EP4053030A1 - Corps tubulaire pour former un emballage et emballage comprenant un tel corps tubulaire - Google Patents

Corps tubulaire pour former un emballage et emballage comprenant un tel corps tubulaire Download PDF

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EP4053030A1
EP4053030A1 EP21160249.5A EP21160249A EP4053030A1 EP 4053030 A1 EP4053030 A1 EP 4053030A1 EP 21160249 A EP21160249 A EP 21160249A EP 4053030 A1 EP4053030 A1 EP 4053030A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tubular body
weld
packaging
strip
welding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP21160249.5A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Jacques Thomasset
Gilles Demaurex
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.)
Aisapack Holding SA
Original Assignee
Aisapack Holding SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aisapack Holding SA filed Critical Aisapack Holding SA
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Priority to EP22711093.9A priority patent/EP4301667A1/fr
Priority to JP2023535371A priority patent/JP2024507625A/ja
Priority to CA3200617A priority patent/CA3200617A1/fr
Priority to PCT/IB2022/051734 priority patent/WO2022185176A1/fr
Priority to CN202280008790.0A priority patent/CN116710362A/zh
Priority to US18/261,782 priority patent/US20240109691A1/en
Priority to MX2023007932A priority patent/MX2023007932A/es
Priority to KR1020237027515A priority patent/KR20230150955A/ko
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    • B65D35/00—Pliable tubular containers adapted to be permanently or temporarily deformed to expel contents, e.g. collapsible tubes for toothpaste or other plastic or semi-liquid material; Holders therefor
    • B65D35/02—Body construction
    • B65D35/10—Body construction made by uniting or interconnecting two or more components
    • 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
    • B65D3/00—Rigid or semi-rigid containers having bodies or peripheral walls of curved or partially-curved cross-section made by winding or bending paper without folding along defined lines
    • B65D3/10—Rigid or semi-rigid containers having bodies or peripheral walls of curved or partially-curved cross-section made by winding or bending paper without folding along defined lines characterised by form of integral or permanently secured end closure
    • B65D3/20—Rigid or semi-rigid containers having bodies or peripheral walls of curved or partially-curved cross-section made by winding or bending paper without folding along defined lines characterised by form of integral or permanently secured end closure with end portion of body adapted to be closed, by flattening or folding operations, e.g. formed with crease lines or flaps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
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    • B65D35/02—Body construction
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    • B65D5/00—Rigid or semi-rigid containers of polygonal cross-section, e.g. boxes, cartons or trays, formed by folding or erecting one or more blanks made of paper
    • B65D5/42—Details of containers or of foldable or erectable container blanks
    • B65D5/4279—Joints, seams, leakproof joints or corners, special connections between panels

Definitions

  • the invention lies in the field of recyclable packaging comprising welding or gluing operations in their manufacturing process. More specifically, the invention relates to cellulose-based packaging comprising a tubular body obtained by welding or gluing a sheet.
  • the invention applies to the field of packaging and in particular that of flexible tubes intended to contain products such as creams or pastes; or the field of cans to contain liquids replacing aluminum; or even the field of bottles for cosmetic products.
  • the patent EP1260447B1 from Otani describes paper pulp packaging made by molding.
  • the Otani patent has many advantages because it makes it possible to obtain packaging with a high cellulose content.
  • the method according to Otani makes it possible in particular to form packages with threads having a high resistance and durability.
  • the process for obtaining these packages has a long cycle time, which does not allow high-speed production at a competitive cost.
  • the method does not allow the thickness of the packaging to be modulated locally, which is penalizing when it is desired to produce flexible packaging such as tubes for example.
  • Plastic or metal-plastic or paper-plastic tubes made by welding a tubular body onto a tube head are for example described in the publications FR2505250 , GB1118632 , US2119926 and US4132331 .
  • the issue of leakage at the intersection of welds is not addressed in these documents because the tubes described in these publications have a majority of plastic or synthetic material which melts at least partially or totally during the welding operation and prevents the formation of cavities.
  • the prior art does not teach us how to obtain airtight packaging when materials based on cellulose or other equivalent materials (natural or synthetic) which do not melt under the effect of temperature are mainly used.
  • the invention makes it possible to remedy the aforementioned problems and to produce leaktight packaging which meets the requirements of the market.
  • the figures 1 and 2 illustrate the problem to be solved for the manufacture of cellulose-based packaging based on the teachings of the prior art.
  • the cavity 16 is filled by welding operations which cause the plastic material present in the tubular body 2 and/or in the component 8 (such as a tube head) to flow under the effect of temperature and pressure.
  • the tightness of the package can be realized.
  • the invention overcomes the aforementioned drawbacks and allows the manufacture of a wide variety of cellulose-based packaging by welding at least one cellulose-based sheet and a component such as a head tube or bottom.
  • the invention makes it possible to produce, at a high production rate and at a competitive cost, packaging having a high quantity of cellulose or of material directly resulting from the paper or cardboard industry. Consequently, the packaging produced according to the invention can be easily recycled in the paper industry, unlike the packaging of the state of the art containing a majority of plastic or synthetic material.
  • the invention relates more specifically to packaging comprising a tubular body obtained by welding or gluing a cellulose-based sheet and by welding or gluing at least one cellulose-based component.
  • the invention can be used for making packaging with materials which mostly remain solid during the welding operation and consequently cannot creep under the effect of temperature and pressure.
  • Another advantage of the invention is to make it possible to obtain easily recyclable packaging because the percentage of material added to allow welding is significantly reduced. The majority of the material forming the packaging is therefore recyclable in a conventional sector.
  • the invention allows for example the manufacture of flexible packaging such as tubes for liquid, viscous or pasty and/or solid products (such as creams, pastes, liquids or cosmetic products), or the manufacture of packaging for liquid products such as bottles or cans, or even the making of packaging for dry products such as, for example, coffee, powdered milk, or even powdered chocolate.
  • flexible packaging such as tubes for liquid, viscous or pasty and/or solid products (such as creams, pastes, liquids or cosmetic products)
  • packaging for liquid products such as bottles or cans
  • packaging for dry products such as, for example, coffee, powdered milk, or even powdered chocolate.
  • An advantage of the invention is to reduce the quantity of plastic or synthetic material constituting the packaging while avoiding the leaks which usually appear when the quantity of synthetic material or material plastic becomes too reduced.
  • the invention makes it possible to solve the problem of leaks in sealed packaging containing a high level of cellulose, the leak being mainly located at the intersection of two welds, for example in the case of a tube, the longitudinal weld of the tubular body and the transverse welding of the tube head to the tubular body.
  • An object of the invention is in particular to propose a method and a product making it possible to avoid these leaks and these micro-leaks which are difficult to measure during production.
  • the packages produced according to the invention comprise a tubular body formed by welding or gluing a sheet, for example of cellulose or of another equivalent material which does not flow during this welding and/or gluing operation.
  • This so-called longitudinal welding of the tubular body comprises an internal welding strip and an external welding strip connecting the ends of the cellulose sheet positioned end to end.
  • These internal and external welding strips are necessary due to the composition of the sheet forming the tubular body, namely essentially cellulose, for example in one embodiment.
  • the invention notably comprises the characteristic of at least partially filling the cavities which form at the intersection of the welds with material originating from the internal strip. Under the effect of temperature and pressure during welding, this material becomes liquid and, by flow, fills the cavities, making the packaging airtight and therefore eliminating the undesirable leaks mentioned above.
  • the inner strip comprises at least one sealing layer consisting of material which becomes liquid during the welding step and fills the cavities.
  • the sealing layer represents at least 1% of the volume of the internal strip, and preferably at least 5% of the volume of the strip.
  • the sealing material which can also be a welding material becomes liquid during welding.
  • the internal band comprises a second layer which does not melt during the welding operation and confers a high resistance to the weld.
  • This layer is for example based on very resistant paper, or based on bi-oriented PET or based on bi-oriented PP.
  • the internal band can comprise sealing material, a second layer as described above and one or more other additional layers of the same composition or not.
  • the internal band consists solely of sealing material.
  • the invention relates to a tubular body for packaging intended to contain products in liquid, viscous or solid form.
  • the tubular body comprises a sheet based on a material which does not flow or flows very little during its welding and at least one first longitudinal weld connecting the ends of said sheet to form said tubular body.
  • the tubular body comprises at least one internal welding strip located inside the body to form said longitudinal weld, said internal strip comprising a sealing material which becomes liquid during the welding of the ends of the sheet and which is intended to fill cavities formed at the ends of the inner band in order to make the packaging airtight.
  • the sheet is cellulose-based.
  • the tubular body comprises at least a second weld and an intersection zone between said second weld and said first weld, said cavities being formed in the intersection zone by said internal welding strip and filled by the sealing material.
  • the second solder connects the sheet to a component.
  • the component can be a tube head, or a neck, and/or a bottom for example.
  • the second weld is an end weld of the tubular body, the end weld being preceded or not by a bend at around 180° to increase the pressure resistance of the second weld.
  • the sealing material preferably represents at least 1% of the volume of the internal band.
  • the sealing material can be formed from PE, or from PP, be wax-based or from another resin, or even from an adhesive.
  • the inner strip may comprise a second layer which does not become liquid during the welding operation and which provides high resistance to the weld.
  • the second layer can be based on paper, or bi-oriented PET or bi-oriented PP.
  • the internal strip has a width preferably equal to or greater than 2 mm.
  • the internal strip has a thickness preferably equal to or less than 100 microns.
  • the body may include an outer seal strip located outside the package.
  • the outer strip preferably has a width equal to or greater than 2 mm and/or a thickness equal to or less than 300 microns.
  • the present invention relates to a packaging comprising at least one tubular body as described in the present application.
  • the figure 14 illustrates a tetrahedron-like wrapper with two end closures.
  • the figure 15 illustrates a brick-type package including two end closures and folding operations.
  • the invention relates in particular to packaging based on cellulose (or based on another equivalent material) and manufactured by welding or gluing.
  • welding is used to describe assembly by welding or by gluing.
  • the packaging according to the invention comprises at least one tubular body obtained by welding a sheet, for example based on cellulose; and at least one component, for example based on cellulose, welded to the end of the tubular body.
  • the packaging comprises at least a first so-called longitudinal seam which results from the manufacture of the tubular body from a cellulose-based sheet.
  • the longitudinal weld is parallel to the axis of the tubular body.
  • the packaging also comprises a second weld which connects the end of the tubular body to a component, said component being for example a head with an orifice for extracting the product or for example a bottom.
  • the welding of the end of the tubular body to the component intersects the longitudinal weld, for example perpendicularly.
  • the picture 3 illustrates an embodiment of the invention.
  • the picture 3 represents the two opposite faces A and B of a flexible tube manufactured according to the invention.
  • This tube comprises a tubular body 2 formed from a sheet based on cellulose and whose ends are welded.
  • the longitudinal weld 3 connecting the ends of said sheet.
  • the longitudinal weld 3 normally extends over the entire length of the tubular body 2.
  • the tube illustrated in the picture 3 comprises a second weld 5 which binds the end of the tubular body 2 to a component 8 also based on cellulose.
  • the intersection between the longitudinal weld 3 and the weld of the component 5 forms a first intersection zone 7 and the principle of the invention makes it possible to seal the first intersection zone 7.
  • the tube illustrated in the picture 3 comprises a third so-called end weld 4 which closes the second end of the tubular body 2 by flattening and welding illustrated in figure 4 .
  • the intersection between the longitudinal weld 3 and the end weld 4 forms a second intersection zone 6 and the principle of the invention makes it possible to seal the second intersection zone 6.
  • the packaging can also comprise two end welds 4 in one embodiment.
  • the packaging consists mainly of cellulose, that is to say of compositions commonly used in the paper industry. These compositions generally comprise a majority of cellulose (for example 70% or more), mineral fillers (for example calcium carbonate or kaolin), dyes or optical brighteners, binders (for example starch or latex ), and possibly lignin.
  • the packaging may also comprise fine barrier layers such as for example against humidity or oxygen. These layers can be made of thermoplastic resins such as for example PE, PP EVOH, PVOH, PLA or thin layers such as SiOx layers or metallized layers or even coatings or nanocoatings. Other materials equivalent to cellulose are of course possible and envisaged within the scope of the present invention.
  • the figure 4 illustrates the CC section of the packaging shown picture 3 .
  • Section CC makes it possible to observe the end weld 4 of the tubular body 2.
  • the end weld 4 intersects the longitudinal weld 3 in the zone 6.
  • the longitudinal weld 3 is produced by edge to edge welding ends of the sheet via at least a first internal sealing strip 11 located inside the packaging and a second external sealing strip 12 located outside the packaging.
  • the internal strip 11 is trapped in the end weld 4 at the level of the zone 6 of intersection between the end weld 4 and the longitudinal weld 3.
  • cavities 13 are observed at the ends of the internal welding strip 11. These cavities are formed in particular by the penetration of the strip into the compressible walls of the body tubular under the effect of welding pressure. Cellulose-based structures like paper are generally compressible.
  • an advantage of the invention is linked to the fact that the size of the cavities 13 is no longer linked to the thickness of the wall of the tubular body as illustrated figures 1 and 2 ; but is directly linked to the thickness of the internal strip 11.
  • the invention makes it possible to significantly reduce the size of the cavities 13 and consequently the addition of sealing material necessary to fill said cavities 13 is also significantly reduced.
  • the thickness of the internal strip 11 is less than half the thickness of the wall of the tubular body 2 and preferably less than 1/3 of said thickness. According to embodiments of the invention, the thickness of the internal strip 11 is approximately equal to or less than 100 microns and preferably less than 60 microns and the width of the internal strip 11 is approximately equal to or greater than 2 mm and preferably greater than 3mm. According to other embodiments of the invention, the thickness of the strip internal 11 is equal to 30 microns and its width is equal to 4 mm. For the outer strip 12, according to embodiments, its width is preferably approximately equal to or greater than 2 mm. According to embodiments, the thickness of the outer strip 12 is approximately equal to or less than 300 microns, preferably less than 100 microns. Of course, these values are indicative for illustrative examples and other values are possible depending on the circumstances, for example.
  • the cavities 13 which form at the ends of the internal strip 11 in the zones 6 and/or 7 are filled at least in part, and preferably completely, with a sealing material originating from said internal strip 11
  • This sealing material under the effect of the temperature and the pressure during the manufacture of the packaging, becomes liquid and by flow fills the cavities 13, making the packaging leaktight.
  • the inner strip 11 comprises at least one sealing layer consisting of material which becomes liquid during the welding step and fills the cavities 13.
  • the sealing layer represents at least 1% of the volume of the inner band 11, and preferably at least 5% of the volume of the inner band 11.
  • the sealing material which is also a welding material becomes liquid during welding.
  • the internal band 11 comprises a second layer which does not become liquid during the welding operation and confers a high resistance to the weld.
  • This second layer is for example based on very resistant paper, or based on bi-oriented PET or based on bi-oriented PP.
  • the inner strip 11 only comprises sealing material.
  • the sealing material is for example made of PE or PP or based on Wax or another resin which changes from the solid state to the liquid state under the effect of the welding temperature.
  • the sealing material can also be an adhesive.
  • Other equivalent materials are possible and contemplated within the scope of the present invention.
  • the cellulose-based layer 9 of the tubular body preferably also comprises a barrier layer which is not shown (for simplicity) and which provides the desired properties both in terms of the barrier to moisture or the barrier to oxygen or aromas.
  • the position and number of these barrier layers in the structure of the tubular body 2 depends on the desired properties.
  • very thin functional barrier layers such as Siox layers, metallized layers, coatings or nano-coating are used.
  • barrier layers made of thermoplastic polymer such as for example EVOH, PVOH, PVDC, PE, PP can be used. These are of course non-limiting examples.
  • the layer 10 represents the sealing layer of the tubular body which covers the internal surface of the tubular body. To allow recycling of the packaging, this sealing layer is thin.
  • the sealing layer 10 is a sealing varnish or a thin layer having equivalent weldability properties.
  • the layer is made of thermoplastic resin such as, for example, polyethylene or polypropylene. These are of course non-limiting examples.
  • the figure 5 illustrates another example of the invention when the tubular body 2 based on cellulose is welded to a component 8 such as a tube head.
  • the principle of the invention makes it possible to solve the problem of sealing of the assembly at the intersection between the weld 5 of the component and the longitudinal weld 3 of the tubular body.
  • the figure 5 illustrates the DD section of the package shown picture 3 .
  • the section DD makes it possible to observe the weld 5 of the tubular body 2 on the component 8 and in particular the zone of intersection 7 between the weld of the component 5 and the longitudinal weld of the tubular body.
  • the longitudinal weld is made by edge to edge welding of the ends of the sheet 9 via at least one internal welding strip 11 located inside the packaging. and an outer sealing strip 12 located outside the package.
  • the internal strip 11 is trapped in the solder of the component at the level of the zone 7 of intersection of the solder of the component 5 and of the longitudinal solder 3.
  • the cavities 13 are observed at the ends of the internal welding strip 11. These cavities are formed in particular because of the depression of the internal welding strip 11 in the compressible walls of the tubular body 2 under the effect of the pressure of welding.
  • the cavities 13 are filled at least in part, preferably totally, with sealing material coming from said internal strip 11. Under the effect of temperature and pressure, this sealing material becomes liquid and by flow fills the cavities 13, making the packaging airtight at the level of the intersection zone 7.
  • the figure 6 illustrates a detail of the intersection zone 7 between the weld 5 of the component and the longitudinal weld 3.
  • the figure 6 makes it possible to better understand the interest of the invention in obtaining easily recyclable packaging because the thickness of the sealing layers 10 can be significantly reduced.
  • the invention makes it possible to reduce the thickness of the sealing layers 10 thanks to the local supply of a surplus of sealing material via the internal strip 11 which makes it possible to fill the cavities 13.
  • the local supply of sealing material which can also be sealing makes it possible to guarantee the properties of impermeability of the packaging to liquids as well as to gases.
  • the invention makes it possible to use thin functional layers of very thin thickness both for the barrier layers and for the sealing layers 10.
  • the invention therefore has a great advantage for the production of recycled packaging based on cellulose.
  • the invention also allows the production of single-material recyclable plastic packaging with thin functional layers (micro or nano-layers).
  • This packaging is advantageous because it is easily recyclable.
  • their manufacture by welding is often difficult because of the difficulty of obtaining leaktight packaging.
  • the manufacture of HDPE tubes with very viscous grades is desired in order to be able to recycle these tubes in the HDPE flask and bottle sector.
  • the use of these viscous grades makes the welding operation more difficult because these new grades have a higher melting temperature and a much lower fluidity.
  • leakage problems from these packages occur at the weld intersection as detailed above.
  • the invention makes it possible to remedy this problem by supplying sealing material via the internal band 11.
  • This caulking material added in negligible quantity has a high melt index and good sealing properties.
  • a high flow PE resin sealant can be used. Of course, other equivalent materials can be envisaged.
  • the figure 7 illustrates another aspect of the invention for improving the strength of the end closure of a tube.
  • the figure 7 illustrates a flexible tube 1 comprising a tubular body 2 connected to a tube head 8 and with an end closure comprising an end weld 4 and a fold 15 located outside the end weld 4 and before that -this.
  • Cellulose-based packaging was observed to have lower strength at the end seal due to cohesive failure of the cellulose-based layer under the bursting stress of packaging. It has been demonstrated that by forming a fold 15 of the tubular body 2 before the final weld 4 makes it possible to make the packaging much more resistant.
  • the figure 8 illustrates the closure weld of tube 1 of the figure 7 in more detail.
  • the tubular body 2 comprises an end weld 4 made according to the principle of the invention.
  • the welded end of the tube is then folded over to form the bend 15 at approximately 180° (for example) before and outside the end weld 4, this construction having the effect of increasing the pressure resistance of the weld. end.
  • the folded end piece can be glued or welded against the wall of the packaging.
  • An alternative is to use a self-adhesive label to hold the bent tube end against the wall of the tubular body 2.
  • the fold 15 avoids the stress on the welded zone 4 and thus increases the resistance of the end closure.
  • the figure 9 represents a cellulose-based packaging of the "can" type and intended to contain products such as liquids or powders.
  • This packaging of cylindrical geometry easily stackable, comprises a tubular body 2 with a longitudinal weld 3 as well as two components 8 fixed respectively at each end by means of a weld 5.
  • the zones 7 of intersection of the welds 3 and 5 are sealed against liquids and gases thanks to the principle of the invention as described in the present application.
  • the “can” type packaging comprises a first component 8 forming the bottom of the packaging, and a second component 8 comprising means for extracting the product from the packaging; said means possibly being an orifice closed by a lid, or a device for easy opening by tearing off material in order to create an orifice or any other means ensuring the function of opening the packaging.
  • the figure 10 illustrates a bottle made using the principles of the invention.
  • This bottle comprises a tubular body 2 with a longitudinal weld 3.
  • Components 8 (for example a head or a neck and a bottom) are fixed to each end of the tubular body 2 via welds 5. The intersection of the welds 3 and 5 is sealed by making the packaging according to the principle of the invention.
  • the packaging may comprise at each end of the tubular body 2 an end weld 4 as illustrated in figure 7 and 8 (instead of the tube head 8 of the figure 7 ).
  • the invention makes it possible to produce recyclable packaging based on cellulose.
  • the packaging produced according to the invention comprises a content of paper or similar material greater than 50% and preferably greater than 85% and ideally greater than 95%.
  • the invention makes it possible to produce recyclable packaging based on single-material plastic and in particular with grades of viscous HDPE.
  • packaging based on HDPE with a melt index of less than 1 (ASTM D1238 standard) and preferably less than 0.5 can be used.
  • the figure 11 illustrates another aspect of the invention when the diameter of the tubular body 2 is reduced in the welding zone. This is particularly the case when the end of the tubular body 2 is welded to a surface of the conical, toroidal or spherical type. In this case, the reduction in diameter can lead to the formation of folds in the tubular body 2 in the welding zone. When the tubular body 2 has a welding layer of thin thickness, these folds form cavities which generate leaks from the packaging. As these folds form additional cavities randomly distributed around the periphery of the weld 5 between the tubular body 2 and the component 8, these cavities cannot be filled by the sealing material from the internal band 11.
  • tubular body based on cellulose and deformable in the solid state of at least 3% and preferably of at least 6% makes it possible to avoid the formation of wrinkles during the reduction of the diameter.
  • tubular bodies in formable paper having a deformation rate of at least 3% is advantageously used to produce packaging with the type of welding illustrated in the figure 11 .
  • the figure 11 illustrates the welding of a tubular body 2 to a tube head 8.
  • the weld zone 5 forming a toroidal type surface, the diameter of the tubular body is therefore reduced in this zone.
  • the diameter of the tubular body 2 is most greatly reduced at its end.
  • the tubular body 2 in the weld zone 5 represented on the figure 11 does not present folds because its % deformation is greater than 3% and preferably greater than 6%.
  • the figure 12 and 13 illustrate variants of the invention for other longitudinal weld configurations.
  • the figure 12 illustrates the end weld 4 of a tubular body 2 whose longitudinal weld 3 is made by overlapping.
  • the inner strip 11 covers the cavity 16 formed at the overlap, and the cavities 13 formed at the end of the strip 11 are filled with sealing material from the strip.
  • the cavity 16 is at least partially filled with the sealing material coming from the strip.
  • the figure 13 illustrates the end weld 4 of a tubular body 2, the longitudinal weld 3 of which is made by welding the internal face to itself.
  • the inner strip 11 covers the cavity 16 formed at the junction of the so-called "triple point" welds, and the cavities 13 formed at the end of the strip 11 are filled with sealing material from the strip.
  • the cavity 16 is at least partially filled with the sealing material coming from the strip.
  • the figure 14 illustrates a tetrahedral-type package made according to the invention.
  • the packaging 1 comprises a tubular body with a longitudinal weld 3.
  • the tubular body is closed at the ends by two welds 4 oriented perpendicularly and leading to the tetrahedron geometry of the packaging. Sealing at the intersection 6 of the longitudinal 3 and end 4 welds is achieved by the sealing material of the welding strip.
  • the figure 15 illustrates a brick-like package formed by welding and bending.
  • the packaging 1 is formed of a tubular body with a longitudinal weld 3.
  • the tubular body is closed by the end welds 4 and then shaped by folding operations and possibly gluing. Thanks to the invention, the packaging 1 comprises a high cellulose content while guaranteeing tightness of the packaging to liquids and gases, in particular at the level of the zones 6 of intersection of the longitudinal weld and the end welds according to the principles of the present invention.

Abstract

L'emballage (1) à base de cellulose comprend un corps tubulaire (2) obtenu par soudage ou collage d'une feuille. Il comprend au moins une soudure longitudinale (3) reliant les extrémités de ladite feuille, au moins une bande de soudage interne (11) située à l'intérieur de l'emballage pour former ladite soudure longitudinale (3), la bande interne (11) comprenant une matière de colmatage qui devient liquide lors du soudage des extrémités et comble des cavités (13) formées aux extrémités de la bande interne (11) de sorte que l'emballage est étanche une fois soudé.

Description

    DOMAINE TECHNIQUE
  • L'invention se situe dans le domaine des emballages recyclables comprenant dans leur processus de fabrication des opérations de soudage ou collage. Plus spécifiquement, l'invention concerne les emballages à base de cellulose comprenant un corps tubulaire obtenus par soudage ou collage d'une feuille. L'invention s'applique dans le domaine de l'emballage et en particulier celui des tubes flexibles destinés à contenir des produits comme des crèmes ou des pâtes; ou le domaine des cannettes pour contenir des liquides en remplacement de l'aluminium ; ou encore le domaine des flacons pour produits cosmétiques.
    • ETAT DE LA TECHNIQUE
  • Le brevet EP1260447B1 d'Otani décrit des emballages en pulpe de papier réalisées par moulage. Le brevet Otani présente de nombreux avantages car il permet d'obtenir des emballages ayant un taux de cellulose élevé. Le procédé selon Otani permet notamment de former des emballages avec des filetages ayant une résistance et une durabilité importante. Cependant le procédé d'obtention de ces emballages présente un temps de cycle long ce qui ne permet pas une production à grande cadence et à un coût compétitif. De plus le procédé ne permet pas de moduler localement l'épaisseur de l'emballage, ce qui est pénalisant quand on veut réaliser des emballages flexibles tels que des tubes par exemple.
  • Les tubes plastique ou métalo-plastique ou papier-plastique réalisés par soudage d'un corps tubulaire sur une tête de tube tels que des tubes flexibles sont par exemple décrits dans les publications FR2505250 , GB1118632 , US2119926 et US4132331 . La problématique de fuite à l'intersection des soudures n'est pas abordé dans ces documents car les tubes décrits dans ces publications présentent une majorité de matière plastique ou synthétique qui fond au moins partiellement ou totalement pendant l'opération de soudage et évite la formation de cavités. Cependant, l'art antérieur ne nous enseigne pas comment obtenir des emballages étanches lorsque l'on utilise majoritairement des matières à base de cellulose ou d'autres matières équivalentes (naturelles ou synthétiques) qui ne fondent pas sous l'effet de la température.
  • L'invention permet de remédier aux problèmes précités et de réaliser des emballages étanches qui remplissent les exigences du marché.
  • Les figures 1 et 2 illustrent le problème à résoudre pour la confection d'emballage à base de cellulose à partir des enseignements de l'art antérieur.
  • Dans l'art antérieur, la cavité 16 est comblée par les opérations de soudage qui font fluer la matière plastique présente dans le corps tubulaire 2 et/ou dans le composant 8 (comme une tête de tube) sous l'effet de la température et de la pression. Ainsi, l'étanchéité de l'emballage peut être réalisée.
  • Avec des structures à base de cellulose ou d'autres matières équivalentes qui ne fondent pas lors de la soudure (ou en tout cas qui ne fluent pas lors du chauffage et/de la compression), il devient difficile, voire impossible, de combler la cavité 16 lors de l'opération de soudage du fait de la quantité réduite de matière susceptible de fluer et les emballages qui en résultent ne sont par conséquent pas parfaitement étanche aux liquides ou aux gaz puisque la cavité 16 des figures 1 et 2 reste présente.
    • SOMMAIRE ET PRINCIPE DE L'INVENTION
  • L'invention permet de remédier aux inconvénients précités et permet la fabrication d'une grande variété d'emballages à base de cellulose par soudage d'au moins une feuille à base de cellulose et d'un composant comme une tête de tube ou un fond. L'invention permet de produire à grande cadence de production et à un coût compétitif des emballages ayant une quantité élevée de cellulose ou de matière directement issue de l'industrie du papier ou du carton. Par voie de conséquence, les emballages produits selon l'invention peuvent être facilement recyclés dans la filière papier contrairement aux emballages de l'état de la technique contenant une majorité de matière plastique ou synthétique.
  • L'invention concerne plus spécifiquement les emballages comprenant un corps tubulaire obtenu par soudage ou collage d'une feuille à base de cellulose et par soudage ou collage d'au moins d'un composant à base de cellulose.
  • De façon plus générale, l'invention peut être utilisée pour la confection d'emballage avec des matières qui majoritairement restent solide lors de l'opération de soudage et par voie de conséquence ne peuvent pas fluer sous l'effet de la température et de la pression.
  • Un autre avantage de l'invention est de permettre l'obtention d'emballages facilement recyclables car le pourcentage de matière ajoutée pour permettre le soudage est significativement réduit. La majorité de la matière formant l'emballage est donc recyclable dans une filière classique.
  • L'invention permet par exemple la confection d'emballages flexibles tels que des tubes pour des produits liquides, visqueux ou pâteux et/ou solides(comme des crèmes, des pâtes, des liquides ou des produits cosmétiques), ou la confection d'emballages pour produits liquides tels que des flacons ou des cannettes, ou encore la confection d'emballage pour produits secs comme par exemple le café, le lait en poudre, ou encore le chocolat en poudre.
  • Un avantage de l'invention est de réduire la quantité de plastique ou matière synthétique constituant l'emballage tout en évitant les fuites qui apparaissent habituellement lorsque la quantité de matière synthétique ou de matière plastique devient trop réduite. L'invention permet de résoudre le problème de fuite dans les emballages soudés contenant un fort taux de cellulose, la fuite étant principalement localisée à l'intersection de deux soudures, par exemple dans le cas d'un tube la soudure longitudinale du corps tubulaire et la soudure transversale de la tête de tube sur le corps tubulaire.
  • Dans l'exposé de l'invention, le terme de fuite désigne suivant le contexte et les propriétés de conservation désirées :
    • La fuite solide : produit sous forme de poudre qui s'échappe de l'emballage (grosse fuite)
    • La fuite liquide : produit liquide qui s'échappe de l'emballage (fuite moyenne)
    • La fuite gazeuse : gaz qui s'échappe de l'emballage ou gaz qui entre dans l'emballage (petite fuite). Pour les emballages nécessitant des propriétés barrières à l'oxygène, les micros-fuites sont pénalisantes car elles réduisent considérablement la durée de conservation du produit emballé.
  • Un but de l'invention est notamment des proposer un procédé et un produit permettant d'éviter ces fuites et ces micros-fuites qui sont difficilement mesurables lors de la production.
  • Les emballages réalisés selon l'invention comprennent un corps tubulaire formé par soudage ou collage d'une feuille par exemple de cellulose ou d'une autre matière équivalente qui ne s'écoule pas lors de cette opération de soudage et/ou collage. Cette soudure du corps tubulaire dite longitudinale comporte une bande de soudage interne et une bande de soudage externe reliant les extrémités de la feuille de cellulose positionnées bout à bout. Ces bandes de soudage interne et externe sont nécessaire en raison de la composition de la feuille formant le corps tubulaire, à savoir essentiellement en cellulose par exemple dans un mode d'exécution.
  • L'invention comprend notamment la caractéristique de combler au moins en partie les cavités qui se forment à l'intersection des soudures par de la matière provenant de la bande interne. Sous l'effet de la température et de la pression lors de la soudure, cette matière devient liquide et, par écoulement, vient combler les cavités, rendant l'emballage étanche et supprimant donc les fuites indésirables mentionnées ci-dessus.
  • Selon l'invention la bande interne comprend au moins une couche de colmatage constituée de matière qui devient liquide lors de l'étape de soudage et vient combler les cavités. Selon l'invention la couche de colmatage représente au moins 1% du volume de la bande interne, et de préférence au moins 5% du volume de la bande.
  • Selon une réalisation préférentielle de l'invention, dans la bande interne, seule la matière de colmatage qui peut aussi être une matière soudante devient liquide lors du soudage.
  • Selon un mode de réalisation, la bande interne comprend une deuxième couche qui ne fond pas pendant l'opération de soudage et confère une grande résistance à la soudure. Cette couche est par exemple à base de papier très résistant, ou à base de PET bi-orienté ou à base de PP bi-orienté.
  • Selon d'autre modes de réalisation, la bande interne peut comprendre de la matière de colmatage, une deuxième couche telle que décrite ci-dessus et une ou plusieurs autres couches supplémentaires de même composition ou non.
  • Selon une variante de l'invention, la bande interne est constituée uniquement de matière de colmatage.
  • D'autres variantes et modes d'exécution de l'invention sont décrits ci-dessous.
  • Dans des modes d'exécution, l'invention concerne un corps tubulaire pour emballage destiné à contenir des produits sous forme liquide, visqueuse ou solide. Le corps tubulaire comprend une feuille à base d'une matière qui ne s'écoule pas ou peu lors de sa soudure et au moins une première soudure longitudinale reliant les extrémités de ladite feuille pour former ledit corps tubulaire. Le corps tubulaire comprend au moins une bande de soudage interne située à l'intérieur du corps pour former ladite soudure longitudinale, ladite bande interne comprenant une matière de colmatage qui devient liquide lors du soudage des extrémités de la feuille et qui est destinée à combler des cavités formées aux extrémités de la bande interne afin de rendre l'emballage étanche.
  • Dans des modes d'exécution, la feuille est à base de cellulose.
  • Dans des modes d'exécution, le corps tubulaire comprend au moins une deuxième soudure et une zone d'intersection entre ladite deuxième soudure et ladite première soudure, lesdites cavités étant formées dans la zone d'intersection par ladite bande de soudage interne et remplies par la matière de colmatage.
  • Dans des modes d'exécution, la deuxième soudure relie la feuille à un composant.
  • Dans des modes d'exécution, le composant peut être une tête de tube, ou un goulot, et/ou un fond par exemple.
  • Dans des modes d'exécution, la deuxième soudure est une soudure d'extrémité du corps tubulaire, la soudure d'extrémité étant précédée ou non d'un pli à environ 180° pour augmenter la résistance à la pression de la deuxième soudure.
  • Dans des modes d'exécution, la matière de colmatage représente de préférence au moins 1% du volume de la bande interne.
  • Dans des modes d'exécution, la matière de colmatage peut être formée de PE, ou de PP, être à base de cire ou d'une autre résine, ou encore d'un adhésif.
  • Dans des modes d'exécution, la bande interne peut comprendre une deuxième couche qui ne devient pas liquide pendant l'opération de soudage et qui confère une grande résistance à la soudure.
  • Dans des modes d'exécution, la deuxième couche peut être à base de papier, ou de PET bi-orienté ou de PP bi-orienté.
  • Dans des modes d'exécution, la bande interne a une largeur de préférence égale ou supérieure à 2mm.
  • Dans des modes d'exécution, la bande interne a une épaisseur de préférence égale ou inférieure à 100 microns.
  • Dans des modes d'exécution, le corps peut comprendre une bande de soudage externe située à l'extérieur de l'emballage.
  • Dans des modes d'exécution, la bande externe a de préférence une largeur égale ou supérieure à 2mm et/ou une épaisseur égale ou inférieure à 300 microns.
  • Dans des modes d'exécution, la présente invention concerne un emballage comprenant au moins un corps tubulaire tel que décrit dans la présente demande.
    • BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
    • Les figures 1 et 2 illustrent le problème à résoudre lié à la fabrication par soudage d'un emballage à base de cellulose.
    • La figure 1 illustre la vue en coupe de la soudure d'extrémité d'un corps tubulaire selon les connaissances de l'art antérieur. On observe en particulier la formation de la cavité 13 qui ne permet pas d'obtenir des emballages étanches.
    • La figure 2 illustre la vue en coupe de la soudure d'un corps tubulaire sur un composant selon les connaissances de l'art antérieur. On observe là également la formation de la cavité 13 qui ne permet pas d'obtenir des emballages étanches.
    • La figure 3 illustre un exemple d'emballage réalisé selon l'invention. La figure 3 représente les deux faces opposées A et B d'un tube à base de cellulose.
    • La figure 4 illustre la section C-C du tube illustré sur la figure 1. La section C-C permet d'observer la soudure d'extrémité du corps tubulaire. Cette figure montre comment l'invention permet de résoudre le problème de fuite à l'intersection de la soudure longitudinale et de la soudure d'extrémité.
    • La figure 5 illustre la section D-D du tube illustré sur la figure 1. La section D-D permet d'observer la soudure entre le corps tubulaire et le composant. Cette figure montre comment l'invention permet de résoudre le problème de fuite à l'intersection de la soudure longitudinale et de la soudure du composant.
    • La figure 6 illustre plus précisément la zone d'intersection entre la soudure longitudinale et la soudure du composant.
    • La figure 7 illustre une configuration optionnelle de la fermeture d'extrémité comportant une soudure d'extrémité et un pli situé en amont de ladite soudure.
    • La figure 8 illustre une vue détaillée de la configuration optionnelle de la figure 7.
    • La figure 9 illustre un emballage réalisé selon l'invention en forme de cannette. Cet emballage comporte deux composants soudés sur un corps tubulaire.
    • La figure 10 illustre un flacon réalisé selon l'invention et comportant deux composants soudés sur un corps tubulaire.
    • La figure 11 illustre une configuration de soudage du corps tubulaire sur le composant dans laquelle on réduit le diamètre du corps tubulaire dans la zone de soudage.
    • Les figures 12 et 13 illustrent des variantes de l'invention pour d'autres configurations de soudure longitudinale.
  • La figures 14 illustre un emballage de type tétraèdre avec deux fermetures finales.
  • La figure 15 illustre un emballage de type brique comprenant deux fermetures finales et des opérations de pliage.
    • DESCRIPTION DETAILLEE
    • 1 : emballage à base de cellulose
    • 2 : corps tubulaire
    • 3 : soudure longitudinale
    • 4 : soudure d'extrémité
    • 5 : soudure du composant
    • 6 : zone d'intersection de la soudure longitudinale et de la soudure d'extrémité
    • 7: zone d'intersection de la soudure longitudinale et de la soudure du composant
    • 8 : composant, par exemple comme une tête de tube
    • 9 : couche à base de cellulose du corps tubulaire
    • 10 : couche scellante du corps tubulaire
    • 11 : bande de soudage interne
    • 12 : bande de soudage externe
    • 13 : cavités
    • 14 : intérieur de l'emballage
    • 15 : pli du corps tubulaire
    • 16 : cavité non-colmatée
  • L'invention concerne en particulier les emballages à base de cellulose (ou base d'une autre matière équivalente) et fabriqués par soudage ou collage. Dans la suite l'exposé de l'invention, le terme soudage est utilisé pour décrire l'assemblage par soudage ou par collage.
  • Les emballages selon l'invention comportent au moins un corps tubulaire obtenu par soudage d'une feuille par exemple à base de cellulose ; et au moins un composant par exemple à base de cellulose soudé à l'extrémité du corps tubulaire.
  • L'emballage comprend au moins une première soudure dite longitudinale qui résulte de la confection du corps tubulaire à partir d'une feuille à base de cellulose. La soudure longitudinale est parallèle à l'axe du corps tubulaire.
  • L'emballage comprend aussi une deuxième soudure qui relie l'extrémité du corps tubulaire à un composant, ledit composant étant par exemple une tête avec un orifice pour l'extraction du produit ou par exemple un fond. La soudure de l'extrémité du corps tubulaire au composant coupe la soudure longitudinale par exemple perpendiculairement.
  • La figure 3 illustre un exemple de réalisation de l'invention. La figure 3 représente les deux faces opposées A et B d'un tube flexible fabriqué selon l'invention. Ce tube comporte un corps tubulaire 2 formé à partir d'une feuille à base de cellulose et dont les extrémités sont soudées. On observe sur la face B du tube 1 la soudure longitudinale 3 reliant les extrémités de ladite feuille. La soudure longitudinale 3 s'étend normalement sur toute la longueur du corps tubulaire 2.
  • Le tube illustré sur la figure 3 comprend une deuxième soudure 5 qui lie l'extrémité du corps tubulaire 2 à un composant 8 également à base de cellulose. L'intersection entre la soudure longitudinale 3 et la soudure du composant 5 forme une première zone d'intersection 7 et le principe de l'invention permet de rendre la première zone d'intersection 7 étanche.
  • Le tube illustré sur la figure 3 comprend une troisième soudure 4 dite d'extrémité qui ferme la seconde extrémité du corps tubulaire 2 par aplatissement et soudage illustrée en figure 4. L'intersection entre la soudure longitudinale 3 et la soudure d'extrémité 4 forme une deuxième zone d'intersection 6 et le principe de l'invention permet de rendre la deuxième zone d'intersection 6 étanche. Selon l'invention, l'emballage peut aussi comprendre deux soudures d'extrémité 4 dans un mode d'exécution.
  • Selon l'invention l'emballage est constitué principalement de cellulose, c'est-à-dire de compositions couramment utilisées dans l'industrie du papier. Ces compositions comprennent généralement une majorité de cellulose (par exemple 70% ou plus), des charges minérales (par exemple du carbonate de calcium ou du kaolin), des colorants ou azurants optiques, des liants (par exemple de l'amidon ou du latex), et éventuellement de la lignine. Selon l'invention, l'emballage peut comporter également de fines couches barrière comme par exemple à l'humidité ou à l'oxygène. Ces couches peuvent être en résines thermoplastique comme par exemple en PE, PP EVOH, PVOH, PLA ou des couches minces comme des couches SiOx ou des couches métallisées ou encore des coatings ou nanocoatings. D'autres matières équivalentes à la cellulose sont bien entendu possibles et envisagées dans le cadre de la présente invention.
  • La figure 4 illustre la section C-C de l'emballage illustré figure 3. La section C-C permet d'observer la soudure d'extrémité 4 du corps tubulaire 2. La soudure d'extrémité 4 coupe la soudure longitudinale 3 dans la zone 6. Selon l'invention, la soudure longitudinale 3 est réalisée par soudage bord à bord des extrémités de la feuille par l'intermédiaire d'au moins une première bande de soudage interne 11 située à l'intérieur de l'emballage et une seconde bande de soudage externe 12 située à l'extérieur de l'emballage. La bande interne 11 se trouve emprisonnée dans la soudure d'extrémité 4 au niveau de la zone 6 d'intersection entre la soudure d'extrémité 4 et de la soudure longitudinale 3.
  • Sur la figure 4, du fait de l'intersection de ces deux soudures 3 et 4, on observe la présence de cavités 13 aux extrémités de la bande de soudage interne 11. Ces cavités se forment notamment par l'enfoncement de la bande dans les parois compressibles de corps tubulaire sous l'effet de la pression de soudage. Les structures à base de cellulose comme le papier sont généralement compressibles.
  • Comme on peut l'observer sur la figure 4, un avantage de l'invention est lié au fait que la taille des cavités 13 n'est plus liée à l'épaisseur de la paroi du corps tubulaire comme illustré figures 1 et 2 ; mais est directement liée à l'épaisseur de la bande interne 11. En utilisant une bande interne de faible épaisseur, l'invention permet de réduire significativement la taille des cavités 13 et par voie de conséquence l'ajout de matière de colmatage nécessaire pour combler lesdites cavités 13 est lui aussi significativement réduit.
  • Selon l'invention, l'épaisseur de la bande interne 11 est inférieure à la moitié de l'épaisseur de la paroi du corps tubulaire 2 et de préférence inférieure à 1/3 de ladite épaisseur. Selon des modes d'exécution de l'invention, l'épaisseur de la bande interne 11 est approximativement égale ou inférieure à 100 microns et de préférence inférieure à 60 microns et la largeur de la bande interne 11 est approximativement égale ou supérieure à 2mm et de préférence supérieure à 3mm. Selon d'autres modes d'exécution de l'invention, l'épaisseur de la bande interne 11 est égale à 30 microns et sa largeur est égale à 4mm. Pour la bande externe 12, selon des modes d'exécution, sa largeur est de préférence approximativement égale ou supérieure à 2mm. Selon des modes d'exécution, l'épaisseur de la bande externe 12 est approximativement égale ou inférieure à 300 microns, de préférence inférieure à 100 microns. Bien entendu, ces valeurs sont indicatives pour des exemples illustratifs et d'autres valeurs sont possibles en fonction des circonstances par exemple.
  • Selon l'invention, on comble au moins en partie, et de préférence totalement, les cavités 13 qui se forment aux extrémités de la bande interne 11 dans les zones 6 et/ou 7, par une matière de colmatage provenant de ladite bande interne 11. Cette matière de colmatage, sous l'effet de la température et de la pression lors de la fabrication de l'emballage, devient liquide et par écoulement vient combler les cavités 13, rendant l'emballage étanche.
  • Selon l'invention, la bande interne 11 comprend au moins une couche de colmatage constituée de matière qui devient liquide lors de l'étape de soudage et vient combler les cavités 13. Selon l'invention la couche de colmatage représente au moins 1% du volume de la bande interne 11, et de préférence au moins 5% du volume de la bande interne 11.
  • Selon une réalisation préférentielle de l'invention, dans la bande interne 11, seule la matière de colmatage qui est aussi une matière soudante devient liquide lors du soudage.
  • Selon un autre mode de réalisation, la bande interne 11 comprend une deuxième couche qui ne devient pas liquide pendant l'opération de soudage et confère une grande résistance à la soudure. Cette deuxième couche est par exemple à base de papier très résistant, ou à base de PET bi-orienté ou à base de PP bi-orienté.
  • Selon une variante de l'invention, la bande interne 11 comprend uniquement de la matière de colmatage.
  • La matière de colmatage est par exemple en PE ou en PP ou à base de Wax ou autre résine qui passe de l'état solide à l'état liquide sous l'effet de la température de soudage. La matière de colmatage peut aussi être un adhésif. D'autres matières équivalentes sont possibles et envisagées dans le cadre de la présente invention.
  • Sur la figure 4, la couche 9 à base de cellulose du corps tubulaire comprend de préférence également une couche barrière qui n'est pas représentée (pour simplifier) et qui apporte les propriétés désirées tant au niveau de la barrière à l'humidité ou de la barrière à l'oxygène ou aux arômes. La position et le nombre de ces couches barrière dans la structure du corps tubulaire 2 dépend des propriétés souhaitées. Préférentiellement pour des raisons de recyclabilité, des couches barrière fonctionnelles de très fine épaisseur telles que des couches Siox, des couches métallisées, des coatings ou nano-coating sont utilisées. Alternativement des couches barrières en polymère thermoplastique comme par exemple l'EVOH, le PVOH, le PVDC, le PE, le PP peuvent être utilisées. Ce sont bien entendu des exemples non-limitatifs.
  • Sur la figure 4, la couche 10 représente la couche scellante du corps tubulaire qui couvre la surface interne du corps tubulaire. Pour permettre le recyclage de l'emballage, cette couche scellante est de fine épaisseur. Préférentiellement la couche scellante 10 est un vernis scellant ou une couche de fine épaisseur ayant des propriétés de soudabilité équivalentes. Alternativement, la couche est en résine thermoplastique comme par exemple en polyéthylène ou polypropylène. Ce sont bien entendu des exemples non-limitatifs.
  • La figure 5 illustre un autre exemple de l'invention quand le corps tubulaire 2 à base de cellulose est soudé sur un composant 8 comme une tête de tube. Le principe de l'invention permet de résoudre le problème d'étanchéité de l'assemblage au niveau de l'intersection entre la soudure 5 du composant et la soudure longitudinale 3 du corps tubulaire.
  • La figure 5 illustre la section D-D de l'emballage illustré figure 3. La section D-D permet d'observer la soudure 5 du corps tubulaire 2 sur le composant 8 et notamment la zone d'intersection 7 entre la soudure du composant 5 et la soudure longitudinale du corps tubulaire. Selon un mode d'exécution de l'invention, la soudure longitudinale est réalisée par soudage bord à bord des extrémités de la feuille 9 par l'intermédiaire d'au moins une bande de soudage interne 11 située à l'intérieur de l'emballage et une bande de soudage externe 12 située à l'extérieur de l'emballage. La bande interne 11 se trouve emprisonnée dans la soudure du composant au niveau de la zone 7 d'intersection de la soudure du composant 5 et de la soudure longitudinale 3.
  • Sur la figure 5, on observe les cavités 13 aux extrémités de la bande de soudage interne 11. Ces cavités se forment notamment en raison de l'enfoncement de la bande de soudage interne 11 dans les parois compressibles du corps tubulaire 2 sous l'effet de la pression de soudage.
  • Selon le principe de l'invention, on comble au moins en partie, de préférence totalement, les cavités 13 par de la matière de colmatage provenant de ladite bande interne 11. Sous l'effet de la température et de la pression cette matière de colmatage devient liquide et par écoulement vient combler les cavités 13, rendant l'emballage étanche au niveau de la zone d'intersection 7.
  • La figure 6 illustre un détail de la zone d'intersection 7 entre la soudure 5 du composant et la soudure longitudinale 3. La figure 6 permet de mieux comprendre l'intérêt de l'invention pour obtenir des emballages facilement recyclables car l'épaisseur des couches scellantes 10 peut être significativement réduite. En effet, l'invention permet de réduire l'épaisseur des couches scellantes 10 grâce à l'apport local d'un surplus de matière de colmatage par l'intermédiaire de la bande interne 11 ce qui permet de remplir les cavités 13. L'apport local de matière de colmatage qui peut être aussi scellante permet de garantir les propriétés d'imperméabilité de l'emballage aux liquides comme aux gaz.
  • L'invention rend possible l'utilisation de couches fonctionnelles minces de très fine épaisseur aussi bien pour les couches barrières que pour les couches scellantes 10. L'invention présente donc un grand avantage pour la production d'emballage recyclés à base de cellulose.
  • L'invention permet également la production d'emballages plastiques recyclables mono-matière avec des couches fonctionnelles minces (micro ou nano-couches). Ces emballages sont avantageux car facilement recyclables. Cependant, leur fabrication par soudage est souvent difficile du fait de la difficulté d'obtenir des emballages étanches. Par exemple, la fabrication de tube en HDPE avec des grades très visqueux est souhaitée afin de pourvoir recycler ces tubes dans la filière des flacons et bouteilles en HDPE. L'usage de ces grades visqueux rend plus difficile l'opération de soudage car ces nouveaux grades ont une température de fusion plus élevée et une fluidité beaucoup plus faible. En conséquence, des problèmes de fuite de ces emballages apparaissent au niveau de l'intersection des soudures comme détaillé ci-dessus. L'invention permet de remédier à ce problème en apportant via la bande interne 11 de la matière de colmatage. Cette matière de colmatage ajoutée en quantité négligeable a un indice de fluidité élevé et de bonne propriétés scellantes. Pour les emballages en HDPE, une résine scellante en PE de haute fluidité peut être utilisée. Bien entendu d'autres matières équivalentes peuvent être envisagées.
  • Dans la figure 6, on a représenté un soudage bout à bout de la feuille formant le corps tubulaire 2 mais cette illustration n'est qu'un exemple limitatif et il est possible d'utiliser d'autre formes: par exemple, les extrémités de la feuille peuvent être avoir des pentes complémentaires, un biseau, se chevaucher, avoir d'autres formes complémentaires etc. De plus, la bande interne 11 est illustrée encastrée dans la tête de tube 8 et dans le corps 2, mais elle pourrait être encastrée entièrement dans la tête ou dans le corps ou essentiellement dans l'un ou dans l'autre. Toutes les configurations sont possibles, également avec la bande externe 12.
  • La figure 7 illustre un autre aspect de l'invention permettant d'améliorer la résistance de la fermeture d'extrémité d'un tube. La figure 7 illustre un tube flexible 1 comportant un corps tubulaire 2 relié à une tête de tube 8 et avec une fermeture d'extrémité comportant une soudure d'extrémité 4 et un pli 15 situé à l'extérieur de la soudure d'extrémité 4 et avant celle-ci. Il a été observé que les emballages à base de cellulose avaient une résistance plus faible au niveau de la soudure d'extrémité à cause d'une rupture cohésive de la couche à base de cellulose sous l'effet d'une contrainte d'éclatement de l'emballage. Il a été démontré qu'en formant un pli 15 du corps tubulaire 2 avant la soudure finale 4 permettait de rendre l'emballage beaucoup plus résistant.
  • La figure 8 illustre la soudure de fermeture du tube 1 de la figure 7 de façon plus détaillée. Le corps tubulaire 2 comprend une soudure d'extrémité 4 réalisée selon le principe de l'invention. L'extrémité du tube soudée est ensuite repliée afin de former le pli 15 à environ 180° (par exemple) avant et en dehors de la soudure d'extrémité 4 cette construction ayant pour effet d'augmenter la résistance à la pression de la soudure d'extrémité. Afin de maintenir en position l'embout replié, de nombreuses variantes sont possible. Par exemple, l'embout replié peut être collé ou soudé contre la paroi de l'emballage. Une alternative consiste à utiliser une étiquette autocollante pour maintenir l'embout de tube plié contre la paroi du corps tubulaire 2. Lorsque la pression augmente à l'intérieur de l'emballage, par exemple due à l'effet de la pression exercée pour extraire le produit de l'emballage, le pli 15 évite la sollicitation de la zone soudée 4 et augmente ainsi la résistance de la fermeture d'extrémité.
  • Les figures 9 et 10 illustrent d'autres exemples d'emballages réalisés selon l'invention.
  • La figure 9 représente un emballage à base de cellulose de type « canette » et destinée à contenir des produits tels que des liquides ou des poudres. Cet emballage de géométrie cylindrique, facilement empilable, comporte un corps tubulaire 2 avec une soudure longitudinale 3 ainsi que deux composants 8 fixés respectivement à chaque extrémité grâce à une soudure 5. Les zones 7 d'intersection des soudures 3 et 5 sont rendues étanches aux liquides et aux gaz grâce au principe de l'invention tel que décrit dans la présente demande. L'emballage de type « canette » comporte un premier composant 8 formant le fond de l'emballage, et un deuxième composant 8 comportant des moyens pour extraire le produit de l'emballage ; lesdits moyens pouvant être un orifice fermé par un opercule, ou un dispositif d'ouverture facile par arrachage de matière afin de créer un orifice ou tout autre moyen assurant une fonction d'ouverture de l'emballage.
  • La figure 10 illustre un flacon réalisé en utilisant les principes de l'invention. Ce flacon comprend un corps tubulaire 2 avec une soudure longitudinale 3. Des composants 8 (par exemple une tête ou un goulot et un fond) sont fixés à chaque extrémité du corps tubulaire 2 par l'intermédiaire des soudures 5. L'intersection des soudures 3 et 5 est rendue étanche grâce à la réalisation de l'emballage selon le principe de l'invention.
  • Dans d'autres modes d'exécution, l'emballage peut comprendre à chaque extrémité du corps tubulaire 2 une soudure d'extrémité 4 comme illustrée en figure 7 et 8 (à la place de la tête de tube 8 de la figure 7).
  • L'invention permet de réaliser des emballages recyclables à base de cellulose. Les emballages produits selon l'invention comportent un taux de papier ou matière similaire supérieur à 50% et de préférence supérieur à 85% et idéalement supérieur à 95%.
  • L'invention permet de réaliser des emballages recyclables à base de plastique mono-matière et notamment avec des grades de HDPE visqueux. Selon l'invention, des emballages à base de HDPE d'indice de fluidité inférieur à 1 (norme ASTM D1238) et de préférence inférieur à 0,5 peuvent être utilisés.
  • La figure 11 illustre un autre aspect de l'invention lorsque le diamètre du corps tubulaire 2 est réduit dans la zone de soudage. C'est le cas notamment lorsque l'extrémité du corps tubulaire 2 est soudée sur une surface de type conique, torique, ou sphérique. Dans ce cas, la réduction de diamètre peut entrainer la formation de plis du corps tubulaire 2 dans la zone de soudage. Lorsque le corps tubulaire 2 présente une couche soudante de fine épaisseur, ces plis forment des cavités qui génèrent des fuites de l'emballage. Comme ces plis forment des cavités supplémentaires réparties aléatoirement sur le pourtour de la soudure 5 entre le corps tubulaire 2 et le composant 8, ces cavités ne peuvent être comblées par la matière de colmatage issue de la bande interne 11. Il a été trouvé que l'utilisation d'un corps tubulaire à base de cellulose et déformable à l'état solide d'au moins 3% et de préférence d'au moins à 6% permet d'éviter la formation de plis lors de la réduction du diamètre. Ainsi, l'usage de corps tubulaire en papier formable ayant un taux de déformation d'au moins 3% est avantageusement utilisé pour réaliser des emballages avec le type de soudure illustré sur la figure 11.
  • La figure 11 illustre le soudage d'un corps tubulaire 2 sur une tête de tube 8. La zone de soudure 5 formant une surface de type torique, le diamètre du corps tubulaire se trouve par conséquent réduit dans cette zone. Comme on peut l'observer sur la figure 11, le diamètre du corps tubulaire 2 est le plus fortement réduit à son extrémité. Le corps tubulaire 2 dans la zone de soudure 5 représentée sur la figure 11 ne présente pas de plis car son % de déformation est supérieur à 3% et de préférence supérieur à 6%.
  • Les figures 12 et 13 illustrent des variantes de l'invention pour d'autres configurations de soudure longitudinale.
  • La figure 12 illustre la soudure d'extrémité 4 d'un corps tubulaire 2 dont la soudure longitudinale 3 est réalisée par recouvrement. La bande interne 11 couvre la cavité 16 formée au niveau du recouvrement, et les cavités 13 formées à l'extrémité de la bande 11 sont comblées par de la matière de colmatage provenant de la bande. Selon une variante de l'invention, la cavité 16 est au moins partiellement comblée par la matière de colmatage provenant de la bande.
  • La figure 13 illustre la soudure d'extrémité 4 d'un corps tubulaire 2 dont la soudure longitudinale 3 est réalisée par soudage de la face interne sur elle-même. La bande interne 11 couvre la cavité 16 formée au niveau de la jonction des soudures dit « point triple », et les cavités 13 formées à l'extrémité de la bande 11 sont comblées par de la matière de colmatage provenant de la bande. Selon une variante de l'invention, la cavité 16 est au moins partiellement comblée par la matière de colmatage provenant de la bande.
  • La figure 14 illustre un emballage de type tétraèdre fabriqué selon l'invention. L'emballage 1 comporte un corps tubulaire avec une soudure longitudinale 3. Le corps tubulaire est fermé aux extrémités par deux soudures 4 orientées perpendiculairement et conduisant à la géométrie en tétraèdre de l'emballage. L'étanchéité au niveau de l'intersection 6 des soudures longitudinale 3 et d'extrémité 4 est réalisé par la matière de colmatage de la bande de soudage.
  • La figure 15 illustre un emballage de type brique formé par soudage et pliage. L'emballage 1 est formé d'un corps tubulaire avec une soudure longitudinale 3. Le corps tubulaire est fermé par les soudures d'extrémité 4 puis mis en forme par des opérations de pliage et éventuellement collage. Grâce à l'invention, l'emballage 1 comporte un taux de cellulose élevé tout garantissant une étanchéité de l'emballage aux liquides et gaz notamment au niveau des zones 6 d'intersection de la soudure longitudinale et des soudures d'extrémité selon les principes de la présente invention.
  • Les modes d'exécution décrits dans la présente demande le sont à titre d'exemples illustratifs et ne doivent pas être considérés comme limitatifs. D'autres modes d'exécution peuvent faire appel à des moyens équivalents à ceux décrits par exemple. Les modes d'exécution peuvent également être combinés entre eux en fonction des circonstances, ou des moyens utilisés dans un mode peuvent être utilisés dans un autre mode.

Claims (15)

  1. Corps tubulaire (2) pour emballage (1) destiné à contenir des produits sous forme liquide, visqueuse ou solide, ledit corps tubulaire (2) comprenant une feuille (9) à base d'une matière qui ne s'écoule pas ou peu lors de sa soudure et au moins une première soudure longitudinale (3) reliant les extrémités de ladite feuille pour former ledit corps tubulaire (2), ledit corps tubulaire comprenant au moins une bande de soudage interne (11) située à l'intérieur du corps pour former ladite soudure longitudinale (3), ladite bande interne (11) comprenant une matière de colmatage qui devient liquide lors du soudage des extrémités de la feuille (9) et qui est destinée à combler des cavités (13) formées aux extrémités de la bande interne (11) afin de rendre l'emballage étanche.
  2. Corps tubulaire (2) selon la revendication 1, dans lequel ladite feuille (9) est à base de cellulose.
  3. Corps tubulaire (2) selon la revendication 1 ou 2, ledit corps tubulaire comprenant au moins une deuxième soudure (4,5), ledit corps tubulaire comprenant une zone d'intersection (6,7) entre ladite deuxième soudure et ladite première soudure (3), lesdites cavités (13) étant formées dans la zone d'intersection (7) par ladite bande de soudage interne (11) et remplies par la matière de colmatage.
  4. Corps tubulaire selon la revendication 3, dans lequel ladite deuxième soudure (5) relie la feuille (9) à un composant (8).
  5. Corps tubulaire selon la revendication précédente, dans lequel le composant (8) est une tête de tube, ou un goulot, et/ou un fond.
  6. Corps tubulaire selon la revendication 3, dans lequel ladite deuxième soudure est une soudure d'extrémité (4) du corps tubulaire (2), ladite soudure d'extrémité étant précédée ou non d'un pli à environ 180° pour augmenter la résistance à la pression de la deuxième soudure.
  7. Corps tubulaire selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la matière de colmatage représente au moins 1% du volume de la bande interne (11).
  8. Corps tubulaire selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la matière de colmatage est formée de PE, ou de PP, est à base de cire ou d'une autre résine, ou encore d'un adhésif.
  9. Corps tubulaire selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la bande interne (11) comprend une deuxième couche qui ne devient pas liquide pendant l'opération de soudage et qui confère une grande résistance à la soudure.
  10. Corps tubulaire selon la revendication précédente, dans lequel ladite deuxième couche est à base de papier, ou de PET bi-orienté ou de PP bi-orienté.
  11. Corps tubulaire selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la bande interne a une largeur égale ou supérieure à 2mm.
  12. Corps tubulaire selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la bande interne a une épaisseur égale ou inférieure à 100 microns.
  13. Corps tubulaire selon l'une des revendications précédentes, ledit corps comprenant une bande de soudage externe (12) située à l'extérieur de l'emballage.
  14. Corps tubulaire selon la revendication précédente, dans lequel la bande externe a une largeur égale ou supérieure à 2mm et/ou une épaisseur égale ou inférieure à 300 microns.
  15. Emballage comprenant au moins un corps tubulaire selon l'une des revendications précédentes.
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