EP2007568A1 - Emballage formé d' un film à plusieurs couches soudé bout à bout - Google Patents

Emballage formé d' un film à plusieurs couches soudé bout à bout

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EP2007568A1
EP2007568A1 EP07735419A EP07735419A EP2007568A1 EP 2007568 A1 EP2007568 A1 EP 2007568A1 EP 07735419 A EP07735419 A EP 07735419A EP 07735419 A EP07735419 A EP 07735419A EP 2007568 A1 EP2007568 A1 EP 2007568A1
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EP
European Patent Office
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strip
laminate
welded
layer
tube
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP07735419A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Jacques Thomasset
Stéphane MATHIEU
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Aisapack Holding SA
Original Assignee
Aisapack Holding SA
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Filing date
Publication date
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Priority claimed from EP06118199A external-priority patent/EP1884349A1/fr
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Publication of EP2007568A1 publication Critical patent/EP2007568A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/50—Properties of the layers or laminate having particular mechanical properties
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    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2439/00—Containers; Receptacles

Definitions

  • the invention lies in the field of flexible tubes formed by means of plastic films. It relates more specifically to a flexible tube whose ends are welded end to end.
  • the most common welding method consists of forming an overlap of the ends of the laminate and assembling the inner face on the upper face of the laminate.
  • This assembly has many advantages because it allows in particular to obtain a high resistance of the welded zone, to ensure the hygiene properties vis-à-vis the packaged product and ensure good barrier and sealing properties.
  • this assembly may be insufficient for the packaging of aggressive products that migrate into the welded zone and lead to the delamination of the laminate.
  • This assembly does not allow a decoration of the tube on its entire periphery. It finally has the disadvantage of forming an extra thickness in the welded zone.
  • the laminate 2 comprises a first layer 5 of high density polyethylene (HDPE) in contact with the packaged product, an aluminum layer 4 and a second layer 3 of HDPE on the outer surface.
  • the laminate 2 also comprises a layer of polyethylene imine (PEI) and a layer of ethylene acrylic acid copolymer (EAA) between the layers 5 and 4 and a layer of EAA between the layers 4 and 3 to ensure good adhesion between the layers 3, 4 and 5.
  • PEI polyethylene imine
  • EAA ethylene acrylic acid copolymer
  • the ends of the laminate 2 form an overlap in the welded zone 6.
  • the HDPE strip 7 is welded to the inner face of assembly 1 and is inside the tube.
  • the band 7 makes it possible to slow the diffusion of the cyanoacrylates in the welded zone and avoids the problems of delamination.
  • US Pat. No. 4,733,800 proposes the use of a band welded inside a plastic tube in order to suppress the elastic return effect of the package when it is compressed in order to extract the product.
  • This elastic return also called "dead fold" by the skilled person brings air into the package as it empties, resulting in accelerated oxidation of the packaged product.
  • patent US4733800 proposes the use of a band welded inside the tube and comprising a metal layer.
  • Figure 2 illustrates the invention described in US4733800.
  • the tube is formed by the assembly 1 of a laminate 2 welded end to end.
  • Said laminate 2 comprises at least one metal layer 4 with a thickness of between 5 and 40 microns and a welding layer 5.
  • the strip 7 welded on the inner face of the assembly 1 is superimposed on the ends of the laminate 2 at the butt welding zone 6.
  • the strip 7 located inside the tube comprises at least one metal layer of thickness of between 40 and 200 microns and two welding layers 8 and 10. Said strip 7 prevents the elastic return of the tube during the extraction of the product, and reinforces the welded zone due to the thickness of the layer
  • a first disadvantage lies in the fact that the metal layer 9 is in direct contact with the packaged product which creates problems when the product is food.
  • a second disadvantage is related to the large thickness of the strip which makes it difficult or impossible to assemble the tube head on the tubular body.
  • the patent application JP06166107 proposes the use of a welded strip inside the tube in order to overcome the drawbacks of butt welding. end of the laminate ends.
  • the patent application JP06166107 proposes in particular to avoid the contact of the barrier layers with the packaged product by positioning the ends of the laminate end to end and by welding a strip which connects said ends.
  • a tube is formed of the assembly 1 of a laminate 2 whose ends are positioned end to end. The ends 6 are not welded together; they are connected via the strip 7 welded to the underside of the laminate.
  • the strip may comprise several layers and the welded layer is identical in nature to the lower layer 5 of the laminate.
  • the invention described in the patent application JP06166107 is useful for associating non-welding laminates end to end.
  • a first disadvantage is of aesthetic order because the outer surface of the tube has a break at the level of the end-to-end assembly zone 6.
  • a second disadvantage is related to the extra thickness created by the inner band which makes it difficult to assemble the tube head on the tubular body.
  • the information included in this patent does not make it possible to effectively reinforce the resistance of the welded zone. As a result, the teaching of the aforementioned patent application can be applied only very restrictively to reinforce the welded zone.
  • the tubes undergo many stresses, especially in the welded zones.
  • stresses there may be mentioned those which are repeated in flexion - traction of the welded zone during the extraction of the product; the bending stresses created by the formation of folds during the welding of the end of the tube and during the extraction of the product.
  • the bending strength of the welded zone is particularly critical and difficult to achieve with butt welding.
  • the welded zone is also subjected to traction shock during an impact corresponding, for example, to the fall of the tube from a height of 1 m. It has been observed that a tube formed by butt welding the ends of the laminate has a lower weld zone resistance than the laminate.
  • Laminated multilayer film resulting from the complexing of several films
  • BOPET bi-oriented polyethylene terephthalate
  • BOPP bi-oriented polypropylene
  • BOPA bi-oriented polyamide
  • PE polyethylene
  • LLDPE linear low density polyethylene
  • HDPE high density polyethylene
  • EVOH ethylene vinyl alcohol
  • Adhesive glue used when making laminates to combine several films
  • Glue adhesive product used to glue the strip to the laminate
  • welding the welding operation amounts to assembling by melting two materials of the same nature or miscible in the molten state, said miscibility being manifested by the diffusion and interpenetration of the chains Molecular and then cooling said materials to freeze the state of molecular interpenetration.
  • Bonding As opposed to welding, bonding is defined as an assembly operation of two materials that are not of the same kind or immiscible in the molten state. Bonding can involve chemical mechanisms (reaction of chain ends, crosslinking), physical mechanisms (Van der Waal forces, evaporation). Bonding is an assembly operation that can be performed at room temperature or by heating the materials.
  • the invention consists of a plastic tubular package comprising a tube head assembled on a tubular body formed of a laminate whose ends are welded to one another and covered by a strip, said laminate being composed of at least a welding layer and a non-welding layer, characterized in that the strip comprises a layer of bi-oriented polymer and a layer for fixing the strip on the laminate, the tensile rigidity of the strip being also greater than or equal to the rigidity of the non-welding layer.
  • the thickness of the strip can be significantly reduced.
  • the invention is particularly applicable to the butt welding of a laminate composed of several layers including at least one functional layer (eg barrier) and a welding layer, said functional layer being at best partially welded.
  • at least one functional layer eg barrier
  • a welding layer said functional layer being at best partially welded.
  • the invention allows the production of high strength tubes and improved aesthetics.
  • the invention makes it possible to obtain a tube whose butt welded zone is at least as strong as the laminate. Jointly, the aesthetics of the tube is improved because the tube has an extra thickness negligible in the welded zone and has the possibility to be decorated on its entire circumference without interruption in the welded zone.
  • the invention improves the welding of the tube head to the tubular body.
  • the strip is welded or glued to the upper surface of the laminate.
  • the band is transparent.
  • the thickness of the strip is between 12 microns and 80 microns and preferably between 12 and 50 microns.
  • the width of the strip is between 3 and 15 mm; preferably between 4 and 6 mm when the strip is welded; and preferably between 6 and 15 mm when the tape is glued.
  • FIGS 1 to 3 describe the main uses of a welding strip known in the prior art for connecting the welded ends of a laminate.
  • Figure 1 illustrates the use of a band to limit the migration of aggressive components contained in the package.
  • Figure 2 illustrates the use of a band for the elastic return effect of the tube when compressed to extract the product.
  • FIG. 3 illustrates the use of a band welded inside the tube in order to overcome the drawbacks of the welding by covering the ends of the laminate.
  • Figures 4 and 5 illustrate band structures according to the invention and their use for making tubes.
  • Figure 4 shows a first embodiment of the invention to use a strip having a bi-oriented layer and bonded to the outer surface of the package.
  • FIG. 5 shows a second embodiment of the invention of using a strip comprising a bi-oriented layer and bonded to the inner surface of the package.
  • a web containing at least one bi-oriented polymer layer has a great advantage.
  • a strip consisting solely of a bi-oriented PET film of 12 microns, a polyethylene film of 20 microns and a layer of adhesive of 2 microns connecting the two films, confers the butt welded tube has sufficient strength while the thickness of said strip is about 5 to 10 times less than that of the laminate.
  • Said strip is welded to the outer face of the package and connects the ends welded end to end of the laminate.
  • Said strip was welded to the butt welded ends of a 275 micron thick laminate and containing a 20 micron aluminum layer trapped between the polyethylene layers.
  • the butt welding zone of the laminate has a double weakness; the former being related to the discontinuity of the aluminum layer and the second to the weak resistance of the PE layers welded end to end.
  • the welding on the outer face of the tube of the aforementioned strip comprising a bi-oriented PET layer gives unexpected resistance to the welded zone while the thickness of the strip is 8 times lower than that of the laminate.
  • no breakage or weakness is observed in the welded zone.
  • bursting of the tube is observed by rupture of the laminate outside the welded zone.
  • the thin strip has a high transparency and is hardly visible on the surface external of the packaging. The aesthetics of the packaging is not penalized by the presence of the band on the outer surface.
  • FIG. 4 illustrates a first embodiment of the invention which consists in adding a strip 7 to the outer surface of a package 1 formed of a laminate 2 welded end to end.
  • the strip 7 comprises at least one bi-oriented polymer layer 9 and a second layer 8 for bonding said strip 7 to the ends of the laminate.
  • the layer 8 is identical in nature to the layer 3 of the laminate.
  • the layer 8 is based on polyolefin to allow high speed welding production.
  • the laminate 1 has several layers, generally at least one does not weld end to end because of its properties or because of its small thickness.
  • FIG. 4 shows a laminate 2 comprising a non-sealing layer 4 trapped between layers 3 and 5.
  • the strip 7 has a stiffness and a resistance greater than or equal to the rigidity and the strength of the non-sealing layer 4.
  • At least the layer 5 is butt welding to ensure continuity of the inner wall of the package at the welded area, and to ensure packaging hygiene properties vis-à-vis the packaged product.
  • the ends of the upper layer 3 of the laminate are connected by welding layer 8 of the strip.
  • the strip 7 can be applied by gluing on the outer layer 3 of the laminate 2.
  • the layer 8 of said strip 7 is an adhesive.
  • An adhesive tape is particularly advantageous when the tape is applied directly to a printed surface having inks or varnishes.
  • the width of the glued strip is preferably greater than or equal to 6 mm so that the adhesive force is sufficiently high to withstand the tensile and flexural stresses generated by the use of the tube and avoid delamination.
  • the upper layer of the laminate is not necessarily welding, which allows a large choice of resins.
  • the upper layer 3 may be for example PET, PA or PP.
  • An upper layer 3 of PET, PP or PA has great advantages when used as a printing medium. Indeed, because of its high melting temperature relative to the welding layers, the layer 3 is not damaged during the welding operation. This results in improved decoration and optical properties of the packaging in the welding zone.
  • Transparent bands make it possible to obtain decorated tubes around the circumference.
  • the first embodiment of the invention makes it possible to obtain packaging whose visual quality is improved.
  • Tapes containing a layer of BOPET or BOPP are particularly advantageous because they have a high transparency. It is advantageous to use a bonded or welded band of thin thickness and transparent so that the assembly area is invisible.
  • the invention allows the manufacture of tubes having an uninterrupted decoration at the assembly area. When the strip is welded to the outer surface of the laminate, the decoration is preferably trapped between the layers of the laminate; while when the tape is glued the decoration can be indifferently surface or imprisoned.
  • the invention illustrated in FIG. 4 makes it possible to obtain tubes having an excess thickness at the welded zone of less than 25% and preferably less than or equal to 20%.
  • the strip 7 is connected to the lower surface of the laminate 2 forming the inner surface of the package.
  • the strip 7 comprises at least one bi-oriented layer 9 trapped between two welding layers 8 and 10.
  • the welding layers 8 and 10 are generally of the same nature as the layer 5 forming the inner layer packaging; and the sealing layers 8 and 10 are preferably polyolefin layers. PE solder layers 8 and 10 are particularly advantageous because they allow high speed welding of production.
  • the thickness of the strip 7 illustrated in FIG. 5 is advantageously less than a quarter of the thickness of the laminate 2, which makes it possible to avoid leaks in the welding of the tube head on the tubular body.
  • the strip 7 is composed of a layer 9 made of BOPET with a thickness of 12 microns and layers 8 and 10 made of LDPE with a thickness of 20 microns.
  • the layers 8, 9 and 10 are bonded together by 2 micron adhesive layers.
  • the total thickness of the strip is less than 60 microns.
  • the strip 7 is welded to the ends of the inner layer 5 of the laminate 2.
  • the laminate 2 comprises an inner layer 5 of LDPE with a thickness of 240 microns and a layer 6 of bi-oriented polypropylene (BOPP) with a thickness of 10 microns. Layer 6 is not welded end to end.
  • BOPP bi-oriented polypropylene
  • the invention illustrated by FIGS. 4 and 5 is particularly advantageous for assembling a laminate consisting of a functional layer and a welding layer end-to-end, said functional layer being at best partially welded; the strip connecting the ends of the laminate to compensate for the loss of resistance at the welded zone.
  • the strength of the band is such that it compensates for the fragility of the butt welded area.
  • the tube obtained according to the invention illustrated by FIGS. 5 and 6 has a resistance at the weld zone greater than or equal to the strength of the laminate. It is observed for example a rupture of the tube next to the welded zone during a burst test, an excellent resistance of the welded zone during a repeated stressing in flexural tension, a very good resistance to bending of the welded zone.
  • FIGS. 4 and 5 are advantageous for end-to-end connection of laminates comprising layers whose melting temperature difference is greater than 20 ° C.
  • the assembly of these films according to the preferred embodiment consists in heating said laminated at a temperature close to the melting temperature of the welding layer, and reinforcing the ends of said laminate by means of a strip comprising at least one bi-oriented polymer layer.
  • a strip comprising a bi-oriented polymer layer is particularly advantageous because the bi-oriented layer retains its properties even if it is heated and cooled in the tube-making process.
  • the strip may be welded or glued to the top or bottom surface of the laminate.
  • Many glues and bonding methods can be considered.
  • a first method consists in reporting a strip on which the glue has been previously applied.
  • a first variant of this method is the adhesive tape applicable at room temperature
  • a second variant is an adhesive tape that is glued on heating.
  • the use of an adhesive tape leads to a process that is easy to control and easily indestructible.
  • Another method is to apply the glue on the tape or on the film at the time of assembly.
  • the use of two-component reactive glues provides high levels of adhesion.
  • the bonding operation does not require special treatment of the surface of the assembled area, however it is possible to make surface treatments before bonding (corona treatment for example).
  • Another embodiment of the invention consists of a strip having high oxygen or aroma barrier properties and containing at least one bi-oriented polymer layer.
  • the barrier properties can be provided by an additional layer of barrier polymer such as ethylene vinyl alcohol (EVOH) or by a plasma-deposited coating on the bi-oriented layer (Siox coating for example).
  • the thickness and the choice of the bi-oriented polymer layer in the strip depends on the non-welded end-to-end layers of the laminate. It has been found that the bi-oriented layer of the strip should have a tensile strength and rigidity at least equal to that of the non-welded end-to-end laminate layers.
  • the layers are listed from the outer surface of the package to the inner surface of the package.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Wrappers (AREA)
  • Tubes (AREA)

Abstract

Emballage tubulaire plastique comprenant une tête de tube assemblée sur un corps tubulaire (1) formé d'un laminé (2) dont les extrémités sont soudées l'une à l'autre et recouvertes par une bande (7), ledit laminé (2) étant composé d'au moins une couche soudante (3,5) et d'une couche non soudante (4), caractérisé en ce que la bande (7) comprend une couche de polymère bi orientée (9) et une couche (8) permettant de fixer la bande (7) sur le laminé (2), la rigidité en traction de la bande (7) étant par ailleurs supérieure ou égale à la rigidité de la couche non soudante (4).

Description

EMBALLAGE FORME D'UN FILM A PLUSIEURS COUCHES SOUDE BOUT A BOUT
Domaine de l'invention
L'invention se situe dans le domaine des tubes flexibles formés au moyen de films plastiques. Elle concerne plus précisément un tube flexible dont les extrémités sont soudées bout à bout.
Etat de la technique
De nombreux tubes flexibles sont confectionnés par soudage des extrémités d'un laminé contenant au moins une couche de plastique.
La méthode de soudage la plus courante consiste former un recouvrement des extrémités du laminé et à assembler la face intérieure sur la face supérieure du laminé. Cet assemblage présente de nombreux avantages car il permet notamment d'obtenir une résistance élevée de la zone soudée, de garantir les propriétés d'hygiène vis-à-vis du produit emballé et assurer de bonnes propriétés barrière et d'étanchéité. Cependant, cet assemblage peut s'avérer insuffisant pour le conditionnement de produits agressifs qui migrent dans la zone soudée et conduisent à la délamination du laminé. Cet assemblage ne permet pas non plus une décoration du tube sur toute sa périphérie. Il présente enfin l'inconvénient de former une surépaisseur au niveau de la zone soudée.
La demande de brevet EP0187541 (figure 1 ) propose l'utilisation d'une bande soudée à l'intérieur du tube pour protéger la zone soudée de la migration de produits agressifs. La figure 1 illustre l'assemblage 1 décrit dans EP0187541 pour emballer des produits contenant des cyanoacrylates. Selon le mode préférentiel de l'invention, le laminé 2 comporte une première couche 5 de polyéthylène haute densité (PEHD) en contact avec le produit emballé, une couche d'aluminium 4 et une deuxième couche 3 de PEHD en surface externe. Le laminé 2 comprend également une couche de polyéthylène imine (PEI) et une couche d'éthylène acide acrylique copolymère (EAA) entre les couches 5 et 4 ainsi qu'une couche d'EAA entre les couches 4 et 3 afin de garantir une bonne adhésion entre les couches 3, 4 et 5. Les extrémités du laminé 2 forment un recouvrement dans la zone soudée 6. La bande 7 en PEHD est soudée sur la face interne de l'assemblage 1 et se trouve à l'intérieur du tube. La bande 7 permet de ralentir la diffusion des cyanoacrylates dans la zone soudée et évite les problèmes de délamination.
Le brevet US4733800 (figure 2) propose l'utilisation d'une bande soudée à l'intérieur d'un tube plastique afin de supprimer l'effet de retour élastique de l'emballage lorsqu'il est comprimé pour extraire le produit. Ce retour élastique appelé aussi « dead fold » par l'homme du métier fait entrer de l'air dans l'emballage au fur et à mesure que ce dernier se vide, ce qui résulte en une oxydation accélérée du produit emballé. Pour palier à cet inconvénient, le brevet US4733800 propose l'utilisation d'une bande soudée à l'intérieur du tube et comprenant une couche métallique. La figure 2 illustre l'invention décrite dans le brevet US4733800. Le tube est formé par l'assemblage 1 d'un laminé 2 soudé bout à bout. Ledit laminé 2 comporte au moins une couche métallique 4 d'épaisseur comprise entre 5 et 40 microns et une couche 5 soudante. La bande 7 soudée sur la face interne de l'assemblage 1 se superpose aux extrémités du laminé 2 au niveau de la zone de soudage bout à bout 6. La bande 7 située à l'intérieur du tube comporte au moins une couche métallique d'épaisseur comprise ente 40 et 200 microns ainsi que deux couches soudantes 8 et 10. Ladite bande 7 permet d'éviter le retour élastique du tube lors de l'extraction du produit, et renforce la zone soudée du fait de l'épaisseur de la couche métallique 9. Cependant l'invention décrite dans le brevet US4733800 présente plusieurs inconvénients majeurs. Un premier inconvénient réside dans le fait que la couche métallique 9 se trouve en contact direct avec le produit emballé ce qui crée des problèmes lorsque le produit est alimentaire. Un deuxième inconvénient est lié à l'épaisseur importante de la bande qui rend difficile voire impossible l'assemblage de la tête du tube sur le corps tubulaire.
La demande de brevet JP06166107 (figure 3) propose l'utilisation d'une bande soudée à l'intérieur du tube afin de palier aux inconvénients du soudage bout à bout des extrémités du laminé. La demande de brevet JP06166107 propose notamment d'éviter le contact des couches barrières avec le produit emballé en positionnant les extrémités du laminé bout à bout et en soudant une bande qui relie lesdites extrémités. Un tube est formé de l'assemblage 1 d'un laminé 2 dont les extrémités sont positionnées bout à bout. Les extrémités 6 ne sont pas soudées entre elles ; elles sont reliées par l'intermédiaire de la bande 7 soudée sur la face inférieure du laminé. Selon la demande de brevet JP06166107, la bande peut comporter plusieurs couches et la couche soudée est de nature identique à la couche inférieure 5 du laminé. L'invention décrite dans la demande de brevet JP06166107 est intéressante pour associer des laminés non soudant bout à bout. Cependant, elle présente plusieurs inconvénients. Un premier inconvénient est d'ordre esthétique car la surface extérieure du tube comporte une rupture au niveau de la zone d'assemblage bout à bout 6. Un deuxième inconvénient est lié à la surépaisseur crée par la bande interne qui rend difficile l'assemblage de la tête de tube sur le corps tubulaire. En outre, l'information comprise dans ce brevet ne permet pas de renforcer efficacement la résistance de la zone soudée. Il en résulte que l'enseignement de la demande de brevet précitée peut être appliquée seulement de façon très restrictive pour renforcer la zone soudée.
Problème à résoudre
Au cours de leur utilisation, les tubes subissent de nombreuses sollicitations, en particulier au niveau des zones soudées. Parmi ces sollicitations, on peut citer celles qui sont répétées en flexion - traction de la zone soudée lors de l'extraction du produit ; les sollicitations en flexion créées par la formation de plis au moment du soudage de l'extrémité du tube et lors de l'extraction du produit. La résistance au pliage de la zone soudée est particulièrement critique et difficile à obtenir avec un assemblage par soudage bout à bout. La zone soudée est également sollicitée en choc traction lors d'un impact correspondant par exemple à la chute du tube d'une hauteur de 1 m. II a été observé qu'un tube formé par soudage bout à bout des extrémités du laminé présente une résistance de la zone soudée inférieure à celle du laminé. Il est observé notamment une perte des propriétés d'allongement au niveau de la zone soudée qui conduit à une rupture fragile lors d'une sollicitation en traction. Il est observé également une très mauvaise résistance en flexion de la zone soudée qui se traduit par la rupture de la zone soudée lors d'un pliage. Il a enfin été observé que lors d'une chute, le tube éclate au niveau de la zone soudée, ce qui illustre la faible résistance de la zone soudée.
L'ajout d'une bande qui solidifie la zone soudée peut permettre de palier à ces inconvénients. Cependant, contrairement à ce qui est décrit dans l'art antérieur, cet ajout d'une bande entraîne de nombreuses difficultés. Il est proposé dans l'art antérieur d'ajouter une bande à l'intérieur du tube afin d'éviter le contact des extrémités du laminé avec le produit emballé. L'ajout d'une bande interne selon la description de l'art antérieur rend difficile l'assemblage du composant du fait de la surépaisseur créée par ladite bande et crée des fuites au niveau de la surépaisseur. Inversement, l'ajout d'une bande à l'extérieur du tube selon la description de l'art antérieur nuit à l'esthétique de l'emballage et rend ce tube impropre à la consommation. Il existe donc un problème lié aux propriétés de la bande et à sa géométrie.
La confection de tubes plastique par soudage bout à bout des extrémités d'un laminé et renforcement de la zone soudée par une bande reliant les extrémités soudées présente de nombreux avantages ; cependant ces tubes ne peuvent être produits actuellement du fait de la difficulté de trouver une bande de renfort qui conjointement résiste aux sollicitations mécaniques lors de la durée de vie de l'emballage, ne nuit pas à l'esthétisme de l'emballage, et permet une confection dudit emballage à grande cadence de production.
Il a été testé par exemple des bandes en polyéthylène se soudant sur les extrémités du laminé. Dans ce cas, on a observé que l'emballage obtenu ne présentait pas une résistance suffisante lorsque l'épaisseur de la bande est inférieure au quart de l'épaisseur du laminé. Mais lorsque la bande a une épaisseur supérieure au quart de l'épaisseur du laminé, l'esthétique du tube n'est pas acceptable si la bande est soudée sur la face extérieure de l'emballage, et si la bande est soudée sur la face interne de l'emballage, le tube présente des fuites au niveau de l'assemblage du corps tubulaire et de la tête.
Le soudage d'une bande dont la structure est identique à la structure du laminé a également été testé et permet d'obtenir une zone soudée de grande résistance.
Cependant l'esthétique du tube n'est pas acceptable lorsque cette bande est soudée sur la face externe de l'emballage. En effet, pour obtenir une résistance convenable, il est nécessaire d'utiliser une bande relativement épaisse. Un problème se pose également lorsque la bande est soudée sur la face interne de l'emballage, des difficultés sont rencontrées lors du soudage de la tête de tube sur le corps tubulaire.
Définition des termes utilisés dans l'exposé de l'invention
Dans l'exposé de l'invention les termes et abréviations suivantes sont utilisés :
Laminé : film multicouche résultant du complexage de plusieurs films
BOPET : polyéthylène téréphtalathe bi orienté
BOPP : polypropylène bi orienté BOPA : polyamide bi orienté
PE : polyéthylène
LDPE : polyéthylène basse densité
LLDPE : polyéthylène basse densité linéaire
HDPE : polyéthylène haute densité EVOH : éthylène alcool vinylique
Adhésif : colle utilisée lors de la confection des laminés pour associer plusieurs films
Colle : produit adhésif servant à coller la bande sur le laminé
Soudage : l'opération de soudage revient à assembler en faisant fondre deux matériaux de même nature ou miscibles à l'état fondu, ladite miscibilité se manifestant par la diffusion et l'interpénétration des chaînes moléculaires ; puis en faisant refroidir lesdits matériaux afin de figer l'état d'interpénétration moléculaire.
Collage : par opposition au soudage, le collage est défini comme une opération d'assemblage de deux matériaux n'étant pas de même nature ou immiscible à l'état fondu. Le collage peut faire intervenir des mécanismes chimiques (réaction des bouts de chaîne, réticulation), des mécanismes physiques (forces de Van der Waal, évaporation). Le collage est une opération d'assemblage pouvant être réalisée à température ambiante ou en chauffant les matériaux.
Exposé général de l'invention
L'invention consiste en un emballage tubulaire plastique comprenant une tête de tube assemblée sur un corps tubulaire formé d'un laminé dont les extrémités sont soudées l'une à l'autre et recouvertes par une bande, ledit laminé étant composé d'au moins une couche soudante et d'une couche non soudante, caractérisé en ce que la bande comprend une couche de polymère bi orientée et une couche permettant de fixer la bande sur le laminé, la rigidité en traction de la bande étant par ailleurs supérieure ou égale à la rigidité de la couche non soudante.
Grâce à la présence d'une couche de polymère bi orientée, l'épaisseur de la bande peut être réduite de façon importante.
L'invention s'applique notamment au soudage bout à bout d'un laminé composé de plusieurs couches dont au moins une couche fonctionnelle (p. ex. barrière) et une couche soudante, ladite couche fonctionnelle étant au mieux partiellement soudée.
L'invention permet la réalisation de tubes de grande résistance et à l'esthétique améliorée. L'invention permet notamment l'obtention d'un tube dont la zone soudée bout à bout est au moins aussi résistante que le laminé. Conjointement, l'esthétique du tube est améliorée, car le tube présente une surépaisseur négligeable au niveau de la zone soudée et a la possibilité d'être décoré sur toute sa circonférence sans interruption dans la zone soudée.
Conjointement, du fait des propriétés de la bande, l'invention améliore le soudage de la tête de tube sur le corps tubulaire.
Selon un premier mode de réalisation de l'invention la bande est soudée ou collée sur la surface supérieure du laminé.
Selon un mode préférentiel de l'invention, la bande est transparente.
L'épaisseur de la bande est comprise entre 12 microns et 80 microns et de préférence entre 12 et 50 microns.
La largeur de la bande est comprise entre 3 et 15 mm ; de préférence entre 4 et 6 mm lorsque la bande est soudée ; et de préférence entre 6 et 15 mm lorsque la bande est collée.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description de modes d'exécution de celles-ci et des figures suivantes dans lesquelles:
Les figures 1 à 3 décrivent les principales utilisations d'une bande de soudage connues dans l'art antérieur pour relier les extrémités soudées d'un laminé.
La figure 1 illustre l'utilisation d'une bande pour limiter la migration de composants agressifs contenus dans l'emballage.
La figure 2 illustre l'utilisation d'une bande pour l'effet de retour élastique du tube lorsqu'il est comprimé pour extraire le produit.
La figure 3 illustre l'utilisation d'une bande soudée à l'intérieur du tube afin de palier aux inconvénients du soudage par recouvrement des extrémités du laminé. Les figures 4 et 5 illustrent des structures de bande selon l'invention et leur utilisation pour confectionner des tubes.
La figure 4 montre un premier mode de réalisation de l'invention consistant à utiliser une bande comportant une couche bi orientée et liée à la surface externe de l'emballage.
La figure 5 montre un deuxième mode de réalisation de l'invention consistant à utiliser une bande comportant une couche bi orientée et liée à la surface interne de l'emballage.
Exposé détaillé de l'invention
II a été trouvé qu'une bande contenant au moins une couche de polymère bi orienté présente un grand avantage. De manière surprenante, on a observé qu'une bande constituée seulement d'un film de PET bi orienté de 12 microns, d'un film de polyéthylène de 20 microns et d'une couche de colle de 2 microns reliant les deux films, confère au tube soudé bout à bout une résistance suffisante alors que l'épaisseur de ladite bande est environ 5 à 10 fois inférieure à celle du laminé. La dite bande est soudée sur la face extérieure de l'emballage et relie les extrémités soudées bout à bout du laminé. Ladite bande a été soudée sur les extrémités soudées bout à bout d'un laminé d'épaisseur 275 microns et contenant une couche d'aluminium de 20 microns emprisonnée entre les couches de polyéthylène. La zone de soudage bout à bout du laminé présente une double faiblesse ; la première étant liée à la discontinuité de la couche d'aluminium et la seconde à la faible résistance des couches de PE soudées bout à bout. Le soudage sur la face externe du tube de la bande précitée comportant une couche de PET bi orientée confère une résistance inattendue à la zone soudée alors que l'épaisseur de la bande est 8 fois inférieure à celle du laminé. Lors de l'utilisation du tube, aucune rupture ou faiblesse n'est observé au niveau de la zone soudée. Soumis à un test de mise en pression, un éclatement du tube est observé par rupture du laminé en dehors de la zone soudée. La bande de faible épaisseur présente une transparence élevée et est difficilement visible sur la surface externe de l'emballage. L'esthétique de l'emballage n'est pas pénalisé par la présence de la bande sur la surface externe.
La figure 4 illustre un premier mode de réalisation de l'invention qui consiste à ajouter une bande 7 sur la surface externe d'un emballage 1 formé d'un laminé 2 soudé bout à bout. La bande 7 comprend au moins une couche de polymère bi orientée 9 et une deuxième couche 8 permettant de lier ladite bande 7 aux extrémités du laminé. Lorsque la bande 7 est appliquée par soudage, la couche 8 est de nature identique à la couche 3 du laminé. De préférence, la couche 8 est à base de polyoléfine afin de permettre un soudage à grande vitesse de production. Le laminé 1 comporte plusieurs couches dont généralement au moins une ne se soude pas bout à bout du fait de ses propriétés ou du fait de sa faible épaisseur. Les couches à propriétés barrière comme par exemple les couches d'aluminium, d'éthylène alcool vinylique (EVOH) ; ou les couches de fine épaisseur bi orientées comme les couches de BOPP et de BOPET, ou les couches ayant une température de fusion supérieure de 200C à la température de fusion de la couche soudante ne se soudent pas bout à bout. Il en résulte une discontinuité des propriétés mécaniques de l'emballage au niveau de la soudure. La figure 4 représente un laminé 2 comportant une couche non soudante 4 emprisonnée entre les couches 3 et 5. La bande 7 présente une rigidité et une résistance supérieure ou égale à la rigidité et la résistance de la couche non soudante 4. Au moins la couche 5 est soudante bout à bout afin d'assurer la continuité de la paroi interne de l'emballage au niveau de la zone soudée, et afin de garantir des propriétés d'hygiène de l'emballage vis-à-vis du produit emballé. Les extrémités de la couche supérieure 3 du laminé sont reliées par soudage à couche 8 de la bande.
Selon une variante de l'invention, la bande 7 peut être appliquée par collage sur la couche externe 3 du laminé 2. Selon cette variante, la couche 8 de ladite bande 7 est une colle. Une bande adhésive est particulièrement avantageuse lorsque la bande est appliquée directement sur une surface imprimée comportant des encres ou vernis. La largeur de la bande collée est préférentiellement supérieure ou égale à 6 mm afin que la force adhésive soit suffisamment élevée pour résister aux contraintes en traction et flexion générées par l'usage du tube et éviter le décollement. Selon cette variante, la couche supérieure du laminé n'est pas forcément soudante ce qui autorise un choix important de résines. La couche supérieure 3 peut être par exemple en PET, en PA ou en PP. Une couche supérieure 3 en PET, PP ou PA présente de grands avantages lorsqu'elle est utilisée comme support d'impression. En effet, du fait de sa température de fusion élevée par rapport aux couches soudantes, la couche 3 n'est pas endommagée lors de l'opération de soudage. Il en résulte une décoration et des propriétés optiques de l'emballage améliorées dans la zone de soudage.
Des bandes transparentes permettent d'obtenir des tubes décorés sur toute la circonférence.
Le premier mode de réalisation de l'invention permet l'obtention d'emballages dont la qualité visuelle est améliorée. Des bandes contenant une couche de BOPET ou BOPP sont particulièrement avantageuses car elles présentent une grande transparence. Il est avantageux en effet d'utiliser une bande collée ou soudée de fine épaisseur et transparente de sorte que la zone d'assemblage soit invisible. L'invention permet la confection de tubes présentant une décoration ininterrompue au niveau de la zone d'assemblage. Lorsque la bande est soudée sur la surface externe du laminé, la décoration se trouve de préférence emprisonnée entre les couches du laminé ; tandis que lorsque la bande est collée la décoration peut se trouver indifféremment en surface ou emprisonnée.
L'invention illustrée par la figure 4 permet d'obtenir des tubes présentant une surépaisseur au niveau de la zone soudée inférieure à 25% et préférentiellement inférieure ou égale à 20%.
Selon le deuxième mode de réalisation de l'invention illustré par la figure 5, la bande 7 est reliée à la surface inférieure du laminé 2 formant la surface interne de l'emballage. La bande 7 comprend au moins une couche bi orienté 9 emprisonnée entre deux couches soudantes 8 et 10. Les couches soudantes 8 et 10 sont généralement de même nature que la couche 5 formant la couche interne de l'emballage ; et les couches soudantes 8 et 10 sont préférentiellement des couches de polyoléfine. Des couches soudantes 8 et 10 en PE sont particulièrement avantageuses car elles permettent un soudage à grande vitesse de production. L'épaisseur de la bande 7 illustrée par la figure 5 est avantageusement inférieure au quart de l'épaisseur du laminé 2 ce qui permet d'éviter des fuites au niveau du soudage de la tête de tube sur le corps tubulaire. Par exemple, la bande 7 est composée d'une couche 9 en BOPET d'épaisseur 12 microns et des couches 8 et 10 en LDPE d'épaisseur 20 microns. Les couches 8, 9 et 10 sont liées entre elles par des couches de colle de 2 microns. L'épaisseur totale de la bande est inférieure à 60 microns. La bande 7 est soudée sur les extrémités de la couche interne 5 du laminé 2. Le laminé 2 comporte une couche interne 5 en LDPE d'épaisseur 240 microns et une couche 6 en polypropylène bi orienté (BOPP) d'épaisseur 10 microns. La couche 6 n'est pas soudée bout à bout.
II a été observé qu'une bande de rigidité et résistance supérieure ou égale à la rigidité et résistance des couches non soudées permet de renforcer suffisamment la zone soudée et éviter une rupture du tube au niveau de la zone soudée lors de son utilisation.
L'invention illustrée par les figures 4 et 5 est particulièrement avantageuse pour assembler bout à bout un laminé composé de couche fonctionnelle et de couche soudante, ladite couche fonctionnelle étant au mieux partiellement soudée ; la bande reliant les extrémités du laminé permettant de compenser la perte de résistance au niveau de la zone soudée. La résistance de la bande est telle qu'elle compense la fragilité de la zone soudée bout à bout. Etonnamment, le tube obtenu selon l'invention illustré par les figures 5 et 6 présente une résistance au niveau de la zone soudée supérieure ou égale à la résistance du laminé. Il est observé par exemple une rupture du tube à coté de la zone soudée lors d'un test d'éclatement, une excellente résistance de la zone soudée lors d'une sollicitation répétée en traction flexion, une très bonne résistance à la flexion de la zone soudée lors de la formation de pli, et une rupture de l'emballage à coté de la zone soudée lors d'un choc. L'invention illustrée par les figures 4 et 5 est avantageuse pour relier bout à bout des laminés comprenant des couches dont la différence de température de fusion est supérieure à 200C. L'assemblage de ces films selon le mode préférentiel consiste à chauffer ledit laminé à une température proche de la température de fusion de la couche soudante, et à renforcer les extrémités dudit laminé par l'intermédiaire d'une bande comportant au moins une couche de polymère bi orientée.
Une bande comportant une couche de polymère bi orientée est particulièrement avantageuse car la couche bi orientée conserve ses propriétés même si elle est chauffée et refroidie dans le procédé de confection de tubes.
La bande peut être soudée ou collée sur la surface supérieure ou inférieure du laminé. De nombreuses colles et méthodes de collages peuvent être envisagées. A titre d'exemple une première méthode consiste à rapporter une bande sur laquelle la colle a été préalablement appliquée. Une première variante de cette méthode est la bande adhésive applicable à température ambiante, une seconde variante est une bande adhésive que l'on colle en chauffant. L'utilisation d'une bande adhésive conduit à un procédé facile à maîtriser et facilement industhalisable. Une autre méthode consiste à appliquer la colle sur la bande ou sur le film au moment de l'assemblage. L'utilisation de colles réactives à deux composants permet d'obtenir de forts niveaux d'adhésion. Généralement l'opération de collage ne nécessite pas de traitement particulier de la surface de la zone assemblée, cependant il est possible de faire des traitements de surface avant collage (traitement corona par exemple).
Lorsque la bande est collée sur la surface du laminé, il est parfois avantageux d'interrompre la bande avant l'extrémité du corps tubulaire. La bande s'étend donc sur une partie seulement de la longueur du corps tubulaire. Lors de l'assemblage de l'extrémité du corps tubulaire et de la tête de tube ; il est souvent préférable que la bande soit absente de la zone d'assemblage. Un autre mode de réalisation de l'invention consiste en une bande ayant des propriétés barrières à l'oxygène ou aux arômes élevées et contenant au moins une couche de polymère bi orientée. A titre d'exemple, les propriétés barrières peuvent être apportée par une couche supplémentaire de polymère à effet barrière comme l'éthylène vinyle alcool (EVOH) ou par un revêtement déposé par plasma sur la couche bi orientée (revêtement Siox par exemple).
Selon l'invention, l'épaisseur et le choix de la couche de polymère bi orientée dans la bande dépend des couches non soudées bout à bout du laminé. Il a été trouvé que la couche bi orientée de la bande devait avoir une résistance et une rigidité en traction au moins égale à celle des couches non soudées bout à bout du laminé.
Exemples
Les couches sont énumérées depuis la surface externe de l'emballage vers la surface interne de l'emballage.
Exemples de bandes soudées sur la surface externe du tube
Bande 1
Couches BOPET / adhésif / LLDPE
Epaisseur (microns) 12 / 3 / 20
Bande2 Couches BOPP / adhésif / LDPE
Epaisseur (microns) 20 / 3 / 20
Bande 3
Couches BOPET SiOx / adhésif / LLDPE Epaisseur (microns) 12 / 3 / 20
Bande 4 Couches BOPP / adhésif / PP - EVOH - PP
Epaisseur (microns) 20 / 3 / 45
Bande 5 Couches BOPA / adhésif / LLDPE Epaisseur (microns) 20 / 3 / 30
Exemples de bandes collées sur la surface externe du tube
Bande 6 Couches BOPET métallisé / Hot melt (Bostik TLH 2013)
Epaisseur (microns) 12 / 5 Bande 7 Couches PET / adhésif (Bostik Vitel 1912) Epaisseur (microns) 40 / 5
Exemples de bandes soudées sur la surface interne du tube
Bande 8 Couches LLDPE / adhésif / BOPET / adhésif / LLDPE
Epaisseur (microns) 20 / 3 / 12 / 3 / 20

Claims

Revendications
1. Emballage tubulaire plastique comprenant une tête de tube assemblée sur un corps tubulaire (1 ) formé d'un laminé (2) dont les extrémités sont soudées l'une à l'autre et recouvertes par une bande (7), ledit laminé (2) étant composé d'au moins une couche soudante (3,5) et d'une couche non soudante (4), caractérisé en ce que la bande (7) comprend une couche de polymère bi orientée (9) et une couche (8) permettant de fixer la bande (7) sur le laminé (2), la rigidité en traction de la bande (7) étant par ailleurs supérieure ou égale à la rigidité de la couche non soudante (4).
2. Emballage selon la revendication 1 dans lequel la bande (7) est collée sur le laminé (2).
3. Emballage selon la revendication 1 dans lequel la bande (7) est soudée sur le laminé (2).
4. Emballage selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel la bande (7) est disposée sur la face externe du laminé (2).
5. Emballage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 dans lequel la bande (7) est disposée sur la face interne du laminé (2).
6. Emballage selon l'une quelconque des revendications précédentes comprenant une bande disposée sur la face externe du laminé (2) et une bande disposée sur la face interne du laminé (2).
7. Emballage selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel les extrémités sont soudées l'une à l'autre par recouvrement.
8. Emballage selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 dans lequel les extrémités sont soudées bout à bout.
9. Emballage selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel l'épaisseur de la bande (7) est comprise entre 12 microns et 80 microns.
10. Emballage selon la revendication précédente dans lequel l'épaisseur de la bande (7) est comprise entre 12 et 50 microns.
11. Emballage selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel la largeur de la bande (7) est comprise entre 3 et 15 mm.
12. Emballage selon l'une quelconque des revendications 1 ou 3 à 11 dans lequel la bande (7) est soudée et dont la largeur est comprise entre 4 et 6 mm.
13. Emballage selon l'une quelconque des revendications 1 , 2 ou 4 à 11 dans lequel la bande (7) est collée et dont la largeur est comprise entre 6 et 15 mm.
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