Brevet FR2949442A1 — publié le 20110304

-1- La présente invention concerne un élément d'emballage en polypropylène pouvant faire partie d'un bouchon ou d'un emballage formant cartouche de graisse, comportant un opercule arrachable à l'aide d'un anneau d'arrachage. Des cartouches de graisse comportant un opercule arrachable à l'aide d'un anneau d'arrachage sont décrites dans le brevet EP 1 257 475. De même, des bouchons comportant des opercules arrachables par anneau d'arrachage tels que des bouchons verseur avec fermeture à charnière sont fréquemment utilisés dans l'industrie agroalimentaire pour fermer des bouteilles d'huile ou de sirop. De tels emballages sont classiquement réalisés en polyéthylène. En effet, le polyéthylène est un matériau présentant une bonne résistance au froid. Cependant, ce type de matériau présente comme inconvénient de se déformer lors d'une augmentation de température. Or il est fréquent que des procédés mettent en oeuvre une étape de chauffage ou possèdent une cadence élevée résultant en une telle hausse de température. Par exemple, dans le cas du procédé de fabrication de cartouches de graisse, l'étape de remplissage de la cartouche s'effectue par introduction de la graisse chauffée dans le corps de la cartouche. Lorsque le corps de la cartouche est en polyéthylène, la hausse de température résultant de l'introduction de la graisse chauffée a pour effet un ramollissement de la cartouche et l'application de la moindre pression sur celui-ci, par exemple par les pinces d'une machine, doit être particulièrement contrôlée. II a donc été envisagé de fabriquer des emballages en polypropylène. Toutefois, le polypropylène présente une faible résistance au froid. En outre, la réalisation d'opercules arrachable à l'aide d'un anneau d'arrachage venu de matière avec l'opercule s'est avérée particulièrement difficile. En effet, les efforts d'arrachage lorsqu'on utilise du polypropylène sont bien supérieurs à ceux nécessités lorsqu'on utilise du polyéthylène. En particulier, il a été relevé que d'une part l'anneau cassait fréquemment lors de l'opération d'arrachage, et d'autre part, l'ouverture réalisée par arrachage de l'opercule ne présentait pas un bord franc mais irrégulier. Les inventeurs ont permis de mettre en évidence que l'utilisation d'un certain type de polymère de propylène permettait de résoudre les problèmes exposés ci-dessus. En effet, l'utilisation de polymère de propylène [3-nucléé permet non seulement d'améliorer notablement les caractéristiques mécaniques du matériau mais également de réaliser des opercules avec anneau d'arrachage venu de matière avec l'opercule, dont l'anneau ne casse pas lors de l'arrachage et dont le bord de l'ouverture créée après arrachage est franc. L'invention concerne donc un élément d'emballage comprenant une partie fixe et un opercule venu de matière avec la partie fixe et relié à cette partie fixe par une ligne de 2949442 -2- déchirement, l'opercule étant arrachable à l'aide d'un anneau d'arrachage, venu de matière avec l'opercule, caractérisée en ce qu'il est en matériau comportant au moins un polymère de propylène [3-nucléé. Par � opercule �, on vise une pellicule obturant une ouverture. L'opercule peut avoir 5 différentes fonctions telles que la fermeture d'un contenant ou assurer la fraîcheur du produit contenu dans le contenant. A la différence d'un bouchon, un opercule n'est pas repositionnable. Par conséquent, la simple vue d'un opercule non arraché permet de garantir l'inviolabilité d'une ouverture. Par � polymère de propylène [3-nucléé �, on vise un polymère de propylène 10 comportant une teneur accrue en cristaux R (hexagonaux ou pseudo-hexagonaux). En effet, il est possible d'orienter la cristallisation du polypropylène par adjonction d'agent de nucléation R comme cela est décrit dans le brevet EP 0 177 961 ou la demande internationale WO 2008/074494. Par � teneur accrue �, on vise plus particulièrement une teneur en cristaux R d'au moins 25%, préférentiellement d'au moins 50%, plus 15 préférentiellement d'au moins 80%. Le polymère de propylène [3-nucléé est avantageusement un copolymère propylène [3-nucléé comportant de l'éthylène. Selon un premier mode de réalisation, le copolymère de propylène [3-nucléé est un copolymère statistique comportant de 1 à 15% d'éthylène, de préférence 5 à 10%. 20 Avantageusement, le copolymère statistique a un indice de fluidité de l'ordre de 15 à 30 g/min à 230°C/2,16 kg. Selon un second mode de réalisation, le copolymère de propylène [3-nucléé est un copolymère hétérophasique de propylène. Un copolymère hétérophasique est un copolymère comportant une matrice et une phase dispersée. La matrice du copolymère 25 hétérophasique de propylène visé par l'invention est constituée préférentiellement par un homopolymère de propylène ou par un copolymère de propylène et d'éthylène. La phase dispersée est avantageusement un copolymère élastomère comportant de l'éthylène, de préférence un caoutchouc éthylène/propylène. De préférence, le copolymère hétérophasique comporte plus de 50% en poids de propylène, préférentiellement plus de 30 60% en poids. Plus particulièrement, le copolymère hétérophasique a un indice de fluidité de l'ordre de 5 à 20 g/min à 230°C/2,16 kg. Le polymère de propylène peut être préparée par catalyse Ziegler Natta et préférentiellement par catalyse métallocène. Avantageusement, le matériau comporte en outre un agent de nucléation [3, un 35 agent antistatique, un additif, un anti-oxydant, un agent stabilisant et/ou un colorant. 2949442 -3- Les éléments d'emballage selon l'invention sont avantageusement fabriqués par moulage par injection. A titre d'exemple de matériau visé par l'invention, les copolymères BorsoftîM SG220MO ou BE961MO, commercialisés par la société Boréalis AG (Vienne, Austriche), 5 sont particulièrement indiqués pour la fabrication d'élément d'emballage selon l'invention. L'invention vise plus particulièrement un emballage formant cartouche de graisse et un bouchon. L'emballage formant cartouche de graisse comporte plus particulièrement un corps de forme générale cylindrique comprenant un élément d'emballage selon l'invention, la 10 partie fixe de l'élément d'emballage constituant le corps de l'emballage. Avantageusement, l'intégralité de l'emballage est en matériau polymère de propylène [3-nucléé. En effet, ce type de matériau permettant un démoulage plus facile et plus rapide, il est possible de réduire l'angle de dépouille du corps de l'emballage, nécessaire au démoulage. 15 Le bouchon visée par l'invention comporte une embase destinées à être rapportée sur un emballage et un couvercle articulé sur l'embase, cette embase comportant un goulot, ledit goulot comportant un élément d'emballage selon l'invention, la partie fixe de l'élément d'emballage constituant le goulot et la ligne de déchirement étant située sur la surface interne du goulot. 20 Avantageusement, l'intégralité du bouchon est en matériau polymère de propylène [3-nucléé. En effet, ce type de matériau étant plus résistant au choc, il est possible d'éliminer de la structure du bouchon, toute nervure destinée à rigidifier les parois de ce dernier. De plus, l'utilisation de polymère de propylène [3-nucléé pour la réalisation d'une charnière à trois points formant l'articulation entre le couvercle et l'embase est 25 particulièrement avantageuse : il est non seulement possible de diminuer la taille de cette charnière et donc de la rendre plus discrète, mais également d'obtenir une charnière dont le franchissement du point dur correspondant au franchissement de l'alignement est plus marqué. En particulier, une telle charnière ne peut être réalisée en polyéthylène. Avantageusement, le matériau sera transparent. Le choix du caractère transparent 30 du matériau permet de contrôler que l'opercule n'a pas été ouvert, alors même que le couvercle du bouchon est fermé. On notera en particulier que bien que le bouchon soit réalisé dans un matériau unique, le choix du matériau polymère de propylène [3-nucléé permet toutefois d'assurer les fonctions suivantes : - garantir l'inviolabilité du contenant grâce à l'opercule, 35 - ouverture du couvercle par une charnière, - visualisation de l'inviolabilité grâce à la transparence du matériau, et 2949442 -4- - bouchage. Usuellement, lorsque toutes ces fonctions sont réunis dans un bouchon, celles-ci sont assurées par au moins deux matériaux différents. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée 5 uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins dans lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale selon la ligne A-A de la figure 2 d'un emballage formant cartouche de graisse selon l'invention, - la figure 2 est une vue du dessus de l'emballage de la figure 1, - la figure 3 est une vue en perspective du dessus de l'emballage de 10 la figure 1, - la figure 4 est une vue de face du bouchon comportant un goulot avec opercule arrachable, - la figure 5 est une vue en coupe selon la ligne B-B de la figure 4. On a représenté sur les figures 1 à 3 un emballage formant cartouche de graisse 1 15 comportant un corps 2 de forme générale cylindrique circulaire et d'axe X et un élément d'extrémité d'obturation 3, appelé opercule, en forme générale de cuvette, venu de matière avec le corps 2. Cet opercule 3 présente un bord latéral 4 qui est relié au corps 2 par une ligne pré-découpée 5, appelée ligne de déchirement. L'opercule 3 comporte un fond étagé 6 et un anneau d'arrachage 7, venu de matière avec l'opercule 3. L'anneau 20 d'arrachage comporte deux branches 8, 9 sensiblement rectiligne, reliées au bord latéral 4. Les deux zones de jonctions des deux branches 8, 9 avec le bord latéral 4 de l'opercule sont espacé angulairement autour de l'axe X. Par ailleurs, les branches 8, 9 forment entre elles un angle a de l'ordre de 50 à 90°. On a représenté sur les figures 4 et 5, un bouchon 20 comportant une embase 21 25 destinée à être rapportée sur un emballage et un couvercle 22 articulé sur cette embase. L'embase 21 comporte un goulot 23 comprenant un bec verseur 24 et un opercule 25 venu de matière avec le goulot 23. Cet opercule 25 est relié à la surface interne du goulot 23 par une ligne pré-découpée 26, appelée ligne de déchirement. L'opercule 25 est de forme légèrement bombée et comporte un anneau d'arrachage 27, venu de matière 30 avec l'opercule 25. L'anneau d'arrachage comporte deux branches 28, 29 de direction approximativement orthogonale à un plan parallèle à la ligne de déchirement. Enfin, le goulot 23 est muni sur sa surface interne d'un bourrelet annulaire d'étanchéité 30. Le couvercle 22 comporte une jupe externe de masquage 31 et une jupe interne d'obturation 32, destinée à coopérer avec le bourrelet annulaire d'étanchéité 30. 35 Le couvercle 22 est reliée à l'embase 21 par une charnière à trois points 33. Cette charnière 33 comporte un point fixe central 34 reliant le couvercle 22 avec l'embase 21 2949442 -5- intercalé entre deux points mobiles matérialisés par des languettes 35, 36 reliant le couvercle 22 avec l'embase 21. Le passage entre les états ouvert et fermé du couvercle 22 est marqué par un franchissement de point dur correspondant à un franchissement d'alignement. 5 Exemple : Procédé de fabrication d'une pièce selon l'invention La pièce est fabriquée à l'aide de la technique d'injection plastique. Pour cela, on utilise une presse à injecter avec une capacité et un profil de vis de 10 plastification adaptés ainsi qu'un moule spécialement dédié à la forme de la pièce. Ce moule comporte différentes parties moulantes assemblées les unes au autres par des plaques porte-empreintes dont les mouvements sont coordonnés par une cinématique de démoulage adapté. La pièce est réalisée en polypropylène [3-nucléé tel que le copolymère BorsoftTM 15 SG220MO commercialisé chez Boréalis (Vienne, Autriche). Les caractéristiques physiques de ce copolymère statistiques sont les suivantes : Propriété Valeur caractéristique Méthodologie utilisée Densité 900 kg/m3 ISO 1183 Indice de fluidité (230 °C/2,16 kg) 25 g/10min ISO 1133 Module en traction (1 mm/min) 600 MPa ISO 527-2 Allongement à la rupture par 14% ISO 527-2 traction (50 mm/min) Contrainte de rupture à la traction 20 MPa ISO 527-2 (50 mm/min) Température de fléchissement 63 °C ISO 75-2 sous charge (HDT) (0,45 MPa) Résistance aux chocs Charpy, 12 kJ/m2 ISO 179/1eA éprouvettes entaillées (23 °C) Résistance aux chocs Charpy, 5 kJ/m2 ISO 179/1eA éprouvettes entaillée (0 °C) Dureté, Shore A 98 ISO 868 Dureté, Shore D 62 ISO 868 Température de coulée : 210-250°C Température du moule : 15-50°C Ce polymère, livré sous forme de granulés, est mélangé au mélange maître (� master bactch �) comportant les colorant et additif éventuels. La presse est ensuite 20 2949442 -6- alimenté par ce mélange. Les granulés de ce mélange sont ensuite portés à leur point de ramollissement tout en contrôlant la fluidité du mélange avant injection. Une fois la dose de mélange prête et homogène, celle-ci est injectée dans les empreintes du moule tout en maintenant la matière à la bonne viscosité afin de garantir une rhéologie de remplissage 5 empreinte par empreinte parfaitement équilibrée. C'est ensuite le moule et les profils / formes des éléments moulant qui confère à la pièce ses formes et caractéristiques. Les cotes du moule anticipent le phénomène de retrait propre à la matière pour assurer les dimensions et caractéristiques finales. En particulier, le profil idéal à l'équilibre de l'opercule arrachable résulte d'un compromis 10 entre l'effort de déchirage (effort d'ouverture mesuré sur colonne motorisée et dynamomètre), le confort d'ouverture (pic d'effort étalé), la pression d'injection réduite pour limiter les contraintes interne moule ( 1500 bar en polyéthylène). Après injection et refroidissement du polymère, la pièce est démoulée. REVENDICATIONS1. Elément d'emballage comprenant une partie fixe (2, 23) et un opercule (3, 25) venu de matière avec la partie fixe (2, 23) et relié à cette partie fixe (2, 23) par une ligne de déchirement (5, 26), l'opercule (3, 25) étant arrachable à l'aide d'un anneau d'arrachage (7, 27), venu de matière avec l'opercule (3, 25), caractérisée en ce qu'il est en matériau comportant au moins un polymère de polypropylène 13-nucléé. 2. Elément d'emballage selon la revendication 1, dans lequel le polymère de polypropylène (3-nucléé est un copolymère polypropylène (3-nucléé comportant de 10 l'éthylène. 3. Elément d'emballage selon la revendication 2, dans lequel le copolymère 13-nucléé est un copolymère statistique comportant de 1 à 15% d'éthylène. 4. Elément d'emballage selon la revendication 2, dans lequel le copolymère 13-nucléé est un copolymère de polypropylène hétérophasique. 15 5. Elément d'emballage selon la revendication 4, dans lequel le copolymère hétérophasique comporte une matrice de polypropylène et un copolymère élastomère comportant de l'éthylène. 6. Elément d'emballage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le polymère de polypropylène est préparée par catalyse métallocène. 20 7. Elément d'emballage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la composition comporte en outre un agent de nucléation j3, un agent antistatique, un additif, un anti-oxydant, un agent stabilisant et/ou un colorant. 8. Emballage formant cartouche de graisse (1) comportant un corps (2) de forme générale cylindrique caractérisé en ce qu'il comprend un élément d'emballage 25 selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, la partie fixe de l'élément d'emballage constituant le corps (2) de l'emballage. 9. Bouchon (20) comportant une embase (21) destinée à être rapportée sur un emballage et un couvercle (22) articulé sur l'embase (21), cette embase (21) comportant un goulot (23) caractérisé en ce qu'il comporte un élément 30 d'emballage selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, la partie fixe de l'élément d'emballage constituant le goulot (23) et la ligne de déchirement (26) étant située sur la surface interne du goulot (23). 10. Elément d'emballage selon la revendication 9, dans lequel le matériau est transparent.