FR2464203A1 - Recipient profile en pate moulee avec revetement de polyester et procede pour appliquer ce revetement - Google Patents
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Abstract
RECIPIENT EN PATE MOULEE COMPORTANT UN REVETEMENT DE MATIERE PLASTIQUE ET PROFILE A TROIS DIMENSIONS AVEC DES PARTIES DE PAROIS HORIZONTALES ET INCLINEES, MAIS SANS PARTIE DE PAROI PRATIQUEMENT VERTICALE AFIN DE POUVOIR EMBOITER DES ARTICLES ANALOGUES L'UN DANS L'AUTRE EN UNE PILE, CE RECIPIENT COMPRENANT UN SUPPORT PREFORME, TANDIS QU'UN REVETEMENT PRATIQUEMENT IMPERMEABLE EN TEREPHTALATE DE POLYETHYLENE EST LIE DIRECTEMENT AU MOINS A UNE PARTIE PROFILEE D'AU MOINS UNE SURFACE DU SUPPORT EN PATE MOULEE. ON PLACE LA PELLICULE 16 EN CONTACT AVEC UNE PLAQUE 18 POUVANT COMPORTER UN REVETEMENT D'UNE MATIERE TELLE QUE LE "TEFLON" SIMPLEMENT AFIN QUE CETTE PELLICULE 16 N'ADHERE PAS A CETTE PLAQUE 18. APPLICATION AU STOCKAGE DES PRODUITS ALIMENTAIRES.
Description
La présente invention concerne le domaine des produits profilés en pâte
moulée tels que les récipients pour produits alimentaires ou analogues, ces produits comportant un revêtement en matière plastique au moins sur l'une de leurs surfaces, habituellement la surface supérieure contenant les produits alimentaires; par ailleurs, on pense que la présente invention fournit pour la première fois un produit qui, lorsqu'il est vide, peut âtre soumis, sans aucune détérioration, à des températures allant jusqu'à 204'C pendant une courte période et pendant une période pouvant atteindre minutes lorsque les produits alimentaires ou d'autres
substances qu'il contient, sont, au départ, à la tempé-
rature ambiante ou à une température inférieure.
Antérieurement à la présente invention, on savait
depuis longtemps que différentes matières thermoplas-
tiques, notamment les polyesters, pouvaient être liées, par application de chaleur et de pression, en un corps
préformé et profilé en une pâte fibreuse moulée, réali-
sant ainsi un récipient d'un bel aspect, très résistant à l'humidité et pouvant être utilisé pour les plateaux, les gamelles et articles analogues destinés à servir les produits alimentaires. Toutefois, ces articles connus antérieurement ne pouvaient être utilisés comme récipients à mettre au four o ils sont exposés à des températures élevées pendant de longues périodes car, parmi d'autres inconvénients, le revêtement de matière plastique fond ou se détache par retrait du support en pâte moulée lorsqu'il est exposé à des températures
élevées, tandis que la pâte subit un important brunis-
sement inopportun ou même une carbonisation complète lorsqu'elle est exposée à ces températures pendant de longues périodes. On mentionnera ciaprès des exemples représentatifs de brevets de la technique antérieure
décrivant des récipients de ce type.
Dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 2 590 221 au nom de Stevens (mars 1952), on décrit un procédé en vue de fusionner ou de lier une feuille d'une matière thermoplastique telle que le polyéthylène sur un corps profilé en pâte moulée en chauffant la face de la matière thermoplastique devant être liée à cette pâte à son point de fusion, tout en maintenant prétendument la face opposée à une température inférieure à ce point
de fusion.
Dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 3 616 197 au nom de Amberg (octobre 1971), on décrit un procédé en vue de faire adhérer un revêtement d'une pellicule de polypropylène sur un plateau profilé en pâte moulée au moyen d'une couche intermédiaire d'un adhésif tel qu'une encre d'un polyamide pigmenté ou
une émulsion d'une résine pigmentée.
Dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 3 657 044 au nom de Singer. (avril 1972), on décrit un procédé en vue de lier une feuille d'une matière thermoplastique, notamment le polyester, sur un corps
profilé en pâte moulée en utilisant une pression supé-
rieure à la pression atmosphérique en vue de- presser
la matière thermoplastique contre cette pâte moulée.
Dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique-
n 3 697 369 au nom de Amberg (octobre 1972), on décrit un procédé en vue de fusionner ou de lier un revêtement d'une pellicule de polypropylène sur un plateau profilé en pâte moulée au moyen d'une couche intermédiaire de
polyéthylène assurant la liaison avec la pâte moulée.
Dans le brevet Sud-Africain no 73/2988 (mai 1972),
on décrit un procédé en vue de lier un lamifié préala-
blement co-extrudé de polypropylène et de polyéthylène
sur un corps profilé en pâte moulée.
Plus récemment, on a trouvé que l'on pouvait fabriquer des récipients pouvant être mis au four et utilisés pour le réchauffage et/ou la cuisson complémentaire des produits alimentaires dans des fours
à micro-ondes et des fours classiques soit en les façon-
nant à la presse, soit par pliage et collage à partir d'une feuille de papier-carton plat comportant un revêtement de téréphtalate de polyéthylène pratiquement amorphe lié par sa substance propre au moins sur une surface de cette feuille. Toutefois, ces récipients pour produits alimentaires posent plusieurs problèmes par exemple, le formage à la presse ou le pliage et le collage du récipient à partir d'une feuille plate sont coûteux et le revêtement risque de se rompre aux lignes de cintrage ou de pliage. De tels récipients ne sont habituellement ni robustes, ni d'un bel aspect en tant que récipients moulés. De même, un récipient façonné à la presse ou réalisé par pliage comporte nécessairement des plis et/ou des espaces libres dans les coins qui sont totalement inacceptables pour certains récipients tels que, par exemple, les plateaux pour la cuisson des petits pains, tandis que, par ailleurs, on ne peut sceller hermétiquement une enveloppe en matière plastique autour de ces récipients. On mentionnera ci-après des exemples représentatifs de brevets antérieurs décrivant
de tels récipients.
Dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique na 3 924 013 au nom de Kane (décembre 1975), on décrit la formation d'un récipient pour produits alimentaires pouvant être mis au four à partir d'un lamifié comportant du papier-carton ne brunissant pas et sur lequel est extrudé directement, sous forme d'une résine chaude, un revêtement de téréphtalate de polyéthylène pratiquement amorphe, ce revêtement étant lié sur ce papiercarton
par sa substance propre.
Dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 4 147 836 au nom de Meddleton (avril 1979), on décrit la formation d'un récipient pour produits alimentaires
pouvant être mis au four à partir d'un lamifié compor-
tant du papier-carton sur lequel est appliqué, par un
procédé de décharge à effluves, un revêtement de téié-
phtalate de polyéthylène dont la cristallinité n'influence
pratiquement pas l'adhérence du revêtement au papier-
carton. Dès lors, le problème qui n'a pas encore été résolu jusqu'à présent par la technique antérieure, est la possibilité de réaliser un récipient peu coûteux à jeter qui est profilé dans les trois dimensions sans aucun pli et qui peut, entre autres, renfermer des produits alimentaires au cours d'une exposition à des températures élevées pendant de longues périodes dans des fours à micro-ondes ou des fours classiques sans
que le revêtement de matière plastique fonde ou se déta-
che par retrait du support profilé, sans aucun brunis-
sement important et inopportun du support et également sans autre effet préjudiciable pour le récipient ou les
produits alimentaires.
L'article réalisé suivant la présente invention comprend un support préformé et profilé en une pâte fibreuse moulée avec un revêtement lié directement au moins sur une partie profilée d'au moins une face du support, ce revêtement étant constitué essentiellement de téréphtalate de polyéthylène ne se détachant pas par retrait du support profilé suite à une exposition à une température d'environ 204'C. Le procédé de la présente invention comprend les étapes consistant à préchauffer un support préformé et profilé en pâte fibreuse moulée, préchauffer rapidement une pellicule mince de téréphtalate de polyéthylène pratiquement amorphe et pratiquement non orienté à une température supérieure à celle à laquelle ce téréphtalate de polyéthylène commence à cristalliser, puis presser rapidement la pellicule préchauffée en contact avec au moins une partie profilée d'au moins une surface du support préchauffé à une température et pendant une période assurant l'extension de la pellicule en contact direct avec le support profilé auquel elle vient se lier directement pour y former un revêtement solidaire et contigu et enfin, laisser refroidir le support et
le revêtement à la température ambiante.
L'homme de métier reconnaîtra aisément de nombreux avantages de la présente invention à la
lecture de la description détaillée ci-après donnée
en se référant aux dessins annexés dans lesquels les mêmes chiffres de référence désignent des éléments semblables et dans lesquels également: la figure 1 est une illustration d'un type de récipient pour lequel la présente invention est utile, qui est d'un profil relativement simple et peu profond et qui est destiné à servir des produits alimentaires; la figure 2 est une illustration d'un type de récipient pour lequel la présente invention est utile, dont le profil est relativement compliqué et profond et qui est destiné à la cuisson de petits pains; la figure 3 est une élévation en coupe partielle montrant plusieurs exemples de récipients vides emboîtés
l'un dans l'autre pour former une pile en vue du trans-
port et de l'entreposage; la figure 4 est une élévation en coupe partielle agrandie à une échelle fortement exagérée à des fins de c arté, cette vue montrant un support profilé en pâte moulée sur la surface supérieure duquel un revêtement de polyester est lié par sa substance propre, et la figure 5 est une élévation en coupe très schématique, à nouveau à une échelle exagérée, cette vue montrant les éléments essentiels de l'appareil permettant la mise en oeuvre du procédé par lequel le support préformé et la pellicule sont liés ensemble
conformément à la présente invention.
La présente invention sera décrite en détail en expliquant: 1) le support préformé en pâte moulée, 2) la pellicule de téréphtalate de polyéthylène, 3) le procédé de liaison de la pellicule au support et 4) le produit ainsi obtenu en pâte moulée avec revêtement de polyester. 1) Le support préformé en pâte moulée détermine la forme et les dimensions de l'article de la présente
invention, les dimensions étant déterminées par l'utili-
sation finale à laquelle cet article est destiné. Le support peut être réalisé par l'une ou l'autre des différentes techniques bien connues pour le moulage
des pâtes.
Pour des articles de haute qualité tels que des récipients pouvant être mis au four en vue de la commercialisation de produits alimentaires suivant la forme de réalisation actuellement préférée de la présente invention, on réalise ce support en pâte moulée par le procédé de'houlage de précision" qui est également connu sous le nom de "procédé de séchage en matrice" ou procédé de "séchage sous enceinte fermée". On réalise des articles en pâte moulée avec précision en moulant une bouillie aqueuse d'une pâte fibreuse contre un moule à aspiration à face ouverte recouverte d'un écran, pour amener cette bouillie de pâte à une forme pratiquement profilée définitivement, après quoi on sèche l'article préformé encore humide sous une forte pression exercée
par deux matrices chauffées s'adaptant l'une à l'autre.
Cette opération peut être effectuée, par exemple, au moyen d'appareils et selon des méthodes du type décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 2 183 869 au nom de Randall (décembre 1939). Les articles en pâte
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moulée avec précision sont denses et durs, ils présentent la nature du carton et ils ont un fini superficiel extrêmement lisse et réalisé au fer chaud. De tels
articles en pâte moulée avec précision ont été fabri-
qués et vendus pendant de nombreuses années sous forme de plateaux, de gamelles et articles analogues à jeter sous la marque commerciale "CHINET" par "Keyes Fibre
Company", Waterville, Maine, E.U.A.
Outre un support réalisé en pâte par le procédé de moulage de précision, lors de la mise en oeuvre de la présente invention, on peut également utiliser de la même manière des articles en pâte moulée fabriqués par le procédé bien connu de "séchage à l'état libre" ou "séchage à l'air libre". Le procédé de séchage à l'état libre consiste à mouler une bouillie aqueuse d'une pâte
fibreuse contre un moule aspirant à face ouverte recou-
verte d'un écran, pour amener cette bouillie à une forme pratiquement profilée définitivement, l'article préformé encore humide étant ensuite séché dans un espace libre, par exemple, en le déposant sur un transporteur ou en le
déplaçant lentement à travers un four de séchage chauffé.
Ces articles en pâte moulée sont caractérisés par une consistance non comprimée, une souplesse élastique, ainsi
que par un toucher et un aspect fibreux irréguliers.
Lorsqu'on utilise des supports en pâte moulée et séchée à l'état libre, lors de la mise en oeuvre de la présente invention, en raison de la surface fibreuse plus rugueuse de ces supports, lors du processus de liaison, la pellicule doit être pressée contre la surface des supports à des températures et/ou sous des pressions
quelque peu inférieures afin que, comme on peut parfai-
tement le comprendre, la pellicule conserve une résis-
tance suffisante pour que les fibres superficielles non pressées du support en pâte n'y forment pas des
piqûres.
Les supports réalisés par d'autres procédés bien connus de moulage de pâtes sont également utiles
lors de la mise en oeuvre de la présente invention.
Parmi ces supports, il y a les articles en pâte que l'on moule tout d'abord suivant le procédé de séchage à l'état libre, pour les soumettre ensuite à un "pressage ultérieur" comme décrit dans le brevet des EtatsUnis d'Amérique n0 2 704 493 au nom de Randall (mars 1955). Ces supports englobent également les articles en pâte que l'on moule tout d'abord suivant le procédé de séchage à l'état libre, pour les déposer ensuite sur des moules à faces ouvertes empêchant le gauchissement et formés sur le transporteur qui déplace les articles à travers le four de séchage, ces moules maintenant simplement les articles en empêchant leur déformation et leur gauchissement au cours du processus de séchage comme décrit dans le brevet des Etats-Unis
d'Amérique n0 3 185 370 au nom de Reifers (mai 1965).
Suivant la forme préférée de la présente invention, la pâte est constituée de 100 % de fibres de bois Kraft blanchies. Cette matière est préférée car elle ne subit pas de brunissement; en effet, lorsqu'elle est exposée à une température d'environ 2041C pendant une durée pouvant atteindie 15 minutes, hormis un léger jaunissement éventuel, sa couleur
blanche attrayante ne subit pas un important brunis-
sement inopportun et, surtout, elle ne subit pas de roussissement ni de carbonisation. Lorsque des produits alimentaires ou d'autres substances qui sont à la température ambiante ou à une température inférieure, sont situés à proximité immédiate pour créer un effet de piège thermique, cette matière peut être exposée à des températures allant jusqu'à 2320C pendant une période aussi longue que 45 minutes sans pour autant
subir un brunissement important.
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Toutefois, on peut utiliser d'autres types et d'autres qualités de pâtes fibreuses sans pour autant se départir des objets plus larges de la présente invention lorsque, pour l'utilisation finale de l'article ainsi réalisé, on n'envisage pas une exposition à ces
températures et pendant ces périodes.
Quel que soit le procédé de moulage, le type ou la qualité de pâte utilisée pour réaliser le support, ce dernier peut être traité avec un apprêt repoussant les huiles de fluorocarbone et/ou un apprât hydrofuge synthétique réactif ou d'autres apprêts bien connus qui, de façon tout à fait surprenante, ne gênent
nullement l'étape de liaison qui sera décrite ci-après.
Que les supports en pâte moulée soient réalisés par le procédé de moulage de précision ou par l'une des différentes variantes du procédé de séchage à l'état
libre, ils sont en tout cas moulés à une forme prati-
quement définitive à trois dimensions à laquelle on peut conférer un profil simple ou compliqué, profond ou peu profond, suivant l'utilisation finale à laquelle est
destiné l'article comportant un revêtement de polyester.
En tout cas, les profils comportent des parties de parois horizontales et des parties de parois inclinées, mais
aucune partie de paroi pratiquement verticale.
Hormis de petits épaulements ou ressauts verticaux du type bien connu pour éviter le coincement ou à des fins de désemboitement, l'absence departies de parois pratiquement verticales permet d'emboîter l'un dans l'autre plusieurs supports vides et, bien entendu, les articles finis et pourvus d'un revêtement, réalisés à partir de ces supports, afin de former une pile permettant un transport et un entreposage peu coûteux et commodes sur un espace restreint. Par le fait même, les supports en pâte moulée, de même que les articles finis comportant un revêtement et réalisés à partir de
ces supports ont partout une seule épaisseur prati-
quement uniforme, car tout profil ressortant latéra-
lement à l'extérieur de l'article se reflète par une
cavité correspondante de l'autre côté de cet article.
2) La pellicule de téréphtalate de polvéthylène
à partir de laquelle est formé le revêtement du support-
en pâte moulée, est une pellicule mince de téréphtalate de polyéthylène pouvant être façonné thermiquement, pratiquement amorphe, pratiquement non orienté et ayant un poids moléculaire relativement élevé. Bien qu'un téréphtalate de polyéthylène de ce type soit disponible sous forme d'une feuille d'une épaisseur supérieure à environ 0,1778 mm, pour la mise en oeuvre de la présente invention, il est préférable d'utiliser cette matière sous forme d'une pellicule plus mince d'une épaisseur inférieure à environ 0,1778 mm. Cette matière est vendue dans le commerce sous le nom de IPETRA"I par Allied Chemical Corporation", Morristown, New Jersey, E.U.A. et l'on pense que bon nombre de ses propriétés dont il sera traité ci-après, sont expliquées dans le brevet de la République Fédérale d'Allemagne 2 125 978
(décembre 1971).
Suivant la forme de réalisation préférée de la
présente invention, lorsqu'une pellicule de ce téréphta-
late de polyéthylène est liée à un support ayant une surface lisse et réalisé par le procédé de moulage de précision, une pellicule ayant une épaisseur comprise
entre environ 0,0127 mm et environ 0,0508 mm est préfé-
rée, tandis que des pellicules ayant une épaisseur d'environ 0,0254 mm, notamment de 0,02286 mm et
0,03175 mm se sont avérés très satisfaisantes.
Toutefois, lorsque la présente invention est mise en
oeuvre pour réaliser des récipients à profil extrême-
ment compliqué et profond tels que les plateaux de cuisson de petits pains comportant plusieurs poches ou
cavités profondes et étroitement espacées ou des sup-
ports en pâte moulée réalisés par le procédé de séchage à l'état libre avec des surfaces relativement rugueuses, il peut etre recommandé d'utiliser des pellicules un peu plus épaisses pouvant subir un étirage important ou assurer une protection contre la formation de piqûres inopportunes, comme on peut
du reste aisément le comprendre.
La pellicule de téréphtalate de polyéthylène utile suivant la présente invention peut être façonnée thermiquement en ce sens qu'elle peut gtre étirée et amenée à épouser le contour de supports en pâte moulée à profil moins profond à une température égale ou supérieure à environ 77 C. Cette matière se liquéfie à des températures supérieures à environ 2490C et
jusqu'à environ 2540C.
Cette pellicule est pratiquement amorphe, elle
est pratiquement transparente et elle a une cristalli-
nité inférieure à environ 5 %. Toutefois, au-delà de la température minimale de façonnage thermique et en dessous de la température de fusion, cette matière cristallise spontanément. Par exemple, une pellicule ayant une épaisseur d'environ 0,0254 mm cristallise pratiquement lorsqu'elle est maintenue pendant 2 à 15 secondes à une température se situant dans l'intervalle allant d'environ 1211C à environ 2040C. Lorsqu'elle est maintenue pendant ces périodes dans l'intervalle des températures de cristallisation, la pellicule passe de l'état pratiquement transparent à l'état blanc et translucide, ce qui est l'indice d'un accroissement de cristallinité, tandis qu'elle devient fragile et ne peut être liée aisément à une pâte moulée à n'importe quelle température inférieure à environ 204'C. Il est toutefois remarquable de constater que l'exposition de cette pellicule à une température se situant dans l'intervalle des températures de cristallisation pendant moins de quelques secondes ne donne pas lieu à un accroissement préjudiciable de la cristallinit6 exerçant un net effet néfaste sur les caractéristiques d'aptitude au formage ou à la liaison de la pellicule. C'est là une caractéristique qui, ainsi qu'on le pense actuellement, peut être à la base de la plupart des meilleurs résultats réalisés par la présente invention,
ainsi qu'on l'expliquera ci-après plus en détail.
La pellicule-de téréphtalate de polyéthylène utile suivant la présente invention est pratiquement non orientée, c'est-à-dire qu'elle n'est pas étirée délibérément en cours de fabrication. Il est entendu que la pellicule est formée en extrudant une résine de téréphtalate de polyéthylène à travers la fente d'une filière à une température comprise entre environ 2660C et environ 282'C, puis en refroidissant le produit d'extrusion mince et plat sur un rouleau poli à une température comprise entre environ 15,60C et environ 930C. Sans aucun doute, au cours de ltextrusion de la résine en une pellicule, il se produit un faible degré d'orientation longitudinale, mais il est entendu que celle-ci est réduite au minimum en procédant à une extrusion par la filière à fente et en refroidissant sur
un rouleau poli.
Actuellement, on pense que l'utilisation de téréphtalate de polyéthylène ayant un poids moléculaire relativement élevé est une caractéristique importante, quoique probablement non critique de la présente invention. Lors d'une mise en oeuvre réelle, on a trouvé qu'il était utile et actuellement préféré d'utiliser une matière ayant un poids moléculaire supérieur à environ 15 000, notamment un poids moléculaire se situant dans l'intervalle de 15 000 à 30 000 et ce, par contraste avec un téréphtalate de polyéthylène
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ayant un poids moléculaire relativement bas, par exemple, un poids moléculaire ne dépassant pas environ 10 000. Toutefois, on pense que des poids moléculaires aussi bas qu'environ 12 000 peuvent toujours s'avérer utiles pour la fabrication de récipients comportant un revêtement ou d'autres articles dans lesquels les profils sont très peu profonds, exigeant ainsi un étirage minimum de la pellicule avant la liaison, tandis que l'utilisation finale envisagée pour le produit est telle que l'on peut tolérer une liaison mécanique minimum entre
le revêtement et le support.
3) Le procédé de liaison de la pellicule au support comprend les étapes consistant à préchauffer le support préformé réalisé de la manière décrite ci-dessus, préchauffer rapidement une pellicule de téréphtalate de polyéthylène ayant les caractéristiques décrites ci-dessus, puis presser rapidement à chaud la pellicule préchauffée en contact avec la surface du support préchauffé sur lequel àioit être formé un revêtement, ce pressage à chaud étant effectué à une température et pendant une période assurant l'extension de la pellicule en contact direct avec le support profilé, pour venir se lier directement par sa
substance propre au support afin d'y former un revê-
tement contigu et solidaire et enfin, refroidir le
support et le revêtement à la température ambiante.
Plus précisément et, en se référant à la fig. 5, le procédé actuellement préféré est réalisé de la manière décrite ci-après. On dépose le support préformé en pâte moulée avec précision dans un moule ou une matrice 12 à face ouverte dont les dimensions sont calculées de façon à soutenir intégralement la surface inférieure du support qui ne doit pas comporter le
revêtement de polyester.
La matrice 12 comporte des orifices d'aspiration 14 reliés à une source de vide (non représentée) afin de pouvoir appliquer un vide à travers le support au cours des étapes de-liaison du procédé. De préférence, on applique un vide de l'ordre d'environ 508 mm de mercure, encore qu'un vide moins poussé puisse être adopté
pour des articles à profil moins profond et/ou des pel-
licules plus minces, des vides plus poussés étant cependant conseillés pour des articles à profil plus
profond et/ou des pellicules plus épaisses.
Au moyen d'éléments chauffants classiques (non
représentés), la matrice 12 est maintenue à une tempéra-
ture élevée se situant dans l'inter\ialle compris entre
environ 1490C et environ 3161C. La température appro-
priée est choisie dans cet intervalle afin qu'après y avoir été amené, le support en pâte moulée soit préchauffé, dans le laps de temps disponible avant l'étape de liaison, à une température calculée de telle sorte que la surface devant recevoir la pellicule soit amenée à une température se situant dans l'intervalle compris entre environ 1490C et environ 1910C, ce qui signifie que la surface opposée entrant en contact avec la matrice chauffée peut atteindre des températures plus élevées pendant une courte période. Lorsque le support en pâte moulée est relativement épais et/ou lorsqu'il a un profil relativement compliqué et/ou profond, comme on peut le comprendre, il sera alors nécessaire d'effectuer le préchauffage à des températures plus élevées tandis que, dans le cas de supports plus minces d'un contour relativement simple et peu profond ou lorsqu'une liaison minimale peut être tolérée, on pourra adopter des températures de préchauffage se situant vers la limite inférieure de l'intervalle. En tout cas, il convient de préchauffer le support afin que la surface à laquelle sera liée la pellicule, soit à la température désirée et ce, de préférence, mais certainement pas indispensablement, en maintenant simplement le support pendant une courte période dans
une matrice chauffée.
La pellicule de téréphtalate de polyéthylène 16 est également préchauffée et placée étroitement en face des surfaces exposées du support en pâte moulée contre lequel elle doit être appliquée. La façon de placer la pellicule n'est pas une caractéristique 1-0 essentielle de la présente invention, car cette mise en place peut être réalisée de diverses manières. Etant donné que la pellicule doit être préchauffée rapidement, puis pressée également rapidement contre le support, il est recommandé de placer la pellicule par rapport à ce support avant ou au moins en partie au cours de l'étape
de préchauffage.
La pellicule doit être préchauffée de n'importe quelle manière appropriée de telle sorte qu'elle soit portée au-delà de la température ambiante et sensiblement au-delà de la température à laquelle elle peut être
façonnée thermiquement, ainsi qu'au-delà de la tempé-
rature à laquelle elle commence à cristalliser en un temps relativement court. Suivant le procédé préféré, on place la pellicule 16 en contact avec une plaque 18 pouvant comporter un revêtement d'une matière telle quele "Teflor" simplement afin que cette pellicule 16 n'adhère pas à cette plaque 18. Au moyen d'éléments chauffants appropriés (non représentés), cette plaque 18 est maintenue à une température élevée se situant dans l'intervalle compris entre environ 1630C et environ 204DC, la température étant choisie dans cet intervalle en fonction de l'épaisseur de la pellicule et de son poids moléculaire. Dans le cas d'une pellicule d'une épaisseur plus forte allant jusqu'à environ 0,1778 mm, la plaque 18 doit être maintenue à une température plus élevée dans cet intervalle o elle doit être maintenue en contact avec cette plaque pendant une période légèrement plus longue, comme on peut du reste le comprendre parfaitement, tandis qu'une pellicule d'une épaisseur plus faible proche d'environ
0,0254 mm peut être préchauffée rapidement à la tempé-
rature de liaison requise par contact avec une plaque maintenue à une température inférieure se situant dans
cet intervalle.
La pellicule doit être préchauffée rapidement au moins pendant la partie de l'étape de préchauffage ayant lieu à une température se situant dans l'intervalle
dans lequel le téréphtalate de polyéthylène cristallise.
Par exemple, dans le cas d'une pellicule ayant une épaisseur comprise entre environ 0,0127 mm et environ
0,0508 mm, cette pellicule est préchauffée de la tempé-
rature ambiante à la température de liaison pendant
une période ne dépassant pas environ 2 secondes.
Le support ayant été préchauffé dans des conditions appropriées, dès que la pellicule a été préchauffée à la température élevée désirée, on applique rapidement le vide à travers le support 10 afin que la pellicule soit pressée par aspiration pour l'amener en contact avec la ou les surfaces du support
sur la ou lesquelles on désire appliquer un revêtement.
Lorsqu'elle est à sa température élevée de préchauffage, la pellicule est étirée en contact direct avec le support profilé et ainsi, elle s'amincit dans certaines zones et à des degrés déterminés par la forme et la profondeur du profil du support. En poursuivant l'application de la pression créée par le vide, la pellicule est liée directement, par sa substance propre, à la ou aux surfaces exposées du support en pâte moulée, formant
ainsi un revêtement solidaire et contigu sur ce dernier.
La pellicule peut éventuellement être appliquée par aspiration contre les deux faces du support, par exemple, la surface inférieure du rebord marginal du support en pâte moulée comme décrit dans le brevet
précité de Singer, encore que ce soit là une caracté-
ristique totalement facultative. De même, l'étape de pressage de la pellicule en contact avec le support peut consister en un pressage mécanique ou en un pressage sous une pression supérieure à la pression atmosphérique en lieu et place ou en plus de la pression exercée par le vide; par exemple, on peut recourir à une matrice mobile pour presser la pellicule contre le rebord marginal ou d'autres parties du support, encore quelce soit là également une caractéristique purement facultative de la présente invention. De même, la pellicule peut gtre pressée uniquement contre une partie d'une seule surface du support, par exemple, lorsque ce dernier comporte un fond de récipient profilé avec un couvercle articulé pouvant être refermé, la face intérieure uniquement du fond du récipient devant être revêtue de matière plastique. De même, le support et/ou la pellicule peuvent comporter des impressions à des fins décoratives, d'information et autres, les articles de la présente invention n'étant nullement altérés si ces impressions se trouvent dans l'interface comprise entre le support et la pellicule ou encore si
ces impressions possèdent des caractéristiques adhésives.
L'étape de pressage du procédé est poursuivie pendant un laps de temps (par exemple, quelques secondes ou moins) permettant d'assurer une liaison physique adéquate entre la pellicule et le support. On a trouvé qu'en préchauffant le support et la pellicule de la manière décrite ci- dessus, puis qu'en pressant la pellicule en contact avec le support par application d'un vide de l'ordre d'environ 508 mm de mercure, on pouvait réaliser, en moins d'environ 1 seconde, une ta liaison extrêmement forte et assurant une solidarisation mécanique entre la matière plastique et la pâte. Une pellicule de téréphtaMte depolyéthylène dune épaisseur d'environ 0,0254 mm peut être préchauffée rapidement et pressée également rapidement en contact avec un support préchauffé en un laps de temps total inférieur à environ 1 seconde., Si l'on adopte un pressage mécanique ou si l'on
utilise une pression supérieure à la pression atmos-
phérique, le temps requis pour obtenir une liaison t adéquate sera raccourci, comme on peut du reste le
comprendre parfaitement, ce qui est un facteur extrê-
mement important pour les techniques de fabrication
en série.
Ensuite, on laisse refroidir le support et le
revêtement à la température ambiante. Le procédé actuel-
lement préféré pour refroidir le support et le revête-
ment consiste à retirer le support muni de son revêtement de la matrice chauffée sous vide 12, pour laisser ensuite refroidir lentement le produit à la température ambiante. Après l'avoir retiré de la matrice chauffée 12, le support en pâte moulée de l'article conserve sa chaleur qui se dissipe lentement, ce qui exige au moins quelques minutes suivant la masse de l'article et suivant que les articles-sont immédiatement emboîtés l'un dans l'autre en une pile en vue du refroidissement
de la température de liaison à la température ambiante.
Un rognage approprié d'un excès de pellicule et/ou de pâte moulée, par exemple, aux bords de l'article ou autour des ouvertures pratiquées dans ce-dernier, peut être effectué par n'importe quelle méthode bien connue avant, pendant ou après l'étape de liaison ou
l'étape de refroidissement.
Enfin, on considère qu'une étape finale de recuit thermique peut s'avérer utile pour cristalliser davantage le revêtement afin d'améliorer ses propriétés pour certaines utilisations finales. Cette étape consiste à exposer le produit fini à une température se situant dans l'intervalle compris entre environ
1210C et environ 204CC pendant quelques minutes ou plus.
4) L'article en pâte moulée 20 à revêtement de polyester suivant la présente invention est constitué essentiellement d'un support profilé et préformé 10 en une pâte fibreuse pouvant contenir ou non un ou plusieurs ingrédients d'apprgtage, un revêtement 22 étant lié directement au moins à une partie profilée d'au moins une face du support, comme représenté en fig. 4. Ce revêtement 22 est pratiquement imperméable et il est constitué essentiellement de téréphtalate de polyéthylène ne se détachant pas par retrait du
support profilé 10 suite à une exposition à une tempé-
rature d'environ 2040C.
Ainsi qu'on l'a exposé sub (1) ci-dessus à
propos de la description détaillée du support préformé,
le support de l'article suivant la forme de réalisation préférée de la présente invention est obtenu en moulant une pâte fibreuse à un profil pratiquement définitif, puis en séchant la pâte sous la pression exercée par
deux matrices chauffées s'adaptant l'une à l'autre.
Cette pâte est constituée pratiquement de 100 % de fibres de bois kraft blanchies ne subissent aucun
brunissement important inopportun suite à une expo-
sition à une température d'environ 204'C pendant une
période pouvant atteindre 15 minutes.
De même, comme on l'a expliqué ci-dessus, s'il se détache du support, on constate que le revêtement de téréphtalate de polyéthylène suivant la forme de réalisation préférée de la présente invention ne peut tre lié aisément à la pâte moulée à n'importe quelle température inférieure à environ 204'C. Ce revêtement a une cristallinité d'au moins environ 3 %, cette caractéristique pouvant intervenir dans le fait que la matire ne peut être. liée aussi aisément à la pâte moulée que la pellicule de départ. Toutefois, la
forte liaison obtenue initialement par le procédé-
décrit ci-dessus n'est nullement altérée par la
perte ultérieure des caractéristiques de liaison.
Des articles purement représentatifs suivant
l'invention sont illustrés dans les fig. 1 et 2.
La fig. 1 est une illustration d'un récipient 30 d'un profil relativement simple et peu profond
destiné,à servir des produits alimentaires et compor-
tant des parties de parois de base horizontales 32, un rebord marginal horizontal 34, des parties de parois latérales inclinées 36 et des parties de cloisons nervurées et inclinées 38, mais aucune
partie de paroi pratiquement verticale.
La fig. 2 est une illustration d'un récipient d'un profil relativement compliqué et profond pour la cuisson de petits pains, ce récipient étant profilé à trois dimensions avec des parties de parois de base horizontales 42, des parties de liaison supérieures horizontales 44 et des parties de parois fortement inclinées et relativement profondes formant une série de poches étroitement espacées 46, mais aucune partie
de paroi pratiquement verticale.
Dans chaque cas, le récipient ou.un autre article suivant la présente invention est profilé à trois dimensions sans partie de paroi pratiquement verticale afin de pouvoir emboîter l'un dans l'autre profondément ou peu profondément plusieurs récipients vides analogues tels que les récipients 50 illustrés partiellement en fig. 3, afin de former une pile de ces récipients
pouvant ainsi être transportés et entreposés économi-
quement et commodément sur un espace restreint. Des parties de parois verticales peu importantes 52 peuvent être prévues pour former des épaulements empêchant le coincement et facilitant le désembaitement des récipients vides hors d'une pile, de façon bien connue. L'article suivant la forme de réalisation préférée de la présente invention, par exemple, un récipient pour produits alimentaires pouvant être mis au four, peut être exposé à une température d'environ 204'C, tandis que le revêtement ne subit pas de fusion
ou ne se détache pas par retrait du support profilé.
Un tel article peut être maintenu à une température d'environ 2040C pendant une période aussi longue que minutes, tandis que le support en pâte moulée ne subit toujours aucun brunissement important et inopportun (encore que ce support en pâte subisse un brunissement et finalement une carbonisation s'il est maintenu à cette température élevée pendant des périodes
supérieures à environ 15 minutes).
Lors d'une utilisation réelle, un article suivant la forme de réalisation préférée de l'invention peut résister à des températures plus élevées pendant
de plus longues périodes lorsque des produits alimen-
taires ou d'autres substances sont chauffés dans cet article servant de récipient. Par exemple, le récipient de cuisson de petits pains illustré en fig. 2 et dont les poches renferment la pâte lisse de cuisson à la température ambiante peut être exposé, en vue de la cuisson des petits pains, à des températures aussi élevées que 2320C pendant une période pouvant atteindre 45 minutes sans que le revêtement se détache ou que la pâte dont est constitué ce récipient brunisse. Cette caractéristique est due au fait que la pâte de cuisson froide qui est tout d'abord chauffée, puis cuite, exerce un effet de refroidissement à la manière d'un piège thermique empêchant le récipient lui-même d'atteindre une température aussi élevée qu'environ 204'C pendant plus d'environ 15 minutes encore que, au terme de cette période de 45 minutes, les bords du récipient qui sont éloignés des poches renfermant les petits pains, puissent présenter un certain jaunissement. De la même manière, le récipient illustré en fig. 1, destiné à servir des produits alimentaires et contenant un repas congelé peut être soumis à des températures au.ssi élevées qu'environ 2321C pendant
une période pouvant atteindre 45 minutes afin de chauf-
fer le repas avec ou sans cuisson supplémentaire importante et ce, sans que le revêtement se détache ou que la pâte dont est constitué ce récipient, brunisse. Les températures et les durées dépendent de la masse du récipient et, en particulier, de la masse et de la forme des produits alimentaires ou d'autres substances qui y sont chauffés, ainsi que de la température de départ du récipient et de son contenu lorsqu'ils sont exposés pour la première fois à ces
températures élevées. En outre, les paramètres d'utili-
sation finale dépendent de la façon dont la chaleur est appliquée au récipient et à son contenu. Un four domestique classique à convection applique de la chaleur d'une manière différente de celle d'un four industriel à contact (ces deux types de fours chauffant cependant le récipient et son contenu), tandis qu'un four à micro-ondes chauffe directement le contenu uniquement, alors que le récipient est simplement chauffé indirectement par la chaleur du contenu, mais
non par les micro-ondes.
Sous ce dernier aspect, l'article servant de récipient pour produits alimentaires pouvant être mis au four suivant la forme de réalisation préférée de la présente invention offre de nombreux avantages vis-à-vis des récipients pour produits alimentaires réalisés, par exemple, en aluminium. Contrairement à l'aluminium, le récipient suivant la présente invention est transparent aux micro-ondes, si bien qu'il peut être utilisé tant dans les fours à micro- ondes que dans les fours thermiques. La fabrication de l'article de la présente invention exige beaucoup moins de dépense énergétique que les récipients en aluminium; par ailleurs, les récipients réalisés
suivant l'invention sont recyclables.
Lorsqu'un article suivant la présente invention est chauffé en cas d'utilisation réelle, on pense que la cristallinité du revêtement de téréphtalate de polyéthylène augmente, réduisant ainsi sa tendance à se détacher du support par retrait, même lorsque le support en pâte commence à perdre certaines de
ses caractéristiques initiales au cours d'une exposi-
tion à des températures élevées pendant de longues périodes. Si cette interprétation est correcte, 20. l'article de la présente invention ne possède pas des caractéristiques statiques lorsqu'il est exposé à-la chaleur au cours de son utilisation finale, mais au contraire la chaleur modifie les caractéristiques à la fois de la pâte et du polyester, mais d'une façon qui est toujours compatible avec les conditions
que l'on exige d'un récipient pour produits alimen-
taires pouvant être mis au four.
Bien que les formes de réalisation décrites ci-dessus constituent, selon les connaissances actuelles, le meilleur mode de mise en oeuvre de la présente invention, d'autres formes de réalisation et d'autres équivalents rentrent dans le cadre de
l'invention réelle défini par les revendications
ci-après.
Claims (16)
1. Récipient (30) en pâte moulée comportant un revêtement de matière plastique et profilé à trois dimensions avec des parties de parois horizontales (32)
et inclinées (36), mais sans partie de paroi pratique-
ment verticale afin de pouvoir emboîter des récipients analogues l'un dans l'autre en une pile, ce récipient comprenant un support préformé obtenu en moulant une bouillie aqueuse d'une pâte fibreuse contre un moule à aspiration à face ouverte pour l'amener à un profil
pratiquement définitif, tandis qu'un revêtement prati-
quement imperméable est lié directement au moins à une partie profilée d'au moins une surface du support en
pâte moulée, ce revêtement étant constitué essentielle-
ment de téréphtalate de polyéthylène ne se détachant pas du support profilé par retrait suite à une exposition
à une température d'environ 2040C.
2. Récipient suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on réalise le support préformé en
moulant une pâte fibreuse à un profil pratiquement défi-
nitif, puis en séchant cette pâte sous une pression exercée par deux matrices chauffées s'adaptant l'une à l'autre.
3. Récipient suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la pâte fibreuse à partir de laquelle est moulé le support profilé, ne subit pas un important brunissement inopportun suite à une exposition à une température d'environ 2040C pendant une période pouvant
atteindre quinze minutes. -
4. Récipient suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la pâte à partir de laquelle est moulé le support profilé, est constituée pratiquement
de 100 % de fibres de bois kraft blanchies.
5. Récipient suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la pâte fibreuse à partit de laquelle est moulé le support profilé est traitée
avec un apprêt repoussant les huiles de fluorocar-
bone et/ou un apprêt hydrofuge synthétique réactif.
6. Récipient suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le revêtement de téréphtalate de polyéthylène a un poids moléculaire supérieur à
environ 15 000.
7. Récipient suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le revêtement de téréphtalate de polyéthylène ne peut être lié aisément à une pâte moulée à n'importe quelle température inférieure à
environ 204 C.
8. Récipient suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le revêtement de téréphtalate
de polyéthylène a une cristallinité d'au moins envi-
ron 8 %.
9. Procédé en vue de lier directement un rev -
tement de polyester pratiquement imperméable à un sup-
port profilé en pâte moulée, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes qui consistent à (1) préchauffer un support préformé obtenu en moulant une bouilie
aqueuse d'une pâte fibreuse contre un moule % aspira-
tion à face ouverte pour l'amener à un profil prati-
quement définitif comportant des parties de parois horizontales et inclinées, mais aucune partie de paroi pratiquement verticale, ce profil permettant d'emboîter l'un dans l'autre des supports analogues vides en une
pile, (2) préchauffer rapidement une pellicule de téré-
phtalate de polyéthylène pratiquement amorphe et pra-
tiquement non orienté à une température supérieure à celle à laquelle il commence à cristalliser, (3) presser rapidement la pellicule préchauffée en contact avec au moins une partie profilée d'au moins une surface du support préchauffé à une température et pendant une période assurant (a) l'extension de la pellicule pouvant être façonnée thermiquement, en contact direct avec le support profilé et (b) la liaison directe de la pellicule sur le support afin de former, sur ce dernier, un revêtement solidaire et contigu, et (4) refroidir finalement le support et le revêtement liés ensemble en dessous de l'intervalle de températures dans lequel le téréphtalate de polyéthylène cristallise afin que le revêtement ne se détache-pas ultérieurement du support profilé par retrait suite à une exposition
à une température d'environ 2041C.
10. Procédé suivant la revendication 9, carac-
térisé en ce qu'on forme le support en moulant une bouillie aqueuse d'une pâte constituée pratiquement de 100 % de fibres de bois kraft blanchies contre un moule à aspiration à face ouverte, puis en séchant-cette pâte sous la pression appliquée par deux matrices
chauffées s'adaptant l'une à l'autre.
11. Procédé suivant la revendication 9, carac-
térisé en ce que la pellicule de départ de téréphtalate
de polyéthylène est pratiquement amorphe et a une cris-
tallinité inférieure à environ 5 %, la cristallinité du revêtement lié au support en pâte moulée étant portée
au moins à environ 8 %.
12. Procédé suivant la revendication 9, carac-
térisé en ce que le revêtement de téréphtalate de polyéthylène ne peut plus être lié aisément à la pâte moulée à n'importe quelle température inférieure à
environ 2040C.
13. Procédé suivant la revendication 9, carac-
térisé en ce que le téréphtalate de polyéthylène a un
poids moléculaire supérieur à environ 15 000.
14. Procédé suivant la revendication 9, carac-
térisé en ce que la pellicule de départ de téréphtalate de polyéthylène devient apte au façonnage
thermique à une température égale ou supérieure à envi-
ron 771C, elle cristallise lorsqu'elle est maintenue pendant plus de quelques secondes à une température se situant dans l'intervalle compris entre environ 1211C et environ 2041C, tandis qu'elle fond à une température supérieure à environ 2490C et allant jusqu'à environ
2540C.
15. Procédé suivant la revendication 9, carac-
térisé en ce que le support est préchauffé de telle sorte que sa surface sur laquelle doit être appliqué le revêtement, soit portée à une température se situant
dans l'intervalle compris entre environ 1490C et envi-
ron 1901C, la pellicule de départ de téréphtalate de polyéthylène a une épaisseur comprise entre environ 0,0127 mm et environ 0,0508 mm, tandis qu'elle est préchauffée à une température se situant entre la
température ambiante et une température se situant -
dans l'intervalle compris entre environ 1631C et envi-
ron 2041C, pendant une période ne dépassant pas envi-
ron 2 secondes, la pellicule préchauffée étant ensuite pressée rapidement en contact avec le support préchauffé par un vide de l'ordre d'environ 508 mm de mercure que l'on applique à travers le support pendant une période
ne dépassant pas environ 1 seconde.
16. Procédé suivant la revendication 9, carac-
térisé en ce que la pellicule de départ de téréphtalaté de polyéthylène a une épaisseur d'environ 0,0254 mm, tandis qu'elle est préchauffé rapidement, puis pressée
à nouveau rapidement en contact avec le support pré-
chauffé en une durée totale inférieure à environ
1 seconde.
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