Brevet FR2974791A1 — publié le 20121109

ENVELOPPE ISOTHERME SOUPLE L'invention concerne le domaine des emballages isothermes, qui sont des emballages aptes à conserver à une température constante leur contenu pendant un temps déterminé. Notamment, l'invention concerne les emballages isothermes réfrigérants dans lesquels un gel eutectique refroidissant est inséré avec des échantillons de produits sensibles à la température ou thermosensibles, à conserver à température constante dans l'emballage. Les emballages isothermes sont généralement en polystyrène et sont rigides et incompressibles. En effet, il est peu souhaitable que l'épaisseur ou la dimension d'un emballage isotherme puisse varier sous l'effet de contraintes extérieures, car la diminution de cette épaisseur ou pincement diminue a priori l'isolation thermique en diminuant l'épaisseur des parois isolantes et dégrade les performances de conservation au frais ou au froid des produits contenus dans de tels emballages. Cependant, les emballages rigides occupent une place fixe pour leur contenu et ne permettent pas d'optimiser au mieux l'encombrement des tels emballages. De plus les emballages en polystyrène sont difficilement recyclables. Il est ainsi souhaitable dans l'art antérieur d'envisager des emballages souples isothermes réalisés à partir d'éléments écologiques. Des enveloppes isothermes en polyéthylène utilisant un matelassage en laine d'un matériau naturel sont alors des solutions alternatives envisageables. L'utilisation de polyéthylène, incompressible et plus facilement recyclable que le polystyrène et de matériaux écologiques isolants pour la chaleur comme la laine de coton est donc a priori possible dans l'art antérieur pour la réalisation d'emballages isothermes recyclables. En particulier, l'utilisation d'enveloppes de polyéthylène au format postal ou d'expédition, en couche d'une épaisseur de l'ordre de 40 à 150 microns, imparfaitement imperméable à l'eau, mais coextrudé ou mélangé avec du polyamide non soudable à chaud, afin de rendre le mélange ou PAE, soudable à chaud et imperméable est rencontré dans l'art antérieur, mais ce type de matériau est usuellement produit en feuille mince, dont l'isolation thermique est faible. De même, l'utilisation d'enveloppes de polyéthylène laminé avec du polyamide, c'est-à-dire apparaissant en une couche de polyéthylène d'une centaine de microns collée à une couche de polyamide d'une dizaine de microns sous forme d'un complexe ou PAPE, est très répandue mais également d'isolation thermique faible. Finalement, l'utilisation d'enveloppes postales ou d'expédition de polyéthylène coextrudé ou laminé, minces et souples et de matelas de laine de coton épais et souples insérés dans de telles enveloppes peut sembler une solution minimale pour la réalisation d'emballages isothermes souples. 2 Toutefois, ces enveloppes se révèlent en pratique de performances médiocres. En effet, le requérant a observé que l'épaisseur du matelassage de laine de coton diminue sur les bords d'une enveloppe postale contenant un tel matelassage, le matelassage étant pincé ou non jointoyé dans cette zone, par l'enveloppe postale. De plus, pour des enveloppes de l'art antérieur constituée d'une poche simple rectangulaire soudée sur trois bords, ouverte sur le dernier bord et refermable sur ce bord à l'aide d'un rabat adhésif, l'épaisseur de matériau isolant , au niveau du rabat adhésif, est celle du rabat de même épaisseur que la paroi de l'enveloppe et donc faiblement isolante. II en résulte un risque de pertes thermiques importantes lors de transports, si le contenu thermosensible disposé entre les matelas vient au contact du rabat, après glissement entre les matelas isolants. L'insertion d'une nouvelle enveloppe, éventuellement matelassée avec rabat adhésif, entre les matelas isolants d'une première enveloppe ne fait pas disparaître le problème identifié. En effet, pour des enveloppes gigognes, il est nécessaire d'aligner les ouvertures des enveloppes pour des questions d'accessibilité de la main d'un opérateur à l'intérieur de l'enveloppe la plus interne. Le problème mentionné reste donc inchangé, après glissement entre les différents matelas, le contenu de telles enveloppes gigognes peut se trouver séparé thermiquement de l'extérieur seulement par une ou plusieurs parois faiblement isolantes des rabats adhésifs et non par l'épaisseur totale du matelassage, rendant ce dernier inutile. Finalement, quel que soit le nombre d'enveloppes utilisées et quelle que soit l'épaisseur de matelassage isolant sélectionnée, un pont thermique potentiellement irréductible semble devoir exister au niveau des rabats et des ouvertures des enveloppes qui doivent être en pratique alignées pour accéder commodément à l'intérieur de ces enveloppes et garnir rapidement et manuellement l'intérieur de l'emballage de produits et de gel refroidissant. II apparaît donc que dans l'art antérieur, l'utilisation d'enveloppes souples à rabat adhésif pour la réalisation d'emballages isothermes, manipulables lors de transport ou d'envoi postal sans risque de pertes thermiques, pose un problème difficile. Ainsi, typiquement, un système à double enveloppe postale constitué d'une première enveloppe postale souple, qui est une poche simple dont une des parois est prolongée par un rabat adhésif, contenant deux nappes de matériau isolant pour la chaleur et compressible, comme des nappes de 40mm d'épaisseur en laine de coton , entre lesquelles est inséré une seconde enveloppe postale souple contenant un gel réfrigérant et un produit à conserver au frais, ne serait pas envisagé dans l'art antérieur comme une solution isotherme fiable, utilisable par voie postale, en dépit de sa simplicité, de son faible coût et de son impact écologique réduit par rapport aux emballages rigides plus encombrants. Dans ce contexte, l'invention est : Un emballage isotherme souple comprenant une première enveloppe souple et mince, munie d'une première ouverture refermable, comprenant un premier matelas isolant pour la chaleur, souple et s'étendant sur une première épaisseur, comprenant un second matelas isolant pour la chaleur, souple et s'étendant sur une seconde épaisseur, dans lequel le premier matelas est situé à l'intérieur de la première enveloppe, dans lequel le second matelas est situé à l'intérieur de la première enveloppe et disposé essentiellement parallèlement au premier matelas, caractérisé en ce qu'il comprend une seconde enveloppe souple et mince, munie d'une seconde ouverture refermable, la seconde enveloppe étant attachée à un cadre moins souple que cette seconde enveloppe, ledit cadre étant mince et bordant la surface de ladite seconde enveloppe, sur une première largeur, en ce que le cadre et la seconde enveloppe sont situés à l'intérieur de la première enveloppe, entre le premier et le second matelas, et en ce que ladite première largeur du cadre est au moins égale à ladite première épaisseur du premier matelas Et dans des variantes de l'invention : - la première épaisseur est égale à la seconde épaisseur - la seconde enveloppe munie de ladite seconde ouverture et ledit cadre sont réalisés à l'aide d'une première feuille souple et mince comprenant un premier bord et un second bord parallèle au premier bord, le premier bord de la dite première feuille étant replié sur cette première feuille et le second bord de la dite première feuille étant replié sur cette première feuille, la première feuille ainsi pliée étant soudée à une distance de ses bords égale à ladite première largeur du cadre et sur une seconde largeur de soudure, les parties du premier bord et du second bord intérieures audit cadre formant une fente ouvrant la seconde enveloppe - la seconde largeur de soudure est égale à ladite première largeur du cadre - la première feuille est en polyamide coextrudé avec du polyéthylène et la seconde feuille est en polyamide coextrudé avec du polyéthylène - la première feuille est en polyamide laminé avec du polyéthylène et la seconde feuille est en polyamide laminé avec du polyéthylène, et la première feuille et la seconde feuille sont superposées de façon que le polyéthylène de la première feuille soit en regard du polyéthylène de la seconde feuille - la première feuille est soudée à chaud sur la seconde feuille sur la largeur de soudure - la première enveloppe est refermable à l'aide d'un rabat adhésif bordant la surface de la première enveloppe au niveau de la première ouverture, ladite fente est refermable à l'aide d'un ruban adhésif disposé à l'intérieur de la seconde enveloppe au voisinage de la fente et recouvert d'un ruban de protection amovible dudit ruban adhésif, et le premier matelas et le second matelas sont en laine de coton 4 L'invention concerne aussi un procédé d'obtention d'un emballage isotherme souple comprenant les étapes suivantes : - insérer, dans une première enveloppe souple et mince, munie d'une première ouverture refermable, un premier matelas souple, isolant pour la chaleur et d'une première épaisseur - insérer, dans la première enveloppe, essentiellement parallèlement au premier matelas, un second matelas souple, isolant pour la chaleur et d'une seconde épaisseur supérieure ou égale à la première épaisseur, - insérer dans la première enveloppe , entre le premier et le second matelas, une seconde enveloppe munie d'une seconde ouverture refermable, cette seconde enveloppe étant attachée à un cadre qui est moins souple que ladite seconde enveloppe et qui borde cette seconde enveloppe sur une la largeur supérieure ou égale à la première épaisseur L'invention concerne encore une utilisation d'un emballage isotherme précédent dans laquelle on insère un produit thermosensible et un gel refroidissant dans ladite seconde enveloppe, par ladite première ouverture refermable et par ladite seconde ouverture refermable, puis on referme la seconde ouverture et on referme la première ouverture. L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description donnée ci-après et de la liste des figures donnée maintenant. Aux fins de la présente demande, on interprétera le terme « enveloppe » plutôt comme synonyme d'une enveloppe d'expédition ou postale, essentiellement plane Aux fins de la présente demande, on comprendra aussi les termes « bordant la surface d'une enveloppe » plutôt comme signifiant à la fois être au bord et s'étendre, en projection dans le plan de l'enveloppe, à partir de ce bord sur une certaine distance ou largeur ou largeur de bordure, vers l'extérieur de la surface de l'enveloppe, en l'entourant sur tous ses bords, à la manière d'un cadre qui entoure un tableau en le bordant, ou en la prolongeant sur un bord, à la manière d'un rabat qui borde une enveloppe pour la correspondance. Aux fins de la présente demande, on comprendra aussi le terme «matelas » plutôt comme signifiant une feuille épaisse et essentiellement plane en l'absence de contraintes. Liste des figures : La figure 1 représente une vue en coupe de l'emballage isotherme de l'invention dans le cas où il est réalisé à l'aide d'une première feuille souple pour la seconde enveloppe. Dans cette figure, une enveloppe 1 munie d'un rabat adhésif refermable contient un premier matelas de laine de coton 2 d'épaisseur « a » , un second matelas de laine de coton 3 parallèle au premier matelas, de même épaisseur « a ». Entre le premier et le second matelas, une enveloppe 4 constituée d'une feuille repliée sur elle-même selon un premier bord parallèle et un second bord parallèle est soudée à une distance « a » de ses bords et sur une largeur de soudure égale aussi à « a » pour former un cadre, la partie des premier et second bords non soudée constituant une fente au voisinage de laquelle un filet de colle adhésif 5 est déposé entre les 5 bords de la fente et un ruban de protection 6 recouvrant le filet de colle. L'épaisseur de la seconde enveloppe 4 est agrandie sur la figure, cette épaisseur étant normalement de l'ordre de l'épaisseur de la première enveloppe 1, elle-même faible devant la valeur de « a ». En référence à cette figure, l'invention est décrite pour un premier mode de réalisation dans lequel on utilise une première enveloppe postale (1) en polyéthylène coextrudé (PAE) ou laminé (PAPE) avec du polyamide, pour le rendre imperméable à l'eau. Cette première enveloppe comporte un rabat adhésif permettant de fermer sa première ouverture pour obtenir une poche fermée par ce rabat lorsque désiré. Dans cette première enveloppe, on dispose un premier matelas (2) isolant thermiquement ou pour la chaleur, de laine naturelle de coton d'épaisseur « a » et un second matelas (3) de laine de coton de même épaisseur. Il serait possible d'utiliser une épaisseur supérieure pour ce second matelas sans changer substantiellement le fonctionnement de l'invention. Les matelas sont sensiblement plans et parallèles entre eux dans la première enveloppe. Entre le premier et le second matelas, on insère en passant par la première ouverture une seconde enveloppe (4) à bords larges, réalisée dans un seul film de PAE ou de PAPE. A cette fin, on part d'un ruban de PAE ou de PAPE comprenant sur sa longueur, un premier bord et un second bord parallèles entre eux. A l'aide d'un premier triangle plieur ou d'un moyen de pliage du premier bord, on rabat le premier bord sur la première feuille et on forme un premier repli de la feuille sur elle-même, on rabat le second bord sur la première feuille et sur le premier repli et on forme un second repli de la feuille sur elle-même. De nombreuses variantes sont possibles pour le pliage du film aux fins d'obtenir une seconde enveloppe et un cadre solidaires et adaptés à l'invention, ainsi qu'une seconde ouverture pour la seconde enveloppe. D'une façon générale, toute opération de pliage et de soudure d'un film aboutissant au cadrage d'une enveloppe ouverte à une distance des bords du cadre égale ou supérieure à l'épaisseur du matelas le moins épais résout le problème identifié par le requérant. De ce point de vue, l'invention est dans son acception la plus générale, un moyen de cadrage de la seconde enveloppe par rapport au premier et au second matelas à une distance des bords des matelas comparable à l'épaisseur de ces matelas. Un moyen de cadrage désigne alors un moyen de maintenir la surface de la seconde enveloppe en projection dans un plan parallèle au plan des matelas à une certaine distance des bords de l'intersection des surfaces des matelas en projection dans ledit plan. Le cadre désigne alors la surface complémentaire à la surface de la seconde enveloppe dans la surface de la première enveloppe en projection dans ledit plan. Ce critère permet de déterminer sans difficulté excessive la forme du cadre et de la seconde enveloppe dans le cas d'un premier matelas et d'un second matelas de formes quelconque en contact selon un plan et situés dans une première enveloppe de forme quelconque. En effet, si on forme l'intersection des surfaces des matelas en projection dans le plan de contact pour toutes leurs positions possibles dans la première enveloppe, alors on obtient une surface d'intersection ou intersection ; de là, la seconde enveloppe peut être déterminée comme la surface intérieure à cette intersection et située à une distance du bord de cette intersection égale ou supérieure à l'épaisseur du matelas le moins épais et la surface du cadre peut être déterminée comme la surface complémentaire de la surface de la seconde enveloppe dans la projection de la surface de la première enveloppe dans le plan de contact. Dans le cas particulier décrit, les mouvements des matelas sont négligés et leurs formes sont supposées rectangulaires et de taille comparable aux dimensions de la première enveloppe. La seconde enveloppe et le cadre sont ainsi très simples à déterminer, l'intersection ci-dessus se résume ici à la surface de contact des matelas en l'absence de la seconde enveloppe et du cadre. Pour rendre l'exemple de l'invention parfaitement utilisable, il faut encore prévoir un moyen de fermeture de la seconde enveloppe, un moyen de fermeture de la première enveloppe et de préférence un moyen de déchirer la seconde enveloppe une fois arrivée à destination. Pour ce dernier moyen, une découpe en pointillé de la seconde enveloppe est facilement envisageable et est une technique connue de l'art antérieur. Quant aux moyens de fermeture des première et seconde enveloppes, tous les moyens de fermeture des bords d'une enveloppe connus de l'art antérieur sont envisageables et on citera notamment : adhésifs protégés par un ruban amovible , « Zip » ou glissière, fermeture dite « éclair », « grips » ou « scratch » et rabats adhésifs. Pour l'exemple décrit, on munit le second bord d'un filet de colle(5) pour le matériau utilisé et on protège ce filet par un ruban (6) du matériau utilisé mais en épaisseur très inférieure à celle de la feuille utilisée. Par exemple, si la feuille avant pliage est d'épaisseur de l'ordre de 150 microns, le ruban pourra être d'une épaisseur de 40 microns et il pourra dépasser de la surface de la première feuille par le second bord. Un tel ruban plus souple que la première feuille constitue un guidage intuitif pour la main d'un opérateur s'introduisant à l'aveugle entre les matelas de laine de coton pour chercher à introduire sa main contenant un produit thermosensible et du gel refroidissant à déposer à l'intérieur de la seconde enveloppe. II permet aussi d'ôter facilement la protection du filet de colle et obtenir le scellement de la seconde enveloppe par collage, en appuyant sur les parties de la seconde enveloppe en contact avec la colle. 7 Dans la configuration de ce premier mode de réalisation de l'invention, le rabat ou repli du premier bord puis du second bord muni du filet de colle protégé sur le premier bord déjà replié, permet d'obtenir après soudure des bords de la feuille munie de ses deux replis à une distance « a » de ses bords égale à l'épaisseur des matelas isolants, une seconde ouverture dans la seconde enveloppe, sous la forme d'une fente entre le premier et le second bord de la première feuille, dans leurs parties non soudées. De plus, on choisit une disposition où après pliage, le filet de colle et son ruban de protection, disposés sur le second bord et le second repli sont en contact avec le premier repli du premier bord au dessus du premier bord. II suffit pour refermer la fente d'enlever le ruban protecteur du filet de colle et presser sur les matelas pour écraser le filet de colle entre les deux replis, ce qui les colle les replis si la colle est choisie compatible avec le matériau de la second enveloppe, ici une colle pour le PAE ou le PAPE est adaptée. On dispose alors dans ce mode et à ce stade, d'une première enveloppe ouverte et refermable et d'une seconde enveloppe munie d'une fente et refermable, à l'intérieur de la première enveloppe. II est donc possible d'insérer manuellement un contenu thermosensible et un gel refroidissant, à partir de l'extérieur de la première enveloppe, puis de retirer le ruban de protection du filet de colle de la seconde enveloppe, de presser pour sceller ou coller la seconde enveloppe à l'aide du filet de colle activé, puis de refermer le rabat adhésif de la première enveloppe pour disposer d'un emballage isotherme souple du contenu de la seconde enveloppe. En effet, cet emballage présente pour le contenu de la seconde enveloppe, une épaisseur de matériau isolant qui est au minimum égale à « a » dans toutes les directions sauf dans la direction très mince de l'épaisseur de la seconde enveloppe. L'isolation thermique de l'emballage selon l'invention peut donc être aussi élevée que possible avec un matériau souple et compressible pour les matelas. Dans un second mode de l'invention, la feuille repliée selon l'invention peut être remplacée par une première feuille et une seconde feuille munie d'une fente et d'un moyen de fermeture de la fente , la seconde feuille étant superposée et soudée sur la première feuille à une première largeur à compter du bord de la première feuille et sur une largeur de soudure. Dans d'autres modes de l'invention, des matériaux isolants pour la chaleur différents peuvent être utilisés ou un moyen de fermeture comme une fermeture éclair ou un « zip » peuvent être utilisés pour fermer la seconde enveloppe. De même, un moyen de découpe en pointillé peut être réalisé sur la seconde enveloppe pour la déchirer plus facilement, comme déjà évoqué. II convient de noter que la largeur de soudure sur le cadre, n'est pas forcément égale à la première largeur dudit cadre. En effet, il est possible de souder partiellement ce cadre pour obtenir une rigidité variable de celui-ci, cette rigidité correspondant dans tous les cas à une souplesse du cadre moindre que celle de la seconde enveloppe, dans l'enseignement de l'invention. Ainsi, des soudures de largeur de soudure inférieures à la première largeur et réalisées tout le long de la seconde enveloppe et du cadre restent dans l'enseignement de 8 l'invention. Par exemple, la forme résultante est alors celle d'un « H » à deux barres horizontales dépassant des barres verticales du « H » pour une seconde enveloppe de forme rectangulaire. Pour obtenir l'invention, il suffit d'insérer deux matelas isolants de même épaisseur dans une enveloppe d'expédition refermable, insérer une seconde enveloppe munie d'une fente refermable entre les matelas, et souder l'enveloppe sur une bordure de largeur au moins égale à l'épaisseur d'un des matelas. Pour utiliser l'invention pour garder au frais un produit, il suffit d'insérer un produit thermosensible et un gel refroidissant dans ladite seconde enveloppe et de refermer les deux enveloppes. L'invention est susceptible d'application industrielle dans la réalisation de d'emballages isothermes.