropriée, préalablement déposé sur la piste 7. Cette dernière est rectiligne, donc vue en section, entièrement comprise dans un plan, et délimite avec la paroi 3 un angle A inférieur à 90 degrés. A cet angle A correspond un angle B entre d'une part le plan de la piste 7 et celui de la zone périphérique 6A thermoscellée de l'opercule 6, et d'autre part le plan du fond 2. Une surpression interne Âp dans l'emballage 1 développe ainsi une contrainte F de cisaillement sur la partie 6A de l'opercule 6, cette contrainte F s'exerçant pratiquement dans le plan du thermoscellage 8 et la composante de pelage est ainsi très réduite. Les Fig.3 et 4 montrent la variation de la surpression interne ÀP de rupture du thermoscellage 8 en fonction de l'angle B, entre 0 et 25 degrés. On voit que l'accroissement de la résistance du thermoscellage 8 à la rupture est la plus élevée pour B compris entre 15 et 25 degrés, correspondant à des surpressions d'environ 800 à 900 millibars La résistance à la rupture croît régulièrement de O à 10 degrés puis se stabilise sensiblement et décroît légèrement au-delà de 20 degrés. La seconde forme de réalisation illustrée à la Fig.2 diffère de la précédente par le fait que la piste de thermoscellage est constituée en deux parties, à savoir une première partie 7A la plus proche de la paroi 3 de l'emballage 1A et incliné sur celle-ci d'un angle A inférieur à 90 , et une seconde partie 7B plus éloignée vers la collerette 5. Cette seconde partie 7B forme avec la partie 7A un coude et son inclinaison A' avec la paroi 3 est donc supérieure à celle de la partie 7A. Dans l'exemple illustré à la Fig.2, l'angle A' est ainsi sensiblement égal à 90 degrés. L'angle A varie de préférence entre 65 et 80 degrés environ, fourchette correspondant à celle de 25 à 10 degrés de l'angle B. L'accroissement de la résistance à la rupture provoqué par une surpression interne bP est comparable à celui de la réalisation de la Fig.1. Il convient également de préciser que cette amélioration de la résistance à la rupture diminue les risques de fuites lors d'un traitement thermique de l'emballage sans compensation de pression. D'autre part l'effort d'ouverture de l'emballage 1 par une traction T exercée sur le bord extérieur de l'opercule 6, au-delà du thermoscellage 8, n'est pas augmenté et la barquette 1, 1A est plus simple, donc moins onéreuse à réaliser que la barquette, mentionnée précédemment, dans laquelle deux thermoscellages distincts sont nécessaires. L'emballage ou barquette conforme à l'invention présente une meilleure rigidité que les emballages connus à piste de thermoscellage plate. On décrira maintenant en référence aux Fig.5 à 8 un mode de réalisation du procédé de fermeture du récipient 1, 1A qui vient d'être décrit. On utilise à cet effet un dispositif comportant une matrice 9 associée à un support fixe 11, une tête 12 formant poinçon disposée au-dessus de la matrice 9, et un serre-flan 13. Ce dernier est fixé à l'extrémité d'un ressort 14 et peut coulisser dans un manchon 10 fixé à un support 15 de la tête 12. Le support 15, donc la tête 12 et le serre-flan 13 sont déplaçables verticalement au-dessus de la matrice 9 et du support 11. La matrice 9 présente une face supérieure 9A et une face intérieure 9B qui délimitent entre elles un angle A inférieur à 90 degrés, tandis que la face inférieure 12A de la tête 12 est parallèle à la face inclinée 9A de la matrice 9. Le procédé de fermeture d'un récipient tel que 1 est le suivant. Un emballage 1 dont le bord périphérique 4 est encore rectiligne et revêtu d'un film de thermoscellage, représenté en traits mixtes à la Fig.5, est mis en place sur la matrice 9 et porte un opercule 6 légèrement ondulé. - On abaisse le support 15 : le serre-flan 13 vient le premier en appui sur la périphérie de l'opercule 6 et le bord 4 du récipient 1, qu'il applique sur le support 11 (Fig.6) en rapprochant ces éléments de la face inclinée 9A de la matrice 9. A ce stade le ressort 14 peu comprimé, ne maintient que faiblement le serre-flan 13 sur la zone périphérique 6A de l'opercule 6. - On continue d'abaisser le support 15 jusqu'à ce que la tête 12 vienne plaquer l'opercule 6 et le bord 4 du récipient sur la face 9A de la matrice 9 (Fig.7), tandis que la compression corrélative du ressort 14 pince plus fortement la partie 6A et le bord 4 entre le support li et le serre-flan 13. Au cours de cette opération, la surface inclinée 9A de la matrice 9 permet de bien positionner I'emballage 1 par un centrage efficace. - Enfin on exécute le thermoscellage 8 (Fig.8) de ma s nière connue en soi. L'emballage 1 est alors terminé. Dans le mode de réalisation du procédé qui vient d'être décrit, on exécute de manière pratiquement simultanée la déformation de la piste 7 pour la mettre à l'inclinaison voulue et son thermoscellage sur l'opercule 6. En variante, il est également possible de réaliser d'abord la déformation de la piste 7 (l'opercule 6 n'étant pas mis en place sur le récipient), et ensuite seulement le thermoscellage. La première étape est alors celle représentée en trait continu à la Fig.5 sans l'opercule 6, qui est posé sur le récipient après relèvement de la tête 12. Si l'on veut réaliser une piste à double inclinaison telle que 7A, 7B, la face supérieure 9A de la matrice 9 et la face inférieure 12A de la tête 2 sont évidemment profilées en conséquence, le procédé pouvant par ailleurs être mis en oeuvre comme précédemment dé crit. L'invention est susceptible de recevoir de nombreuses variantes d'exécution, l'inclinaison de la piste de thermoscellage 7, 7A, 7B sur la paroi 3 pouvant notamment varier très largement et ces pistes pouvant prendre des profils divers. REVENDICATIONS 1. Procédé de fermeture d'un récipient (1, 1A) pour produits alimentaires, notamment du type barquette, par thermoscellage d'un opercule souple (6) sur une piste périphérique (7) du récipient, caractérisé en ce qu'on incline la piste au moins en partie par rapport à la paroi (3) du récipient de manière qu'elle délimite avec cette paroi un angle (A) inférieure à 90 degrés, et on exécute le thermoscellage (8) de l'opercule sur la piste. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on exécute simultanément, entre une tête (12) et une matrice (9), le formage du bord (4) du récipient (1, 1A) avec l'inclinaison voulue (A) par rapport à sa paroi (3), ainsi que le thermoscellage (8) de l'opercule (6) sur la piste (7) du bord (4) du récipient 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on exécute d'abord, entre une tête (12) et une matrice (9), le formage du bord (4) du récipient (1, 1A) avec l'inclinaison voulue par rapport à sa paroi (3), puis on relève la tête (12), on pose l'opercule (6) sur le récipient, on abaisse la tête (12) et on exécute avec celle-ci le thermoscellage (8). 4. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte une matrice (9) ayant une face supérieure (9A) et une face intérieure (9B) formant entre elles un angle (A) inférieur à 90 degrés, et une tête (12) de formage et de scellement, placée au-dessus de la matrice (9) et présentant une face inférieure (12A) parallèle à la face supérieure inclinée (9A) de la matrice (9). 5. Récipient (1, 1A) pour produits alimentaires, notamment du type barquette, obtenu par mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 3, comportant un opercule (6) de fermeture thermoscellé sur une piste périphérique (7) du récipient, caractérisé en ce qu'au moins une partie de la piste (7) délimite avec la paroi (3) du récipient un angle (A) inférieur à 90 degrés. 6. Récipient selon la revendication 5, caractérisé en ce que la piste comporte une première partie (7A), la plus proche de la paroi (3) du récipient, inclinée sur celle-ci d'un angle (A) inférieur à 90 degrés, et une seconde partie (7B), plus éloignée vers I'extérieur, dont l'inclinaison (A') avec la paroi du récipient est supérieure à celle (A) de ladite première partie, par exemple voisine de 90 degrés. 7. Récipient selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'angle (A) entre la piste (7) et ladite paroi (3) est compris de préférence entre 65 et 80 degrés environ.