CA3067412A1 - Emballage biodegradable, son procede de fabrication et ses utilisations - Google Patents

Emballage biodegradable, son procede de fabrication et ses utilisations

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CA3067412A1
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Guillaume BEAUVAIS
Xavier Garreau
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Abstract

L'invention concerne un emballage biodégradable (10) comprenant: - un support biodégradable (1) comprenant un fond (2) à partir du bord duquel s'élève une paroi (3), de sorte à définir une face intérieure apte à contenir un article, tel qu'une denrée alimentaire ou une plante; - un film biodégradable (6), caractérisé en ce que ledit support biodégradable (1) comprend une ou plusieurs ouvertures (5) agencées sur le fond (2) et/ou la paroi (6), ledit film biodégradable (6) étant positionné sur ladite face intérieure dudit support biodégradable (1) de sorte à obturer au moins lesdites ouvertures (5) et en ce que le film biodégradable (6) est positionné sur le support biodégradable (1) par la technique de l'étiquetage au moulage.

Description

EMBALLAGE BIODEGRADABLE, SON PROCEDE DE FABRICATION ET SES UTILISATIONS
DOMAINE TECHNIQUE AUQUEL SE RAPPORTE L'INVENTION
La présente invention se rapporte au domaine des articles biodégradables.
En particulier, la présente invention se réfère à un emballage, telle qu'une barquette, biodégradable allégé en poids, à son procédé de fabrication, ainsi qu'a ses utilisations.
L'emballage selon l'invention peut notamment être utile dans le domaine agricole pour le transport de légumes, de fruits ou encore de plantes, ou dans le domaine de l'alimentation pour l'emballage de denrée alimentaire (viande, fromage, poisson) ou la cuisson de plat.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE
Afin de limiter l'impact des déchets sur l'environnement, les emballages biodégradables, tels que les barquettes utilisées pour le conditionnement, le stockage et/ou transport de denrées alimentaires, sont en plein essor et remplacent peu à peu les emballages en matière plastique non biodégradable.
Dans ce domaine, il est par exemple connu d'utiliser des barquettes fabriquées dans un matériau en acide polylactique (PLA). Ce matériau est utilisé
soit pur, soit mélangé à d'autres matériaux biodégradables.
Lorsqu'il est utilisé pur le PLA est étanche à l'eau mais présente toutefois l'inconvénient d'être cassant. Il est donc le plus souvent mélangé à un autre matériau biodégradable.
Un autre inconvénient des matériaux biodégradables, y compris le PLA, est qu'ils ne forment pas une barrière aux gaz, par exemple à l'oxygène. Dans le domaine de l'emballage alimentaire, si une barquette en matériau biodégradable est utilisée et que l'on souhaite réaliser une barrière aux gaz (et éventuellement à
l'eau) un film, le plus souvent non-biodégradable, est utilisé.
On connait également dans l'état de la technique le document FR 2 947 205. Ce document décrit une barquette biodégradable étanche à l'eau et/ou apte à former une barrière au gaz. La barquette est notamment réalisée à

partir d'un matériau multicouche composé d'une première couche en agromatériau, d'une deuxième couche en papier et d'une troisième couche en
2 résine biodégradable, la couche en papier étant prise en sandwich entre la première couche en agromatériau et la troisième couche en résine.
Cependant, cette barquette présente l'inconvénient de présenter un poids assez conséquent qui peut générer des coûts de fabrication relativement élevés.
Le document EP 2 835 320 décrit un emballage comprenant un récipient pourvu éventuellement d'un couvercle. Le récipient est formé d'un cadre rigide constitué par des nervures en matière plastique formant le fond et les quatre parois de l'emballage. Chacune des parois peut comprendre des nervures additionnelles, dites de renforcement. Le fond et les quatre parois sont formés par différentes couches de papier ou de carton. Selon un premier mode de réalisation, les différentes couches de papier ou de carton formant le fond et les parois de l'emballage sont insérées dans un moule à injection, puis de la matière plastique est injectée afin de former le cadre rigide (nervures). Selon un second mode de réalisation, la matière en plastique est injectée dans le moule afin de former le cadre rigide, puis les différentes couches de papier ou de carton sont positionnées entre les nervures lorsque celles-ci sont encore à l'état collant résultant du processus d'injection.
L'emballage décrit dans ce document présente toutefois l'inconvénient d'être difficilement mis en oeuvre. Concernant le premier mode de réalisation, il ne semble pas possible de faire adhérer/coller les couches en carton lors de l'étape d'injection du cadre rigide, ceux-ci étant trop épais. En outre, il est nécessaire de positionner la couche formant le fond et les quatre couches formant les quatre parois dans un moule d'injection, tout en les maintenant en place. Ce document ne mentionne pas comment cela est réalisé. De plus, les zones d'angle du cadre rigide étant formées par des nervures, il ne semble ainsi pas possible de pouvoir démouler la pièce après l'étape d'injection à cause notamment des contre dépouilles inhérentes à l'injection. Le second mode de réalisation semble quant à
lui difficilement réalisable à l'échelle industrielle ou nécessite des machines d'injection spécifiques.
Le document DE 20 2016 103684 décrit un panier en osier comprenant un fond à partir duquel s'étend une paroi qui comprend des ouvertures. Un récipient de forme hémisphérique est apte à venir se positionner à l'intérieur du panier en osier.
3 Le document LU 49 758 décrit un cageot pour emballage de salades et de produits de maraîchers. Il comprend une carcasse de cageot apte à recevoir une caissette en feuille de matière plastique.
Ces deux documents ne sont toutefois pas destinés à l'emballage de petit contenant du type barquette pour plat industriel. En outre, le support en osier du panier ou en bois du cageot n'est pas très léger.
Ainsi, il existe un besoin de disposer de nouveaux emballages biodégradables qui présentent un poids allégé, tout en possédant d'excellentes propriétés mécaniques (résistance à la compression verticale, aux pressions latérales et sur le fond ou encore résistance aux chocs) qui garantissent la fonctionnalité de l'emballage.
Il existe également un besoin de disposer d'un emballage qui soit étanche à l'eau et apte à faire barrière aux gaz.
Il serait donc souhaitable de disposer de nouveaux emballages, en particulier biosourcés et/ou biodégradables, non toxiques, aptes au contact alimentaire, qui présentent un poids diminué par rapport aux emballages traditionnellement utilisés par exemple dans le domaine de l'alimentaire (emballage pour la cuisson ou emballage de fruits, légumes, viandes, fromages, etc.), tout en présentant une certaine rigidité, de sorte que la barquette ne perde pas de sa fonctionnalité.
Un but de la présente invention est ainsi de proposer un nouvel emballage qui évite, au moins en partie, les inconvénients susmentionnés.
OBJET DE L'INVENTION
La présente invention fournit une solution technique aux problèmes identifiés ci-dessus.
La présente invention propose un emballage biodégradable comprenant :
(i) un support biodégradable comprenant un fond à partir du bord duquel s'élève une paroi, de sorte à définir une face intérieure apte à contenir un article, tel qu'une denrée alimentaire ou une plante;
(ii) un film biodégradable, caractérisé en ce que ledit support biodégradable comprend une ou plusieurs ouvertures agencées sur le fond et/ou la paroi, ledit film biodégradable étant positionné sur ladite face intérieure dudit support biodégradable de façon à
4 obturer au moins lesdites ouvertures et en ce que ledit film biodégradable est positionné sur ledit support biodégradable par la technique de l'étiquetage au moulage.
Selon la présente invention, la technique de l'étiquetage au moulage vient de l'anglais In Mold Labeling , encore appelée ci-après IML.
La Demanderesse a en effet découvert, de manière surprenante, que la combinaison d'un support biodégradable présentant des ouvertures, à savoir des zones évidées, et d'un film biodégradable apte à obturer les ouvertures, permettait de réaliser un emballage présentant à la fois un poids allégé et de bonnes propriétés mécaniques. En effet, l'emballage selon l'invention est apte à
transporter, conditionner ou stocker des denrées alimentaires (viandes, légumes ou fruits) ou encore des plantes (par exemple, il peut être utilisé comme pot de fleur). Il est également adapté pour former des capsules, telles que des capsules à
café.
La Demanderesse a également découvert, de manière inattendue, que cette combinaison était rendue possible grâce à l'emploi de la technique de l'IML.
En effet, un film biodégradable unique peut en effet être agencé sur le support de sorte à épouser sa face intérieure et ainsi combler les ouvertures et ce d'une manière simple et facile à mettre en oeuvre (IML). De plus, la Demanderesse a démontré que contrairement à ce qu'aurait pu s'attendre l'homme du métier, le film biodégradable (unique) selon l'invention ne forme pas de vagues lors du démoulage de l'emballage. En effet, de façon connue, après l'étape d'injection, la matière plastique injectée se rétracte lors du démoulage (retrait du plastique). Il est donc attendu qu'un film biodégradable positionné lors de cette étape d'injection et qui lui ne se déforme pas (pas de retrait), formera nécessairement des vagues lors du démoulage de l'emballage dû au retrait de la matière plastique.
Cet effet (déformation du film) qui amoindrit la fonctionnalité de l'emballage ainsi que son esthétisme ont été démontrés dans un essai comparatif illustré dans la partie expérimentale ci-dessous.
Selon l'invention, biodégradable se dit d'un composé, emballage, film qui peut sous l'action : d'organismes biologiques (bactéries, champignons, algues...) dans un environnement favorable (conditions de température, d'humidité, de lumière, d'oxygène, etc.), de l'humidité, de l'oxygène et de la chaleur, se décomposer, se dégrader, et devenir bio-assimilable. En général, le résultat de cette dégradation est la formation d'eau, de CO2 (dioxyde de carbone) et/ou de méthane et éventuellement de sous-produits (résidus, nouvelle biomasse), non toxique pour l'environnement (définition issue de la norme européenne EN NF 13432 de 2001 portant sur les exigences relatives aux
5 emballages valorisables par compostage et biodégradation.) Cette propriété est mesurée par des tests standards et normalisés (ISO 14855 de 2005 :
biodégradabilité en conditions de compostage contrôlé). En particulier, pour qu'un matériau soit considéré biodégradable, celui-ci doit être en mesure d'atteindre 90% de biodégradation en moins de 6 mois (norme NF EN 13432 de 2001).
Par film biodégradable selon l'invention, on entend tout support biodégradable plat présentant une épaisseur allant de 10 ilm à 300 ilm, de préférence de 10 ilm à 200 ilm, en particulier de 30 à 150 ilm, pouvant par exemple se présenter sous forme de feuille. Un film biodégradable selon l'invention sera décrit ci-après.
En particulier, l'emballage biodégradable selon l'invention (support + film biodégradable) répond à la norme NF T51800 (2015) relative au plastique compostable domestique.
Généralement, le film biodégradable, présente une épaisseur inférieure ou égale à 0,3 mm, de préférence inférieure ou égale à 0,2 mm et typiquement inférieure ou égale à 0,1mm, tandis que le support biodégradable (formant le fond et la paroi de l'emballage) présente une épaisseur allant de 0,3 mm à 2 mm, de préférence allant de 0,5 mm à 1,5 mm et typiquement de 0,6 mm à 1,3 mm.
L'emballage selon l'invention présente ainsi un avantage certain par rapport aux nombreux emballages biodégradables disponibles sur le marché et qui ne répondent pas à cette norme NF T51800 (2015), du fait notamment qu'ils sont formés par un film trop épais (épaisseur supérieure à 0,3 mm).
D'autres caractéristiques non limitatives et avantageuses de l'emballage conforme à l'invention, prises individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles, sont les suivantes :
- le support biodégradable est en agromatériau biodégradable, en polymère thermoplastique biodégradable ou un de leurs mélanges;
- ledit film biodégradable est étanche à l'eau et/ou apte à faire barrière au gaz;
- ledit film biodégradable est composé d'au moins une couche à base
6 de cellulose, telle que du papier comme du papier kraft ou du papier sulfurisé ;
- ledit film biodégradable est composé d'au moins une couche à base d'au moins une résine ou à base d'au moins un polymère thermoplastique biodégradable ;
- ledit film biodégradable est un film biodégradable multicouche comprenant, une première couche à base de cellulose et une deuxième couche à base d'au moins une résine ou à base d'au moins un polymère thermoplastique biodégradable ;
- selon ce mode de réalisation, ladite couche à base de cellulose repose au moins partiellement sur ladite couche à base d'au moins une résine ou à base d'au moins un polymère thermoplastique biodégradable, qui elle-même repose sur le support biodégradable, de préférence la deuxième couche à base d'au moins une résine ou à
base d'au moins un polymère thermoplastique biodégradable est prise en sandwich entre le support biodégradable et la première couche à base de cellulose ;
- le polymère thermoplastique biodégradable pouvant composé le film biodégradable ou le support biodégradable est choisi parmi : le poly (acide glycolique) ; le poly(lactide) (PLA), le poly (acide lactique) (PLA) et ses copolymères ; le poly(caprolactone) (PCL) ; les poly(hydroxyalcanoate)s (PHA) comme le poly(hydroxy butyrate) (PHB) ou le poly(hydroxybutyrate co-valerate) (PHBV) ; le poly(éthylène adipate) (PEA) ; le poly(éthylène succinate) (PES) ; le poly(butylène succinate) (PBS) ; le poly(butylène adipate) (PBA) ; le poly(butylene adipate-co-terephthalate) (PBAT); le poly(butylène succinate co-adipate) (PBSA) ou un de leurs mélanges ;
- le polymère thermoplastique biodégradable formant le film biodégradable est de préférence un PLA bi-orienté ;
- la résine est choisie parmi : un polyester, un silicone ou un de leurs mélanges ;
- l'emballage est operculable.
L'invention propose également un procédé de réalisation d'un emballage tel que décrit ci-dessus mis en oeuvre dans un dispositif d'injection par étiquetage
7 au moulage (IML) dans un moule qui présente une première partie et une deuxième partie, le procédé comprenant les étapes suivantes :
(a) disposer sur la première partie du moule présentant une paroi, le film biodégradable, de sorte que ledit film biodégradable recouvre au moins partiellement, de préférence totalement, ladite paroi du moule ;
(b) mettre en contact la première partie du moule et la deuxième partie du moule, ladite deuxième partie du moule présentant une forme complémentaire à l'emballage, et (c) procéder à l'injection de sorte à former le support biodégradable comprenant des ouvertures, ledit film biodégradable étant disposé sur la face intérieure dudit support biodégradable de façon à obturer au moins lesdites ouvertures. ;
(d) récupérer l'emballage.
Selon un mode de réalisation, ledit film biodégradable comporte :
- une couche à base de cellulose, telle que du papier comme du papier kraft ou du papier sulfurisé ; ou - une couche à base d'au moins une résine ou d'au moins un polymère thermoplastique biodégradable, tel qu'en polymère PLA bi-orienté, ou un de leurs mélanges; ou - une première couche à base de cellulose et une deuxième couche à
base d'au moins une résine ou à base d'au moins un polymère thermoplastique biodégradable ; de préférence la deuxième couche est prise en sandwich entre le support biodégradable et la première couche en cellulose.
Avantageusement, la couche à base d'au moins un polymère thermoplastique comprend au moins un polymère choisi parmi un PLA, tel qu'un PLA bi-orienté et/ou la couche à base de résine comprend au moins une résine choisie parmi : un polyester, un silicone ou un de leurs mélanges.
En particulier, le procédé comprend une étape supplémentaire suite à
l'étape (d) qui est la suivante :
(e) l'operculage dudit emballage dans une machine thermoscelleuse operculeuse.
L'invention se réfère ainsi également à l'utilisation de l'emballage susmentionné, pour le conditionnement, le stockage ou encore le transport de
8 denrées alimentaires, telles que des fruits, légumes, viandes et/ou de plantes et/ou la réalisation de capsule, telle que des capsules à café.
Enfin, l'invention se rapporte à l'utilisation de l'emballage décrit ci-dessus pour la cuisson de denrées alimentaires.
D'autres caractéristiques non limitatives et avantageuses de l'emballage biodégradable, son procédé de fabrication, ainsi que ces utilisations, selon l'invention, prises individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles, sont décrites ci-dessous.
DESCRIPTION DETAILLEE D'UN EXEMPLE DE REALISATION
La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à
titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée.
Sur les dessins annexés :
- la figure 1 est une représentation schématique d'un support biodégradable d'emballage selon un premier mode de réalisation de la présente invention dans lequel seul le fond de l'emballage comprend des ouvertures;
- la figure 2 est une représentation schématique du support d'emballage illustré en figure 1 comprenant en outre un film biodégradable recouvrant le fond du support;
- la figure 3 est une coupe transversale selon l'axe AA' de la figure 2 montrant le positionnement du film biodégradable par rapport au support de l'emballage ;
- la figure 4 est une représentation schématique d'un support biodégradable d'emballage selon un deuxième mode de réalisation de la présente invention dans lequel le fond, ainsi que la paroi de l'emballage, comprennent des ouvertures ;
- la figure 5 est une photographie de l'emballage selon le deuxième mode de réalisation illustré à la figure 4 montrant en particulier un angle de l'emballage selon l'invention;
-la figure 6 est une représentation schématique : (a) du film biodégradable selon l'invention avant d'être inséré dans un moule d'injection par la technique de l'étiquetage au moulage IML, (b) du support biodégradable selon l'invention sans le biofilm, et (c) de l'emballage selon l'invention, à savoir
9 comprenant un support biodégradable dont la surface intérieure est recouverte du film biodégradable ; et - la figure 7 (a) à (c) sont des photographies montrant un emballage contrôle réalisé selon la technique de l'étiquetage au moulage IML, l'emballage contrôle comprend un support comportant des ouvertures et un film qui épouse la surface intérieure du support de sorte à obturer les ouvertures, le support et le film sont réalisés en polypropylène (PP) ;
- la figure 8 (a) à (c) sont des photographies montrant un emballage selon l'invention réalisé selon la technique de l'étiquetage au moulage, l'emballage selon l'invention présente la même structure que l'emballage contrôle de la figure 7, hormis que le support, ainsi que le film sont réalisés en PLA.
En se référant aux figures 1 à 6, un emballage 10 selon l'invention va être décrit.
Cet emballage 10 est particulièrement adapté au conditionnement, au stockage de denrées alimentaires (fraîches, lyophilisées ou congelées) ou encore à la cuisson de ces denrées alimentaires directement dans l'emballage 10.
L'emballage 10 peut également être utile dans le domaine agricole pour la préparation et le conditionnement de plants afin de réaliser des pots de fleurs par exemple.
Tel que mentionné ci-dessus, l'emballage 10 comprend tout d'abord un support biodégradable 1 comprenant un fond 2 à partir du bord duquel s'élève une paroi 3, de sorte à définir une face intérieure. Ainsi, cette face intérieure correspond à la surface du fond 2 et à la surface de la paroi latérale 3 orientée vers l'intérieur de l'emballage 10. Cette face intérieure délimite elle-même l'espace intérieur de l'emballage 10 apte à recevoir un article, tel qu'une denrée alimentaire ou une plante. Généralement, la paroi 3 est légèrement évasée.
La paroi 3 se termine de préférence par une bordure 4. Cette bordure 4 peut servir par exemple de support pour refermer l'emballage 10 par un matériau adéquat en fonction de l'utilisation souhaitée pour ledit emballage (cuisson, etc.).
De préférence, l'emballage 10 est operculable et un film (non représenté
sur les figures) est apte à venir se thermo-sceller sur la bordure 4 de sorte à
fermer/couvrir, généralement de façon hermétique, l'espace intérieur de l'emballage 10. En effet, le support biodégradable 1 est assez rigide afin d'endurer une étape d'operculage de ce film dans une machine de thermo-scellage. En particulier, il est apte à endurer une pression allant de 0 bar à 3 bars, de préférence de 0,5 bar à 2,5 bars et typiquement de 0,7 bar à 2,2 bars. Un tel film apte à être thermo-scellé est bien connu de l'homme du métier ; il est par exemple classiquement utilisé dans le domaine des barquettes alimentaires (plats 5 préparés) et peut par exemple correspondre à un film fabriqué en polypropylène (PP). De préférence, le film refermant l'espace intérieur de l'emballage 10 selon l'invention est également biodégradable.
En général, le support biodégradable 1 présente ainsi la forme d'une barquette.
10 Selon l'invention, ce support biodégradable 1 comprend une ou plusieurs ouvertures 5. Ces ouvertures 5 ou zones évidées permettent notamment d'alléger le poids de l'emballage 10.
Selon un premier mode de réalisation illustré sur les figures 1 à 3, on peut voir que seul le fond 2 présente des ouvertures 5. Toutefois, selon un deuxième mode de réalisation illustré notamment sur les figures 4 à 6, les ouvertures 5 peuvent être agencées à la fois sur la paroi latérale 3 et sur le fond 2.
En alternative, on peut prévoir que seule la paroi 3 comprend les ouvertures 5.
En général, l'emballage selon l'invention présentera une ou plusieurs ouvertures 5 à la fois sur le fond 2 et sur la paroi latérale 3.
Selon une caractéristique de l'invention, la surface prise par le ou les ouvertures 5 par rapport à la surface totale de la face intérieure de l'emballage 10 varie de 1 à 99%, de préférence de 50 à 99%, et typiquement de 70 à 99%. En effet, selon l'invention, la surface intérieure de l'emballage 10 peut être principalement composée par les ouvertures 5. On obtient ainsi, un emballage de poids très léger et présentant également de bonnes propriétés mécaniques.
Selon l'invention, une gamme de valeur variant de 1 à 99% inclut les valeurs suivantes ou tous intervalles entre ces valeurs : 1 ; 2 ; 3 ; 4 ; 5 ;
6 ; 7 ; 8 ;
9 ; 10 ; 11 ; 12 ; 13 ; 14 ; 15 ; 16 ; 17 ; 18 ; 19 ; 20 ; 25 ; 30 ; 35 ; 40 ;
45 ; 50 ; 55 ;
60; 65; 70; 75; 80; 85; 86; 87; 88; 89; 90; 91; 92; 93; 94; 95; 96; 97;
98 ; 99.
Généralement, lorsqu'il y a plusieurs ouvertures 5, celles-ci sont uniformément réparties au sein du support 1.
Selon un mode de réalisation particulier représenté en figure 4, le
11 support biodégradable 1 peut se présenter sous la forme d'une structure ajourée symétrique ou d'une ossature symétrique présentant toujours un fond 2 et une paroi 3. En particulier, le fond 2 est formé d'une tige longitudinale 22 et d'une tige transversale 23, qui sont reliées à une bordure périphérique 21. Le fond 2 comporte également des tiges en V 25 qui s'étendent depuis la tige longitudinale 22 ou la tige transversale 23. Le fond 2 peut également comprendre au moins un disque de renfort 24 (ici 3) au niveau des jonctions entre les tiges en V et la tige longitudinale 22. Les ouvertures 5 présentes sur le fond 2 sont ainsi créées entre les différentes tiges 21, 22 et 25 et la bordure 21. La paroi 3 s'étend de la bordure périphérique 21 à la bordure 4 de l'emballage et comprend plusieurs piliers verticaux 26 qui relient ces deux bordures 21 et 4. Les ouvertures 5 de la paroi 3 sont ainsi créées entre les différents piliers 26. En outre, les tiges en V
25 rejoignent la bordure périphérique 21 du fond 2 et finissent au niveau de deux paliers verticaux 26. Cette structure présente l'avantage de présenter de nombreuses ouvertures Stout en gardant de bonnes propriétés mécaniques.
Afin de renforcer les propriétés mécaniques de l'emballage et garantir sa fonctionnalité, l'emballage 10 comporte également un film biodégradable 6 qui est apte à venir épouser la face intérieure du support biodégradable de sorte à
obturer au moins toutes les ouvertures 5.
Par un film , on entend que le film 6 est unique, à savoir qu'il n'y a qu'un seul film qui couvre toutes les ouvertures 5 pouvant être présentes sur le fond 2 et/ou la paroi 3 du support 1. Toutefois, comme cela sera décrit ci-après, ce film 6 peut-être monocouche ou multicouches.
De préférence, le film biodégradable 6 recouvre à la fois le fond 2 et la face intérieure de la paroi 3 du support biodégradable 1, autrement dit le film biodégradable recouvre la globalité de la face intérieur du support biodégradable 1.
On obtient ainsi, un emballage pouvant être étanche à l'eau et apte à
former une barrière au gaz, tel que l'oxygène.
De préférence, le support biodégradable 1 est réalisé en agromatériau biodégradable, en polymère thermoplastique biodégradable ou un de leurs mélanges.
Selon un premier mode de réalisation, le support biodégradable 1 est ainsi réalisé en agromatériau.
12 Par agromatériau , on entend un matériau majoritairement composé
de matières premières d'origine agricole. En particulier de fibres et de biopolymères naturels (amidon, cellulose...) ou de polymères synthétiques.
Généralement, l'agromatériau biodégradable peut être composé de fibres, d'amidon et éventuellement d'un adjuvant (comme par exemple du PLA
(abréviations anglaises de Poly Lactic Acid ou en français, acide polylactique) ou des polyesters biodégradables).
L'agromatériau utilisé ici est composé préférentiellement de plus de 90%
(sur la matière sèche) de composés issus d'agro-ressources, c'est-à-dire de composants tels par exemple l'amidon, des farines, des fibres, des polyesters biodégradables, etc. La proportion de ces composés issus d'agroressources peut même être de préférence de 100%, mais il peut contenir aussi des composants tels des colorants par exemple non issus d'agro-ressources.
En général, le support biodégradable 1 présente selon la norme internationale ISO 527 (2012), un module de traction d'au moins 600 N/mm2.
Selon la présente invention, un module de traction mesurée selon la norme la norme internationale ISO 527 d'au moins 600 N/mm2 comprend les valeurs suivantes ou tous les intervalles compris entre ces valeurs : 1500 ;
1550;
1600; 1650; 1700; 1750; 1800; 1850; 1900; 1950; 2000 ; 2100 ; 2200 ; 2300;
2400 ; 2500 ; 3000 ; 3500 ; 4000 ; etc.
Le support biodégradable 1 selon la présente invention peut présenter une résistance à la flexion, mesurée comme décrit dans la norme NF EN 310 (1993), d'au moins 20N/mm2 et préférentiellement d'au moins 25 N/mm2 et un module de flexion d'au moins 1500 N/mm2.
Selon l'invention, une résistance à la flexion d'au moins 20N/mm2 comprend les valeurs suivantes ou tous les intervalles compris entre ces valeurs :
21; 22; 23; 24; 25; 26; 27; 28; 29; 30 ; 31 ; 32; 33; 34; 35; 36; 37; 38;
39 ; 40 ; 41 ; 42 ; 43 ; 44 ; 45 ; 46 ; 47 ; 48 ; 49 ; 50 ; 51 ; 52 ; 53 ; 54 ; 55 ; etc.
Généralement, le support biodégradable est en agromatériau choisi parmi : les polysaccharides (tels que les amidons de pomme de terre, de maïs, de blé ou de riz), les protéines (telles que la caséine, le collagène, la gélatine, le gluten), ou un de leurs mélanges.
A titre d'exemple, l'agromatériau biodégradable convenant pour réaliser le support biodégradable 1 selon l'invention peut être obtenu à partir de granulats,
13 comprenant au moins, (les pourcentages étant exprimés en poids par rapport au poids total de la matière sèche) :
- de 20% à 60% d'amidon ;
- de 3% à 20%, de protéines ;
- de 15% à 60% de cellulose, d'hémicellulose et de lignine ;
- de 1% et 15%, de lipides, et - de 0,01 % et 10% de sucres.
Un tel agromatériau sous forme de granulats peut par exemple être obtenu selon le procédé mentionné dans le document FR 2 783 740.
En particulier, le procédé de préparation de ces granulats à base de matière végétale issue d'au moins une plante céréalière comprend les étapes suivantes:
a) découpage en fragments de l'ensemble des parties aériennes de la plante, ou d'une fraction substantielle de celles-ci, b) broyage, ou cisaillement, des fragments jusqu'à l'obtention de granulats présentant une taille moyenne comprise entre environ 0,01 et 10 mm, de préférence allant de 0,5 à lmm ;
c) ajustement de la teneur en eau des granulats jusqu'à atteindre un taux d'hydratation global compris entre 10 et 35%.
Si le taux d'humidité résiduelle des fragments obtenus à l'issue de l'étape a) est trop important, lesdits fragments peuvent être séchés jusqu'à atteindre une humidité résiduelle comprise entre environ 5 et 20%, de préférence allant de 7 à
13%.
Par partie aérienne de la plante , on entend les tiges, feuilles, rafles, grains, spathes, mais aussi toute autre partie aérienne pouvant exister, en fonction des espèces et variétés végétales.
La matière végétale est de préférence issue d'au moins une plante céréalière. Elle peut néanmoins aussi comprendre de la matière issue d'une ou plusieurs plantes non-céréalières.
Les plantes céréalières pouvant être utilisées pour la mise en oeuvre de ce procédé, peuvent être toutes plantes céréalières dont les grains contiennent une quantité suffisante d'amidon, de préférence au moins 20% d'amidon en poids de la plante entière. En particulier elles peuvent être le maïs, le blé dur, le blé tendre, le sorgho, l'avoine, le seigle et le riz.
14 L'étape (a) susmentionnée peut-être mise en oeuvre en utilisant soit l'ensemble des parties aériennes de la plante préalablement isolées, soit une fraction substantielle de ces parties aériennes isolées. On entend par fraction substantielle au moins 80% en poids des parties aériennes de la plante. Elle peut aussi être mise en oeuvre en utilisant des parties aériennes de plantes appartenant à des variétés, ou des espèces différentes.
En outre, de faibles quantités d'additifs peuvent être ajoutées à
l'une quelconque des étapes du procédé susmentionné, si nécessaire.
Tel qu'utilisé ici, la taille des granulats est mesurée par passage des granulats à travers des tamis présentant des mailles de diamètres décroissants. A
titre d'exemple, des granulats présentant une taille comprise entre 0,5 et 1 mm passent au travers des mailles de 1 mm de diamètre, mais ne passent pas à
travers des mailles ayant un diamètre de 0,5 mm.
L'étape b) de broyage ou de cisaillement peut être mise en oeuvre à
l'aide d'un broyeur à marteau équipé de grilles présentant des diamètres de maille adaptés. Elle peut être également mise en oeuvre à
l'aide de tout autre dispositif connu de l'homme du métier et aboutissant à des résultats équivalents.
De tels granulats, ayant éventuellement subi une extrusion, présentent un comportement comparable à celui d'un matériau thermoplastique et peuvent alors être injectés dans un moule. L'utilisation de tels granulats est tout à
fait comparable à celle des matières plastiques synthétiques telles le polyéthylène, le polypropylène et le polystyrène.
On peut utiliser ici, à titre d'exemple non limitatif, des matériaux tels ceux obtenus lors de la mise en oeuvre des procédés décrits dans les exemples 1 à 4 du document FR 2 783 740.
Selon un deuxième mode de réalisation, le support biodégradable 1 peut être réalisé à partir d'au moins un polymère thermoplastique biodégradable.
Le polymère thermoplastique biodégradable convenant pour former le support biodégradable 1 peut être choisi parmi un polyester biodégradable, tel que le poly (acide glycolique) ; le poly(lactide) (PLA), le poly (acide lactique) (PLA) et ses copolymères ; le poly(caprolactone) (PCL) ; les poly(hydroxyalcanoate)s (PHA) comme le poly(hydroxy butyrate) (PHB) ou le poly(hydroxybutyrate co-valerate) (PHBV) ; le poly(éthylène adipate) (PEA) ; le poly(éthylène succinate) (PES) ; le poly(butylène succinate) (PBS) ; le poly(butylène adipate) (PBA) ;
le poly(butylene adipate-co-terephthalate) (PBAT); le poly(butylène succinate co-adipate) (PBSA) ou un de leurs mélanges.
Généralement, selon ce mode de réalisation le support biodégradable 1 5 est réalisé en PLA.
Le PLA est un polyester aliphatique thermoplastique linéaire ; il est produit par plusieurs techniques notamment la condensation azéotropique, polymérisation par condensation directe, ou polymérisation par formation de lactide (ring-opening), la plus utilisée à l'échelle industrielle. En raison de la nature 10 chirale de l'acide lactique, la stéréochimie du PLA est complexe. Comme l'acide lactique existe sous deux formes stéréo-isomères, le dimère obtenu à partir de deux acides lactiques peut se présenter sous trois formes énantiomériques différentes. Par la suite, le PLA peut exister sous trois formes stéréochimiques :
poly (L-lactide) (PLLA), poly (D-lactide) (PDLA), et poly (DL-lactide) (PDLLA).
15 Les copolymères de L-lactide et de D-lactide possèdent une cristallisation inférieure à celle des homopolymères L-lactide, ainsi la variation du rapport L/D produit du PLA avec des propriétés différentes. Généralement, une pureté stéréochimique élevée (L- plus élevé) favorise la cristallisation du matériau, ceux qui sont riches en isomères D (15 %) sont amorphes. Le PLA possède une cristallinité d'environ 37%, une température de transition vitreuse entre 50 et 80 C
et une température de fusion entre 173 et 178 C.
Le PLA se dégrade facilement dans un compost industriel en 3 mois voire en 6 mois au maximum, contrairement aux plastiques conventionnels, tel que le PE (polyéthylène) et PS (polystyrène) (entre 500 et 1000 ans). La dégradation des polymères se produit principalement par scission des chaînes principales ou des chaînes latérales des macromolécules. Elle est généralement induite par activation thermique, hydrolyse, activité biologique (enzymes), oxydation, photolyse ou radiolyse.
De manière générale, le support biodégradable 1 selon l'invention résiste à des températures allant jusqu'à 160 C, en particulier allant jusqu'à 150 C
et typiquement allant jusqu'à 120 C, tel que par exemple comprise entre ¨ 30 C et 110 C.
Selon l'invention, une température allant jusqu'à 160 C comprend au moins les températures suivantes ou tous intervalles compris entre celles-ci :
-
16 3000; 200C;- -10 C; -5 C; 000; 2000; 5000; 6000; 7000; 8000; 9000;
10000; 110 C; 120 C; 130 C; 140 C; 150 C ;160 C.
Bien sûr, le support biodégradable 1 peut être formé à partir d'un mélange d'un agromatériau décrit ci-dessus avec un ou plusieurs des polymères thermoplastiques susmentionnés.
Selon l'invention, l'épaisseur du support biodégradable 1 dépendra de l'utilisation que l'on souhaite faire de l'emballage 10. En fonction de la résistance mécanique souhaitée, le support biodégradable 1 présentera une épaisseur plus ou moins importante.
Dans le domaine de l'emballage, on peut prévoir par exemple une épaisseur de l'ordre du millimètre ou de quelques millimètres.
Tel que mentionné ci-dessus, le support biodégradable 1 est recouvert et notamment au moins au niveau de ou des ouvertures 5 par un film biodégradable 6.
Selon un premier mode de réalisation, le film biodégradable 6 comprend une monocouche à base de cellulose.
De préférence, la couche à base de cellulose correspond à du papier comme du papier kraft, du papier sulfurisé, du papier filtre, un intissé, du coton ou une de leurs combinaisons. Typiquement, la couche de cellulose est en papier kraft et/ou en papier sulfurisé.
En général, la couche à base de cellulose présente une résistance à
l'éclatement allant de 0,2 à 3 kg/cm2.
En particulier, le papier kraft présente l'avantage d'être très résistant. Il est obtenu avec des pâtes à base de bois traitées à la soude. Le bois utilisé
généralement est du bois résineux, de type pin ou sapin.
Le papier utilisé ici peut présenter différents grammages en fonction de l'utilisation faite du matériau multicouches. A titre d'exemple non limitatif, le papier kraft utilisé présente un grammage compris entre 40 et 180 g/m2.
Selon ce mode de réalisation, la couche en cellulose peut présenter une épaisseur allant de 10 à 200 ilm, de préférence de 30 à 150 ilm.
A titre d'exemple, le papier kraft commercialisé par la société LEIPA sous la référence VKP80 convient comme membrane papier selon la présente invention.
Selon un deuxième mode de réalisation, le film biodégradable 6
17 comprend une monocouche à base d'une résine ou à base d'au moins un polymère thermoplastique biodégradable.
Selon une première caractéristique de ce mode de réalisation, le film peut correspondre à une monocouche à base d'au moins une résine.
Le terme résine est utilisé ici dans son sens large et désigne ici une matière organique solide, semi-solide ou pseudo-solide qui présente une tendance à fluer lorsqu'elle est soumise à une contrainte.
En particulier, la couche résine peut être par exemple également un polyester(s), un silicone ou un de leurs mélanges.
A titre d'exemple, le ou les polyesters convenant pour réaliser la couche de résine peuvent être généralement choisis parmi : poly(butylène adipate-co-téréphtalate) (PBAT), poly(butylène succinate-co-adipate) (PBSA), poly(butylène succinate-co-lactide) (BPSL), poly(butylène succinate-co-téréphtalate) (PBST), poly(butylène succinate) (PBS), polymères dérivés des acides lactiques (PLA), polycaprolactones (PCL), polyesteramines (PEA), polyglycolide (PGA), poly(méthylène adipate-co-téréphtalate) (PTMAT), polymère d'alcool vinylique, polyhydroxyalcanoate (PHA) ou un de leurs mélanges.
Une résine convenant pour la présente invention peut être en particulier celle commercialisée sous la marque déposée NatureFlex et commercialisée par la Société Futamura.
On peut aussi citer ici à titre d'exemple non limitatif l'utilisation d'un film biodégradable tel que décrit dans le document WO-2009/024812, pour réaliser la couche de résine.
Selon une deuxième caractéristique de ce mode de réalisation, le film 6 peut correspondre à une monocouche à base d'au moins un polymère thermoplastique biodégradable.
Généralement, le polymère thermoplastique biodégradable est choisi parmi un biopolymère, un polyester ou un de leurs mélanges.
Un polymère est dit biodégradable selon l'invention lorsqu'il peut être décomposé par des organismes biologiques (bactéries, champignons, algues...) dans un environnement favorable (conditions de température, d'humidité, de lumière, d'oxygène, etc.). Ainsi, un polymère biodégradable peut être issu de ressources renouvelables (poly(hydroxyalcanoate)s, amidon, etc.) ou de ressources non renouvelables comme le poly(caprolactone) (polyester
18 aliphatique).
D'une part, le polymère thermoplastique biodégradable selon l'invention peut être choisi parmi un biopolymère, à savoir un polymère extrait de la biomasse.
Un biopolymère convenant pour la présente invention peut être :
- un polysaccharide (amidon de pomme de terre, de maïs, de blé ou de riz ; lignocellulosiques : bois, paille ; autres : chitine), - une protéine, telle que la caséine, le collagène, la gélatine, le gluten, la zéine, - ou un de leurs mélanges.
D'autre part, le polymère thermoplastique biodégradable selon l'invention peut être choisi parmi un polyester biodégradable obtenu par exemple à partir de microorganismes (par extraction), par synthèse conventionnelle à partir de bio-monomères.
Un polyester thermoplastique biodégradable convenant dans le cadre de la présente invention peut être choisi parmi : le poly (acide glycolique) ; le poly(lactide) (PLA), le poly (acide lactique) (PLA) et ses copolymères ; le poly(caprolactone) (PCL) ; les poly(hydroxyalcanoate)s (PHA) comme le poly(hydroxy butyrate) (PHB) ou le poly(hydroxybutyrate co-valerate) (PHBV) ;
le poly(éthylène adipate) (PEA) ; le poly(éthylène succinate) (PES) ; le poly(butylène succinate) (PBS) ; le poly(butylène adipate) (PBA) ; le poly(butylene adipate-co-terephthalate) (PBAT); le poly(butylène succinate co-adipate) (PBSA) ou un de leurs mélanges.
Typiquement, le polymère thermoplastique biodégradable est le poly(lactide) (PLA) et est en particulier un PLA bi-orienté. Le PLA bi-orienté
présente généralement des propriétés thermiques par rapport à un PLA classique (non-orienté).
Un tel PLA bi-orienté (orientation bi-axiale) se distingue notamment d'un PLA classique en ce qu'il est doublement étiré. Il peut être fabriqué de la manière suivante : étirement longitudinal lors de l'extrusion en ligne, puis étirement transversal après reprise. Un tel PLA bi-orienté peut par exemple être commercialisé par la société TAGHLEEF sous la référence D808 ou D813.
De préférence, le polyester thermoplastique convenant pour former l'emballage 10 selon l'invention sera le poly(lactide), le poly (acide lactique) (PLA)
19 et un de leurs copolymères, ou encore un mélange poly(lactide)/ poly (acide lactique) (PLA) et ses copolymères avec un poly(hydroxyalcanoate) (PHA).
Selon un troisième mode de réalisation et en se référant à la figure 3, le film biodégradable 6 est multicouche et peut comprendre notamment une première couche à base de cellulose 9 telle que décrite ci-dessus et une deuxième couche 8 à base de résine ou d'au moins un polymère thermoplastique biodégradable, également telle que décrite ci-dessus.
Selon une première caractéristique de ce mode de réalisation, la deuxième couche 8 en résine ou en polymère thermoplastique biodégradable est en général positionnée entre le support biodégradable 1 et la première couche à
base de cellulose 9. En général, la face inférieure du support biodégradable 1 (fond et/ou paroi) est recouverte (contact direct) en partie et généralement dans son intégralité par la couche 8 en résine ou en polymère thermoplastique biodégradable, qui elle-même est recouverte (contact direct) en partie et généralement dans son intégralité par la couche de cellulose 9 (figure 3).
A titre d'exemple, la première couche 9 peut être en papier sulfurisé et la deuxième couche 8 en PLA.
Selon une deuxième caractéristique de ce mode de réalisation, il est possible que ce soit la couche à base de cellulose 9 qui soit prise en sandwich entre le support biodégradable 1 et la deuxième couche 8 en résine ou en polymère biodégradable. En particulier, la face inférieure du support biodégradable 1 (fond et/ou paroi) est recouverte (contact direct) en partie et généralement dans son intégralité par la couche de cellulose 9, qui elle-même est recouverte (contact direct) en partie et généralement dans son intégralité par la couche en résine ou en polymère thermoplastique biodégradable 8.
Dans ce cas, la première couche peut être en papier kraft et la deuxième couche peut être à base de silicone.
En effet, le Demandeur a découvert que la première couche en cellulose 9 pouvait adhérer parfaitement au support biodégradable 1, tel que le support biodégradable en agromatériau.
Toutefois, l'emploi d'une deuxième couche 8 en résine ou en polymère thermoplastique entre le support biodégradable 1 et le couche en cellulose 9 permet en général d'améliorer les performances du support biodégradable 1 en le rendant par exemple étanche à l'eau et apte à former une barrière au gaz, ce qui peut être utile pour le stockage de viande, de fromage par exemple ou de plat cuisiné. Ce type de film 6 peut être un papier silicone.
La deuxième couche 8 qu'elle soit en polymère thermoplastique ou en résine sert notamment à renforcer la couche à base de cellulose 9. C'est pourquoi, lorsqu'elle est présente, elle est appliquée sur celle-ci à raison d'au moins 5 g/m2, de préférence d'au moins 10 g/m2, en particulier de 12 à 25 g/m2 et typiquement de 15 à 20 g/m2.
Au sens de l'invention, au moins 5 g/m2 englobe les valeurs suivantes :
5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, etc.
10 Elle présente une épaisseur allant en général de 5 ilm à 40 ilm, typiquement de 10 ilm à 30 ilm.
La deuxième couche 8 selon l'invention est ainsi biodégradable et apte à
thermo-coller, thermo-souder la membrane à base de cellulose 9 au support biodégradable 1.

Avantageusement, la première couche 9 peut être en papier sulfurisé et la deuxième couche 8 est en PLA. Un tel film biodégradable 6 peut correspondre au produit commercialisé par la société Ahlstrom sous la référence top lid 02 barrier for espresso réf. : SS5961092. Egalement, la première couche 9 peut être en papier kraft ou papier blanc et la deuxième couche 8 est en silicone.
Un
20 tel film biodégradable peut correspondre à un film biodégradable commercialisé
par la société MONDI sous la référence Advantage bakery release 1sC White .
Eventuellement, le polymère thermoplastique et/ou la résine du film biodégradable 6 selon l'invention peuvent être additivés.
Ces additifs peuvent être :
- des agents antistatiques qui permettent notamment d'éviter le dépôt de poussière en rendant le matériau thermoplastique formé conducteur en surface (des amines grasses éthoxylées, des polyols polyhydroxylés conviennent pour l'additif selon l'invention) ;
- des agents antichocs (acryliques, etc.) ;
- des lubrifiants afin de faciliter la mise en oeuvre en favorisant le glissement (comme des cires, du stéarate de calcium...) ;
- des colorants/pigments comme des pigments insolubles dans le polymère (noir de carbone, oxydes métalliques...) et des colorants organiques solubles dans le polymère ;
21 - des plastifiants afin de rendre le plastique plus flexible, plus résilient avec une température de transition vitreuse plus faible (comme le sorbitol, le polyéthylène glycol, le glycérol, les esters d'acides gras, etc.) ;
- des charges permettant de diminuer le coût du matériau thermoplastique, améliorer des propriétés mécaniques, obtenir une meilleure tenue thermique, etc. comme les charges d'origine minérale (carbonate de calcium, silice, talc, argile, noir de carbone...) ; les charges organiques (farine de bois, cellulose, amidon, céréales...), les charges métalliques permettant de donner un caractère conducteur à la matrice) (aluminium, cuivre, zinc...) ; et les charges fibreuses (fibres de verre, fibres de chanvre, fibres de lin...) ;
- un additif permettant d'améliorer l'élongation à la rupture et le renfort aux chocs d'un matériau polymère thermoplastique, et notamment d'un matériau à

base de polymères cassants biodégradables, tels qu'en poly(acide lactique) comme un additif lipidique ;
- ou tous autres constituants utilisables avec les polymères thermoplastiques, et ce dans les quantités habituellement utilisées dans le domaine de la technique et connues de l'homme de l'art.
Ces autres additifs sont présents à hauteur de 0 à 59,5 %, de préférence de 10 % à 50 % en masse par rapport à la masse totale dudit matériau thermoplastique.
En particulier, les charges peuvent représenter à titre d'exemple 40 % en masse par rapport à la masse totale du matériau thermoplastique. En particulier, le film biodégradable 6 sera adapté en fonction de l'utilisation souhaitée pour l'emballage.
Généralement, le film biodégradable 6 présente une contrainte selon la norme internationale ISO 527 (2012), allant respectivement de 40 MPa à
400 MPa, de préférence allant de 45 à 350 MPa et en particulier allant de 50 à

300 MPa, et typiquement de 55 à 200 MPa.
De manière générale, le film 6 selon l'invention résiste à des températures allant jusqu'à 160 C, et typiquement allant jusqu'à 130 C, tel que par exemple comprises entre ¨ 30 C et 120 C.
Ainsi, le film biodégradable 6 ou le support biodégradable 1 décrit ici, est biodégradable selon la norme NF EN 13432 (novembre 2000).
L'emballage biodégradable 10 selon l'invention est ainsi généralement
22 complètement recyclable par compostage.
Egalement, l'emballage biodégradable selon l'invention est apte à passer dans un four ou un micro-onde (emballage micro-ondable) et résiste par exemple à des températures allant jusqu'à 130 C, de préférence allant de 120 C et plus .. particulièrement allant de ¨ 30 C à 120 C, comme de -10 C à 110 C.
De préférence, l'emballage 10 selon l'invention présente une forme cylindrique de section variée qui est définie elle-même par la forme (le contour) du fond 2. Le fond 2 peut présenter diverses formes, dont une forme polygonale (au moins trois arêtes rectilignes reliées par des sommets) ou non-polygonale (au moins une arête courbe, telle que ronde, ovale).
Généralement et comme cela est représenté sur les figures 4 à 6, le fond 2 présente une forme polygonale, telle que triangulaire, carré ou encore rectangulaire, etc. et comprend par conséquent des angles qui définissent eux-mêmes des zones d'angle 32 (zone où la paroi 3 change d'orientation) sur la face intérieure de l'emballage 10, reliées entre elles par des parois latérales 31.
Selon la présente invention, les angles présents sur le fond 2 ne forment pas, de préférence, un angle droit ou ne sont sensiblement pas à angle droit.
Au contraire, les angles sont arrondis, en chanfrein ou encore en biseau (bord taillé
obliquement). Ainsi, les zones d'angle 32 de l'emballage 10 sont généralement arrondies ou en pans coupés.
Ainsi, selon cette caractéristique, les zones d'angles 32 sont généralement principalement formées par le film biodégradable 6, à savoir que celui-ci recouvre au moins 60%, de préférence au moins 80% et en général au moins 90% de la surface des zones d'angle 32, notamment lorsque ces zones d'angle 32 comprennent des ouvertures 5. Dans ce cas, le support biodégradable au niveau des zones d'angle sert principalement à donner l'orientation de la paroi 3.
Selon l'invention, par au moins 60%, on entend les valeurs suivantes (en pourcentage) ou tous intervalles compris entre ces valeurs : 60; 65; 70; 75;
80;
81 ; 82 ; 83 ; 84 ; 85 ; 86 ; 87 ; 88 ; 89 ; 90 ; 91 ; 92 ; 93 ; 94 ; 95 ; 96 ; 97 ; 98 ;99 ;
etc.
Cette caractéristique présente notamment l'avantage de faciliter le démoulage lors de la réalisation de l'emballage 10 (pas de dépouille qui complexifierait le moule).
23 Cependant, la bordure 4 forme quant à elle un angle sensiblement à
angle droit avec apport de matière au niveau de ces angles de sorte à
permettre le thermo-scellage d'un film (operculage).
Généralement, le film biodégradable 6 est positionné sur le support biodégradable 1 par la technique de l'étiquetage par moulage (IML pour l'anglais In-Mold Labelling).
Pour réaliser un matériau multicouche selon la présente invention, il est proposé d'utiliser un procédé du type étiquetage au moulage en l'adaptant toutefois.
Le procédé d'étiquetage au moulage consiste à déposer une étiquette en matière synthétique dans un outillage d'injection lors de la fabrication d'un emballage, lui aussi en matière synthétique. Il n'est pas du tout habituel d'utiliser un tel procédé avec du papier ou un film cellulosique. En outre, quand il s'agit d'un étiquetage, l'étiquette est bien entendu collée sur la face extérieure de l'emballage pour être visible du consommateur.
La présente invention propose de manière originale d'utiliser un procédé
issu du procédé IML.
La présente invention porte ainsi sur un procédé de réalisation d'un emballage 10 tel que décrit ci-dessus mis en oeuvre dans un dispositif d'injection par étiquetage au moulage (IML) présentant un moule.
En particulier, le moule du dispositif IML présente une première partie généralement fixe et une deuxième partie, qui est positionné en regard de la première partie, et qui est généralement mobile. En particulier, la forme de la première partie correspond à la face intérieure de l'emballage 10 souhaitée, tandis que la forme de la deuxième partie présente une forme complémentaire à
l'emballage 10 souhaité.
Le procédé selon l'invention comprend les étapes suivantes :
(a) disposer sur la première partie du moule présentant une paroi, le film biodégradable 6 se présentant généralement sous le forme d'un film plat prédécoupé, de sorte que ledit film biodégradable 6 recouvre au moins partiellement ladite paroi du moule ;
(b) mettre en contact la première partie du moule et la deuxième partie du moule et (c) procéder à l'injection de sorte à former le support biodégradable 1
24 comprenant des ouvertures 5, ledit film biodégradable 6 étant disposé sur la face intérieure dudit support biodégradable 1 de façon à obturer au moins lesdites ouvertures 5, (d) récupérer l'emballage (démoulage).
Bien sûr, les caractéristiques de l'emballage 10 sont également valables pour la description du procédé selon l'invention. Dans la mesure où elles ont déjà
été décrites ci-dessus, elles ne seront pas plus amplement détaillées ci-dessous.
Ainsi, ledit film biodégradable 6 est tel que décrit ci-dessus.
Par exemple, lorsque le film 6 est multicouches et comprend une couche en résine ou en polymère thermoplastique 8 qui est prise en sandwich entre le support 1 et la couche à base de cellulose 9. Dans ce cas, généralement, lors de l'étape (a), la couche à base de cellulose est disposée contre la paroi de la première partie du moule.
Alternativement, en fonction de l'emballage souhaitée, il est possible que ce soit la couche en résine ou la couche en polymère thermoplastique biodégradable qui soit disposée contre la paroi de la première partie du moule.
Lorsque le film 6 est monocouche, celle-ci est simplement disposée contre la paroi de la première partie du moule.
Ainsi, contrairement à un procédé IML traditionnellement utilisé, le film .. biodégradable 6 est déposé sur la paroi de la première partie du moule correspondant à la face intérieure de l'emballage souhaité en fonction du nombre et de la localisation des ouvertures 5.
Une fois la première partie du moule garnie de ou des couches formant le film 6, le matériau formant le support biodégradable 1, tel que l'agromatériau, est injecté dans le dispositif IML (moule) par un procédé classique d'injection, connu de l'homme du métier et non décrit en détail ici.
On obtient ainsi un emballage selon l'invention avec une excellente liaison entre le support biodégradable 1 à base d'agromatériau et la couche à
base de cellulose ou le cas échéant, entre le support biodégradable 1 à base d'agromatériau et la couche en résine ou la couche en polymère biodégradable.
En particulier, lors de l'étape (a), le film biodégradable 6 se présente généralement sous une forme prédécoupée.
Selon le mode de réalisation représenté sur la figure 6, le film biodégradable 6 peut être pré-découpé de sorte à former un emballage présentant des zones d'angle 32 à pans coupés qui sont reliés par des parois latérales 33.
Selon ce mode de réalisation, le film biodégradable 6 prédécoupé
comprend une partie centrale 61 qui va former le fond 2 de l'emballage 10 lors de l'étape (d) de récupération (démoulage). Cette partie centrale 61 est prolongée, 5 d'une part, par des volets latéraux 62, quatre si le fond 2 de l'emballage est carré
ou rectangulaire. Ces volets latéraux 62 sont d'aspect général rectangulaire et vont se repliés lors de l'étape d'injection (c) afin de former les parois latérales 31.
D'autre part, la partie centrale 61 est également prolongée par des volets d'angles 63, également quatre si le fond 2 de l'emballage est carré ou rectangulaire.
Ces 10 volets d'angle 63 sont également d'aspect général rectangulaire et vont se replier lors de l'étape d'injection (c) afin de former les zones d'angle 32. En particulier, les volets d'angle 63 et les volets latéraux 62 sont séparés par des découpes en V
64. Typiquement, les volets d'angle 63 sont ménagés entre deux volets latéraux 62 et entre deux découpes en V 64. Des découpes complémentaires peuvent 15 également être prévues sur les volets latéraux et/ou d'angle afin que le film 6 épouse de manière précise la face intérieure de l'emballage 10 après démoulage.
Ces différentes découpes évitent notamment les excès de matière lors de l'étape d'injection.
Les étapes (b) à (d) sont les étapes classiques d'une injection par IML et 20 sont bien connues de l'homme du métier.
En effet, l'étape de mise en contact (b) s'effectue par dépose automatique avec une charge électrostatique ou une aspiration. Par exemple, le robot POLYFLEX commercialisé par Machines Pages convient pour le procédé
selon l'invention.
25 L'étape (c) d'injection du ou des matériaux pouvant former le support biodégradable 1 (agromatériau, résine, polymère biodégradable) s'effectue par exemple à une vitesse allant de 10 à 200 mm/sec. Ce ou ces matériaux ont été
préalablement plastifiés, à savoir chauffés à une température de plastification allant de 120 à 230 C. Puis, une pression allant de 500 bars à 2400 bars est exercée entre les deux parties du moule et l'ensemble est chauffé à une température allant de 150 C à 220 C et de préférence de 160 C à 210 C. En particulier, la durée du cycle est comprise entre 2 et 20 sec. Lors de cette étape, le film prédécoupé de l'étape (a) vient épouser parfaitement la forme du moule et vient se souder au(x) matériau(x) injecté(s) formant le support biodégradable 1.
26 Ainsi, le film 6 adhère et est collé à la face intérieure du support biodégradable 1.
Il a été remarqué de manière surprenante que le support biodégradable 1, une fois injecté et durci, présentait un taux de retrait très faible et en particulier inférieur ou égal à 1%, de préférence inférieur ou égal à 0,8%, et typiquement inférieur ou égal à 0,5%. Par un taux de retrait inférieur ou égal à 1%, on entend les valeurs suivantes et tous intervalles compris entre ces valeurs : 1 ; 0,9 ; 0,8 ;
0,7; 0,6; 0,5; 0,4; 0,3; 0,2; 0,1 ; 0,09; 0,08; 0,07; 0,06; 0,05; 0,04; 0,03;
0,02; 0,01 ; etc. Le taux de retrait est généralement mesuré selon la norme ISO
294-4 : 2001.
Pour un emballage, il est préférable de prévoir un étiquetage et/ou une décoration. Il est ainsi possible de rajouter sur la couche en cellulose 9 un nouveau complexe, formé par exemple d'un film cellulosique et d'une feuille de papier, pour décorer et/ou étiqueter l'emballage.
Le multicouches ainsi obtenu permet de réaliser une barrière aux gaz et d'obtenir une bonne étanchéité à l'eau.
La présente invention porte également sur l'utilisation de l'emballage décrit ci-dessus :
- pour le conditionnement, le stockage ou encore le transport de denrées alimentaires, telles que des fruits, légumes, viande, et/ou de plantes et/ou la réalisation de capsule, telle que des capsules à café ;
- pour la cuisson de denrées alimentaires.
Bien sûr, les utilisations selon l'invention présentent les mêmes caractéristiques que celles décrites ci-dessus pour l'emballage ou pour le procédé
de fabrication de l'emballage. Dans la mesure où elles ont déjà été décrites, elles ne seront pas plus amplement détaillées ci-dessous.
Ainsi, l'emballage 10 est bien adapté pour la réalisation d'emballages, notamment dans le domaine de l'alimentaire mais d'autres utilisations peuvent être envisagées.
EXEMPLE
Un emballage comparatif (Fig.7 (a) à (c)) comprenant : un support plastique non biodégradable en polypropylène (PP) et un film plastique également en PP a été fabriqué en suivant le procédé de l'invention (procédé par IML).
Le PP
est couramment utilisé pour réaliser des barquettes pour plat alimentaire. En outre, l'emballage comparatif comprend de nombreuses ouvertures que ce soit sur
27 le fond et sur la paroi conformément aux caractéristiques de l'emballage selon l'invention.
Un emballage selon l'invention ((Fig.7 (a) à (c)) comprenant un support biodégradable en PLA et un film biodégradable en PLA a également été réalisé
en suivant le procédé de l'invention.
A) Procédure générale * Matières premières Matière/Matériel Référence, Caractéristique, Fournisseur Support en Polypropylène PP (contrôle) Réf RJ470M0 de chez Borealis Film en Polypropylène (contrôle) PP 40 microns de chez TREOFAN
Support biodégradable (invention) PLA de poids moléculaire moyen en poids M, de entre 1.104et 1.105 de chez NatureVVorks IngeoTM 3251D
Film PLA (invention) INFIANAO
épaisseur 40 microns référence 75423 Machine d'injection Presse à injecter les thermoplastiques type Arburg, NETSTAL, DEMAG
Le moule présente une première partie et une deuxième partie, la deuxième partie du moule présente une structure complémentaire au support représenté
sur la fig.4 * Procédé de mise en oeuvre Le procédé suivant a été suivi afin de réaliser les deux emballages susmentionnés :
- un film en PP (exemple comparatif) et un film en PLA ont été découpés de sorte à présenter la forme illustrée sur la figure 6(a) ;
- ce film en PP ou en PLA a ensuite été placé dans la première partie d'un moule pour IML présentant une paroi de sorte que le film recouvre la paroi du moule ;
- la première partie du moule et la deuxième partie du moule ont été
mises en contact (phase de fermeture et de verrouillage lors d'un cycle automatique en injection thermoplastique);
- on a procédé ensuite à l'injection à une vitesse de 75 mm/s, puis de 65 mm/s et enfin de 55 mm/s du matériau formant le support (celui-ci a été
préalablement plastifié à des températures allant de 170 à 200 OC pour le matériau PLA selon l'invention et de 180 à 220 OC pour le matériau PP comparatif) avec
28 une pression allant de 2000 bars pour le matériau en PLA et de 1300 bars pour le matériau en PP, la durée du cycle est de 8 secondes, de sorte à obtenir un support en PLA (invention) et un support en PP (exemple comparatif) comprenant des ouvertures comme cela est illustré sur les figures 4 à 8; lors de cette étape le film en PLA selon l'invention ou en PP selon l'exemple comparatif va venir épouser respectivement la surface intérieure du support en PLA ou en PP, de sorte à obturer toutes les ouvertures ;
- on récupère l'emballage ainsi formé.
B) Résultats Comme le montrent les photographies des figures 7, l'emballage comparatif selon l'invention, pour une structure identique (le support en PP a la même forme/ossature que le support en PLA selon l'invention) ne présente pas de bonnes propriétés mécaniques : la structure se déforme aisément par simple pression manuelle (fig.7 (a)) (aucune rigidité, la structure ne tient pas en forme et ne peut pas servir à contenir des contenants), contrairement à la structure de l'invention qui reste rigide sous la pression exercée (Fig.8(c)).
En outre, le film en PP forme des vagues (Fig.7 (a) (b)). Ceci est notamment dû au taux de retrait important du support en PP après injection, tandis que le film en PP, lui ne se rétracte pas. Au contraire, le film en PLA selon l'invention ne forme aucune vague (le film reste tendu) sur le support en PLA
selon l'invention (Fig.8 (a) (b)) qui ne se rétracte pas ou très peu comme le montre le tableau ci-dessous.
Exemples Taux de retrait mesuré selon la norme ISO 294-4 : 2001 Emballage comparatif 2.0%
Emballage selon l'invention 0,3%

Claims (15)

REVENDICATIONS
1. Emballage biodégradable (10) comprenant :
- un support biodégradable (1) comprenant un fond (2) à partir du bord duquel s'élève une paroi (3), de sorte à définir une face intérieure apte à
contenir un article, tel qu'une denrée alimentaire ou une plante;
- un film biodégradable (6), caractérisé en ce que ledit support biodégradable (1) comprend une ou plusieurs ouvertures (5) agencées sur le fond (2) et/ou la paroi (6), ledit film biodégradable (6) étant positionné sur ladite face intérieure dudit support biodégradable (1) de sorte à obturer au moins lesdites ouvertures (5) et en ce que le film biodégradable (6) est positionné sur le support biodégradable (1) par la technique de l'étiquetage au moulage.
2. Emballage selon la revendication 1, dans lequel le support biodégradable (1) est en agromatériau biodégradable, en polymère thermoplastique biodégradable ou un de leurs mélanges.
3. Emballage selon la revendication 2, dans lequel ledit film biodégradable (6) est étanche à l'eau et/ou apte à faire barrière au gaz.
4. Emballage selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel ledit film biodégradable (6) est composé :
- d'au moins une couche à base de cellulose (9), telle que du papier comme du papier kraft ou du papier sulfurisé ; ou - d'au moins une couche à base d'une résine ou d'au moins un polymère thermoplastique biodégradable ; ou - d'au moins une première couche à base de cellulose et d'une deuxième couche à base d'au moins résine et/ou d'au moins un polymère thermoplastique biodégradable.
5. Emballage selon la revendication 4, dans lequel ladite couche à base de cellulose (9) repose au moins partiellement sur ladite couche à base d'une résine ou à base d'au moins un polymère biodégradable (8) qui elle-même repose sur le support biodégradable (1)
6. Emballage selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel le polymère thermoplastique biodégradable du film biodégradable (6) ou le support biodégradable (1) est choisi parmi : le poly (acide glycolique) ; le poly(lactide) (PLA), le poly (acide lactique) (PLA et ses copolymères ; le poly(caprolactone) (PCL) ; les poly(hydroxyalcanoate)s (PHA) comme le poly(hydroxy butyrate) (PHB) ou le poly(hydroxybutyrate co-valerate) (PHBV) ; le poly(éthylène adipate) (PEA) ; le poly(éthylène succinate) (PES) ; le poly(butylène succinate) (PBS) ; le poly(butylène adipate) (PBA) ; le poly(butylene adipate-co-terephthalate) (PBAT);
le poly(butylène succinate co-adipate) (PBSA) ou un de leurs mélanges.
7. Emballage selon l'une des revendications 4 à 7, dans lequel la résine du film biodégradable (6) est choisie parmi : un polyester, un silicone ou un de leurs mélanges.
8. Emballage selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend des zones d'angle (32) qui sont à pans coupés.
9. Emballage selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il est operculable.
10. Procédé de réalisation d'un emballage (10) selon l'une des revendications 1 à 9 mis en oeuvre dans un dispositif d'injection par étiquetage au moulage (IML) dans un moule qui présente une première partie et une deuxième partie, le procédé comprenant les étapes suivantes :
(a) disposer sur la première partie du moule présentant une paroi, le film biodégradable, de sorte que ledit film biodégradable recouvre au moins partiellement ladite paroi du moule ;
(b) mettre en contact la première partie du moule et la deuxième partie du moule, ladite deuxième partie du moule présentant une forme complémentaire à l'emballage et (c) procéder à l'injection de sorte à former le support biodégradable (1) comprenant des ouvertures (5), ledit film biodégradable étant disposé sur la face intérieure dudit support biodégradable (1) de façon à obturer au moins lesdites ouvertures (5).
(d) récupérer l'emballage (1)
11. Procédé selon la revendication 10, dans lequel ledit film biodégradable est composé :
- d'au moins une couche à base de cellulose (9), telle que du papier comme du papier kraft ou du papier sulfurisé ; ou - d'au moins une couche à base d'une résine ou à base d'au moins un polymère thermoplastique biodégradable ; ou - d'au moins une première couche à base de cellulose (9) et d'une deuxième couche (8) à base d'une résine ou à base d'au moins un polymère thermoplastique biodégradable, de préférence la deuxième couche est prise en sandwich entre le support biodégradable (1) et la première couche en cellulose (9).
12. Procédé selon la revendication 11, dans lequel la couche en polymère thermoplastique du film biodégradable est choisie parmi un PLA, tel qu'un PLA
bi-orienté et/ou la résine du film biodégradable (6) est choisie parmi : un polyester, un silicone ou un de leurs mélanges.
13. Procédé selon l'une des revendications 10 à 12, comprenant suite à
l'étape (d) une étape :
(e) d'operculage dudit emballage dans une machine thermoscelleuse operculeuse.
14. Utilisation de l'emballage selon l'une des revendications 1 à 9, pour le conditionnement, le stockage ou encore le transport de denrées alimentaires, telles que des fruits, légumes, viandes, et/ou de plantes et/ou la réalisation de capsule, telle que des capsules à café.
15. Utilisation de l'emballage (10) selon l'une des revendications 1 à 9, pour la cuisson de denrées alimentaires.
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