EP3914530B1

EP3914530B1 - Emballage rigide et procédé de fabrication de cet emballage

Info

Publication number: EP3914530B1
Application number: EP20705425.5A
Authority: EP
Inventors: Julien Hebert
Original assignee: Hebert P
Current assignee: Hebert P
Priority date: 2019-01-22
Filing date: 2020-01-17
Publication date: 2023-06-07
Anticipated expiration: 2040-01-17
Also published as: WO2020152411A1; FR3091856B1; FR3091856A1; EP3914530A1

Description

L'invention concerne un emballage rigide ainsi qu'un procédé de fabrication de cet emballage.
Par emballage rigide, on désigne tous les emballages qui ne sont pas souples comme les sacs ou les films. Autrement dit, un emballage est considéré comme rigide s'il ne s'écrase pas sous l'effet de son propre poids. Il présente donc une forme tridimensionnelle qui est conservée lors des opérations conventionnelles de stockage, de remplissage et de distribution d'un produit contenu dans cet emballage.
Il est aujourd'hui souhaitable de réduire l'impact environnemental des emballages tout en conservant leurs propriétés mécaniques et maintenant des coûts de fabrication aussi faibles que possible. Pour limiter les coûts de fabrication, il faut typiquement que cet emballage soit fabriqué par moulage par injection.
De l'état de la technique est connu de CA2445553A1 et EP2803598 . Le document CA2445553A1 décrit un emballage, selon le préambule de la revendication 1, comportant un squelette et une feuille en matériau thermoplastique.
L'invention vise à proposer un tel emballage. Elle a donc pour objet un emballage rigide conforme à la revendication 1.
L'invention a également pour objet un procédé de fabrication de cet emballage.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en se référant aux dessins sur lesquels :

la figure 1 est une illustration schématique, en coupe partielle et en perspective, d'un emballage rigide,
la figure 2 est une illustration schématique grossie d'une partie de la coupe partielle de l'emballage de la figure 1, et
la figure 3 est un organigramme d'un procédé de fabrication de l'emballage de la figure 1.

Dans ces figures, les mêmes références sont utilisées pour désigner les mêmes éléments. Dans la suite de cette description, les caractéristiques et fonctions bien connues de l'homme du métier ne sont pas décrites en détail.

Chapitre I : Exemples de mode de réalisation

La figure 1 représente un emballage 2 rigide délimitant un volume creux 4 destiné à recevoir un produit.
Le produit emballé à l'intérieur de l'emballage 2 est ici un produit alimentaire. Le produit alimentaire peut être liquide, pâteux ou solide. Par exemple, le produit alimentaire peut être un produit laitier tel que de la crème fraîche. Le produit alimentaire peut aussi être de la glace, des bonbons, des légumes ou tout autre produit alimentaire qui nécessite d'être distribué dans un emballage.
Dans ce mode de réalisation, le volume 4 est un solide de révolution ayant comme axe de révolution un axe 6 vertical.
Dans les figures, l'horizontale est repérée par des directions X et Y d'un repère orthogonal X,Y,Z. La direction Z est parallèle à la direction verticale. Les termes tels que « haut », « bas », « supérieur », « inférieur » et similaires sont définis par rapport à cette direction Z.
Le volume creux 4 s'étend entre un plan horizontal inférieur P_inf et un plan horizontal supérieur P_sup. Ici, le volume creux 4 est tronconique. Le volume 4 est typiquement supérieur à 50 cm³ ou 100 cm³ ou 500 cm³ et, généralement, inférieur à 1 m³ ou 0,5 m³.
L'emballage 2 est un emballage rigide. A cet effet, l'emballage 2 présente une rigidité horizontale et une rigidité verticale suffisantes. Par « rigidité horizontale », on désigne la résistance de l'emballage à une force de compression le long d'une direction horizontale, c'est-à-dire une force dont la direction appartient à un plan parallèle aux directions X et Y. Par « rigidité verticale », on désigne la résistance de l'emballage 2 à une force de compression verticale, c'est-à-dire à une force dont la direction est parallèle à la direction Z.
Dans ce mode de réalisation, à titre d'exemple, on considère que la rigidité est suffisante lorsqu'une force d'appui prédéterminée appliquée sur une paroi extérieure de l'emballage provoque un enfoncement de cette paroi extérieure, dans la direction d'appui, inférieur à 15 % ou 10 % ou 5 % de la plus grande des dimensions de l'emballage 2. Ici, la force d'appui prédéterminée est une force de 0,5 N appliquée sur une surface de 1 cm² de la paroi extérieure de l'emballage et dans une direction perpendiculaire à cette paroi extérieure. La plus grande des dimensions de l'emballage 2 est la plus grande des dimensions choisies parmi le groupe composé de :

la largeur de l'emballage 2,
la longueur de l'emballage 2, et
la hauteur de l'emballage 2.

La largeur, la longueur et la hauteur de l'emballage 2 sont égales, respectivement, à la largeur, la longueur et la hauteur du parallélépipède de plus petit volume qui contient entièrement l'emballage 2.
De préférence, l'enfoncement maximal dans la direction d'appui est inférieur à 1 cm ou 5 mm.
L'emballage 2 est également un emballage léger. Pour cela, typiquement, le poids de l'emballage 2, exprimé en grammes, est inférieur à 10 % ou 5% du volume creux 4 exprimé en cm³. Par exemple, le poids de l'emballage 2 est ici inférieur à 500 g ou 250 g ou 100 g et, généralement, supérieur à 5 g..
Dans ce mode de réalisation, l'emballage 2 comporte une paroi inférieure 14 et une paroi latérale 16 ainsi qu'un rebord supérieur 18. La paroi 14 est un disque centré sur l'axe 6 et de rayon R₁₄. Le rayon R₁₄ est typiquement supérieur à 2 cm ou 4 cm. Généralement, le rayon R₁₄ est inférieur à 50 cm ou 25 cm. La paroi inférieure 14 s'étend ici principalement dans le plan P_inf.
La paroi latérale 16 est un tronc de cône qui s'étend, en s'évasant, depuis la périphérie de la paroi 14 jusqu'au rebord 18.
Le rebord 18 s'étend principalement dans le plan P_sup. Le rebord 18 entoure une ouverture circulaire 20 par l'intermédiaire de laquelle le produit alimentaire peut être introduit puis retiré de l'emballage 2.
Ici, le rebord 18 et l'ouverture 20 sont circulaires et centrés sur l'axe 6.
Le rebord 18 est agencé pour recevoir un opercule et/ou un couvercle permettant d'obturer complètement l'ouverture 20. Ici, il est agencé pour recevoir un opercule 22, par exemple, thermosoudé sur le rebord 18.
Par « thermosoudé », on désigne le fait que la soudure qui relie mécaniquement entre eux deux éléments thermoplastiques, sans aucun degré de liberté, est obtenue en chauffant ces deux éléments jusqu'à dépasser la température de fusion de ces éléments thermoplastiques de sorte que les matériaux thermoplastiques de ces éléments s'interpénètrent. En refroidissant, une soudure rigide est ainsi obtenue entre ces deux éléments. Cette soudure est réalisée sans apport de matériau extérieur tel qu'un adhésif. Avec cette définition, deux éléments thermoplastiques soudés en utilisant un procédé connu sous le terme de "soudure par ultrason" sont considérés comme étant thermosoudés. En effet, la soudure par ultrason chauffe les éléments thermoplastiques au delà de leur température de fusion.
Ici, le rebord 18 et l'opercule 22 sont réalisés en matériau thermoplastique susceptible d'être thermosoudé l'un avec l'autre. À cet effet, le rebord 18 comporte une face annulaire horizontale 24 tournée vers le haut sur laquelle la périphérie de l'opercule 22 est soudée.
De préférence, la résistance de la soudure entre l'opercule 22 et le rebord 18 est ajustée pour que cet opercule 22 puisse être arraché manuellement par un utilisateur de l'emballage 2 lors de son ouverture.
Le rebord 18 est ici un solide de révolution généré par la rotation, sur 360° et autour de l'axe 6, d'une section verticale 26. La section verticale 26 est conformée pour conférer une rigidité horizontale suffisante à ce rebord 18. Par exemple, à cet effet, la section verticale 26 présente, par endroits, dans une direction horizontale, une épaisseur supérieure à 0,5 mm ou 1 mm. La section 26 est aussi conformée pour qu'un couvercle puisse en plus s'emboîter sur le rebord 18. Ici, la section 26 comporte à cet effet une saillie 28 vers l'extérieur de l'emballage 2 sur laquelle un couvercle peut venir s'emboîter par déformation mécanique élastique.
Pour que l'emballage 2 soit à la fois rigide et léger, il comporte un squelette 30 en matériau thermoplastique et une feuille 32 thermosoudée sur ce squelette 30. C'est le squelette 30 qui détermine la forme de l'emballage 2 et qui assure l'essentiel de la rigidité horizontale de cet emballage. La feuille 32 assure, dans ce mode de réalisation, l'essentiel de la rigidité verticale de l'emballage 2 ce qui permet de réduire la quantité de matériau thermoplastique utilisée pour réaliser le squelette 30.
Le squelette 30 comporte :

le rebord 18,
un fond 40 qui forme l'ossature de la paroi inférieure 14, et
des brins 42 mécaniquement reliés au fond 40 et au rebord 18 pour réaliser un grillage qui forme l'ossature de la paroi latérale 16.

Dans ce mode de réalisation, le fond 40 est aussi formé par des brins pour réaliser un grillage qui forme l'ossature de la paroi inférieure 14. À cet effet, le fond 40 comporte un brin 44 qui définit l'arête entre les parois 14 et 16. Ici, ce brin 44 est circulaire et centré sur l'axe 6. Pour accroître la rigidité horizontale de l'emballage 2, le brin 44 a la forme d'une cornière dont l'une des ailes s'étend verticalement et l'autre des ailes s'étend horizontalement en direction de l'axe 6.
Toujours pour accroître la rigidité horizontale de l'emballage 2, le fond 40 comporte aussi un ou plusieurs autres brins horizontaux 46 qui délimitent plusieurs mailles dans le fond 40. Par exemple, ces brins sont des brins rectilignes. Ici, ces brins 46 s'étendent depuis une portion du brin 44 jusqu'à une portion en vis-à-vis du brin 44 en coupant l'axe 6. Pour simplifier la figure 1, un seul brin 46 a été représenté.
Les brins 42 définissent la forme de la paroi latérale 16. Ces brins 42 forment un grillage qui s'étend depuis le brin 44 jusqu'au rebord 18. Par exemple, ces brins 42 sont des brins rectilignes. Ici, ces brins 42 s'étendent chacun dans un plan vertical respectif depuis une portion du brin 44 jusqu'à une portion correspondante du rebord 18. Pour simplifier la figure 1, un seul de ces brins 42 a été représenté.
Le squelette 30 est réalisé en un seul bloc de matière thermoplastique qui peut être moulé par injection. Ici, à titre d'illustration, le squelette 30 est réalisé en polypropylène.
La feuille 32 est thermosoudée sur chaque brin et sur la partie inférieure du rebord 18 de manière à obturer complètement toutes les mailles qui délimitent les parois 14 et 16 de l'emballage 2. La feuille 32 est une feuille légère et souple. En particulier, la feuille 32 est aussi conçue pour limiter autant que possible l'impact environnemental de l'emballage 2. À cet effet, la feuille 32 est essentiellement réalisée à partir d'un agrégat de fibre de papier. Par « essentiellement réalisée », on désigne ici le fait que la masse de l'agrégat de fibre de papier est supérieure à 50 % de la masse totale de la feuille 32.
Plus précisément, la feuille 32 est composée de plusieurs couches directement empilées les unes sur les autres. La structure de la feuille 32 est représentée plus en détail sur la figure 2. La feuille 32 comporte successivement en allant de l'intérieur de l'emballage 2 vers l'extérieur de l'emballage 2 :

une couche interne 50,
une couche de liaison 52,
une couche cartonnée 54, et
une couche externe 56.

La couche interne 50 est apte à être thermosoudée sur le squelette 30. À cet effet, la couche interne 50 est réalisée en matériau thermoplastique. De plus, cette couche interne isole de l'humidité la couche cartonnée 54. Enfin, dans le cas où l'emballage 2 contient un produit alimentaire, la couche interne 50 est aussi réalisée dans un matériau compatible avec cette application. De préférence, la couche interne 50 est réalisée dans le même matériau thermoplastique que celui utilisé pour réaliser le squelette 30. Ici, la couche interne est donc réalisée en polypropylène.
L'épaisseur de la couche interne 50 est choisie aussi petite que possible tout en restant capable d'assurer ses différentes fonctions. Typiquement, son épaisseur est inférieure à 200 µm ou 100 µm ou 50 µm. Généralement, son épaisseur est supérieure à 20 µm.
Au niveau des soudures entre la feuille 32 et le squelette 30, le matériau thermoplastique du squelette 30 a fusionné avec la couche interne 50 de sorte que la couche interne 50 ne forme plus qu'un seul bloc de matière avec le squelette 30.
La couche cartonnée 54 est uniquement composée par l'agrégat de fibres de papier. Typiquement, la masse de la couche 54 représente plus de 50 % et, de préférence, plus de 60 % ou plus de 70 % de la masse de la feuille 32. Ici, c'est principalement cette couche cartonnée 54 qui assure la rigidité verticale de l'emballage 2. À cet effet, son épaisseur est généralement supérieure est, le plus souvent deux ou trois fois supérieure, à l'épaisseur des autres couches de la feuille 32. Par exemple ici, l'épaisseur de la couche cartonnée 54 est supérieure à 100 µm ou 200 µm. Son poids par unité de surface est classiquement compris entre 50 g/m² et 400 g/m² et avantageusement compris entre 100 g/m² et 300 g/m². Ici, la couche cartonnée 54 est suffisamment épaisse pour que sa masse représente plus de 50 % de la masse totale de l'emballage 2 sans l'opercule 22 et sans couvercle. La couche cartonnée 54 est recyclable comme du papier ou du carton. La face de la couche 54 en contact avec la couche 56 est généralement imprimée avant d'être associée à la couche 56. Cette impression permet d'indiquer différentes informations sur le produit contenu dans l'emballage 2 comme, par exemple, le nom du produit, la marque du producteur, ...etc.
La couche externe 56 est réalisée dans un matériau transparent de manière à ce que la face imprimée de la couche 54 soit visible depuis l'extérieur par un utilisateur. De plus, la couche externe 56 isole la couche cartonnée 54 de l'humidité extérieure. Typiquement, la couche 56 est un vernis ou un film transparent déposé sur la face imprimée de la couche 54. Ici ce vernis ou ce film transparent est réalisé dans un matériau plastique.
L'épaisseur de la couche externe 56 est elle aussi choisie aussi petite que possible pour remplir ses fonctions. Généralement, son épaisseur est inférieure à 50 µm ou 30 µm ou 20 µm. Son épaisseur est habituellement supérieure elle aussi à 5 µm.
La couche de liaison 52 permet de détacher manuellement la couche cartonnée 54 de la couche interne 50 par pelage. Plus précisément, grâce à la couche 52, l'énergie d'adhésion de la couche cartonnée 54 sur la couche interne 50 est inférieure, et de préférence deux ou trois fois inférieure, à l'énergie d'adhésion de la couche interne 50 sur le squelette 30. Par "énergie d'adhésion", on désigne l'énergie nécessaire pour réaliser la séparation de ces couches. L'énergie d'adhésion est aussi désignée sous le terme anglais de "cleavage energy".
Par exemple, la couche de liaison 52 est réalisée de manière à ce que l'énergie d'adhésion de cette couche 52 sur la couche interne 50 soit supérieure et, de préférence deux ou trois fois supérieure, à l'énergie d'adhésion de la couche 52 sur la couche cartonnée 54. Dans ces conditions, lorsque l'on tire sur la couche cartonnée 54, celle-ci se sépare de la couche interne 50 au niveau de l'interface entre la couche de liaison 52 et la couche interne 50. Ainsi, la couche interne 50 reste fixée et solidaire du squelette 30. Le squelette 30 et la couche interne 50 forment alors un objet entièrement en matériau plastique qu'il est facile de trier et de recycler. Après la séparation, on obtient aussi un complexe 60 formé de la couche de liaison 52, de la couche cartonnée 54 et de la couche externe 56. La proportion, en masse, de l'agrégat de fibre de papier dans ce complexe 60 est beaucoup plus importante que dans le cas de la feuille 32, ce qui simplifie son tri et son recyclage.
Pour que l'utilisateur puisse détacher le complexe 60 de la couche interne 50, la feuille 32 comporte un appendice 62 de préhension (figure 1). L'appendice 62 permet à l'utilisateur de tirer le complexe 60 dans une direction perpendiculaire à la face extérieure de la feuille 32. Par exemple, l'appendice 62 est une languette qui fait saillie sur la paroi 14 ou 16 de l'emballage 2. Sur la figure 1, l'appendice 62 est en saillie sur la paroi latérale 16. L'appendice 62 est fixé sans aucun degré de liberté directement sur ce complexe 60. Ici, l'énergie d'adhésion de la couche externe 56 sur la couche cartonnée 54 est elle aussi supérieure à l'énergie d'adhésion de la couche cartonnée 54 sur la couche interne 50. Dans ces conditions, l'appendice 62 est par exemple une excroissance du complexe 60 qui s'étend dans une direction donnée au-delà de la couche interne 50 sur une distance prédéterminée. Cette distance prédéterminée est choisie pour que l'utilisateur puisse directement saisir l'appendice 62 avec ses doigts et tirer dessus. Par exemple, l'appendice 62 s'étend au-delà de la couche interne 50 sur une distance supérieure à 5 mm ou 1 cm. Cette distance prédéterminée est aussi généralement inférieure à 5 cm ou 3 cm.
Ici, la couche de liaison 52 est réalisée de manière à ce que la force, perpendiculaire au plan de la feuille 32, à exercer pour détacher le complexe 60 de la couche interne 50, soit comprise entre 0,3 N et 10 N et, de préférence, entre 0,5 N et 5 N ou entre 1 N et 3 N. Pour cela, de nombreux modes de réalisation de la couche de liaison 52 sont possibles. Par exemple, la couche de liaison est réalisée à cet effet dans un copolymère d'éthylène et d'acétate de vinyle.
La figure 3 représente un procédé de fabrication de l'emballage 2.
Initialement, lors d'une étape 70, la feuille 32 est fabriquée. Lors de la fabrication de la feuille 32, la face externe de la couche 54 est imprimée. L'impression peut être réalisée par impression offset avec des encres à séchage par oxydation ou des encres UV (ultraviolet) ou par héliogravure ou autres.
Une fois la feuille 32 fabriquée, lors d'une étape 74, elle est placée à l'intérieur d'une coquille femelle d'un moule et la couche externe 56 est directement plaquée contre les parois de cette coquille femelle. Typiquement, la coquille femelle est une coquille mobile. Les parois de la coquille femelle ont la même forme que les parois 14 et 16. Par exemple, la feuille 32 est plaquée contre les parois de la coquille femelle à l'aide d'un mandrin qui vient l'enfoncer puis la plaquer contre les parois de la coquille femelle. La feuille 32 est ensuite maintenue plaquée contre ces parois, par exemple, par succion ou par des forces électrostatiques. En parallèle, le mandrin est retiré.
Lors d'une étape 76, une coquille mâle du moule est positionnée à l'intérieur de la coquille femelle. Cette coquille mâle est directement en appui sur la feuille 32 au niveau des mailles du squelette 30. Les coquilles mâle et femelle définissent, par coopération de forme, une empreinte en creux du squelette 30. Cette empreinte en creux est directement en contact avec la feuille 32 au niveau des parties du squelette 30 qui doivent être soudées à la feuille 32.
La coquille mâle est typiquement une coquille fixe qui comporte également des canaux permettant d'injecter le matériau thermoplastique du squelette 30 à l'intérieur de l'empreinte en creux.
Lors d'une étape 78, le matériau thermoplastique fondu est injecté à l'intérieur de l'empreinte en creux. La température du matériau thermoplastique injectée est supérieure à sa température de fusion et à la température de fusion de la couche interne 50. Dans ces conditions, la couche interne 50 est chauffée au-delà de sa température de fusion, ce qui provoque en même temps que le squelette 30 est moulé, la soudure de la couche interne 50 sur le squelette 30.
Ensuite, lors d'une étape 80, le moule est refroidi et la coquille mâle est enlevée. L'emballage 2 est alors retiré de la coquille femelle. À ce stade, l'emballage 2 comporte le squelette 30 et la feuille 32 thermosoudée sur ce squelette 30.
Lors d'une étape 82, cet emballage 2 est alors livré à une usine de conditionnement qui, lors d'une étape 82, introduit le produit à l'intérieur de l'emballage 2 et soude l'opercule 22 sur la face 24 pour refermer l'emballage 2. Lors de l'étape 82, un couvercle peut aussi être emboîté sur le rebord 18 pour compléter la fermeture de l'emballage 2.
Ensuite, le produit ainsi emballé peut être distribué vers les consommateurs finaux.

Chapitre II : Variantes

Variantes du squelette :

D'autres modes de réalisation du squelette 30 sont possibles. Par exemple, le fond 40 du squelette peut être un fond en matériau plastique plein, dépourvu de maille. Dans ce dernier cas, de préférence, la feuille 32 recouvre uniquement la paroi latérale 16.
De nombreux autres agencements sont possibles pour les brins 42 et 46. En particulier, le nombre de brins peut être augmenté. Par exemple, un ou plusieurs brins 42 peuvent être ajoutés pour rigidifier encore plus la paroi latérale 16. Par exemple, la paroi latérale 16 peut être rigidifiée en y introduisant des brins supplémentaires horizontaux et circulaires qui ceinturent, par l'intérieur, cette paroi latérale 16. Les brins qui délimitent la paroi latérale 16 peuvent aussi se croiser pour accroître le nombre de mailles. De même, la largeur et l'épaisseur des brins du squelette 30 sont adaptées en fonction de la rigidité souhaitée pour l'emballage 2. En particulier, dans une mode de réalisation particulier, l'essentielle de la rigidité verticale de l'emballage 2 est assurée par le squelette 30 et, en particulier, les brins 42.
Le squelette 30 peut être réalisé dans d'autres matériaux thermoplastiques. Par exemple, le squelette 30 est réalisé dans l'un ou plusieurs des matériaux d'un premier groupe de matériaux thermoplastiques. Le premier groupe de matériaux thermoplastiques est typiquement composé des matériaux thermoplastiques suivants :

le polypropylène (PE),
le polyéthylène (PP),
le polytéréphtalate d'éthylène (PET),
le polyhydroxyalcanoate (PHA),
l'acide polylactique (PLA).

Le PHA et le PLA présentent l'intérêt particulier d'être biodégradable.

Variantes de la feuille thermosoudée :

En variante, la masse de la couche cartonnée 54 est inférieure à 50 % ou 30 % de la masse totale de l'emballage 2. La masse restante de l'emballage 2 est alors essentiellement constituée par le matériau thermoplastique.
D'autres modes de réalisation sont possibles pour lier la couche cartonnée 54 sur la couche interne 50. Par exemple, dans un mode de réalisation particulier, la couche 52 de liaison est omise. Dans ce cas, par exemple, la couche cartonnée est directement fixée sur la couche interne 50. L'énergie d'adhésion entre la couche interne 50 et la couche cartonnée 54 est alors réglée en ajustant, par exemple, la rugosité de la face extérieure de la couche interne 50 et/ou la rugosité de la face intérieure de la couche cartonnée 54.
D'autres modes de réalisation de la couche 52 sont possibles. Par exemple, la couche 52 est conçue pour se détruire lorsque l'utilisateur tire sur l'appendice 62. Dans ce cas, généralement, après avoir détaché le complexe 60 de la couche interne 50, des reliquats de la couche 52 de liaison subsistent à la fois sur la couche interne 50 et sur la couche cartonnée 54. La couche 52 peut également être conçue pour que son énergie d'adhésion sur la couche interne 50 soit supérieure à son énergie d'adhésion sur la couche cartonnée 54. Dans ce cas, la séparation de la couche cartonnée 54 se produit au niveau de son interface avec la couche 52 de liaison.
D'autres matériaux peuvent être utilisés pour réaliser la couche de liaison 52. Par exemple, la couche de liaison 52 est réalisée dans un matériau choisi dans le groupe constitué :

du copolymère d'éthylène et d'acétate de vinyle,
d'une résine acrylique,
d'un copolymère de chlorure de vinyle et d'acétate de vinyle,
d'une résine de cellulose,
d'un polyamide,
d'un polypropylène,
d'un polyoléfine tel qu'un polyéthylène.

La couche de liaison peut elle-même être formée de plusieurs sous-couches directement empilées les unes sur les autres, chacune réalisée, par exemple, dans différents matériaux.
La couche interne 50 et/ou la couche externe 56 peuvent être un vernis ou un film. Elles peuvent aussi être réalisées dans d'autres matériaux. Par exemple, elles peuvent être réalisées dans l'un des matériau du premier groupe précédemment défini. La couche externe 56 peut aussi être réalisée par un vernis ou un film en matériau non-plastique.
La couche interne 50 et/ou la couche externe 56 peuvent aussi être composées de plusieurs sous-couches. Par exemple, elles comportent une sous-couche intérieure réalisée dans l'un des matériaux du premier groupe et une sous-couche externe réalisée dans un autre matériau qui adhère sur la couche de liaison.
Le matériau de l'autre sous-couche est par exemple choisi dans un second groupe de matériau thermoplastique constitué :

du polyéthylène faible densité,
d'un ionomère,
d'un copolymère éthylène et acide acrylique (EAA),
d'un copolymère éthylène et acide méthacrylique (EMAA),
d'un copolymère éthylène et méthyl acrylate (EMAC),
d'un copolymère éthylène et acrylate d'éthyle (EEA),
d'une copolymère éthylène et méthacrylate méthyle.

L'une des sous-couches de la couche interne ou de la couche externe peut aussi être réalisée dans un métal tel que de l'aluminium.
Dans une variante simplifiée, la couche externe 56 est omise. Cela est possible dans le cas où il n'est pas nécessaire de protéger la couche cartonnée 54 contre l'humidité provenant de l'extérieur de l'emballage 2.
Dans une autre variante, la feuille 32 comporte plusieurs appendices, remplissant les mêmes fonctions que l'appendice 62. Ces différents appendices sont par exemple disposés à différents endroits sur la paroi de l'emballage 2 pour détacher le complexe 60 de la couche interne 50.

Autres variantes :

Le matériau thermoplastique utilisé pour réaliser le squelette 30 et certaines des couches de la feuille 32 peut être un matériau thermoplastique pétrosourcé ou biosourcé. Dans le cas des matériaux plastiques pétrosourcés, au moins 71 % en masse de la matière qui les compose est issu du pétrole, du gaz naturel ou du charbon. Dans le cas des matériaux plastiques biosourcés, au moins 30 %, en masse, et de préférence au moins 100 %, en masse, de la matière qui les compose provient de ressources renouvelables telles que le maïs, le blé, l'eucalyptus et la pomme de terre. Aujourd'hui, les matériaux issus de ressources renouvelables qui composent un matériau plastique biosourcé sont souvent l'amidon et des fibres naturelles telles que les fibres de bois, de lin, de chanvre et de jute. Un plastique biosourcé est souvent aussi appelé un « bioplastique ».
L'emballage 2 peut avoir d'autres formes qu'une forme essentiellement tronconique comme celle précédemment décrite. Par exemple, l'emballage 2 peut aussi avoir la forme d'un polyèdre quelconque. Dans ce cas, typiquement, des brins du squelette s'étendent le long de chacune des arêtes de ce polyèdre. Par exemple, le polyèdre peut être un parallélépipède. Les faces du polyèdre sont chacune un polygone comme par exemple un rectangle.
L'emballage peut aussi être utilisé pour contenir des produits non alimentaires comme par exemple des vis.
En variante, la soudure entre l'opercule 22 et le rebord 18 n'est pas réalisée par thermosoudage mais en utilisant une colle adhésive interposée entre l'opercule 22 et le rebord 18.
L'opercule 22 peut aussi être soudé sur une autre face annulaire horizontale que la face 24. Par exemple, comme visible sur la figure 1, le rebord 18 comporte une autre face annulaire horizontale située plus près de l'axe 6 et qui peut aussi être utilisée pour coller l'opercule 22.
L'opercule 22 peut aussi être omis. De même, il n'est pas toujours nécessaire que l'emballage 2 soit fermé par un couvercle.

Chapitre III : Avantages des modes de réalisation décrits

La présence d'un rebord et d'un fond en matériau plastique améliore la rigidité horizontale de l'emballage. Cela permet aussi de refermer l'emballage avec un opercule fixé sur le rebord et/ou à l'aide d'un couvercle emboîté sur ce rebord. Cela améliore également la capacité de cet emballage à être traité efficacement et rapidement par des lignes automatiques de conditionnement lors de l'étape 82. En particulier, l'emballage 2 peut être traité plus efficacement et plus rapidement par des lignes automatiques de conditionnement qu'un emballage de forme identique mais entièrement réalisé en carton. Cela s'explique par exemple par :

le fait que les marges d'erreur sur les dimensions de l'emballage 2 sont plus petites que si cette emballage était entièrement réalisé en carton, et
le fait que l'emballage 2 est plus rigide qu'un emballage identique mais entièrement réalisé en carton.

Les brins forment un grillage définissant la forme des parois latérales de l'emballage. De plus, cela améliore la rigidité verticale de cet emballage. A cause du fait que ces brins forment simplement un grillage, cette rigidité supplémentaire est obtenue en utilisant beaucoup moins de matière que si, pour la même rigidité, le squelette comportait des parois pleines en matériau plastique.
Le fait que l'essentiel de la rigidité horizontale de l'emballage soit le résultat de la présence du squelette en matériau plastique, permet de limiter l'épaisseur de la feuille 32. En effet, celle-ci a alors principalement pour fonction d'obturer les mailles du squelette et donc d'isoler mécaniquement le volume intérieur 4 de l'extérieur et, éventuellement, d'assurer l'essentiel de la rigidité verticale. À cause de cela, la quantité de matière utilisée pour former les parois de l'emballage 2 est réduite.
Ainsi, la combinaison du squelette 30 et de la feuille 32 permet d'obtenir un emballage aussi rigide que les emballages existants mais en utilisant moins de matière. Cette réduction de la quantité de matière est donc déjà un premier élément qui contribue en lui-même à réduire l'impact environnemental de l'emballage 2.
Le fait que la feuille soit essentiellement composée par un agrégat de fibres de papier est un second élément qui contribue à réduire l'impact environnemental de cet emballage. En effet, les fibres de papier sont issues de ressources renouvelables.
Enfin, le fait que, après usage, l'usager puisse facilement détacher la couche cartonnée du reste de l'emballage constitue un troisième élément qui va limiter l'impact environnemental de l'emballage 2. En effet, cela facilite d'une part le recyclage du squelette 30 et de la couche interne 50 dans une filière spécialisée dans le recyclage des matériaux plastiques et, d'autre part, le recyclage de la couche cartonnée dans une filière spécialisée dans le recyclage des papiers. De plus, la couche cartonnée 54 qui arrive dans un centre spécialisé dans le recyclage du papier comporte au plus la couche externe 56 en matériau plastique. Par conséquent, la quantité de matériau plastique associé à la couche cartonnée 54 est faible, ce qui facilite son recyclage.
Enfin, l'emballage 2 présente aussi l'avantage de rester simple à fabriquer par moulage par injection.
Le fait que le fond de l'emballage soit aussi défini par les mailles d'un grillage plutôt que par un fond plein limite encore plus la quantité de matériau plastique employé pour réaliser l'emballage sans pour autant dégrader sa rigidité.
Le fait de réaliser le squelette 30 et la couche interne 50 dans le même matériau thermoplastique facilite le soudage de la feuille sur le squelette. Cela facilite également le recyclage du squelette et de la couche interne car, pour les recycler, il n'est alors pas nécessaire de les séparer l'un de l'autre.

Claims

Emballage rigide, comportant :
- un squelette (30) en matériau thermoplastique, ce squelette comportant :
• un rebord (18) entourant une ouverture (20) par l'intermédiaire de laquelle un produit peut être retiré de l'emballage,

• un fond (40),

• des brins (42) mécaniquement reliés au fond et au rebord et qui forment des mailles d'un grillage qui définit l'ossature d'une paroi latérale (16) de l'emballage, cette paroi latérale s'étendant depuis le fond jusqu'au rebord et, en association avec le fond, délimitant un volume creux d'au moins 50 cm³ capable de recevoir le produit,

- une feuille (32) thermosoudée sur le squelette et obturant les mailles qui définissent la paroi latérale,
caractérisé en ce que :
- cette feuille comporte dans l'ordre :
• une couche interne (50) en matériau thermoplastique thermosoudée sur les brins du squelette,

• une couche cartonnée (54) en agrégat de fibres de papier, la masse de cette couche cartonnée représentant plus de 50 % de la masse totale de la feuille,

- l'énergie d'adhésion de la couche cartonnée (54) sur la couche interne (50) est inférieure à l'énergie d'adhésion de la couche interne (50) sur les brins (42) du squelette, et

- la feuille thermosoudée comporte un appendice (62) de préhension pour la main d'un être humain, cet appendice étant solidaire de la couche cartonnée et permettant, par traction manuelle sur cet appendice, le pelage manuel de la couche cartonnée pour la détacher mécaniquement de la couche interne.
Emballage selon la revendication 1, dans lequel :
- le squelette comporte également des brins (44, 46) qui forment des mailles d'un grillage qui définit le fond de l'emballage, et

- la feuille thermosoudée obture également les mailles qui définissent le fond de l'emballage.
Emballage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le squelette (30) et la couche interne (50) sont réalisés dans le même matériau thermoplastique.
Emballage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la feuille thermosoudée comporte une couche (52) de liaison interposée entre la couche interne et la couche cartonnée, cette couche de liaison étant apte à fixer la couche cartonnée sur la couche interne avec une énergie d'adhésion inférieure à l'énergie d'adhésion de la couche interne sur les brins du squelette.
Emballage selon la revendication 4, dans lequel la couche de liaison est agencée de manière à ce que la force à exercer, dans une direction perpendiculaire à la face de la feuille (32), sur l'appendice (62) pour peler la couche cartonnée est comprise entre 0,5 N et 5 N.
Emballage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'appendice (62) est une languette fixée sans aucun degré de liberté sur la couche cartonnée.
Emballage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'emballage comporte un opercule (22) thermosoudé sur le rebord (18) de manière à obturer complètement l'ouverture et/ou un couvercle emboîté sur le rebord de manière à obturer complètement cette ouverture.
Emballage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la masse de la couche cartonnée (54) est supérieure à 50 % de la masse totale de l'emballage.
Emballage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la feuille (32) comporte, du coté de la couche cartonnée (54) opposé à la couche interne (50), une couche externe (56) apte à protéger la couche cartonnée (54) vis-à-vis de l'humidité extérieure.
Procédé de fabrication d'un emballage conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ce procédé comporte :
- le placement (74) de la feuille à l'intérieur d'une coquille femelle d'un moule,

- le positionnement (76) d'une coquille mâle à l'intérieur de la coquille femelle, cette coquille mâle étant alors directement en appui sur la feuille, les coquilles mâle et femelle définissant ainsi par coopération de forme une empreinte en creux du squelette, cette empreinte en creux étant directement en contact avec la feuille aux endroits où la feuille doit être soudée sur le squelette,

- l'injection (78) du matériau thermoplastique dans l'empreinte en creux, cette injection entraînant ainsi en même temps la formation du squelette et la soudure de la feuille sur les brins du squelette pour obtenir l'emballage, et

- le retrait (80) de l'emballage obtenu du moule.