Brevet FR2972958A1 — publié le 20120928

La présente invention concerne le domaine général de l'emballage ; elle concerne plus particulièrement un nouveau procédé pour la fabrication d'une barquette bi-composants, du type comprenant une enveloppe externe (par exemple en carton) doublée intérieurement par un film plastique, notamment pour un usage alimentaire. Certaines barquettes bi-composants se composent d'une enveloppe externe avec un doublage intérieur constitué par un film plastique permettant d'assurer l'étanchéité. De telles barquettes, décrites par exemple dans le document FR-2 826 937, ont l'intérêt d'être étanches et recyclables. Pour ce recyclage, il est important de pouvoir séparer aisément l'enveloppe externe et la doublure interne en matière plastique. Le document FR-2 826 937 préconise pour cela de solidariser les deux matériaux constitutifs de la barquette par quelques zones de collage convenablement réparties. Ce type de barquette est actuellement fabriqué au moyen d'une colle à prise rapide qui est appliquée sur la surface interne de l'enveloppe externe. Le film interne plastique doit alors être rapporté immédiatement sur cette surface encollée de l'enveloppe externe. Mais, malgré tout son intérêt, ce procédé de fabrication n'est pas totalement satisfaisant, et l'utilisation d'une telle colle à prise rapide entraine de nombreuses contraintes dans le procédé de fabrication. Cette colle oblige notamment à juxtaposer le poste d'encollage et celui de mise en place du film plastique, de manière à positionner rapidement ce film plastique dans l'enveloppe externe encollée. Or, ce poste d'encollage est souvent à l'origine d'une ambiance chargée en colle, qui est alors susceptible de contaminer le poste de mise en place du film plastique. La colle utilisée présente en outre l'inconvénient d'être particulièrement salissante pour les machines, obligeant des opérations de nettoyage et de maintenance fréquentes et diminuant ainsi les cadences d'assemblage. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients en proposant un nouveau procédé de fabrication de barquettes bi-composants, permettant de dissocier totalement l'étape d'encollage et l'opération de mise en place du film plastique dans l'enveloppe externe. Le procédé selon l'invention concerne ainsi une succession d'opérations pour la fabrication d'une barquette formée d'un élément de fond bordé par une ceinture de parois latérales, laquelle barquette se compose d'une enveloppe externe recouverte intérieurement par un film plastique étanche rapporté, les surfaces intérieures attenantes de ladite enveloppe externe et dudit film plastique interne étant solidarisées ensemble par un matériau adhésif réparti selon une ou plusieurs zones d'assemblage ; et lequel procédé est du type comprenant une opération de fourniture de l'enveloppe externe et du film plastique, suivie d'une opération de mise en place dudit film plastique étanche contre ladite surface intérieure de ladite enveloppe externe, solidarisés ensemble par ledit matériau adhésif pour constituer ladite barquette. Dans ce cadre, le procédé selon l'invention est caractérisé par le fait que, d'une part, l'opération de fourniture consiste à apporter une enveloppe externe et/ou un film plastique dont au moins une partie de la surface intérieure est recouverte par ledit matériau adhésif consistant en un adhésif activable par la chaleur à une première température Ti, et d'autre part, l'opération de mise en place comprend une phase de chauffage dudit film plastique jusqu'à une seconde température T2, supérieure à ladite première température Ti, apte à provoquer l'activation dudit matériau adhésif pour constituer lesdites zones d'assemblage. Par un tel procédé de fabrication, il est possible de pré-déposer la colle sur les matériaux à assembler (et en particulier sur l'un d'eux) au niveau d'un poste ou d'un lieu séparé du poste d'assemblage, en supprimant ainsi tout risque de contamination de cette colle sur le poste d'assemblage. Il est ainsi possible d'assurer des cadences d'assemblage régulières, sans les problèmes habituels de maintenance liés au nettoyage de la colle déposée sur les outils. Ce procédé a également pour intérêt d'utiliser le chauffage du film plastique comme moyen d'activation du matériau adhésif d'assemblage des deux composants de la barquette. D'autres caractéristiques avantageuses de l'invention, pouvant être prises en combinaison ou indépendamment les unes des autres, sont précisées ci-dessous : - l'opération de mise en place du film plastique interne consiste en une opération de thermoformage de ce film plastique directement dans l'enveloppe externe ; - de préférence, l'adhésif thermo-activable est déposé sur l'enveloppe externe, et l'opération de fourniture consiste à apporter cette enveloppe externe adhésivée comprenant un élément de fond et une ceinture de parois latérales, dans laquelle l'adhésif activable par la chaleur se situe au moins sur lesdites parois latérales, sous la forme d'une bande dont la hauteur est inférieure à celle desdites parois latérales et située avantageusement du côté de la bordure libre desdites parois latérales ; - l'opération de fourniture des enveloppes externes adhésivées comprend successivement : - une opération de fabrication desdites enveloppes adhésivées, - une opération d'empilage de ces enveloppes adhésivées, - une opération de transport et/ou de stockage de ces enveloppes, convenablement empilées, et - une opération de dépilage desdites enveloppes externes adhésivées, avant l'opération de mise en place desdits films plastiques ; - l'opération de fourniture est précédée par une opération de fabrication comprenant une étape de dépose de l'adhésif activable par la chaleur, ceci par une technique d'impression, sur l'enveloppe externe et/ou sur le film plastique. Selon une forme de réalisation préférée, l'enveloppe externe est réalisée dans un matériau à base de fibres, avantageusement de fibres végétales (par exemple en carton) ; l'opération de fourniture de cette enveloppe externe adhésivée est avantageusement précédée par une opération de fabrication au cours de laquelle sont mises en oeuvre : - une étape de dépose de l'adhésif activable par la chaleur sur l'une au moins des faces d'un flan à plat, puis - une étape de mise en volume dudit flan adhésivé, pour obtenir ladite enveloppe adhésivée. Ce flan comporte, de préférence, un panneau central prolongé par des 1 o volets latéraux, destinés à former respectivement l'élément de fond et la ceinture de parois latérales de l'enveloppe ; l'étape de dépose de l'adhésif activable par la chaleur consiste à appliquer ledit adhésif au moins sur la face des volets latéraux dudit flan destinée à venir en contact avec le film plastique 15 De plus, les volets latéraux du flan comportent avantageusement des pattes d'assemblage pour le maintien en volume de la ceinture de parois latérales, et l'étape de mise en volume est précédée par une étape d'application d'une colle à prise rapide sur lesdites pattes d'assemblage ou sur lesdits volets latéraux pour constituer des zones d'assemblage utiles lors de l'étape 20 précitée de mise en volume de l'enveloppe. L'invention sera encore détaillée, sans être aucunement limitée, par la description suivante en relation avec les figures 1 à 5 annexées qui représentent, de manière schématique, les principales opérations mises en oeuvre au cours du procédé conforme à l'invention, pour la fabrication d'une 25 barquette bi-composants à partir d'une enveloppe externe réalisée ici en carton, contre laquelle est rapporté un film plastique interne. Le procédé selon l'invention commence avantageusement par une opération de fabrication de l'enveloppe externe adhésivée, telle que décrite ci-dessous en relation avec les figures 1 à 3. 30 Cette opération de fabrication débute par la fourniture d'un flan de carton 1 à plat, représenté en élévation sur la figure 1. En pratique, ce flan de carton 1 est avantageusement délivré par un poste d'alimentation (par exemple du type magasin d'alimentation verticale ou horizontale), classique dans le domaine concerné. Le flan de carton 1 est convenablement découpé et rainé pour former, une fois mis en volume, l'enveloppe externe de la barquette décrite plus en détails ci-après en relation avec les figures 4 et 5. Ce flan de carton 1 comporte, en l'occurrence, un panneau central rectangulaire 1 a dont les côtés sont prolongés par deux paires de volets latéraux 1 b, à savoir deux volets latéraux longitudinaux 1 b' et deux volets latéraux transversaux 1 b" ; ces parties 1 a et 1 b sont destinées à former respectivement l'élément de fond et la ceinture de parois latérales de l'enveloppe externe de la barquette. Sur la figure 1, deux des volets latéraux 1 b en regard (en l'occurrence les volets latéraux longitudinaux 1 b') sont eux-mêmes prolongés latéralement par deux pattes d'assemblage monobloc 1 c ; comme précisé ci-après, ces pattes l c servent au maintien en volume de l'enveloppe externe en carton. La fabrication de la barquette se poursuit par l'opération d'encollage de l'une des faces du flan de carton 1, comme représenté schématiquement sur la figure 2. En pratique, au sein d'un poste d'encollage, un premier matériau adhésif 2, consistant en un adhésif activable par la chaleur, est déposé sur le flan de carton 1 avantageusement encore à plat. Cet adhésif 2 activable par la chaleur est avantageusement choisi parmi les colles dites « thermo-activables », « thermoscellables », « thermoadhésives » ou « réactivables à chaud ». Par « activable par la chaleur », on entend une activation des caractéristiques adhésives de l'adhésif par une température qui est supérieure à la température ambiante moyenne. La température d'activation Tl de cet adhésif thermo-activable 2 est par exemple de l'ordre de 100°C. On peut citer par exemple la colle dénommée « THERMODEX », proposée à la vente par la société VALSTAR. Ce premier adhésif 2 est de préférence déposé par une technique d'impression. Cet adhésif thermo-activable 2 est reparti sur le flan de carton 1 de manière à autoriser une séparation ultérieure des deux matériaux constitutifs de la barquette avec une force relativement réduite, et surtout avec une quantité minimale de matière arrachée à l'enveloppe externe carton lors de cette séparation (en vue de permettre un recyclage optimal des matériaux). 1 o A cet effet, l'adhésif thermo-activable 2 est appliqué sur le flan de carton 1 selon plusieurs zones de collage. Pour simplifier la suite de la description, les zones de collage, et l'adhésif thermo-activable constitutif, seront désignées par le même repère numérique 2. 15 Les zones de collage 2 en question sont ici en forme de lignes ou de bandes discontinues (figure 2) ; ces zones de collage 2 peuvent aussi se présenter sous toute autre forme adaptée, par exemple des lignes ou bandes continues, des points de colle, etc. Les zones de collage 2 sont ménagées sur la face des volets latéraux 20 1 b qui est destinée à venir au contact du film plastique rapporté. La largeur de ces bandes de collage 2 est inférieure à celle des volets latéraux 1 b et ces bandes 2 s'étendent sur une partie de la longueur desdits volets latéraux 1 b ; les bandes de collage 2 sont en plus appliquées du côté de la bordure libre 1 b"' des volets latéraux lb, tout en préservant un espace 25 entre elles et cette bordure libre 1 b"'. De manière complémentaire, ces premières zones de colle 2 (pour l'assemblage carton/plastique) peuvent être appliquées au niveau du panneau central 1 a du flan de carton 1. Selon une variante de réalisation, il pourrait encore être envisagé 30 d'appliquer une unique zone de collage, correspondant par exemple à toute la surface du flan 1 destinée à venir au contact avec le film plastique rapporté. Au sein du poste de collage, un second matériau adhésif 3 est encore appliqué ici sur deux volets latéraux 1 b (à savoir les deux volets latéraux transversaux 1 b") de sorte à former des secondes zones de collage contre lesquelles vont venir se plaquer les pattes d'assemblage 1 ç précitées (rabattues intérieurement). Pour simplifier la suite de la description, les secondes zones de collage, et le second matériau adhésif constitutif, sont désignées par le même repère numérique 3. Ces secondes zones de collage 3 vont ici intervenir dans l'assemblage carton/carton, et elles vont permettre le maintien en volume de l'enveloppe externe cartonnée adhésivée. Le second matériau adhésif 3 consiste en une colle à prise rapide, par exemple en une colle de type acrylique ou thermofusible. Il est par exemple appliqué au moyen d'une technique de pulvérisation ou par un procédé de tamponnage (c'est-à-dire une dépose de colle par contact direct d'un tampon encolleur sur le flan 1). De manière alternative ou complémentaire, ces secondes zones de colle 3 peuvent être appliquées directement sur les pattes d'assemblage 1 ç, cela sur leur face venant se plaquer contre les volets latéraux 1 b" adjacents. L'étape suivante correspond à la mise en volume de ce flan de carton adhésivé 1 (comme représenté schématiquement selon une vue de côté et en coupe sur la figure 3). En pratique, cette étape de mise en volume du flan de carton 1 est avantageusement réalisée au moyen d'un conformateur dédié. Cette étape consiste en particulier à relever les volets latéraux 1 b par rapport au panneau central 1 a ; en parallèle, les pattes d'assemblage 1c sont repliées intérieurement et plaquées contre la face interne des volets latéraux transversaux 1 b", de sorte à être maintenues ensemble par les secondes zones de collage 3 prévues à cet effet. L'enveloppe externe 5 obtenue, représentée de côté et en coupe sur la figure 4, comprend ainsi un élément de fond 5a (correspondant au panneau central 1 a du flan 1) prolongé par une ceinture de parois 5b'et 5b" (obtenue par le positionnement convenable des volets latéraux 1 b' et 1 b" du même flan 1). Les premières zones de collage 2 (pour l'assemblage carton/plastique) forment ensemble une bande circonférentielle d'adhésif activable par la chaleur qui se situe à proximité de la bordure libre 5b"' de la ceinture de parois latérales 5b. 1 o Du fait de leur positionnement particulier sur le flan 1, ces premières zones de collage 2 forment une ligne ou bande annulaire discontinue sur l'enveloppe 5 en volume. Ces zones de collage 2 peuvent aussi se présenter sous toute autre forme adaptée, par exemple des lignes ou bandes continues, des points de colle, etc. ; une zone de collage unique peut encore 15 être prévue, recouvrant toute la surface intérieure 5c de l'enveloppe 5. Les enveloppes externes 5 ainsi obtenues peuvent être utilisées immédiatement pour le positionnement d'un film intérieur plastique. De manière alternative, ces enveloppes carton adhésivées 5 peuvent être convenablement empilées les unes dans les autres sur leur site de 20 fabrication. Elles peuvent ensuite être transportées et/ou stockées, par exemple sur un second site, puis dépilées pour la mise en oeuvre de l'opération finale de solidarisation avec le film plastique étanche rapporté. Selon encore une autre variante de réalisation, les flans de carton 25 adhésivés 1, encore à plat, peuvent être convenablement superposés/empilés les uns sur les autres, par exemple sur un premier site. Ces flans de carton 1, adhésivés et empilés, peuvent alors être transportés et/ou stockés, par exemple sur un second site, puis être dépilés et mis en volume sous la forme d'enveloppes externes 5 pour la mise en oeuvre de 30 l'opération finale de solidarisation avec le film plastique étanche. Comme illustré sur la figure 4, le film plastique 6, destiné à constituer le doublage intérieur étanche de la barquette, est avantageusement thermoformé directement dans l'enveloppe externe adhésivée 5, cette dernière se trouvant dans un moule de thermoformage de forme adaptée (non représenté). Cette conformation est permise par une phase préalable de chauffage du film plastique 6, jusqu'à une température T2 adaptée pour le rendre malléable. Par exemple, cette température T2 est comprise entre 100°C et 150°C, fonction du matériau constitutif du film à thermoformer. Selon l'invention, cette température de chauffage T2 est supérieure à la température Ti correspondant au seuil thermique pour l'activation de l'adhésif thermo-activable 2. Le film plastique 6 préchauffé est conformé directement dans l'enveloppe externe 5, par exemple au moyen d'une matrice de thermoformage 7 ; de manière alternative ou complémentaire, cette opération de thermoformage peut être réalisée par une technique d'aspiration appliquée au moyen d'un vide d'air au niveau de la face inférieure du film plastique 6, par une technique de pression d'air au niveau de la face supérieure du film plastique 6 ou par une combinaison de ces techniques. Lors de cette mise en volume, la face intérieure 6c du film plastique 6 est plaquée contre la face intérieure adhésivée 5c de l'enveloppe externe 5. Au moment de ce placage, la température du film plastique 6 (avantageusement une température proche de sa température de préchauffage T2) est supérieure à la température T1 d'activation de l'adhésif thermo-activable 2. Une partie de l'énergie thermique de ce film plastique 6 est alors transférée à la surface intérieure 5c juxtaposée de l'enveloppe externe 5, ce qui provoque l'activation du matériau adhésif 2 pour constituer les zones d'assemblage carton/plastique. L'énergie thermique transférée au film plastique 6 pour son thermoformage est ainsi utilisée pour l'activation de l'adhésif thermoactivable 2. Cet adhésif 2 est activé sans source de chaleur complémentaire, ni consommation supplémentaire d'énergie. Toutes les zones d'assemblage 2, formant ici une bande annulaire circonférentielle discontinue, participent ainsi à l'assemblage carton/plastique (comme représenté schématiquement sur la figure 5). Les barquettes 7 obtenues (figure 5), formées chacune par l'association de l'enveloppe externe 5 avec le film plastique 6, comprennent ainsi un élément de fond 5a et 6a (correspondant au panneau central 1 a du flan 1 et à la partie attenante du film plastique 6) prolongé par une ceinture de parois 5b et 6b (correspondant aux volets latéraux 1 b du même flan 1 et à la partie attenante du même film plastique 6). Ces barquettes 7 peuvent ensuite être stockées par empilement. Elles sont prêtes à être remplies avec une denrée alimentaire avant d'être obturées hermétiquement par la dépose d'un opercule. Le volume de conditionnement étanche est alors défini par le film plastique 6 et l'opercule rapporté ; en fonction de la denrée alimentaire conditionnée, ce volume de conditionnement est soit rempli d'une atmosphère protectrice (azote, oxygène, etc.), soit rempli d'air environnant, soit mis sous vide d'air total ou partiel. Selon une forme de réalisation alternative, le flan de carton employé pour la fabrication de la barquette peut être dépourvu de pattes d'assemblage 1c. Dans ce cas, les volets latéraux 1 b de ce flan 1 sont maintenus en volume du simple fait de leur fixation sur le film plastique 6, par l'adhésif thermoactivable 2. Toujours selon une forme de réalisation alternative, l'enveloppe carton adhésivée 5 est fabriquée selon les phases suivantes : - une phase de mise en volume du flan de carton, pour obtenir ladite enveloppe carton, puis seulement ensuite, - une phase de dépose de l'adhésif thermo-activable sur l'une au moins des parois latérales de cette enveloppe carton mise en volume, pour obtenir l'enveloppe carton adhésivée. Encore selon une autre forme de réalisation, l'adhésif thermo-activable 2 est déposé sur le flan de carton à plat, avant son découpage, au niveau de la partie destinée à former le panneau central la et/ou les volets latéraux lb. Après son découpage, on obtient un flan de carton tel que décrit ci-dessus 1 o en relation avec la figure 2. Selon encore une forme de réalisation alternative, l'adhésif thermoactivable 2 est déposé sur la face intérieure 6c du film plastique 6, avant sa mise en place dans l'enveloppe carton 5 (c'est-à-dire le cas échéant avant son thermoformage). 15 Dans ce cas également, c'est avantageusement le chauffage du film plastique 6 au cours de son opération de thermoformage qui active l'adhésif thermo-activable 2. De manière générale, le matériau constitutif de l'enveloppe externe est réalisé à base de fibres, avantageusement à base de fibres végétales et 20 notamment de fibres de bois, choisi de préférence parmi le carton ondulé ou le carton compact, le papier, les fibres moulées ; on utilise avantageusement un carton de type recyclable. Cette enveloppe externe 5 peut encore être réalisée dans tout autre matériau semi-rigide ou rigide adapté. L'homme du métier est apte à industrialiser ce procédé de fabrication 25 de barquettes (mécanisation, automatisation, etc.), cela par assemblage convenable des différents appareillages et dispositifs à sa disposition. REVENDICATIONS- 1.- Procédé pour la fabrication d'une barquette bi-composants (7) comprenant un élément de fond (5a, 6a) bordé par une ceinture de parois latérales (5b, 6b), laquelle barquette (7) se compose d'une enveloppe externe (5) recouverte intérieurement par un film plastique étanche (6), les surfaces intérieures attenantes (5c, 6ç) de ladite enveloppe externe (5) et dudit film plastique (6) étant solidarisés ensemble par un matériau adhésif (2) réparti selon une ou plusieurs zones d'assemblage, lequel procédé de fabrication comprend les opérations successives suivantes : - une opération de fourniture de ladite enveloppe externe (5) et dudit film plastique (6), puis - une opération de mise en place dudit film plastique étanche (6) contre ladite enveloppe externe (5), solidarisés ensemble par ledit matériau adhésif (2) pour constituer ladite barquette (7), caractérisé en ce que, d'une part, ladite opération de fourniture consiste à apporter une enveloppe externe (5) et/ou un film plastique (6) dont au moins une partie de la surface intérieure (5c, 6ç) est recouverte par ledit matériau adhésif (2) consistant en un adhésif qui est activable par la chaleur à une première température Ti, et d'autre part, ladite opération de mise en place comprend une phase de chauffage dudit film plastique (6) jusqu'à une seconde température T2, supérieure à ladite première température Ti, apte à provoquer l'activation dudit matériau adhésif (2) pour constituer lesdites zones d'assemblage. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'opération de mise en place du film plastique (6) consiste en une opération de thermoformage dudit film plastique (6) directement dans l'enveloppe externe (5). 3.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'opération de fourniture consiste à apporter une enveloppe externe adhésivée (5) comprenant un élément de fond (5a) et uneceinture de parois latérales (5b), et en ce que l'adhésif activable par la chaleur (2) se situe au moins sur lesdites parois latérales (5b), sous la forme d'une bande dont la hauteur est inférieure à celle desdites parois latérales (5P). 4.- Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la bande d'adhésif activable par la chaleur (2) se situe du côté de la bordure libre (5b"') des parois latérales (5b). 5.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'opération de fourniture des enveloppes externes 1 o adhésivées (5) comprend successivement : - une opération de fabrication desdites enveloppes externes adhésivées (5), - une opération d'empilage desdites enveloppes externes adhésivées (5), - une opération de transport et/ou de stockage desdits enveloppes externes adhésivées (5), convenablement empilées, et 15 - une opération de dépilage desdites enveloppes externes adhésivées (5), avant l'opération de mise en place desdits films plastiques (6). 6.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'opération de fourniture de ladite enveloppe externe (5) et dudit film plastique (6) est précédée par une opération de fabrication 20 comprenant une étape de dépose de l'adhésif activable par la chaleur (2), par une technique d'impression, sur ladite enveloppe externe (5) et/ou sur ledit film plastique (6). 7.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'enveloppe externe (5) est réalisée dans un matériau à 25 base de fibres. 8.- Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'opération de fourniture de l'enveloppe externe adhésivée (5) est précédée par une opération de fabrication de ladite enveloppe externe adhésivée (5) au cours de laquelle sont mises en oeuvre les étapes suivantes : 30 - une étape de dépose de l'adhésif activable par la chaleur (2) sur l'une au moins des faces d'un flan (1) à plat, puis- une étape de mise en volume dudit flan adhésivé (1), pour obtenir ladite enveloppe adhésivée (5). 9.- Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le flan (1) comporte un panneau central (1 a) prolongé par des volets latéraux (1 b), destinés à former respectivement l'élément de fond (5a) et la ceinture de parois latérales (5b) de l'enveloppe (5), et en ce que l'étape de dépose de l'adhésif activable par la chaleur (2) consiste à appliquer ledit adhésif (2) au moins sur la face des volets latéraux (1 b) dudit flan (1) destinée à venir en contact avec le film plastique (6). 10.- Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que les volets latéraux (1 b) du flan (1) comportent des pattes d'assemblage (1 ç) pour le maintien en volume de la ceinture de parois latérales (5b), et en ce que l'étape de mise en volume est précédée par une étape d'application d'une colle à prise rapide (3) sur lesdites pattes d'assemblage (1Q) ou lesdits volets latéraux (1 b) pour constituer des zones d'assemblage utiles lors de ladite étape de mise en volume de l'enveloppe externe (5).