Brevet FR2876986A1 — publié le 20060428

PROCEDE POUR CONDITIONNER DE MANIERE HERMETIQUE ET A HAUTE CADENCE, UN GEL ACTIF RICHE EN EAU ET/OU CONTENANT DES MICRO- ORGANISMES La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un conditionnement, par exemple une étiquette adhésive ou non, contenant un gel riche en eau et/ou contenant des micro-organismes, de grande épaisseur ou en couche mince. Elle concerne aussi un procédé pour conditionner, en couche mince ou en grande épaisseur, de manière hermétique et à haute cadence, un gel actif riche en eau et/ou contenant des micro-organismes. Le procédé est caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: - l'étape de dérouler un premier film à haute cadence, notamment trente cinq mètres par minute de moyenne avec une vitesse maximale de cinquante mètres par minute, - l'étape de déposer le gel actif riche en eau et/ou contenant des micro- organismes sur le premier film, - l'étape de laminer un film supérieur sur le premier film sur lequel le gel actif riche en eau et/ou contenant des micro-organismes est déposé, - l'étape de réaliser un assemblage hermétique du premier film et du film supérieur, - l'étape de façonner un ensemble constitué du gel actif riche en eau et/ou contenant des micro-organismes, du premier film et du film supérieur ainsi assemblés hermétiquement. Selon une première variante de réalisation de l'invention, l'étape de déposer le gel actif riche en eau et/ou contenant des micro-organismes sur le premier film comprend: - l'étape de mettre en oeuvre une buse à lèvre permettant de déposer le gel actif riche en eau et/ou contenant des micro-organismes de manière séquentielle, - l'étape de refroidir le gel actif riche en eau et/ou contenant des micro-organismes au moyen d'une plaque horizontale refroidie. Selon une deuxième variante de réalisation de l'invention, l'étape de déposer le gel actif riche en eau et/ou contenant des micro-organismes sur le premier film comprend: - l'étape de mettre en uvre un cylindre d'héliographie permettant de déposer le gel actif riche en eau et/ou contenant des micro-organismes de manière continue, - l'étape de refroidir le gel actif riche en eau et/ou contenant des micro-organismes au moyen d'un cylindre refroidi. Selon une troisième variante de réalisation de l'invention, l'étape de réaliser un assemblage hermétique du premier film et du film supérieur comprend: - l'étape de réaliser une fermeture du premier film et du film supérieur en déposant une substance adhésive sur le film supérieur, notamment au moyen d'un dispositif de flexographie, - l'étape de mettre en uvre un cylindre de laminage pour positionner le premier film et le film supérieur de manière superposée, - l'étape de mettre en oeuvre un cylindre de pression permettant d'exercer une pression sur le premier film et le film supérieur ainsi superposés de manière à activer une adhésion hermétique du premier film et du film supérieur. Selon une quatrième variante de réalisation de 35 l'invention, l'étape de réaliser un assemblage hermétique du premier film et du film supérieur comprend l'étape de réaliser une fermeture du premier film et du film supérieur en effectuant une soudure du premier film et du film supérieur au moyen d'un cylindre à ultra-sons. Ainsi, de façon schématique, le procédé selon l'invention se déroule de la manière suivante: 1: Déroulement d'un film à haute cadence, par exemple 35 mètres par minutes de moyenne avec une vitesse maximale de 50 mètres par minute. Le film peut avoir des largeurs variables et peut par exemple être conditionné pour notre processus de production sous la forme d'une laize de 330 mm. Le film déroulé, tel que décrit dans l'étape 1, peut par exemple être un complexe autoadhésif composé d'un film frontal transparent enduit barrière, d'un adhésif et d'un dorsal siliconé. 2: Dépose du gel actif, contenant de l'eau. Ce principe permet de déposer à haute cadence un gel contenant de l'eau en couche mince ou en grande épaisseur. On distingue de préférence, deux solutions, l'une séquentielle (2.1), l'autre continue (2.2), qui pourront être respectivement retenues en fonction des applications, et notamment en fonction des volumes à produire: 2.1: dépose séquentielle: 2.1.1: dépose par buse à lèvres, 2.1.2: et refroidissement sur plaque horizontale; OU 2.2: dépose en continu: 2.2.1: dépose par cylindre, 2.2.2: et refroidissement sur cylindre. Le refroidissement du gel, opéré soit au moyen d'une plaque horizontale refroidie, soit au moyen d'un cylindre refroidi, permet d'optimiser la tenue et la prise en masse du gel sur le film où a lieu la dépose du gel actif. On évite ainsi les risques d'écoulement du gel liés à sa viscosité et aux hautes cadences. 3: Le laminage d'un film supérieur sur le film inférieur sur lequel le dépôt du gel vient d'être réalisé. L'objectif de cette étape et la mise en contact à haute cadence et avec un haut niveau de précision des deux films puis la fermeture hermétique du conditionnement. On distingue, entre autres, deux solutions techniques pour réaliser ce conditionnement: 3.1: par collage: 3.1.0: dépôt par flexographie d'une colle de type polyuréthane sur un film transparent enduit barrière ou un complexe du type polyester-barex; 3.1.1: fermeture par collage des deux films, 3.1.2: que l'on fait passer dans un cylindre de pression; OU 3.2: par soudure: 3.2.1: soudure des deux films (le film supérieur peut alors être un film transparent enduit barrière ou complexe), 3.2.2: par exemple via un cylindre de soudure à ultrasons. Résultat d'essais de dépose par buse à lèvre, matériel d'application de colles industrielles. La réalisation d'essais a permis de valider la faisabilité de la dépose d'un gel riche en eau, contenant par exemple des micro-organismes, avec la technologie de la buse à lèvre utilisée en enduction de colle. Ces essais ont permis de valider la tenue du produit sur un film défilant à 40 mètres par minute au minimum. Ce système d'enduction convient à la dépose d'un milieu riche en eau. Ce système ne détruit pas les micro- organismes contenus dans l'étiquette et ne modifie pas substantiellement leur comportement. Il est ainsi possible, au moyen de cette technologie: - de travailler à plus forte cadence avec un clinquant 30 de buse ajusté (pièce interne de la buse déterminant le volume et la qualité de la coupe derrière le dépôt), - d'améliorer la précision de dépôt grâce à un système de buse aspirante, ce qui permet aussi de maîtriser les pressions et éviter l'émulsion. Résultat des essais préliminaires de dépose d'un gel riche en eau, avec un cylindre d'héliographie. La réalisation d'essais a permis de valider le dépôt d'un gel riche en eau, contenant par exemple des micro-organismes, avec un dispositif d'héliogravure sur un film défilant à 50 mètres par minute en continu. Le dépôt est d'une épaisseur minimum de 300 microns. La dépose par héliogravure permet, non seulement de doser parfaitement la quantité souhaitée sur un film défilant à haute cadence, mais permet aussi de réaliser ce dépôt avec une haute précision dans le contour du dépôt. Dans un mode de réalisation, un système d'injection de gaz neutre a été adapté pour limiter les problèmes d'accroche du produit dans les rainures du cylindre et ainsi augmenter l'épaisseur du dépôt. L'épaisseur a pu atteindre des épaisseurs importantes, par exemple de 2 millimètres. Résultat des essais de fermeture étanche par collage autour d'un gel riche en eau, préalablement déposé. Les essais réalisés ont permis de: - sélectionner et valider des colles qui ne dénaturent pas un gel à base d'eau, et notamment celles qui ne limitent pas significativement la croissance de micro-organismes, qui peuvent être déposés dans le gel, - sélectionner et valider les colles qui permettent une fermeture étanche et définitive non compromise par la 25 présence importante d'eau contenue dans le milieu. Ont été ainsi sélectionnées, par exemple, les colles polyuréthane (PU) qui assurent une étanchéité suffisante, avec un tack très fort et une résistance de l'adhésivité dans le temps très stable et non sensible à l'eau. Il a été validé que les colles PU s'appliquent par cliché de flexographie à froid et s'enduisent sur toute la surface, ce qui semble être aussi une assurance d'efficacité pour l'étanchéité finale. Les colles PU sont des bi-composants composés d'une 35 résine et d'un durcisseur que l'on mélange au moment de l'utilisation. Elles sont reconnues compatible avec l'alimentaire par la Food Drugs Administration des Etats-Unis d'Amérique; elles sont en effet couramment utilisées dans le complexage de film, par exemple dans l'emballage de chips (complexe aluminium et polypropylène). De plus, elles supportent les encres. Les essais réalisés ont donc confirmé que les colles sélectionnées, et notamment les colles polyuréthane, permettent de réaliser une fermeture étanche, stable dans le temps et respectant un gel riche en eau, contenant par exemple des micro-organismes. Résultat des essais de fermeture étanche par soudure aux ultrasons autour d'un gel riche en eau, préalablement déposé. Les essais réalisés ont permis: - de valider qu'en défilement continu d'un film à grande vitesse, la soudure par ultrasons assure une étanchéité parfaite, y compris avec des temps de contact inférieurs au dixième de seconde, - de valider que les films souples plastiques retenus se soudent aux ultrasons, - de valider que les ultrasons ne dénaturent pas la texture et les propriétés d'un gel actif riche en eau, et contenant par exemple des micro-organismes. Il a été notamment confirmé qu'un temps de contact inférieur à 5 centièmes seconde, avec une tête à ultrasons pour réaliser une soudure transversale, suffisait non seulement à assurer une étanchéité parfaite et définitive mais permettait aussi la soudure de films souples, d'une épaisseur comprise entre 20 et 80 microns contenant des enduits et/ou une couche complexe barrière. Les résultats de l'exposition de produits conditionnés et fermés par ultrasons à une fréquence de 20kHz ont démontré qu'il n'y a aucune influence sur la texture et les propriétés d'un gel riche en eau et ont démontré, par exemple, une mortalité non significative dans la population de micro-organismes contenue dans le gel. Résultat de l'étude de faisabilité concernant l'intégration du façonnage final pour le conditionnement sous la forme d'une étiquette adhesive ou non, intégré directement dans la chaine de fabrication. Compte tenu de la sensibilité à la pression osmotique d'un gel riche en eau, et en particulier d'un gel contenant des micro-organismes, il est important que celle-ci soit parfaitement maîtrisée pour être constante et la plus faible possible lors des enroulements, des découpes, des échenillages et autres passages dans des cylindres de contre pression. Après étude, il a été validé que l'intégration d'un module de façonnage, pour la réalisation d'une étiquette adhésive, est réalisable. La découpe, l'échenillage et donc le façonnage final en étiquette est un module qui peut être intégré dans le processus de fabrication haute cadence d'un produit contenant un gel riche en eau déposé en couche mince ou en grande épaisseur, le gel pouvant lui-même contenir ou non des microorganismes. Environnement lié à cette application. Pour une dépose optimale d'un gel dans une étiquette étanche il est à noter que: - la cinétique mécanique du processus nécessite un matériel de contrôle qualité spécifique adaptée pour l'évaluation de l'influence du processus sur la texture et les propriétés du gel riche en eau, et par exemple le suivi des stress subis par les micro-organismes que peut contenir le gel ce contrôle intervenant entre chaque étape du processus, les fortes cadences nécessitent une installation de préparation du gel en continu, reliée au reste de l'outil de production, afin d'assurer un débit suffisant, - la sensibilité aux contaminations liée à la forte proportion en eau du gel nécessitera une caractérisation des parties sensibles et la protection desdites parties sensibles via notamment des flux laminaires. REVENDICATIONS 1. Procédé pour conditionner, en couche mince ou en grande épaisseur, de manière hermétique et à haute cadence, un gel actif riche en eau et/ou contenant des micro-organismes, le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: - l'étape de dérouler un premier film à haute cadence, notamment trente cinq mètres par minute de moyenne avec une vitesse maximale de cinquante mètres par minute, - l'étape de déposer le gel actif riche en eau et/ou 10 contenant des micro-organismes sur le premier film, - l'étape de laminer un film supérieur sur le premier film sur lequel le gel actif riche en eau et/ou contenant des micro-organismes est déposé, - l'étape de réaliser un assemblage hermétique du 15 premier film et du film supérieur, - l'étape de façonner un ensemble constitué du gel actif riche en eau et/ou contenant des micro-organismes, du premier film et du film supérieur ainsi assemblés hermétiquement. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'étape de déposer le gel actif riche en eau et/ou contenant des micro-organismes sur le premier film comprend: - l'étape de mettre en oeuvre une buse à lèvre permettant de déposer le gel actif riche en eau et/ou contenant des micro-organismes de manière séquentielle, - l'étape de refroidir le gel actif riche en eau et/ou contenant des micro-organismes au moyen d'une plaque horizontale refroidie. 3. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'étape de déposer le gel actif riche en eau et/ou contenant 30 des micro-organismes sur le premier film comprend: - l'étape de mettre en oeuvre un cylindre d'héliographie permettant de déposer le gel actif riche en eau et/ou contenant des micro-organismes de manière continue, - l'étape de refroidir le gel actif riche en eau et/ou contenant des micro-organismes au moyen d'un cylindre refroidi. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que l'étape de réaliser un assemblage hermétique du premier film et du film supérieur comprend: - l'étape de réaliser une fermeture du premier film et du film supérieur en déposant une substance adhésive sur le film supérieur, notamment au moyen d'un dispositif de flexographie, - l'étape de mettre en oeuvre un cylindre de laminage pour positionner le premier film et le film supérieur de manière superposée, - l'étape de mettre en oeuvre un cylindre de pression permettant d'exercer une pression sur le premier film et le film supérieur ainsi superposés de manière à activer une adhésion hermétique du premier film et du film supérieur. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que l'étape de réaliser un assemblage hermétique du premier film et du film supérieur comprend l'étape de réaliser une fermeture du premier film et du film supérieur en effectuant une soudure du premier film et du film supérieur au moyen d'un cylindre à ultra-sons.