Brevet FR2949439A1 — publié le 20110304

EMBALLAGE PLIANT POUR LA PRESENTATION ET LE TRANSPORT DE BOUTEILLES OU AUTRES PRODUITS. L'invention concerne un emballage pliant en plastique semi rigide pour la présentation et le transport d'au moins une bouteille ou autres produits, en particulier de produits lourds. L'invention s'applique à l'emballage de bouteilles de champagne, de vins, d'alcool, d'huile, de parfum et tout autre produit comestible ou de soin ou d'hygiène formé d'au moins une feuille plastique munie d'une série de lignes de pliage qui après pliage, définissent un réceptacle prismatique permettant de présenter et de transporter ledit produit. L'invention s'applique en particulier à des emballages en plastique semi rigide transparents pouvant être teintés et/ou décorés en façade. Les emballages existants de ce type sont réalisés généralement à partir d'une seule feuille de plastique semi rigide ou de carton d'épaisseur au moins égale à 0.4 mm de manière à ce que la profondeur de la déformation sous la pression d'une main, définissant la raideur, soit comprise entre 0,6mm et 0,4 mm selon qu'il s'agit de matériaux plastiques APET (PET amorphe) ou de PVC ou de carton. Le carton et le PVC ont la même raideur à épaisseur égale. Soucieux du respect de l'environnement, le Déposant a cherché des solutions pour obtenir Ref : 0275-RoskoOl un emballage plus écologique avec les matériaux t raditionnels. La solution trouvée a été de diminuer l'épaisseur de ces emballages réduisant ainsi les quantités de matières plastiques nécessaires à la fabrication de chaque emballage et la masse même du produit. Malheureusement cette solution a posé un autre problème qui est celui de la conservation de la raideur de l'emballage dès lors que le diminution est significative à savoir supérieure ou égale à 10% des épaisseurs des emballages actuels. En effet, en diminuant l'épaisseur de manière significative comme proposé, les emballages ne présentent plus une raideur suffisante c'est-à-dire une raideur adaptée à l'emballage des produits comme par exemple des bouteilles de champagne. La solution à ce problème doit non seulement permettre d'avoir des emballages présentant une raideur suffisante, mais aussi avoir une transparence similaire et être compatibles avec les procédés de fabrication existants. Le deuxième problème rencontré pour obtenir un emballage plus écologique avec les matériaux t raditionnels a donc été de réaliser un emballage avec une épaisseur plus faible que celle des emballages existants, inférieure à 0,4mm en pratique, tout en conservant des qualités identiques de raideur et de t ransparence, pouvant en outre être fabriqués sans changer de procédé de fabrication. Ce problème a été résolu en diminuant l'épaisseur des emballages et en créant des Réf : 02 75-R os ko 01 renforts, ces renforts étant présents de préférences dans certaines zones choisies de l'emballage. L'invention a plus particulièrement pour objet un emballage pliant pour la présentation et le transport de bouteilles ou autres produits, constitué d'un réceptacle prismatique en une ou plusieurs partie, chaque partie étant formée à partir d'une feuille plastique semi rigide dont l'épaisseur est comprise entre 0,15mm et 0,36mm, de préférence entre 0,15mm et 0,3mm,de préférence entre 0,2mm et 0,3mm; cette ou ces feuille(s) comprenant un renfort permettant de limiter selon l'épaisseur et les caractéristiques du matériau choisis, la profondeur de la déformation sous la pression d'une main, a une valeur comprise entre 0,5 et 22mm, de préférence entre 0,5 et 12mm et de préférence entre 0,5 et 9mm. L'épaisseur de l'emballage peut être réduite de façon significative, c'est-à-dire, de 10% ou plus, à savoir jusqu'à 65%. De préférence, le renfort est constitué de raidisseurs réalisés sous forme de déformations 25 pratiquées sur la feuille plastique. Avec des structures de raidisseurs en X réalisée dans la zone de main et un matériau tel que l'APET, l'épaisseur de l'emballage peut être réduite à 1,5mm. 30 Avec des raidisseurs diagonaux (inclinaison à 45°) sur toute la surface de l'emballage et le matériau APET, l'épaisseur de l'emballage peut être réduite à 0,2mm. Le renfort peut se présenter également sous 35 forme d'un ou plusieurs éléments plastiques Ref : 0275-RoskoOl rajoutés fixés de manière solidaire à la feuille plastique. Avec un insert solidaire de l'emballage, un matériau tel que l'APET, l'épaisseur peut être 5 réduite à0,18mm. Un autre objet de la présente invention concerne un procédé de fabrication d'un emballage principalement caractérisé en ce qu'il consiste à . 10 - réaliser des lignes de pliage sur une feuille plastique par thermoformage ou pressage à courant haute fréquence, réaliser des points de fixation pour mettre en place une cordelette de transport, 15 réaliser des découpes et des lignes de pliage de manière à obtenir des éléments qui se rabattent et se bloquent dans une partie supérieure et/ou dans une partie inférieure de la feuille, 20 - réaliser le renfort, - plier et fixer les bordures latérales de la feuille par collage ou thermoformage ou pressage par courant haute fréquence, - fermer la partie inférieure en repliant 25 les éléments rabattables. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront clairement à la lecture de la description qui est faite ci- 30 après et qui est donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif et en regard des figures sur lesquelles Réf : 02 75-R os ko 01 10 15 - -la figure 1, représente le schéma d'une feuille plastique et des pliages permettant de former un emballage de façon connue ; - la figure 2, représente un emballage représenté de façon schématique indiquant la zone de pression d'une main et le point fixe pris pour les mesures, - la figure 3, représente un graphique illustrant les courbes de variation des déformations en fonction de l'épaisseur pour différents matériaux, les figures 4 à 11, représentent respectivement des schémas de modélisation d'emballages selon différents exemples, - la figure 12 représente un graphique illustrant les courbes Cl à C9 correspondant à chaque exemple des 20 figures 4 à 11. De façon pratique, l'emballage constitue une fois terminé un réceptacle prismatique tels que schématisé sur les figures 2, 4 à 11. 25 Le réceptacle peut être formé d'une ou plusieurs parties solidaires, deux parties par exemple s'emboitant et éventuellement collées par une colle ou thermocollées ou fixées par pressage au moyen d'un courant haute fréquence. 30 Généralement une seule feuille plastique est utilisée pour réaliser un emballage formant un réceptacle en une seule partie et deux feuilles pour des emballages formés de deux parties. Ref : 0275-RoskoOl L'emballage est obtenu à partir d'une feuille de plastique 1 illustrée sur la figure 1 de la manière suivante : on réalise des lignes de pliage 10 sur la feuille plastique par thermoformage ou pressage à courant haute fréquence. On prévoit également de mettre en place une cordelette de transport 11. Pour cela on réalise des points de fixation 12 pour la cordelette. On réalise des découpes 13 et des lignes de pliage 11 de manière à obtenir des éléments qui se rabattent et se bloquent dans une partie supérieure S et dans une partie inférieure I de la feuille 1 afin de former le réceptacle. Dans le cas d'un réceptacle en deux parties, les éléments se rabattant sont formés dans la partie supérieure de la feuille da la partie haute de l'emballage et la partie inférieure de la feuille de la partie basse de l'emballage. On réalise ensuite le renfort de la manière précisée dans les différents exemples relatifs aux figures 4 à 11. On plie et on fixe les bordures latérales 14, 15, 16 de la feuille par collage ou thermoformage ou pressage par courant haute fréquence. On ferme la partie inférieure I en repliant les éléments rabattables 16 et 17. Pour réaliser un réceptacle en deux parties prismatiques, on réalise deux parties complémentaires s'emboîtant partiellement. Chaque partie est formée à partir d'une seule feuille après pliage selon des lignes de pliage et fixation comme décrit ci-dessus. Un exemple est illustré sur les figures 4 et 5. Réf : 02 75-R os ko 01 Exemples . Différents exemples illustrant le renfort sur l'emballage, ont été modélisés. Ces exemples sont illustrés sur les schémas des f igures 4 à 11. Selon un première mode de réalisation, le renfort est constitué de raidisseurs se présentant sous forme de déformations pratiquées sur la feuille plastique utilisée pour obtenir l'emballage. Les raidisseurs peuvent être disposés sur t oute la surface de la feuille. De préférence ces raidisseurs sont réalisés sur une partie correspondant à des zones de pression pour une main. Ces zones correspondent aux zones centrales de chaque face du réceptacle prismatique. Dans l'exemple d'un emballage constitué de deux réceptacles s'emboitant, les raidisseurs sont disposés sur chaque face d'au moins une partie prismatique au niveau de la zone d 'emboîtement des deux parties. Dans ce cas, plusieurs variantes peuvent être mises en oeuvre. Selon ces différentes 7 variantes, les raidisseurs la forme de cannelures verticales ou en diagonale se présentent sous horizontales ou ou en croix simple ou multiples, ou sous forme de cannelures formant un quadrillage ou sous forme de relief en damier type matelassé, ou sous forme de relief de type forme de relief à des caractères d'imprimerie. Ref : 0275-RoskoOl martelage ou poinçon ou sous correspondant à une image et ou Certaines variantes sont illustrées à titre d'exemple et ont fait l'objet d'une modélisation comme cela est décrit à propos de figures 4 à 10. Les raidisseurs sont pratiqués sur la feuille plastique par thermoformage ou par formage à partir de courant haute fréquence Dans un deuxième mode de réalisation, le renfort est constitué d'un insert fixé à la paroi interne du réceptacle. Il s'agit d'un ou plusieurs éléments plastiques rajoutés fixés à la feuille. Ces inserts peuvent être collés par toute technique, colle, thermocollage ou pressage par courant haute fréquence. Un exemple est illustré sur la figure 11. Modélisation Des calculs de modélisation ont été faits afin de valider les résultats concernant les effets d'un effort sur un emballage de référence en fonction de l'épaisseur et du matériau. Dans les hypothèses de calcul on a pris comme exemple, un modèle correspondant à un réceptacle standard de dimensions 323x87x87mm. On a pris comme hypothèse de positionnement de la main, deux zones de 465mm2 et 586mm2 chacune situées sur deux faces opposées comme illustré par la figure 2. L'effort exercé par la main est une donnée que l'on s'est fixé au départ. Cette donnée correspond à un effort étalon de 2x150g soit Réf : 02 75-R os ko 01 15 environ 1,5N de pression sur chaque zone E hachurée sur la figure 2. La zone F présentant un quadrillage symbolise un point fixe de la structure utilisée pour ne pas contraindre l'ensemble du modèle. On désigne classiquement par � main � la raideur du matériau ressentie par un utilisateur sous l'effet de la pression qu'il exerce en saisissant l'emballage comme l'illustre le schémas de la figure 2. Les caractéristiques des différents matériaux prises pour les calculs de modélisation ont été reportées dans le tableau suivant . Matériau Densité Module Coeffici Limites (kg/m3) d'Young ent de élastiques MPa Poisson MPa APET 1335 2060 0,38 50 PVC 1350 3000 0,39 42 Acier 7800 200000 0,3 500 Carton 900 3000 0,35 25 Ref : 0275-RoskoOl 5 Les déformations maximales en fonction de l'épaisseur en mm, pour ces mêmes matériaux sont données dans le tableau suivant . Epaisseur APET PVC Acier Carton (mm) 0,05 51 0,1 6,5 0,2 75 50 0,8 52 0,3 22 15 0,2 15,5 0,4 9,2 6,3 6,5 0,5 4,8 3,2 3,3 0,8 1,2 0,8 0,8 1 0,6 0,4 0,4 Ce tableau permet de montrer que pour l'effort pris comme étalon (référence), les Le graphique de la figure 3 permet de 15 montrer que pour tous ces matériaux, il y a une zone pour laquelle � la main � est idéale. Cette valeur est fonction du module d'Young du matériau, du coefficient de Poisson et de l'épaisseur. Cette zone de main idéale 20 correspond à des déformations comprises entre 8mm et 10mm et à des épaisseurs de matériau Réf : 02 75-R os ko 01 déformations sont de 9,2 pour 10 pour le PVC dans la cas l' APET et de 6,3 d'une feuille d'épaisseur 0,4mm soit l'épaisseur utilisée pour les emballages de l'état de la technique (standard actuel). supérieures ou égales à 0,33mm pour le PVC ou supérieure ou égale à 0,38mm pour l'APET. On peut voir que, pour la raideur c'est-à-dire la � la main �, le PVC et l'APET se comportent de la même façon. L'APET requiert un peu plus d'épaisseur pour obtenir la même main et bien sûr, l'acier requiert beaucoup moins d 'épaisseur. Les modèles illustrés par les schémas des figures 4 à 11 permettent de valider les différents choix possibles pour réaliser le renfort permettant de résoudre le problème posé c'est-à-dire la diminution de l'épaisseur tout en conservant une raideur suffisante � main idéale �. Le graphique de la figure 12 représente les courbes de déformations obtenues en fonction de l'épaisseur pour ces différents exemples d 'emballage dans le cas où le matériau est de l'APET. La courbe Cl illustre les déformations du matériau en fonction de l'épaisseur pour un emballage sans renfort. Pour une épaisseur inférieure à 0,38mm le matériau devient trop souple. L'épaisseur peut être diminuée jusqu'à 0,4mm. Cette courbe correspond au schéma d 'emballage de la figure 2. La courbe C2 illustre les déformations pour un emballage en deux parties lisses. Les deux parties complémentaires se recouvrent sur une zone de recouvrement R de 40mm au niveau de la zone de la main. A cet endroit l'épaisseur est par conséquent doublée. Le renfort est constitué par les parties emboîtées. L'épaisseur étudiée est de 0,2mm à Imm. Avec Ref : 0275-RoskoOl cette solution l'épaisseur de l'emballage peut être réduite à 0,2mm. Cette courbe correspond au schéma d'emballage de la figure 4 La courbe C3 illustre les déformations pour un emballage en deux parties cannelées dans la zone de recouvrement R. Cette zone est de 40mm, les cannelures permettent un bon maintien des deux parties. Ces cannelures constituent des raidisseurs qui permettent d'augmenter la raideur du matériau par rapport à l'exemple précédent. Les épaisseurs étudiées vont de 0,lmm à 0,3mm. Avec cette solution l'épaisseur peut être diminuée jusqu'à 0,125mm. Cette courbe correspond au schéma d'emballage de la figure 5. La courbe C4 illustre les déformations pour un emballage muni de raidisseurs sur toute sa surface. Les raidisseurs sont horizontaux, ils forment des cannelures de 3mm de large, de 3mm d'espacement et de lmm de profondeur. Les épaisseurs étudiées vont de 0,lmm à 0,3mm. Cette courbe correspond au schéma d'emballage de la figure 6. L'épaisseur de l'emballage devra être supérieure à 0,15mm et de préférence égale à 0,2mm avec cette solution. La courbe C5 illustre les déformations pour un emballage muni de raidisseurs sur toute sa surface, se présentant sous forme de cannelures de dimensions similaires à celles de l'exemple précédent mais verticaux. Les épaisseurs étudiées vont de 0,3mm à 0,8mm. Cette courbe correspond au schéma d'emballage de la figure 7. Réf : 02 75-R os ko 01 Cet exemple donne des résultats à peine meilleurs que ceux d'un emballage sans renfort car en effet, l'épaisseur pourra être diminuée jusqu'à 0,38mm avec cette solution. La courbe C6 illustre les déformations pour un emballage muni de raidisseurs sur toute sa surface sous forme de cannelures en diagonales à 45°, de largeur 3mm, d'espacement 3mm et de profondeur Imm. Cette courbe correspond au schéma d'emballage de la figure 8. Les résultats obtenus permettent de montrer que l'épaisseur peut être diminuée jusqu'à 0, 20mm. La courbe C7 illustre les déformations pour un emballage muni de raidisseurs sous forme de cannelures en X simples réalisés dans la zone de main M sur une hauteur de 10cm. Les raidisseurs forment des cannelures de 5mm de large espacés de 2mm et de profondeur de Imm. Les épaisseurs étudiées vont de 0,lmm à 0,4mm. Cette courbe correspond au schéma d'emballage de la figure 9. Avec cette solution l'épaisseur peut être diminuée jusqu'à 0,12mm. La courbe C8 illustre les déformations pour un emballage muni de raidisseurs sous forme de cannelures en X complémentaires réalisés dans la zone de main M sur une hauteur de 12cm. Les raidisseurs forment des cannelures de 5mm de large espacés de 2mm et de profondeur de Imm. Cette courbe correspond au schéma d'emballage de la figure 10. Les épaisseurs étudiées vont de 0,lmm à 0,4mm. Avec cette solution, l'épaisseur peut être diminuée jusqu'à 0,lmm. Ref : 0275-RoskoOl 20 La courbe C9 illustre les déformations pour un emballage muni d'éléments rajoutés tel qu'un insert 20. L'insert 20 mesure environ 15cm et est en contact sur les coins et le milieu de chaque face de l'emballage. Cette courbe correspond au schéma d'emballage de la figure 11. Les épaisseurs étudiées vont de 0,1 à 0,4mm. Avec cette solution, l'épaisseur peut être diminuée jusqu'à 0,18mm. Le meilleur ratio amélioration de la main c'est-à-dire de la raideur et diminution de l'épaisseur c'est-à-dire diminution de la quantité de matière, est obtenue avec les exemples illustrés sur les figures 5 et 10. Les exemples des figures 9 et 11 présentent également un très bon ratio et ont l'avantage de ne pas présenter de complexité à la fabrication. Réf : 02 75-R os ko 01 REVENDICATIONS. 1. Emballage pliant pour la présentation et le transport de bouteilles ou autres produits, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un réceptacle prismatique en une ou plusieurs partie, chaque partie étant formée à partir d'une feuille en plastique semi rigide dont l'épaisseur est comprise entre 0,15mm et 0,36mm, de préférence entre 0,15mm et 0,3mm, de préférence entre 0,2mm et 0,3mm; cette ou ces feuille(s) comprenant un renfort permettant de limiter selon l'épaisseur et les caractéristiques du matériau choisi, la profondeur de la déformation sous la pression d'une main, a une valeur comprise entre 0,5 et 22mm, de préférence entre 0,5 et 12mm et de préférence entre 0,5 et 9mm. 2. Emballage selon l'une quelconque des revendications 1, caractérisé en ce que le renfort est constitué de raidisseurs réalisés sous forme de déformations pratiquées sur la feuille de plastique. 3. Emballage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les raidisseurs sont disposés sur toute la surface de la feuille et de préférence sur une partie correspondant à une zone de pression pour une main. 4. Emballage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les raidisseurs sont disposés dans une zone centrale de chaque face Ref : 0275-RoskoOl du réceptacle prismatique obtenu après pliage de la feuille plastique. 5. Emballage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le réceptacle comprend deux parties prismatiques complémentaires s'emboîtant partiellement, chaque partie étant formée à partir d'une seule feuille après pliage selon des lignes de pliage et fixation, et en ce que les raidisseurs sont disposés sur chaque face d'au moins une partie prismatique, dans la zone d'emboîtement des deux parties. 6. Emballage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les raidisseurs se présentent sous la forme de cannelures horizontales ou verticales ou en diagonale ou en croix simple ou multiples, ou sous forme de cannelures formant un quadrillage ou sous forme de relief en damier type matelassé, ou sous forme de relief de type martelage ou poinçon ou sous forme de relief correspondant à une image et ou à des caractères d'imprimerie. 7. Emballage selon l'une quelconque des revendications 1, caractérisé en ce que le renfort se présente sous forme d'un ou plusieurs éléments plastiques rajoutés fixés à la feuille. 8. Emballage selon la revendication 7, caractérisé en ce que le renfort est constitué Réf : 02 75-R os ko 01d'un insert fixé à la paroi interne du réceptacle. 9. Procédé de fabrication d'un emballage 5 selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisé en ce qu'il consiste à . - réaliser des lignes de pliage sur une feuille plastique par thermoformage ou pressage à courant haute fréquence, 10 réaliser des points de fixation pour mettre en place une cordelette de transport, réaliser des découpes et des lignes de pliage de manière à obtenir des éléments qui se rabattent et se bloquent dans une partie 15 supérieure et/ou dans une partie inférieure de la feuille, - réaliser le renfort, - plier et fixer les bordures latérales de la feuille par collage ou thermoformage ou 20 pressage par courant haute fréquence, - fermer la partie inférieure en repliant les éléments rabattables. 10. Procédé de fabrication d'un emballage 25 selon les revendications 2 et 9, caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser les raidisseurs par thermoformage ou par formage à partir de courant haute fréquence. Ref : 0275-RoskoOl