Brevet FR2760728A1 — publié le 19980918

POCHE DE FILMS THERMOSCELLES COMPRENANT UN BEC VERSEUR THERMOFORME * * * * * * * * L'invention concerne une poche formée de deux films thermoscellés en leur pourtour, dont une partie est thermoformée pour faciliter sa vidange. Ces poches peuvent comprendre un fond permettant leur maintien vertical (poche dite "Doypack"). Le marché de l'emballage utilise de plus en plus de films souples car ceux-ci sont légers et de faible encombrement, ce qui présente un avantage notamment avant conditionnement et après utilisation. Les films souples thermoscellables permettent la réalisation de saches ou poches par thermoscellage de deux films à plat l'un sur l'autre, sur une ligne de soudure en pourtour de ladite sache ou poche. Ces poches sont destinées à contenir des matières très diverses présentant un intérêt dans des domaines variés tels que par exemple l'alimentaire ou les produits détergeants. Ces poches peuvent contenir un liquide ou un solide sous la forme d'un ensemble d'éléments (poudre, grains, etc.). Ces poches doivent pouvoir être vidées par un orifice par lequel on peut faire couler la matière qu'elles contiennent. Pour ce faire, il est possible de couper un coin à angle droit de la poche. II est possible d'améliorer le contrôle par l'utilisateur de la vidange de la poche en munissant ladite poche d'un bec verseur. Pour constituer ce bec verseur, on peut fixer, sur la poche un tube rigide en thermoplastiques et munir ledit tube d'un bouchon. Ce montage est cependant relativement complexe et il est préférable de ménager le bec verseur dans la même matière que celle servant à constituer la poche. Ainsi, il est possible de constituer le bec verseur en prévoyant une excroissance dans la géométrie des films destinés à former la poche. Une telle poche est constituée de deux films de géométrie identique thermoscellés à plat l'un sur l'autre en leur pourtour. L'utilisateur coupe un coin de la poche, ou, le cas échéant l'extrémité du bec verseur pour pouvoir vider la poche. Cependant, la vidange de la poche peut présenter quelques difficultés. En effet, lors de la vidange, le débit de matière est généralement très irrégulier car celle-ci subit une pression fluctuante provenant d'une pression non contrôlée exercée par les mains de l'utilisateur sur la poche. Cette mauvaise maitrise du flux de vidange se traduit par une mauvaise maitrise sur la quantité et la direction de la matière coulant hors de la poche au cours de sa vidange, ce qui produit un inconfort d'utilisation. De plus, il peut se former lors de la manipulation de la poche pour la vider, une constriction à proximité immédiate de l'ouverture prévue pour la vidange ralentissant considérablement le débit de la matière à travers ladite ouverture. Cette constriction est une pliure des deux films l'un sur l'autre sur une ligne sensiblement perpendiculaire au sens de l'écoulement prévu, tendant à obturer partiellement, voire totalement l'ouverture. L'application d'une pression sur la poche ne parvient généralement pas à éliminer cette constriction, et tend au contraire à la renforcer. Ces problèmes se rencontrent d'autant plus facilement que la matière contenue dans la poche présente un état physique voisin du liquide. Ces problèmes se posent donc pour les liquides plus ou moins visqueux, les suspensions, les pâtes, mais également pour les solides sous la forme de grains ou particules. Pour les solides, ces problèmes sont d'autant plus fort que la taille de ses grains ou particules est faible. En particulier, ces problèmes peuvent se poser pour les solides dont le diamètre moyen des particules est inférieur à 2 mm. La formation de la ligne de constriction se forme plus facilement lorsque l'écoulement est prévu par un bec verseur réalisé à partir d'une excroissance dans la géométrie des films formant la poche. Dans ce cas, la ligne de constriction se forme à la base du bec verseur. II a été proposé par GB 2 278 338 de réaliser des lignes de renforcement à l'intérieur d'un bec verseur. Le bec verseur est ainsi déformé sur une partie infime de sa surface. La section d'un tel bec verseur comprend des arcs convexes vus de l'intérieur de la poche et des parties sans concavité. La forme géométrique d'une telle section de bec verseur se déforme très facilement sous l'effet d'une pression de la matière contenue dans la poche. Le problème soulevé dans la présente demande n'est donc pas résolu par l'enseignement de ce document. De façon similaire, dans EP 541 821, il a été proposé de réaliser des lignes de renforcement dans le coin d'une poche, ledit coin étant destiné à être coupé. Selon ce document, les lignes sont réalisées par matriçage sur une partie seulement de l'épaisseur du film de la poche, de sorte que ledit film n'est pas allongé à l'endroit où les lignes sont constituées. Ici également, ces lignes n'empêchent en rien le bec verseur de se déformer lors de la vidange de la poche. La section du bec verseur varie donc fortement au cours de la vidange de la poche en fonction des pressions exercées par 'utilisateur. Les lignes de renforcement des poches de l'art antérieur ne sont pas destinées à préformer le bec verseur pour lui donner la forme qu'il doit avoir lors de l'écoulement de la matière contenu dans la poche. En effet, lorsque ces poches de l'art antérieur sont vides et posées à plat, on constate que le bec verseur est plat lui-même, c'est-à-dire qu'il n'existe pratiquement pas plus d'espace entre les deux films au niveau du bec verseur qu'au niveau du reste de la poche. Si les lignes de renforcement sont sous la forme de canaux, la section de ces canaux est dérisoire compte tenu de la section du bec verseur, en particulier au niveau de la base du bec verseur, là où risque de se former la ligne de constriction. Ces canaux ont donc un rôle exclusif de renforcement pour diminuer la souplesse du bec verseur, et n'ont pas par eux-mêmes un rôle d'acheminement de la matière à couler. Si les lignes de renforcement de l'art antérieur sont sous la forme de canaux, la section de ceux-ci représentent au maximum 2 % de la section maximale possible du bec verseur à sa base. les lignes de renforcement de l'art antérieur sont réalisées par transformation de bien moins que 25 % de la surface de film constituant le bec verseur. L'invention limite fortement la variation de la section de l'orifice destiné à être utilisé pour sa vidange et procure donc un meilleur contrôle sur la régularité et la direction du flux de matière coulant à travers ledit orifice. De plus, I'invention empêche la formation de la constrictiion risquant d'obturer l'ouverture de la poche. Selon l'invention, on thermoforme au moins l'un des deux films dans la zone de la poche destinée à être utilisée pour sa vidange, pour former un canal dont la direction correspond sensiblement à celle prévue pour l'écoulement, ledit canal étant tel qu'au moins une de ses sections comprend un segment de courbe concave vu de l'intérieur de la poche, ladite section étant comprise dans un plan sensiblement perpendiculaire à la poche, ledit plan venant en intersection de deux lignes de soudure pour définir deux points de soudure, la longueur d'au moins un film thermoformé entre lesdits points de soudure étant sensiblement supérieure à la distance sur une ligne droite entre lesdits points de soudure lorsque la poche vide est posée à plat. L'expression segment de courbe est synonyme de arc de courbe. De préférence, le segment de courbe concave s'étend sensiblement de l'un à l'autre desdits deux points de soudure. De préférence, la longueur d'au moins un film thermoformé entre lesdits points de soudure est supérieure de 5 à 50 % par rapport à la distance entre lesdits points de soudure lorsque la poche vide est posée à plat. La zone de la poche destinée à être utilisée pour la vidange peut comprendre un bec verseur formé à partir d'une excroissance dans la géométrie des films destinés à former la poche. Dans ce cas, bien entendu, le canal réalisé par thermoformage est inclu au moins partiellement dans le bec verseur et a la même direction que le bec verseur, c'est-à-dire la direction prévue pour l'écoulement. La figure 1 représente un exemple de poche selon l'invention. Une excroissance a été aménagée dans les films utilisés pour constituer la poche de la figure 1, de façon à ce que celle-ci comprenne un bec verseur. L'extrêmité du bec verseur comprend ici une amorce de déchirure (1), pour faciliter son ouverture. Conformément à l'invention, au moins l'un des films a été thermoformé dans la zone de la poche destinée à être utilisée pour sa vidange, c'est-à-dire, dans le cas de la figure 1, dans le bec verseur. La partie thermoformée a été délimitée dans la figure 1 par la ligne (2). La partie thermoformée comprend au moins une section comprise dans un plan sensiblement perpendiculaire à la poche, ledit plan étant représenté par la ligne AA sur la figure 1, ledit plan venant en intersection de deux lignes de soudure, pour définir deux points de soudure (3) et (4), la longueur de film entre lesdits points de soudure étant sensiblement supérieure à la distance entre lesdits points de soudure losque la poche vide est posée à plat, comme cela est visible sur la figure 2 qui représente ladite section. Dans l'exemple des figures 1 et 2, les deux films formant la poche ont été thermoformés. Le thermoformage réalisé conformément à l'invention produit un espace permanent entre les deux films, concave vu de l'intérieur de la poche, sous la forme d'un canal favorisant l'écoulement de la matière contenue dans la poche. Ce canal a donc la même direction que le sens d'écoulement prévu pour vider la poche. II a pour fonction d'acheminer par lui-même la matière devant couler par l'ouverture prévue, le cas échéant par un bec verseur. C'est grâce au fait que ce canal se remplit en permanence de suffisamment de matière contenu dans la poche, que la formation de la ligne de constriction est empêchée. Les lignes de renforcement de l'art antérieur, lorsqu'elles sont sous la forme de canaux, sont de trop faible section pour assurer en permanence l'acheminement d'une masse de matière suffisante dans le bec verseur pour pouvoir éviter la formation de la ligne de constriction. Lorsque la poche selon l'invention est vide et posée à plat, les films sont écartés au niveau du canal thermoformé de facon, de préférence, à ce que la section du canal comprenant le segment de courbe présente une aire au moins égale à 50 % de l'aire maximale possible à cet endroit, ladite section maximale possible étant celle que l'on obtiendrait si le périmètre de celle-ci formait un cercle. Ceci signifie que ladite section présente, de préférence, une aire au moins égale à 50 % de l'aire du cercle de même périmètre que ladite section. A titre d'exemple, la zone de la poche destinée à être utilisée pour sa vidange peut généralement être définie comme étant la partie de la poche destinée à être ouverte comprise dans la portion du cercle de rayon 4 cm dont le centre se trouve sur le point de ladite zone le plus éloigné du centre de gravité de la poche, les films n'étant pas thermoscellés sur ledit point. Dans ce qui suit, nous appelons la zone ainsi définie par la zone Z. Défini ainsi, le centre du cercle se trouve bien entendu à la limite d'une soudure des films entre eux. Sur la poche de la figure 1, le centre de ce cercle se trouve en (5). Selon l'invention, au moins 25 % de la surface des films constituant la zone Z est thermoformée pour réaliser ce canal. La surface thermoformée pour réaliser ce canal est de préférence la plus forte possible et peut donc être au moins égale à 50 %, voire au moins égale à 90 % de la surface de ladite zone Z, laquelle concerne les deux films de la poche. En réalisant le thermoformage, on ne thermoforme pas seulement une partie ou la totalité de la surface des films constituant la zone destinée à être utilisée pour la vidange, mais on thermoforme en même temps une partie du ou des fiim(s) en dehors de ladite zone, et venant en prolongement du canal dans ladite zone. La surface thermoformée en prolongement et ne faisant pas partie de ladite zone Z peut être égale à au moins 25 %, voire au moins 50 %, voire au moins 100 % de la surface thermoformée dans ladite zone Z. De préférence, les deux films destinés à constituer la poche sont thermoformés. Bien entendu, le thermoformage de chacun des deux films est réalisé de facon à ce que les espaces générés sur chacun des films s'ajoutent pour tendre à former un canal présentant au moins une section sensiblement circulaire lorsque la poche est constituée. Le thermoformage s'effectue sur un poinçon chauffé. La chaleur apportée par le poinçon entraîne le ramollissement du film. Pendant ce ramollissement, une traction est exercée sur le film de part et d'autre du poinçon de façon à draper le film sur le poinçon. Le poinçon peut par exemple avoir une forme de cône ou de cylindre. Le thermoformage produit localement un allongement du film généralement compris entre 2 et 25 %. Le film ainsi déformé, conserve, à température ambiante, la forme du poinçon. Bien entendu, c'est la face du ou des films servant au scellage qui vient en contact avec le poinçon. La température du thermoformage dépend notamment de la matière constituant les films et de la cadence de fabrication souhaitée. La température de thermoformage la mieux adaptée peut être trouvée par des tests de routine à la portée de l'homme du métier. Si les films à thermoformer sont constitués d'une seule matière, la température de thermoformage se situe entre la température de transition vitreuse et la température de fusion de ladite matière. Les films à thermoformer peuvent comprendre plusieurs couches de façon à associer les propriétés de différents polymères, telles que par exemple des propriétés de barrière aux gaz ou aux arômes, de soudabilité, de rigidité, d'aspect, d'aptitude à glisser, d'aptitude à être imprimé. Les polymères pouvant constituer une partie ou la totalité de ces films peuvent être choisis par exemple parmi les polyamides, les polyesters, les polyoléfines telles que le polypropylène ou le polyéthylène, les polymères fluorés tels que le polyfluorure de vinylidène, le polytétrafluoroéthylène, les copolymères éthylène tétrafluoroéthylène, les polymères chlorés tels que le polychlorure de vinyle, les alliages polyamide-polyéthylène, les alliages polyamide-polypropylène. Pour constituer ce type de poche, il est généralement fait appel à des films multicouches, comme par exemple des films bicouche polyéthylène téréphtalate/polyéthylène, polychlorure de vinyle/polyéthylène, polyamide/polyéthylène, polyamide orienté/polypropylène orienté, polyéthylène téréphtalate orienté/polyéthylène, ou des films tricouche tels que des films en polyéthylène/polyamide orienté/polyéthylène téréphtalate, polyéthylène métallisé/polyéthylène téréphtalate/polyéthylène ou polyéthylène métallisé/polyéthylène téréphtalate/polypropylène. Dans ces films, la couche de polyoléfine sert généralement au scellage. L'assemblage de ces couches nécessite généralement l'utilisation d'au moins un liant entre elles, mais il est admis que l'on parle d'un film bicouche ou tricouche, sans faire référence au liant entre les différentes couches, bien que ce ou ces liant(s) constitue(nt) un ou des ingrédient(s) supplémentaire(s) dans ce type de film. Le thermoformage peut être réalisé sur les films individuels avant leur scellage. Le thermoformage peut également être réalisé sur les films après scellage partiel des films, du moment qu'il est possible de rentrer un poinçon chauffé à l'intérieur de la poche pour réaliser ledit thermoformage. A titre d'exemple, une poche selon la figure 1 et 2 peut être réalisée en thermoscellant deux films bicouche polyester/polyéthylène dont les deux couches sont assemblées entre elles par un adhésif polyuréthane, le polyéthylène se trouvant du côté de l'intérieur de la poche. Pour ce matériau, le scellage pour réaliser la ligne de soudure sur le pourtour de la poche peut être réalisé entre 110 et 1 500C. Le thermoformage de ces films dans la région du bec verseur, conformément à l'invention, peut être réalisé en drapant chaque film sur un poinçon conique chauffé entre 80 et 1200C, et de préférence vers 1000C. Le thermoformage peut être réalisé sur chacun des films, individuellement, avant scellage. REVENDICATIONS 1. Poche formée de deux films thermoscellés en leur pourtour, caractérisé en ce qu'au moins un des films est thermoformé dans la zone destinée à être utilisée pour la vidange, pour former un canal dont la direction correspond sensiblement à celle prévue pour l'écoulement de la matière devant être contenue dans la poche, ledit canal étant tel qu'au moins une de ses sections comprend un segment de courbe concave vu de l'intérieur de la poche1 ladite section étant comprise dans un plan venant en intersection de deux lignes de soudure pour définir deux points de soudure, la longueur d'au moins un film thermoformé entre lesdits points de soudure étant sensiblement supérieure à la distance entre lesdits points de soudure lorsque la poche vide est posée à plat. 2. Poche selon la revendication 1 caractérisée en ce que le segment de courbe s'étend sensiblement de l'un à l'autre desdits deux points de soudure. 3. Poche selon la revendication 1 ou 2 caractérisée en ce que la longueur d'au moins un film thermoformé entre lesdits points de soudure est supérieure de 5 à 50 % par rapport à la distance entre lesdits points de soudure. 4. Poche selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisée en ce que la section du canal comprenant le segment de courbe présente une aire au moins égale à 50 % de l'aire du cercle de même périmètre que ladite section. 5. Poche selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisée en ce qu'au moins 25 % de la surface des films constituant la zone destinée à être utilisée pour la vidange est thermoformée pour former le canal, ladite zone étant définie comme étant la partie de la poche destinée à être ouverte comprise dans la portion du cercle de rayon 4 cm dont le centre se trouve sur le point de ladite zone le plus éloigné du centre de gravité de la poche, les films n'étant pas thermoscellés sur ledit point. 6. Poche selon la revendication 5 caractérisée en ce qu'au moins 50 % de la surface des films constituant la zone destinée à être utilisée pour la vidange est thermoformée pour former le canal. 7. Poche selon la revendication 6 caractérisée en ce qu'au moins 90 % de la surface des films constituant la zone destinée à être utilisée pour la vidange est thermoformée pour former le canal. 8. Poche selon l'une des revendications 5 à 7 caractérisée en ce qu une partie du ou des films en dehors de la zone destinée à être utilisée pour la vidange est thermoformée en prolongement du canal dans ladite zone. 9. Poche selon la revendication 8 caractérisée en ce que la partie thermoformée du ou des films en dehors de la zone destinée à être utilisée pour la vidange est égale à au moins 25 % de la surface thermoformée dans ladite zone. 10. Poche selon la revendication 9 caractérisée en ce que la partie thermoformée du ou des films en dehors de la zone destinée à être utilisée pour ia vidange est égale à au moins 50 % de la surface thermoformée dans ladite zone. 11. Poche selon l'une des revendications 1 à 10 caractérisée en ce que les deux films de la poche sont thermoformés dans la zone destinée à être utilisée pour la vidange de façon à ce que le canal présente au moins une section sensiblement circulaire. 1 2. Poche selon l'une des revendications 1 à 1 1 caractérisée en ce que le thermoformage produit un allongement local du film compris entre 2 et 25 %. 1 3. Poche selon l'une des revendications 1 à 1 2 caractérisée en ce qu'elle comprend un bec verseur formé à partir d'une excroissance dans la géométrie des films, incluant au moins partiellement ledit canal. 14. Poche selon l'une des revendications 1 à 13 caractérisée en ce que les films sont bicouche polyester/polyéthylène dont les deux couches sont assemblés entre elles par un adhésif polyuréthane, le polyéthylène se trouvant à l'intérieur de la poche. 1 5. Poche selon la revendication 1 4 caractérisée en ce que le thermoformage a été réalisé entre 80 et 1200C.