Brevet FR2866010A1 — publié le 20050812

La présente invention concerne les récipients multicouches et concerne en particulier un récipient rigide avec poche intérieure déformable multicouche et son procédé d'obtention associé. Les récipients multicouches servent à stocker des produits dangereux ou des produits à forte perméation tels que les parfums, les solvants ou les encres. Leur paroi est formée de plusieurs couches soudées entre elles de matériaux différents et de propriétés différentes. La combinaison des propriétés permet ainsi d'obtenir plusieurs effets tels qu'un effet barrière aux gaz et un effet barrière aux solvants et cela dans les deux sens, de l'intérieur vers l'extérieur et réciproquement. Ainsi, les récipients multicouches permettent d'obtenir une bonne imperméabilité malgré leur faible épaisseur et conviennent au stockage de longue durée. Cependant le soutirage du produit du récipient nécessite un équilibrage des pressions entre l'intérieur du récipient et le milieu extérieur réalisé en général par reprise de l'air ambiant. Cette reprise d'air peut générer de nombreux inconvénients tels que évaporation, séchage ou variation de la viscosité du contenu. L'air peut également altérer certaines propriétés du récipient en engendrant des réactions chimiques telles que l'oxydation ou bien polluer le récipient par l'introduction de microbes, de poussières ou d'insectes. Par ailleurs, la dissolution du gaz surnageant au-dessus du liquide conditionné dans la bouteille déclenche l'effet panelling : la variation du volume du liquide et du gaz génère une dépression dans le contenant, qui provoque dans le temps la déformation des parois. Pour s'affranchir du problème d'introduction de l'air, certains récipients sont suffisamment souples pour permettre la déformation de leur paroi au fur et à mesure que leur contenu se vide. Le problème de tels récipients est alors d'ordre mécanique. En effet, leur manque de tenue rend difficile leur transport, leur stockage, leur utilisation et parfois leur intégration dans le système utilisateur Les fabricants doivent alors insérer la poche souple dans un second conteneur plus rigide afin de pallier ces difficultés d'ordre mécanique. Ce type de récipient appelé aussi sac dans une boîte " associe donc deux emballages pour le même contenu. Un premier emballage sert à contenir le produit et un second emballage entoure le premier emballage et sert à faciliter le transport et la préhension du tout. Le second emballage peut être en carton ou en plastique et est en principe rigide alors que le premier emballage est déformable. Les deux emballages, de matière différente sont fabriqués indépendamment l'un de l'autre et sont ensuite réunis et solidarisés ensemble grâce à des moyens de liaison situés à proximité et/ou sur le goulot laissant ainsi libre la déformation du premier emballage à l'intérieur du second. Cependant, les moyens de liaison entre la poche et le conteneur doivent être fiables et solides et de ce fait, ils sont souvent complexes à mettre en oeuvre car ils associent une poche souple et déformable à un récipient rigide souvent de matière différente. C'est pourquoi le but de l'invention est de fournir un récipient composé d'une poche intérieure déformable et d'une enveloppe extérieure imbriquées parfaitement l'une dans l'autre de façon à éviter le rajout de moyens de liaison entre la poche intérieure déformable et le conteneur extérieur. Un autre but de l'invention est de réaliser un procédé de fabrication d'un récipient avec poche intérieure déformable et enveloppe extérieure de façon à ce que les deux poches soient parfaitement imbriquées l'une dans l'autre. L'objet de l'invention est donc un récipient multicouche. Selon une caractéristique principale la paroi du récipient comprend deux ensembles de couches accolés initialement l'un à l'autre mais non fixés entre eux, le premier ensemble composant la partie interne de la paroi étant composé d'au moins une couche de matière et le second ensemble composant la partie externe de la paroi étant composé d'au moins une couche, la couche extérieure du premier ensemble et la couche intérieure du second ensemble en contact l'une de l'autre à l'interface des deux ensembles étant constituées respectivement de matières non adhérentes entre elles. Un autre objet de l'invention est un procédé de fabrication d'un récipient multicouche composé d'une poche intérieure déformable et d'un conteneur extérieur. Selon une caractéristique, la poche intérieure déformable et le conteneur extérieur sont fabriqués simultanément de façon à être imbriqués l'un dans l'autre. Les buts, objets et caractéristiques de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit faite en référence aux dessins dans lesquels: La figure 1 représente le récipient multicouche selon l'invention, La figure 2 représente une coupe grossie de la paroi 20 du récipient selon l'invention. En référence à la figure 1, un récipient 10 comprend principalement un goulot 15 destiné à recevoir un système d'obturation ou un système de distribution grâce à un filetage 16 ou tout autre moyen et une partie 12 destinée à recevoir un produit tel qu'un liquide. La forme et les moyens de fermeture du récipient 10 ne sont pas des caractéristiques limitatives de l'invention. Selon la figure 2 qui représente une coupe grossie de la zone A entourée sur la figure 1, la paroi du récipient 10 est composée de deux ensembles monocouches ou multicouches 20 et 22 accolés l'un à l'autre. Un premier ensemble 20 formant la paroi interne du récipient 10 est composé d'au moins une couche et de préférence d'une pluralité de couches 24-1 à 24-5 solidaires entre elles. Les couches 24-1 à 24-5 sont constituées de matières différentes telles que des polymères différents. Le choix des matières est fait selon les exigences du contenu. Elles seront différentes s'il s'agit de parfum, d'encre ou s'il s'agit d'un liquide dangereux. De façon générale, l'association de différentes matières permet de cumuler les différentes propriétés de ces matières comme les effets barrières aux gaz tels que l'azote, l'oxygène, le dioxyde de carbone, à l'eau et les effets barrières aux solvants tels que l'alcool, le xylène. Les effets barrières étant réalisés dans les deux sens, du milieu intérieur vers le milieu extérieur et inversement, ils permettent d'obtenir un niveau d'imperméabilité important de l'ensemble des couches 24-1 à 24-5 formant la paroi interne du récipient 10. Le second ensemble 22 formant la paroi externe du récipient 10 est composé d'au moins une couche de matière telle qu'un polymère du type polypropylène (PP), polyester (PET), polychlorure de vinyle (PVC), polycarbonate (PC), du polyéthylène (PE) ou autre. Le second ensemble 22 peut également être composé d'une pluralité de couches 26-1 à 26-3 de différentes matières. La seule contrainte des matières utilisées dans la réalisation des ensembles 20 et 22 repose dans le choix des matières composant les deux couches en contact l'une de l'autre à l'interface des deux ensembles 20 et 22. Selon la figure 2, il s'agit de la couche 24-1 appartenant à l'ensemble 20 et située le plus à l'extérieur de l'ensemble 20 et de la couche 26-1 appartenant à l'ensemble 22 et située le plus à l'intérieur de l'ensemble 22. En effet, ces deux couches 24-1 et 26-1 sont réalisées dans des matières naturellement non adhérentes entre elles. Donc de préférence, la couche 24-1 est du polyamide ou un copolymère d'éthylène et d'alcool vinylique (EVOH) ou du polyester (PET) tandis que la couche 26-1 est un polyoléfine du type polyéthylène ou polypropylène. Le récipient 10 composé des deux ensembles 20 et 22 est fabriqué selon un procédé classique d'extrusion-soufflage et est obtenu en une seule opération. Chaque extrudeuse est alimentée par la matière placée dans sa trémie d'alimentation, pour obtenir une paroi composée au final dans son épaisseur des deux ensembles monocouches ou multicouches 20 et 22 non adhérents entre eux, les couches étant ordonnées dans l'ordre souhaité. Ainsi, la matière première est constituée de n couches de matières différentes composant l'ensemble 20 et de m couches de matières différentes composant l'ensemble 22, les deux couches en contact l'une de l'autre à l'interface des deux ensembles étant composées de matières non adhérentes entre elles. Le fait que la fabrication se fait en une seule opération permet d'obtenir un récipient dont la paroi est composée en réalité de deux parties disjointes mais totalement imbriquées l'une dans l'autre. Une fois introduite dans la trémie d'alimentation de l'extrudeuse la matière première est pulsée à travers une tête d'extrusion pour obtenir une forme tubulaire appelée paraison. La matière constituant la paraison est formée des différentes couches de matière réparties de façon concentrique et ordonnée selon les caractéristiques du récipient désiré. La paraison de longueur suffisante est ensuite enfermée dans un moule réfrigéré de la forme du récipient désiré puis coupée après avoir été pincée par fermeture des éléments du moule. L'opération de soufflage consiste ensuite à insuffler l'air comprimé dans la paraison, grâce à une canne de soufflage afin de donner à la paraison la forme exacte et les contours fidèles de l'empreinte intérieure du moule, l'air sous pression plaquant la matière sur les parois du moule réfrigéré. Une circulation d'air est maintenue dans le récipient un certain temps après formation du récipient par l'intermédiaire de la canne de soufflage qui assure la circulation d'air dans le contenant: soufflage et balayage (grâce à deux tubes généralement concentriques: l'un pour le soufflage, l'autre pour le retour de l'air). Le récipient formé et rigidifié à l'intérieur du moule est ainsi refroidi sur sa paroi externe par contact avec le moule refrigéré et sur sa paroi interne par échange convectif avec l'air circulant à l'intérieur du récipient. Ce double refroidissement limite ainsi un retrait différentiel de la matière du récipient qui provoquerait des déformations des parois. Une fois libéré par ouverture du moule, le récipient est débarrassé des chutes par une opération appelée décarottage. La paroi du récipient obtenu est composée ainsi des deux ensembles 20 et 22 ni collés ni fixés entre eux mais seulement accolés l'un contre l'autre. Au moment du pincement de la paraison, les matières premières composant les n couches de l'ensemble 20 se soudent ensemble tandis que les couches de matière composant les m couches de l'ensemble 22 restent disjointes de l'ensemble 20 formant une ouverture 14. L'épaisseur de l'ensemble 20 composant la paroi interne du récipient 10 est de l'ordre de quelques dixièmes de millimètres. Sa faible épaisseur autorise ainsi sa déformation dès les premières variations du volume intérieur (variations dues par exemple à l'effet panelling) donc pour de faibles dépressions à l'intérieur du récipient 10. L'épaisseur totale de l'ensemble 20 peut être calculée de façon à ce que la déformation de la paroi commence à partir d'une certaine valeur de pression à l'intérieur du récipient. Ainsi, l'ensemble 20 forme une poche déformable qui permet le soutirage de son contenu sans reprise d'air. L'ensemble 22 forme l'enveloppe extérieure ou conteneur extérieur du récipient 10 et est accolé à la poche déformable mais non adhérent. Bien que la poche intérieure et le conteneur extérieur ne sont pas fixés l'un à l'autre, ils sont intimement liés l'un à l'autre. En effet, les surfaces en contact ne sont pas parfaitement lisses mais comportent chacune des micro- rugosités qui sont complémentaires puisqu'elles ont été moulées en même temps et qui contribuent à maintenir ensemble la poche intérieure et le conteneur extérieur. L'ouverture 14 pratiquée automatiquement lors de la fabrication du récipient permet l'équilibrage des pressions entre l'extérieur et l'intérieur du conteneur extérieur. De cette façon, lorsque la poche intérieure se déforme sous l'effet d'une diminution de sa pression interne due au soutirage du contenu ou à la dissolution du gaz dans le liquide contenu, le conteneur extérieur reste intact et ne se déforme pas. Les caractéristiques mécaniques du conteneur extérieur étant indépendantes de celles de la poche intérieure, la rigidité du conteneur extérieur peut être adaptée aux exigences mécaniques désirées en faisant varier son épaisseur et/ou le matériau qui la constitue. Son épaisseur peut varier de quelques dixièmes de millimètres à quelques millimètres. En outre, la rigidité du conteneur extérieur permet de satisfaire aux exigences de transport d'un grand nombre de produits différents, d'assurer un stockage sûr et d'assurer une bonne préhension de l'utilisateur. De plus, la lisibilité de l'étiquette apposée sur le conteneur extérieur ne s'altère pas dans le temps puisque seule la poche intérieure se déforme indépendamment du conteneur extérieur. Les couches composant la poche intérieure 20 et le conteneur extérieur 22 peuvent contenir des colorants de façon à rajouter au récipient une propriété d'effet barrière aux rayonnements ultra-violet et/ou rayonnements visibles et ainsi préserver et protéger le produit à l'intérieur du récipient. Le récipient selon l'invention peut être avantageusement réalisé pour l'alimentation de machines de soutirage à base de produits tels que des consommables chimiques. Dans ce cas, le récipient selon l'invention peut servir à la réalisation de cartouches interchangeables fixées sur la machine de soutirage, ou à des réservoirs montés à demeure. La cartouche interchangeable se vidange sans nécessité de reprise d'air par un système de couplage adapté sur le bouchon. La cartouche vide étant ensuite enlevée pour être remplacée par une pleine sans risque de contact de l'utilisateur avec le produit contenu. Ce type de cartouche peut être adapté aux machines utilisant un dosage progressif du contenu et ne nécessite qu'une faible dépression pour le soutirage, obtenu par exemple par le système de pompe de la machine. Les formes et les dimensions extérieures du récipient selon l'invention ne sont pas des caractéristiques 5 limitatives de l'invention. Une fois utilisées, la poche intérieure et le conteneur extérieur du récipient selon l'invention peuvent être séparées afin de diriger le conteneur extérieur vers un centre de recyclage tandis que la poche intérieure est dirigée vers un centre de traitement des déchets. Ainsi, la quantité de déchets produits est diminué. Le conteneur extérieur 22 peut avantageusement être formée d'au moins trois couches. La première couche à l'interface des deux ensembles 20 et 22 réalisée d'une matière naturellement non adhérente avec la couche de la poche intérieure comme il est décrit précédemment. Comme il n'existe pas de contrainte d'aspect ni de contrainte chimique sur la couche du milieu, celle-ci peut être avantageusement réalisée avec les restes non utilisés de la paraison coupée lors de la fabrication du récipient et recyclés et réintégrés en tant que matière première pour alimenter l'extrudeuse. La troisième couche extérieure est alors réalisée en une matière de la couleur désirée pour l'aspect extérieur du récipient. REVENDICATIONS 1. Récipient multicouche (10) caractérisé en ce que sa paroi comprend deux ensembles (20 et 22) de couches accolés initialement l'un à l'autre mais non fixés entre eux, le premier ensemble (20) composant la partie interne de la paroi étant composé d'au moins une couche (24-1) de matière et le second ensemble composant la partie externe de la paroi étant composé d'au moins une couche (26-1), la couche extérieure dudit premier ensemble (20) et la couche intérieure dudit second ensemble (22) en contact l'une de l'autre à l'interface desdits deux ensembles étant constituées respectivement de matières non adhérentes entre elles. 2. Récipient multicouche selon la revendication 1, dans lequel la couche (24-1) à l'interface desdits deux ensembles (20 et 22) et faisant partie de la paroi interne du récipient est en polyamide, en copolymère d'éthylène et d'alcool vinylique (EVOH) ou en polyester (PET). 3. Récipient multicouche selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la couche (26-1) à l'interface desdits deux ensembles (20 et 22) et faisant partie de la paroi externe du récipient est un polyoléfine du type polyéthylène ou polypropylène. 4. Récipient multicouche selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel ledit récipient (10) est muni de moyens (16) tel qu'un filetage aptes à recevoir un système d'obturation ou un système de distribution. 5. Récipient multicouche selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel ledit ensemble (22) est muni d'une ouverture (14). 6. Récipient multicouche selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel ledit second ensemble (22) est composé d'au moins 3 couches, l'une des couches du milieu étant composée de matières plastiques recyclées. 7. Procédé de fabrication d'un récipient multicouche (10) composé d'une poche intérieure déformable (20) et d'un conteneur extérieur (22) caractérisé en ce que ladite poche intérieure déformable (20) et ledit conteneur extérieur (22) sont fabriqués simultanément de façon à être imbriqués l'un dans l'autre. 8. Procédé de fabrication selon la revendication 7, dans lequel ledit récipient (10) est moulé par extrusion 15 soufflage. 9. Procédé de fabrication selon la revendication 7 ou 8, dans lequel la matière première introduite dans l'extrudeuse est composée d'un premier ensemble de n couches de matières différentes composant ladite poche intérieure (20) et d'un second ensemble de m couches de matières différentes composant ledit conteneur extérieur (22). 10. Procédé de fabrication selon l'une des revendications 7 à 9, dans lequel le premier ensemble (20) est composé d'au moins une couche (24-1) et le second ensemble (22) est composé d'au moins une couche (26-1), ladite couche (24-1) étant la couche extérieure dudit premier ensemble (20) et ladite couche (26-1) étant la couche intérieure dudit second ensemble (22), lesdites couches (24-1 et 26-1) en contact l'une de l'autre à l'interface desdits deux ensembles (20 et 22) sont composées de matières non adhérentes entre elles. 11. Procédé de fabrication selon l'une des revendications 7 à 10, dans lequel une ouverture (14) est pratiquée automatiquement dans ledit second ensemble (22). 12. Procédé de fabrication selon l'une des revendications 7 à 11, dans lequel ledit récipient (10) est moulé de façon à ce qu'il comprenne des moyens (16) tels qu'un filetage apte à recevoir un système d'obturation ou un système de distribution. 13. Procédé de fabrication selon l'une des revendications 7 à 12, dans lequel ledit second ensemble (22) est composé d'au moins trois couches, l'une des couches du milieu étant composée de matières plastiques recyclées.