EP1693306A1 - Récipient thermoforme à deux compartiments - Google Patents

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EP1693306A1
EP1693306A1 EP06110160A EP06110160A EP1693306A1 EP 1693306 A1 EP1693306 A1 EP 1693306A1 EP 06110160 A EP06110160 A EP 06110160A EP 06110160 A EP06110160 A EP 06110160A EP 1693306 A1 EP1693306 A1 EP 1693306A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
membrane
container
compartment
side wall
containers
Prior art date
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Granted
Application number
EP06110160A
Other languages
German (de)
English (en)
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EP1693306B1 (fr
Inventor
Michel Maurice Luc
Dominique André Schwab
Jean-Michel Patrick Foulquier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Erca Formseal SA
Original Assignee
Erca Formseal SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Erca Formseal SA filed Critical Erca Formseal SA
Publication of EP1693306A1 publication Critical patent/EP1693306A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP1693306B1 publication Critical patent/EP1693306B1/fr
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B9/00—Enclosing successive articles, or quantities of material, e.g. liquids or semiliquids, in flat, folded, or tubular webs of flexible sheet material; Subdividing filled flexible tubes to form packages
    • B65B9/02—Enclosing successive articles, or quantities of material between opposed webs
    • B65B9/04—Enclosing successive articles, or quantities of material between opposed webs one or both webs being formed with pockets for the reception of the articles, or of the quantities of material
    • B65B9/042—Enclosing successive articles, or quantities of material between opposed webs one or both webs being formed with pockets for the reception of the articles, or of the quantities of material for fluent material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B29/00—Packaging of materials presenting special problems
    • B65B29/10—Packaging two or more different substances isolated from one another in the package but capable of being mixed without opening the package, e.g. forming packages containing a resin and hardener isolated by a frangible partition
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D25/00—Details of other kinds or types of rigid or semi-rigid containers
    • B65D25/02—Internal fittings
    • B65D25/04—Partitions
    • B65D25/08—Partitions with provisions for removing or destroying, e.g. to facilitate mixing of contents

Definitions

  • the present invention relates to a thermoformed container, comprising a body having a sidewall and a bottom opposed to an opening.
  • Containers of this type are known, in particular for containing pasty and / or liquid food products.
  • a small product such as a topping (fruit coulis, caramel ...) or granules (brown sugar, praline, chocolate flakes or caramel ...) and a larger product, such as yoghurt.
  • the products are mixed in the same container, which is often the case when the product in small quantity is a topping, which is arranged at the bottom of the container, while the product in greater quantity is arranged above. This is not always possible or desirable, especially when it is desired to maintain a crispness to the product in small amounts when it is in the form of granules or flakes.
  • the invention proposes a new container capable of containing two different products, substantially free of the aforementioned constraints.
  • FR 2,781,206 and DE-U-82 07 401 disclose a container of the aforementioned type, comprising a first compartment delimited between the bottom and a membrane, arranged inside the container and fixed to the side wall, and a second compartment, delimited between the membrane and the opening, these compartments each being able to contain a product.
  • the two compartments are initially isolated from each other and can therefore contain two different products, which we do not want to mix initially. This makes it possible to preserve for each product its intrinsic qualities (taste, texture, crunchiness ...) and mix them only when they are consumed.
  • the container can easily be handled and packaged with several containers of the same type, for example in groups of two, four or eight containers.
  • FR 2 781 206 proposes ( Figure 7) to equip the bottom of the container with a tip for perforating the membrane when sufficient pressure is exerted on the bottom of the container bottom.
  • This system is of a delicate implementation because, on the one hand, it is difficult to achieve this tip during thermoforming of the container and, on the other hand, the drilling of the membrane with this tip is uncertain .
  • DE-U-82 07 401 proposes to tear the membrane using two tongue portions accessible from the top of the container after the opening thereof.
  • the present invention aims to improve the state of the art by facilitating the breaking of the separation between the two compartments.
  • the body of the container has, in the region of the first compartment, a deformable portion capable of pressure, is deformed, to reduce the volume of this compartment to generate in the latter an overpressure which subjects the membrane to stresses provoking a rupture of this membrane and / or its attachment to the side wall.
  • the deformable part is in particular made in the region of the bottom of the container.
  • it makes it possible to deform the wall of the receptacle in order to promote the demolding of the product contained in the latter.
  • a sufficient pressure on this deformable part makes it possible, on the one hand, to pour into a plate or the like the product initially contained in the second compartment and, by the rupture of the membrane or its attachment on the side wall to pour on this product the one contained in the first container.
  • the separation between the two compartments can be obtained without complicating the manufacture of the container by thermoforming and without requiring direct manipulation of the separation membrane.
  • the membrane advantageously has at least one weakening zone, which makes it possible to promote its rupture during the deformation of the container as indicated above.
  • the fixation of the membrane on the side wall that can be locally weakened or, in general, be provided to not withstand stress exerted by the underside of the membrane, due to an overpressure in the first compartment.
  • the side wall has a recessed surface, for example a shoulder oriented towards the opening, for fixing the membrane, which is advantageously achieved by sealing the membrane on this recess surface.
  • the recess surface allows easy attachment of the membrane inside the body of the container. As will be seen in the following, it can be fixed by clipping, if it is initially sufficiently rigid. This being so, the fixing by sealing is also advantageous and easy to implement.
  • the facility for manufacturing containers by thermoforming and filling containers comprises a thermoforming device having at least one thermoforming chamber and a thermoforming piston adapted to push in this chamber of the thermoplastic material to form containers comprising a body having a side wall and a bottom opposite an opening, and a device for filling the containers;
  • the filling device comprises first filling means for disposing a first product at the bottom of the containers
  • the installation comprises, in addition, a station placing membranes having at least one gripper adapted to introduce a membrane into the body of the containers through the opening of the latter, and means for fixing the membrane to the side wall so as to delimit between the bottom and said membrane, a first compartment containing the first product and the fact that the filling device comprises second filling means for disposing a second product in a second compartment delimited between the membrane and the opening.
  • the membrane placement station is disposed between the first and the second filling means, which allows to have the two different products in two different compartments, separated by the membrane.
  • the installation comprises means for cutting membranes in a membrane film and for disposing the membranes cut in the membrane placement station.
  • the installation advantageously comprises means for decontaminating the membrane. It is preferably first decontamination means capable of decontaminating the face of the diaphragm facing the bottom before the introduction of the membrane and the second decontamination means suitable for decontaminating the face of the membrane facing the opening after the establishment of this membrane.
  • This decontamination is particularly useful when the container is intended to contain food products.
  • the two-stage decontamination of the membrane by the first and by the second decontamination means is particularly effective.
  • thermoformed from a thermoplastic material containers comprising a body having a side wall and a bottom opposite an opening; after having thermoformed the body of a container, a first product is placed at the bottom of this container, then a membrane is introduced into the body which is fixed to the lateral wall of the body, to delimit between the and the membrane, a first compartment containing the first product, then a second product is placed in a second compartment delimited between the membrane and the opening.
  • the process comprises a phase during which the membrane is decontaminated.
  • the container 1 of Figure 1 comprises a body 10 having a side wall 10A and a bottom 10B opposite an opening 10C which, in this case, is closed by a closure cap 12, fixed on the upper rim 11 of the container.
  • a membrane 14 is disposed inside the container, being attached to its side wall 10A.
  • the side wall 10A has a recess surface 16, formed in this case by a shoulder oriented towards the opening 10C.
  • the membrane 14 is fixed on this shoulder, in particular by sealing, a welding zone 18 being identified on the enlargement.
  • the container comprises a first compartment 20 which is delimited between the bottom 10B and the lower face of the membrane 14, and a second compartment 22, which is delimited between the upper face of the membrane 14 and the opening 10C.
  • compartments may contain two different products.
  • the body of the container is first formed, a first product is placed at the bottom of the container, the membrane is placed in place and fixed to the side wall 10A so as to delimit the first compartment 20, then the second product is placed on the membrane 14, that is to say in the second compartment 22, which is finally closed by the introduction of any suitable container closing means, such as the operculum 12 mentioned above.
  • the bottom 10B has a particular conformation. Indeed, the central portion of this bottom has a notch 24 projecting towards the inside of the container, and oriented along a diameter of the bottom 10B extending preferably over the entire diameter.
  • This pressure has the effect to tilt the two points of support on which this pressure is exerted relative to the tip 24A of the notch 24, thus reducing the volume of the compartment 20 and consequently generating, in this compartment, an overpressure which causes the rupture (For example by bursting) of the membrane 14 when the latter is determined not to withstand such overpressure.
  • the container of Figure 2 is similar to that of Figure 1, and is distinguished only by the particular conformation of its bottom. Indeed, in Figure 2, the notch 24 of Figure 1 is replaced by a recess 25 with a domed central portion 26, the concavity is turned towards the interior of the container. The one of this central part is thus substantially on the plane of rest Pr of the bottom of the container.
  • the entire container advantageously has a symmetry of revolution with respect to the axis A of the container, the curved portion 26 having the shape of a spherical cap centered on this axis, while the recess 25 provides an annular groove around this cap.
  • the sealing weld 18 of the membrane on the container body in such a way that the weld resists, during the filling of the second compartment 22 and the storage of the container, the stresses exerted on the membrane. by the product contained in the second compartment 22, but it yields at least partially when the compartment 20 is put under pressure to be emptied.
  • the attachment of the membrane on the wall so as to avoid the rupture of this attachment, to prevent the membrane is detached from the container during emptying and does not mix with the product to be consumed.
  • the membrane is chosen to break (tear or burst) when it is desired to empty the first compartment.
  • the membrane may be provided with zones of weakening favoring its rupture, as will be seen in the following.
  • Figure 3 shows the conformation of the membrane and its attachment to the shoulder 16. There is shown by a shaded portion sealing 18 of the membrane on the shoulder.
  • the membrane is sealed by an autogenous weld.
  • an autogenous weld This means that the materials of the side wall of the container body and the membrane in contact in the weld area are the same.
  • This is in particular polystyrene (PS), a thermoplastic material in which the body of the container.
  • PS polystyrene
  • the membrane can in turn have a lower layer 14A PS, allowing the aforementioned autogenous welding, and a top layer 14B polyethylene terephthalate (PET) facilitating its handling and holding during sealing.
  • PET polyethylene terephthalate
  • said upper layer advantageously has incisions 15, which extend only on the upper layer 14B without affecting the lower layer 14A, and which form zones of weakening for the membrane allowing the rupture thereof to the traction constraints previously mentioned.
  • These incisions may be arranged to form one or more lines of incisions, in particular curved lines having a shape similar to that of the Greek letter ⁇ .
  • a membrane which, at least in the sealing zone 18, is coated with a material such as a lacquer having a melting temperature lower than that of the body material. of the container.
  • lacquers is known, for example to achieve the sealing of a cap 12 on the rim of the container.
  • Such a membrane may also be provided with zones of weakening of the type of the incisions 15, in which case these will advantageously extend over approximately half at most of its thickness.
  • the container body wall and the membrane may be monolayer or multi-layered.
  • the 4 which, in a variant, shows a container 1 whose membrane 14 'is fixed to the side wall 10A of the body by clipping. Indeed, the recessed surface 16 'that this side wall has is formed in the form of an annular groove open towards the inside of the container. The membrane 14 'is then relatively rigid and its outer peripheral edge is introduced by clipping or snapping into the groove 16'.
  • the bottom portion of the container has a central recess 28 whose apex extends above the membrane 14 'and thus delimits in part the bottom of the second compartment 22.
  • a groove 16 "open towards the inside of the container is formed, in the same plane as the aforementioned groove 16.
  • the membrane 14 ' may have an annular shape, whose inner and outer peripheral edges are respectively engaged in the gorges 16 'and 16 ".
  • the membrane 14 ' may for example be made of PS, with a suitable thickness to give it the desired rigidity.
  • the container To consume the products contained in the container, it can be turned against a plate or the like after opening the lid 12 and pinch the lower end of the side wall between two fingers to exert the pressure P shown in Figure 4, this which will have the effect of demolding the product contained in the second container 22 and, if the pressure is sufficient, to clear the edges of the membrane of at least one of the grooves 16 'and 16 ", to empty the contents of the first compartment 20.
  • the clipping in the groove 16 " is less tight than in the groove 16 'so that the membrane is detached only from the groove 16", thus allowing the emptying of the first compartment 20 by its center, keeping the membrane integral with the body of the container.
  • thermoform containers according to the invention from a sheet of thermoplastic material 50 advanced step by step.
  • thermoplastic material 50 advanced step by step.
  • FIG. 5 thus comprises means for advancing step by step the band 50 and, successively arranged in the forward direction F of this band, a heating station 52 intended to locally carry the thermoplastic material at a temperature of 50.degree. thermoforming temperature, a thermoforming station having at least one thermoforming device 54, first filling means 56 for disposing a first product at the bottom of the containers, a station 58 for placing membranes, means 60 for fixing a membrane placed in a container at the side wall of this container, second filling means 62 for disposing a second product on the membrane, means 64 for closing containers and means 66 for cutting closed containers.
  • thermoforming station shown comprises a single row of thermoforming devices.
  • this station may comprise several rows of thermoforming devices.
  • Each device comprises a mold having at least one thermoforming chamber 70 and a counter-mold having at least one thermoforming piston 72 to push back into the chamber of the thermoplastic material.
  • thermoforming station may be associated with wrapping means 74, able to arrange in the chambers 70 streamers, for example passed through an annular slot 71 of the chamber, so that the body of each container be surrounded by such a streamer.
  • the side wall 70A of the chamber 70 has a recess 70B, which is able to form a recess on the side wall of the containers.
  • This recess of the containers is advantageously formed by a shoulder 16, in which case the recess of the side wall of the chamber 70 is a shoulder.
  • the filling station of the first filling means comprises a nozzle 56 which, as indicated by a broken line, can advantageously be moved inside the body of a container to dispose the first product against the bottom of this container practically without projecting it. first product on the rest of the container wall.
  • the containers containing the first product p1 then pass into a membrane placement station which comprises at least one gripper 74 adapted to introduce a membrane 14 into the body of the containers through the opening 10C of these last.
  • the station 58 comprises a carousel 76 having a plurality of arms or rows of arms 74 oriented radially. Free ends arms are provided with gripping means 78 such as suction cups allowing them to maintain the membranes 14 at their ends.
  • these membranes 14 are cut in a membrane film 80 which is driven above the membrane placement station 58.
  • the membranes are cut concomitantly on at least one row, using, for each membrane, a punch 82 and a die 84.
  • the arm 74 which is under the punch 82 enters the matrix 84, to collect the membrane which is cut. This arm then retracts to occupy the position shown in solid line, and, during the rotation of the carousel, it carries with it the membrane 14 that carries its suction cup 78.
  • the installation advantageously comprises means for decontaminating the membrane.
  • These are, for example, ultraviolet ray lamps 86 disposed in the path of the membranes carried by the arms 74.
  • FIG. 5 shows a lamp 86 exposing the underside of a membrane 14 to its ultra-violet rays. -violet just before the introduction of this membrane in the body of a container. The underside of the membrane is the bottom face when the membrane is in place.
  • This lamp 86 is a first means of decontamination.
  • other means of decontamination for example in the form of one or more other ultraviolet lamps 88, are also provided. All types of suitable decontamination means can be provided.
  • the membranes can be decontaminated (sterilized) in advance and then placed in the containers in a part of the facility forming a sterile tunnel.
  • the band 50 being advanced in step by step, the carousel 76 rotates in synchronism to gradually bring the membranes that carry his arms to the bottom of the containers.
  • the arm 74 which is pointing downwards in FIG. 5 may, as indicated in broken lines, be expanded to bring the membrane 14 which it carries against the shoulder 16 of the body 10 of the container in which this arm penetrates.
  • the suction cup can relax its effect, and the arm returns to its position indicated in solid line, while the membrane remains on the shoulder as indicated for the container immediately downstream of the station 58.
  • the arms 74 can be replaced by non-telescopic arms, by moving the carousel 76 between a high position for cutting the membranes and the advancement of the band and a low position for the placement of the membranes.
  • the membrane can be fixed to the side wall of the container by means 60.
  • these fixing means are formed by a welding station, the welding arm 90 can be moved in a withdrawal position indicated in solid lines, and an extended position in which it penetrates inside the body of a container so that its annular welding head (electrode) 92 cooperates with the upper face of the membrane to weld the latter on the shoulder 16, cooperating with an annular counter-tool (counter-electrode) 93.
  • the means for fixing the membrane may comprise ultrasonic welding means, in particular of the type using an annular sonotrode.
  • the fixing means can be integrated in the station 58, in particular when it comes to ultrasonic welding means, using an annular sonotrode 91 working upwards under the shoulders of the pots, while the gripping means 78, which have just put in place a membrane, support sealing efforts.
  • FIG. 5 shows a sonotrode 91 in the station 58 and the welding station 60 although normally only one of these two means is provided.
  • the membrane which has just been welded is then subjected to the decontamination action of the means 88, which decontaminate the upper face of the membrane, facing the opening 10C of the body of the container.
  • the installation comprises the second filling means, the filling station 62 of which has a second product p2 in the second compartment delimited above the membrane 14.
  • the installation shown in FIG. 5 comprises, on the one hand, means (not shown) for bringing a lidding strip 94 over the containers and a sealing station 64 including the sealing tool (electrode). 96 seals a lid on the rim of each container by cooperating with a counter-tool (counter-electrode) 97. Downstream of this sealing station, the installation comprises a cutting station 66 whose cutting tool 98 cuts the containers and their covers strips 50 and 94, either by group of containers or individually.
  • cover strip 94 may be replaced by a system for depositing individual lids across the opening of each container, for example using a carousel system of the type shown in FIG. place membranes in the containers.

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Abstract

Le récipient (1) comprend un corps (10) ayant une paroi latérale (10A) et un fond (10B) opposé à une ouverture (10C). Il comprend un premier compartiment (20) délimité entre le fond (10B) et une membrane (14), disposée à l'intérieur du récipient et fixée à la paroi latérale (10A), et un deuxième compartiment (22), délimité entre la membrane (14) et l'ouverture (10C), ces compartiments étant chacun apte à contenir un produit.

Description

  • La présente invention concerne un récipient thermoformé, comprenant un corps ayant une paroi latérale et un fond opposé à une ouverture.
  • On connaît des récipients de ce type, en particulier pour contenir des produits alimentaires pâteux et/ou liquides. Dans certains cas, on souhaite conditionner dans un même récipient deux produits différents, par exemple un produit en petite quantité tel qu'un nappage (coulis de fruits, caramel...) ou bien des granulés (cassonade, praline, paillettes de chocolat ou de caramel...) et un produit en plus grande quantité, tel que du yoghourt. Dans certains cas, on mélange les produits dans le même récipient, ce qui est souvent le cas lorsque le produit en petite quantité est un nappage, qui est disposé au fond du récipient, tandis que le produit en plus grande quantité est disposé par dessus. Ceci n'est pas toujours possible ou souhaitable, notamment lorsque l'on souhaite conserver un caractère croquant au produit en petite quantité lorsqu'il se présente sous la forme de granulés ou de paillettes. Dans ce cas, on connaît l'utilisation de récipients ayant deux compartiments juxtaposés, reliés ensemble par leurs rebords supérieurs respectifs, par une zone de liaison entre ces rebords qui est sécable ou pliable de manière à permettre le mélange des deux produits. Ces récipients ont connu un certain succès commercial, mais leur manipulation n'est pas toujours aisée et leur conditionnement est soumis à certaines contraintes puisque, en particulier, il est difficile de conditionner ensemble plusieurs récipients de ce type.
  • L'invention propose un nouveau récipient apte à contenir deux produits différents, sensiblement exempt des contraintes précitées.
  • On connaît, par FR 2 781 206 et DE-U-82 07 401, un récipient du type précité, comprenant un premier compartiment, délimité entre le fond et une membrane, disposée à l'intérieur du récipient et fixée à la paroi latérale, et un deuxième compartiment, délimité entre la membrane et l'ouverture, ces compartiments étant chacun aptes à contenir un produit.
  • Grâce à la présence de la membrane, les deux compartiments sont initialement isolés l'un de l'autre et peuvent donc contenir deux produits différents, que l'on ne souhaite pas mélanger initialement. Ceci permet de préserver pour chacun des produits ses qualités intrinsèques (goût, texture, caractère croquant...) et de ne les mélanger qu'au moment de leur consommation. Dans la mesure où les deux compartiments sont ménagés à l'intérieur du même corps, le récipient peut aisément être manipulé et conditionné avec plusieurs récipients du même type, par exemple par groupe de deux, quatre ou huit récipients.
  • Pour consommer les produits contenus dans le récipient, on peut vider le deuxième compartiment et percer ou rompre la membrane pour mélanger à ce produit, celui qui était contenu dans le premier compartiment.
  • Ainsi, FR 2 781 206 propose (figure 7) d'équiper le fond du récipient d'une pointe destinée à perforer la membrane lorsqu'une pression suffisante est exercée sur le dessous du fond du récipient.
  • Ce système est d'une mise en oeuvre délicate car, d'une part, il est malaisé de réaliser cette pointe lors du thermoformage du récipient et, d'autre part, le perçage de la membrane à l'aide de cette pointe est incertain.
  • DE-U-82 07 401 propose de déchirer la membrane à l'aide de deux parties de languette accessibles par le haut du récipient après l'ouverture de celui-ci.
  • Ce système n'est viable que si ces parties de languette sont aisément accessibles depuis le haut du récipient, ce qui nécessite que la séparation du récipient en deux compartiments à l'aide de la membrane soit elle-même située vers le haut du récipient. De plus, l'accès aux parties de languette nécessite un contact entre les doigts de l'utilisateur et le produit contenu dans le compartiment supérieur ce qui, en particulier lorsque ce produit est pâteux ou visqueux, est désagréable et peu hygiénique.
  • La présente invention a pour but d'améliorer l'état de la technique précité en facilitant la rupture de la séparation entre les deux compartiments.
  • Ce but est atteint grâce au fait que le corps du récipient présente, dans la région du premier compartiment, une partie déformable par pression apte, est déformée, à réduire le volume de ce compartiment pour générer dans ce dernier une surpression qui soumet la membrane à des contraintes pravaquant une rupture de cette membrane et/ou de sa fixation sur la paroi latérale.
  • La partie déformable est en particulier réalisée dans la région du fond du récipient. De manière connue en soi, elle permet de déformer la paroi du récipient pour favoriser le démoulage du produit contenu dans ce dernier. En l'occurrence, une pression suffisante sur cette partie déformable permet, d'une part, de déverser dans une assiette ou analogue le produit initialement contenu dans le deuxième compartiment et, par la rupture de la membrane ou de sa fixation sur la paroi latérale, de verser sur ce produit celui qui était contenu dans le premier récipient.
  • Ainsi, la séparation entre les deux compartiments peut être obtenue sans compliquer la fabrication du récipient par thermoformage et sans nécessiter de manipulation directe de la membrane de séparation.
  • La membrane présente avantageusement au moins une zone d'affaiblissement, ce qui permet de favoriser sa rupture lors de la déformation du récipient comme indiqué ci-dessus.
  • En variante, c'est la fixation de la membrane sur la paroi latérale qui peut être localement affaiblie ou, de manière générale, être prévue pour ne pas résister à des contraintes exercées par le dessous de la membrane, dues à une surpression dans le premier compartiment.
  • Avantageusement, la paroi latérale présente une surface en décrochement, par exemple un épaulement orienté vers l'ouverture, pour la fixation de la membrane, laquelle est avantageusement réalisée par un scellage de la membrane sur cette surface en décrochement.
  • La surface en décrochement permet une fixation aisée de la membrane à l'intérieur du corps du récipient. Comme on le verra dans la suite, elle peut être fixée par clipsage, si elle est initialement suffisamment rigide. Ceci étant, la fixation par scellage s'avère également avantageuse et aisée à mettre en oeuvre.
  • L'installation de fabrication de récipients par thermoformage et de remplissage de récipients selon l'invention, comprend un dispositif de thermoformage ayant au moins une chambre de thermoformage et un piston de thermoformage apte à repousser dans cette chambre du matériau thermoplastique pour former des récipients comprenant un corps ayant une paroi latérale et un fond opposé à une ouverture, et un dispositif de remplissage des récipients ; le dispositif de remplissage comporte des premiers moyens de remplissage pour disposer un premier produit au fond des récipients, l'installation comporte, en outre, un poste de mise en place de membranes ayant au moins un préhenseur apte à introduire une membrane dans le corps des récipients par l'ouverture de ce dernier, et des moyens pour fixer cette membrane à la paroi latérale de manière à délimiter, entre le fond et ladite membrane, un premier compartiment contenant le premier produit et au fait que le dispositif de remplissage comporte des deuxièmes moyens de remplissage pour disposer un deuxième produit dans un deuxième compartiment, délimité entre la membrane et l'ouverture.
  • Ainsi, dans cette installation, le poste de mise en place de membranes est disposé entre les premiers et les deuxièmes moyens de remplissage, ce qui permet de disposer les deux produits différents dans deux compartiments différents, séparés par la membrane.
  • Avantageusement, l'installation comporte des moyens pour découper des membranes dans un film à membranes et pour disposer les membranes découpées dans le poste de mise en place de membranes.
  • L'installation comporte avantageusement des moyens de décontamination de la membrane. Il s'agit de préférence de premiers moyens de décontamination aptes à décontaminer la face de la membrane tournée vers le fond avant la mise en place de la membrane et des deuxièmes moyens de décontamination aptes à décontaminer la face de la membrane tournée vers l'ouverture après la mise en place de cette membrane.
  • Cette décontamination est particulièrement utile lorsque le récipient est destiné à contenir des produits alimentaires. La décontamination en deux temps de la membrane, par les premiers et par les deuxièmes moyens de décontamination, s'avère particulièrement efficace.
  • Selon le procédé de fabrication de récipients par thermoformage et de remplissage de récipients selon l'invention, on thermoforme à partir d'un matériau thermoplastique des récipients comprenant un corps ayant une paroi latérale et un fond opposé à une ouverture ; après avoir thermoformé le corps d'un récipient, on dispose un premier produit au fond de ce récipient, puis on introduit dans le corps une membrane que l'on fixe à la paroi latérale du corps, pour délimiter, entre le et la membrane, un premier compartiment contenant le premier produit, puis on dispose un deuxième produit dans un deuxième compartiment, délimité entre la membrane et l'ouverture.
  • Avantageusement, le procédé comporte une phase pendant laquelle on décontamine la membrane. Pour ce faire, de préférence, on décontamine au moins la face de la membrane tournée vers le fond avant la mise en place de cette membrane et on décontamine au moins la face de la membrane tournée vers l'ouverture après la mise en place de cette membrane.
  • L'invention sera bien comprise et ses avantages apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée qui suit, d'un mode de réalisation de l'invention représenté à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère aux dessins annexés sur lesquels :
    • la figure 1 est une vue en coupe verticale d'un récipient conforme à l'invention ;
    • la figure 2 est une vue analogue à la figure 1, pour une variante de réalisation ;
    • la figure 3 montre un grossissement de la partie du récipient sur laquelle est fixée la membrane, et permet de comprendre la structure de cette membrane ;
    • la figure 4 est une vue analogue aux figures 1 et 2 pour une autre variante ; et
    • la figure 5 est une vue schématique montrant une installation conforme à l'invention, permettant de mettre en oeuvre le procédé de l'invention.
  • Le récipient 1 de la figure 1 comprend un corps 10 ayant une paroi latérale 10A et un fond 10B opposé à une ouverture 10C qui, en l'espèce, est obturée par un opercule de fermeture 12, fixé sur le rebord supérieur 11 du récipient.
  • Une membrane 14 est disposée à l'intérieur du récipient, en étant fixée à sa paroi latérale 10A. Comme on le voit mieux sur l'agrandissement partiel, la paroi latérale 10A présente une surface en décrochement 16, formée en l'espèce par un épaulement orienté vers l'ouverture 10C. La membrane 14 est fixée sur cet épaulement, en particulier par scellage, une zone de soudure 18 étant identifiée sur l'agrandissement.
  • Ainsi, le récipient comprend un premier compartiment 20 qui est délimité entre le fond 10B et la face inférieure de la membrane 14, et un deuxième compartiment 22, qui est délimité entre la face supérieure de la membrane 14 et l'ouverture 10C.
  • Ces compartiments peuvent contenir deux produits différents. En effet, lors de la fabrication du récipient, on forme d'abord le corps du récipient, on dispose un premier produit au fond du récipient, on met en place la membrane que l'on fixe à la paroi latérale 10A, de manière à délimiter le premier compartiment 20, puis on dispose le deuxième produit sur la membrane 14, c'est-à-dire dans le deuxième compartiment 22, que l'on ferme finalement par la mise en place de tout moyen de fermeture de récipient approprié, tel que l'opercule 12 précité.
  • On remarque sur la figure 1 que le fond 10B présente une conformation particulière. En effet, la partie centrale de ce fond présente une encoche 24 en saillie vers l'intérieur du récipient, et orientée selon un diamètre du fond 10B en s'étendant de préférence sur l'intégralité de ce diamètre. Cette encoche 24, qui a une section sensiblement en V ouvert vers le bas, confère à la partie de fond du récipient une capacité à se déformer sous l'effet d'une pression exercée simultanément, de part et d'autre de l'encoche 24, sur la portion inférieure de la paroi latérale 10A, c'est-à-dire sur les côtés du compartiment 20, symétriquement par rapport à l'encoche 24 comme indiqué par les flèches P de la figure 1. Cette pression a pour effet de faire basculer les deux points d'appui sur lesquels s'exerce cette pression par rapport à la pointe 24A de l'encoche 24, réduisant ainsi le volume du compartiment 20 et générant par conséquent, dans ce compartiment, une surpression qui provoque la rupture (par exemple par éclatement) de la membrane 14 lorsque cette dernière est déterminée pour ne pas résister à une telle surpression.
  • Le récipient de la figure 2 est analogue à celui de la figure 1, et s'en distingue seulement par la conformation particulière de son fond. En effet, sur la figure 2, l'encoche 24 de la figure 1 est remplacée par un renfoncement 25 avec une partie centrale 26 bombée, dont la concavité est tournée vers l'intérieur du récipient. Le de cette partie centrale se trouve ainsi sensiblement sur le plan de repos Pr du fond du récipient. L'ensemble du récipient présente avantageusement une symétrie de révolution par rapport à l'axe A du récipient, la partie bombée 26 ayant donc la forme d'une calotte sphérique centrée sur cet axe, tandis que le renfoncement 25 ménage une gorge annulaire autour de cette calotte. Dans ce cas, c'est par une pression P' exercée, vers le haut (c'est-à-dire vers l'ouverture 10C), sur la partie bombée 26, que l'on peut provoquer une déformation du récipient dans la région de son premier compartiment 20, pour diminuer son volume et le mettre en surpression de manière à provoquer la rupture de cette membrane ou la rupture de sa fixation sur la paroi latérale.
  • Selon une première possibilité, on peut prévoir de réaliser la soudure de scellage 18 de la membrane sur le corps du récipient de manière telle que cette soudure résiste, lors du remplissage du deuxième compartiment 22 et du stockage du récipient, aux contraintes exercées sur la membrane par le produit contenu dans le deuxième compartiment 22, mais qu'elle cède au moins partiellement lorsque le compartiment 20 est mis en surpression pour être vidé.
  • On préférera toutefois choisir la fixation de la membrane sur la paroi de manière à éviter la rupture de cette fixation, afin d'éviter que la membrane ne se détache du récipient lors de son vidage et ne se mélange au produit devant être consommé.
  • En conséquence, selon une deuxième possibilité préférentielle, la membrane est choisie pour se rompre (se déchirer ou éclater) lorsque l'on souhaite vider le premier compartiment.
  • Avantageusement, on peut doter la membrane de zones d'affaiblissement favorisant sa rupture, ainsi qu'on le verra dans la suite.
  • Les contraintes nécessaires à la rupture de la membrane ou de sa fixation ne peuvent normalement pas s'exercer lorsque les deux compartiments sont pleins et que le récipient est fermé par l'opercule 12 car la déformabilité du fond est alors moindre.
  • La figure 3 montre la conformation de la membrane et sa fixation sur l'épaulement 16. On a représenté par une partie ombrée le scellage 18 de la membrane sur l'épaulement.
  • Avantageusement, la membrane est scellée par une soudure autogène. Ceci signifie que les matériaux de la paroi latérale du corps du récipient et de la membrane en contact dans la zone de soudure sont les mêmes. Il s'agit en particulier de polystyrène (PS), matériau thermoplastique dans lequel est avantageusement réalisé le corps du récipient. La membrane peut quant à elle présenter une couche inférieure 14A en PS, permettant la soudure autogène précitée, et une couche supérieure 14B en polyéthylène téréphtalate (PET) facilitant sa manipulation et sa tenue lors du scellage. Pour éviter que cette couche supérieure ne confère à la membrane une résistance trop élevée aux contraintes de rupture précédemment évoquées, ladite couche supérieure présente avantageusement des incisions 15, qui s'étendent seulement sur la couche supérieure 14B sans affecter la couche inférieure 14A, et qui forment des zones d'affaiblissement pour la membrane permettant la rupture de celle-ci aux contraintes de tractions précédemment évoquées.
  • Ces incisions peuvent être disposées de manière à former une ou plusieurs lignes d'incisions, en particulier des lignes courbes ayant une forme voisine de celle de la lettre grecque Ω.
  • Bien entendu, d'autres conformations que celle que montre la figure 3 sont également possibles. En particulier, plutôt qu'une soudure autogène, on pourra souhaiter utiliser une membrane qui, au moins dans la zone de scellage 18, soit enduite d'un matériau tel qu'une laque ayant une température de fusion inférieure à celle du matériau du corps du récipient. On connaît l'utilisation de telles laques, par exemple pour réaliser le scellement d'un opercule 12 sur le rebord du récipient. On pourra par exemple choisir de réaliser le corps du récipient en PS, et d'utiliser une membrane monocouche en PET, dont la face inférieure est enduite, en totalité ou bien seulement dans la zone correspondant à la soudure 18, d'une laque ayant une température de fusion inférieure à celle du PET. Une telle membrane pourra également être dotée de zones d'affaiblissement du type des incisions 15, auquel cas celles-ci s'étendront avantageusement sur environ la moitié tout au plus de son épaisseur.
  • De manière générale, la paroi du corps du récipient et la membrane peuvent être monocouches ou formées de plusieurs couches.
  • On décrit maintenant la 4 qui, selon une variante, montre un récipient 1 dont la membrane 14' est fixée à la paroi latérale 10A du corps par clipsage. En effet, la surface en décrochement 16' que présente cette paroi latérale est réalisée sous la forme d'une gorge annulaire ouverte vers l'intérieur du récipient. La membrane 14' est alors relativement rigide et son bord périphérique externe est introduit par clipsage ou encliquetage dans la gorge 16'.
  • Selon cette variante, pour favoriser la tenue de la membrane, il est avantageux d'ajouter au moins une autre zone de fixation de la membrane à la paroi latérale du récipient. Pour cela, la partie de fond du récipient présente un renfoncement central 28 dont le sommet s'étend au-dessus de la membrane 14' et délimite donc en partie le fond du deuxième compartiment 22. Ainsi, sur les côtés de ce renfoncement central 28, une gorge 16" ouverte vers l'intérieur du récipient est formée, dans le même plan que la gorge 16' précitée. Dans ce cas, la membrane 14' peut présenter une forme annulaire, dont les bords périphériques interne et externe sont respectivement engagés dans les gorges 16' et 16".
  • La membrane 14' peut par exemple être réalisée en PS, avec une épaisseur convenable pour lui donner la rigidité souhaitée.
  • Pour consommer les produits contenus dans le récipient, on pourra le retourner contre une assiette ou analogue après ouverture de l'opercule 12 et pincer l'extrémité inférieure de la paroi latérale entre deux doigts pour exercer les pressions P indiquées sur la figure 4, ce qui aura pour effet de démouler le produit contenu dans le deuxième récipient 22 et, si la pression est suffisante, de dégager les bords de la membrane d'au moins l'une des gorges 16' et 16", pour vider le contenu du premier compartiment 20. Avantageusement, le clipsage dans la gorge 16" est moins serré que dans la gorge 16' pour que la membrane ne se détache que de la gorge 16", permettant ainsi le vidage du premier compartiment 20 par son centre, en gardant la membrane solidaire du corps du récipient.
  • On décrit maintenant un exemple pour l'installation de l'invention, au regard de la figure 5.
  • L'installation représentée sert à thermoformer des récipients conformes à l'invention, à partir d'une feuille en matériau thermoplastique 50 avancée en pas à pas. Bien entendu, on pourrait réaliser le même type de récipients à partir de pièces individuelles telles que des jetons ou analogues, comme par exemple décrit dans le brevet n° FR 2 766 123.
  • L'installation de la figure 5 comporte donc des moyens pour faire avancer en pas à pas la bande 50 et, successivement disposés dans le sens F d'avancement de cette bande, un poste de chauffage 52 destiné à porter localement le matériau thermoplastique à une température de thermoformage, une station de thermoformage ayant au moins un dispositif de thermoformage 54, des premiers moyens de remplissage 56 pour disposer un premier produit au fond des récipients, un poste 58 de mise en place de membranes, des moyens 60 pour fixer une membrane mise en place dans un récipient à la paroi latérale de ce récipient, des deuxièmes moyens de remplissage 62 pour disposer un deuxième produit sur la membrane, des moyens 64 de fermeture de récipients et des moyens 66 de découpe des récipients fermés.
  • En l'espèce, la station de thermoformage représentée comporte une seule rangée de dispositifs de thermoformage. Bien entendu, de manière connue en soi, cette station peut comporter plusieurs rangées de dispositifs de thermoformage. Chaque dispositif comprend un moule ayant au moins une chambre de thermoformage 70 et un contre-moule ayant au moins un piston de thermoformage 72 pour repousser dans la chambre du matériau thermoplastique.
  • De manière connue en soi, la station de thermoformage peut être associée à des moyens de banderolage 74, aptes à disposer dans les chambres 70 des banderoles, par exemple passées à travers une fente annulaire 71 de la chambre, afin que le corps de chaque récipient soit ceinturé par une telle banderole.
  • On voit que la paroi latérale 70A de la chambre 70 a un décrochement 70B, qui est apte à former un décrochement sur la paroi latérale des récipients. Ce décrochement des récipients est avantageusement formé par un épaulement 16, auquel cas le décrochement de la paroi latérale de la chambre 70 est un épaulement.
  • Le poste de remplissage des premiers moyens de remplissage comprend une buse 56 qui, comme indiqué en trait interrompu, peut avantageusement être déplacée à l'intérieur du corps d'un récipient pour disposer le premier produit contre le fond de ce récipient pratiquement sans projeter ce premier produit sur le reste de la paroi du récipient.
  • En aval de la buse 56, les récipients contenant le premier produit p1 passent alors dans un poste de mise en place de membranes qui comporte au moins un préhenseur 74 apte à introduire une membrane 14 dans le corps des récipients par l'ouverture 10C de ces derniers. En l'espèce, le poste 58 comporte un carrousel 76 présentant une pluralité de bras ou de rangées de bras 74 orientés radialement. Les extrémités libres des bras sont munies de moyens de préhension 78 tels que les ventouses leur permettant de maintenir les membranes 14 à leurs extrémités.
  • En l'espèce, ces membranes 14 sont découpées dans un film à membranes 80 qui est entraîné au-dessus du poste de mise en place de membranes 58. Les membranes sont découpées concomitamment sur au moins une rangée, à l'aide, pour chaque membrane, d'un poinçon 82 et d'une matrice 84. Lors de la découpe, le bras 74 qui se trouve sous le poinçon 82 pénètre dans la matrice 84, pour recueillir la membrane qui est découpée. Ce bras se rétracte alors pour occuper la position représentée en trait plein, et, lors de la rotation du carrousel, il entraîne avec lui la membrane 14 que porte sa ventouse 78.
  • Comme indiqué précédemment, l'installation comporte avantageusement des moyens de décontamination de la membrane. Il s'agit par exemple de lampes à rayons ultra-violet 86, disposées sur le trajet des membranes portées par les bras 74. On a représenté sur la figure 5 une lampe 86 exposant la face inférieure d'une membrane 14 à ses rayons ultra-violet juste avant la mise en place de cette membrane dans le corps d'un récipient. La face inférieure de la membrane est celle qui est tournée vers le fond lorsque la membrane est en place. Cette lampe 86 constitue des premiers moyens de décontamination. Comme on le verra dans la suite, d'autres moyens de décontamination, par exemple sous la forme d'une ou plusieurs autres lampes à rayons ultra-violet 88, sont également prévus. Tous types de moyens de décontamination convenables peuvent être prévus. Les membranes peuvent être décontaminées (stérilisées) à l'avance et être disposées dans les récipients ensuite, dans une partie de l'installation formant un tunnel stérile.
  • La bande 50 étant avancée en pas à pas, le carrousel 76 tourne en synchronisme pour amener petit à petit les membranes que portent ses bras au fond des récipients. Le bras 74 qui est orienté vers le bas sur la figure 5 peut, comme indiqué en trait interrompu, être détendu pour amener la membrane 14 qu'il porte contre l'épaulement 16 du corps 10 du récipient dans lequel pénètre ce bras. A ce moment, la ventouse peut relâcher son effet, et le bras revient à sa position indiquée en trait plein, alors que la membrane reste posée sur l'épaulement comme indiqué pour le récipient immédiatement en aval du poste 58.
  • On peut remplacer les bras 74 par des bras non télescopiques, en déplaçant le carrousel 76 entre une position haute pour la découpe des membranes et l'avancement de la bande et une position basse pour la mise en place des membranes.
  • Après sa mise en place, la membrane peut être fixée à la paroi latérale du récipient par des moyens 60. Dans l'exemple représenté, ces moyens de fixation sont formés par un poste de soudure, dont le bras de soudure 90 peut être déplacé dans une position de retrait indiquée en trait plein, et une position étendue dans laquelle il pénètre à l'intérieur du corps d'un récipient pour que sa tête annulaire (électrode) de soudure 92 coopère avec la face supérieure de la membrane pour souder cette dernière sur l'épaulement 16, en coopérant avec un contre-outil (contre-électrode) annulaire 93.
  • Cette soudure effectuée, le bras revient à sa position rétractée et le contre-outil est déplacé vers le bas pour permettre l'avancement de la bande.
  • Selon une variante, les moyens de fixation de la membrane peuvent comprendre des moyens de soudure par ultrasons, en particulier du type utilisant une sonotrode annulaire.
  • Les moyens de fixation peuvent être intégrés au poste 58, en particulier lorsqu'il s'agit de moyens de soudure par ultrasons, utilisant une sonotrode annulaire 91 travaillant vers le haut sous les épaulements des pots, alors que les moyens de préhension 78, qui viennent de mettre en place une membrane, supportent les efforts de scellage. Pour la commodité de la représentation, la figure 5 montre une sonotrode 91 dans le poste 58 et le poste de soudure 60 bien que, normalement seul l'un de ces deux moyens soit prévu.
  • La membrane qui vient d'être soudée se trouve ensuite soumise à l'action de décontamination des moyens 88, qui décontaminent la face supérieure de la membrane, tournée vers l'ouverture 10C du corps du récipient.
  • En aval de ces moyens de décontamination 88, l'installation comporte les deuxièmes moyens de remplissage dont le poste de remplissage 62 dispose un deuxième produit p2 dans le deuxième compartiment délimité au-dessus de la membrane 14.
  • En aval de ce poste de remplissage 62, les récipients sont fermés et découpés de la bande. Ainsi, l'installation représentée sur la figure 5 comprend, d'une part, des moyens (non représentés) pour amener une bande à opercules 94 au-dessus des récipients et un poste de scellage 64 dont l'outil (électrode) de scellage 96 scelle un opercule sur le rebord de chaque récipient en coopérant avec un contre-outil (contre-électrode) 97. En aval de ce poste de scellage, l'installation comprend un poste de découpe 66 dont l'outil de découpe 98 découpe les récipients et leurs opercules des bandes 50 et 94, soit par groupe de récipients soit à l'unité.
  • Bien entendu, la bande à opercules 94 peut être remplacée par un système de dépose d'opercules individuels en travers de l'ouverture de chaque récipient, utilisant par exemple un système à carrousel du type de celui représenté sur la figure 5 pour la mise en place des membranes dans les récipients.

Claims (8)

  1. Récipient thermoformé, comprenant un corps (10) ayant une paroi latérale (10A) et un fond (10B) opposé à une ouverture (10C), comprenant un premier compartiment (20), délimité entre le fond (10B) et une membrane (14, 14'), disposée à l'intérieur du récipient et fixée à la paroi latérale (10A), et un deuxième compartiment (22), délimité entre la membrane (14, 14') et l'ouverture (10C), ces compartiments étant chacun aptes à contenir un produit,
    caractérisé en ce que le corps (10) du récipient (1) présente, dans la région du premier compartiment (20), une partie déformable par pression (P, P') apte, lorsqu'elle est déformée, à réduire le volume de ce compartiment pour générer dans ce dernier une surpression qui soumet la membrane (14, 14') à des contraintes (T) provoquant une rupture de cette membrane et/ou de sa fixation sur la paroi latérale.
  2. Récipient selon la revendication 1, caractérisé en ce que la paroi latérale présente une surface en décrochement (16, 16') pour la fixation de la membrane (14, 14').
  3. Récipient selon la revendication 2, caractérisé en ce que la paroi latérale (10A) présente un épaulement (16) orienté vers l'ouverture (10C).
  4. Récipient selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que la membrane (14) est scellée sur la surface en décrochement (16).
  5. Récipient selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la membrane (14) est scellée par une soudure autogène (18).
  6. Récipient selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, au moins dans la zone de scellage (18), la membrane (14) est enduite d'un matériau ayant une température de fusion inférieure à celle du matériau du corps (10) du récipient.
  7. Récipient selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la membrane (14) présente au moins une zone d'affaiblissement (15).
  8. Récipient selon la revendication 7, caractérisé en ce que la membrane (14) comporte une couche supérieure (14B) ayant des incisions (15) et une couche inférieure (14A) non affectée par ces incisions.
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