FR2983838A1

FR2983838A1 - Procede de realisation d'emballages thermoformes a film d'operculage multicouche, et machine de thermoformage pour la mise en oeuvre dudit procede

Info

Publication number: FR2983838A1
Application number: FR1161323A
Authority: FR
Inventors: Yoann Drapeau; Sebastien Merland
Original assignee: MECAPACK
Current assignee: MECAPACK
Priority date: 2011-12-08
Filing date: 2011-12-08
Publication date: 2013-06-14
Anticipated expiration: 2031-12-08
Also published as: FR2983838B1

Abstract

Procédé de réalisation de barquettes de produits, notamment alimentaires ou pharmaceutiques, au moyen d'une machine de thermoformage, comprenant : - le thermoformage d'alvéoles (7) dans un matériau polymère, pour obtenir une bande continue d'alvéoles thermoformées, solidaires les unes des autres par leurs bords périphériques, - le remplissage en produit des alvéoles thermoformées, - l'operculage des alvéoles remplies par scellage d'un film souple d'operculage sur les bords périphériques des alvéoles thermoformées, pour constituer des emballages (2) fermés, - la découpe transversale et une éventuelle découpe longitudinale du matériau polymère de liaison des bords, des emballages fermés, pour obtenir des emballages individuels, caractérisé en ce que le film souple d'operculage étant un film multicouche formé d'au moins deux pellicules disjointes, le procédé de thermoformage comprend au moins une étape de découpe transversale partielle du matériau de liaison des bords des alvéoles thermoformées, de préférence avant l'étape d'operculage.

Description

La présente invention concerne le domaine du thermoformage, et plus particulièrement un procédé de réalisation d'emballages thermoformés, tels que des barquettes pour produits alimentaires, ainsi que la machine d'emballage de type machine de thermoformage mettant en oeuvre ledit procédé.

Les emballages thermoformés tels que les barquettes destinées à contenir des produits alimentaires ou pharmaceutiques par exemple, sont réalisés sur des machines de thermoformage à partir d'une bande d'un film rigide en matériau polymère défilant entre des postes de thermoformage, qui après formation des alvéoles de type barquette par thermoformage, est ensuite découpé longitudinalement et transversalement pour donner, en fin de chaîne, les emballages individuels. Lorsque la chaîne inclut également l'étape de remplissage des emballages, par exemple l'étape d'introduction de produits alimentaires, pharmaceutiques ou autres, dans les alvéoles formant barquettes, le film servant à operculer les alvéoles est scellé sur les bords périphériques de ces dernières, avant la découpe permettant de séparer les emballages les uns des autres. Les moyens de découpe longitudinale peuvent fonctionner en continu en séparant les lignes d'emballages parallèlement au sens de défilement du film sur la machine de thermoformage. Ces moyens de découpe sont généralement des lames coupantes en forme de disques rotatifs. Au contraire, les moyens de découpe transversale fonctionnent de manière séquentielle, en séparant chaque emballage successif ou rangée successive d'emballages de la bande thermoformée. Pour les barquettes destinées à certains produits alimentaires, ont été mis au point des films d'operculage spécifiques, qui sont formés d'une double pellicule, incluant éventuellement un gaz, en vue de la conservation dudit produit alimentaire. Ces films d'operculage sont scellés de manière classique sur les bords périphériques des alvéoles thermoformées. Cependant ces films sont à fort rétreint, c'est-à-dire qu'après l'action de la chaleur du poste de scellage, où ils sont assouplis et étirés lors de leur soudage sur les bords des alvéoles à operculer, ils subissent un refroidissement à la sortie du poste d'operculage et se rétractent en formant un opercule très tendu, de type peau de tambour. Après la séparation des emballages par découpe transversale puis longitudinale, ce film d'operculage vient tirer sur les bords de l'emballage. Si cet emballage est réalisé 2 983 83 8 2 dans un matériau polymère très rigide et épais, comme le sont les barquettes en polystyrène par exemple, l'opercule reste tendu pour former la paroi supérieure de l'emballage. Cependant la tendance actuelle de réduction de la quantité de matière mise en oeuvre, 5 pour des raisons de coût de matériau et de poids des déchets, conduit les fabricants à réaliser les emballages en matériau polymère moins cher et/ou de plus faible épaisseur, tel que par exemple en polyester amorphe (APET). Dans ce cas, l'emballage est moins rigide et lors de la séparation par découpe des bords des emballages operculés, le film d'operculage froid vient tirer et rapprocher les bords supérieurs en 10 vis-à-vis de la barquette, qui se déforment légèrement en provoquant un plissage du film d'operculage qui n'est alors plus tendu correctement dans toutes les directions. Ces plis du film d'operculage, en donnant l'impression d'un emballage défectueux, confèrent alors à la barquette un aspect peu vendeur. Ces inconvénients sont encore accentués lorsque l'on met en oeuvre, notamment pour 15 emballer des aliments tels que des produits carnés, par exemple de la viande rouge, du poisson ou de la volaille, un film d'operculage composé de deux pellicules superposées non jointives, tel que le film mis au point par la société Cryovac sous le nom Mirabella® et incluant éventuellement un gaz. Avec un tel film d'operculage, on observe également un plissage au moins de la pellicule supérieure de l'opercule. 20 Pour tenter de pallier ces inconvénients ont été envisagées des barquettes munies de renforts ; ces renforts sont des rainures, par exemple de section sensiblement carrée, ménagées dans les parois de fond et les parois latérales de l'alvéole lors du thermoformage de cette dernière, de préférence transversalement aux bords de plus grande dimension. Cependant ces renforts ne sont pas suffisants lorsque l'épaisseur 25 des parois est fine (de l'ordre de 300 à 400 micromètres) et la taille de la barquette importante (par exemple supérieure à 200 mm) : des plis, très souvent en arc de cercle, de la pellicule supérieure du film operculé sont toujours présents entre les deux bords longitudinaux de la barquette. Un premier but de l'invention est de pallier les inconvénients de l'art antérieur en 30 proposant un procédé de réalisation d'emballages, incluant les étapes de thermoformage et d'operculage classiques, sans nécessiter de modification de la nature des matériaux polymères de thermoformage et/ou d'operculage, et plus particulèrement s'adaptant aux films d'operculage multicouches disjointes tel que les films d'operculage à double pellicule Mirabella® de la société Cryovac. A cet effet la présente invention concerne un procédé de réalisation d'emballages, tels que des barquettes de produits, notamment de produits alimentaires ou 5 pharmaceutiques, au moyen d'une machine de type machine de thermoformage, comprenant les étapes successives suivantes : - une alimentation de la machine de thermoformage en film rigide en matériau polymère à thermoformer, - une étape de thermoformage d'alvéoles dans ledit matériau polymère, de manière à 10 obtenir une bande continue d'alvéoles thermoformées, de préférence sous la forme de plusieurs lignes et/ou rangées d'alvéoles thermoformées, solidaires les unes des autres par l'intermédiaire de leurs bords périphériques en matériau polymère rigide, - au moins une étape de remplissage en produit des alvéoles thermoformées, notamment en produit alimentaire ou pharmaceutique, 15 - une étape d'operculage des alvéoles remplies par scellage d'un film souple d'operculage sur les bords périphériques en matériau polymère rigide des alvéoles thermoformées, pour constituer des emballages fermés, - au moins une étape de découpe transversale du matériau polymère de liaison des bords, disposés transversalement au sens de déplacement des emballages dans la 20 machine de thermoformage, des emballages fermés, permettant de séparer les emballages individuels ou les rangées d'emballages et d'obtenir des emballages individuels ou des rangées individuelles d'emballages, et - lorsque la bande d'alvéoles thermofomées comporte plusieurs lignes d'alvéoles, au moins une étape de découpe longitudinale du matériau polymère de liaison des bords 25 disposés longitudinalement au sens de déplacement des emballages dans la machine de thermoformage, des emballages fermés, permettant de séparer les lignes d'emballages, et obtenir des emballages individuels, (prêts à être étiquetés et expédiés) caractérisé en ce que le film souple d'operculage étant un film multicouche formé d'au 30 moins deux pellicules de matériau polymère souple disjointes (de type film Mirabella®), le procédé de thermoformage comprend au moins une étape de découpe transversale partielle du matériau de liaison des bords des alvéoles thermoformées. Par "découpe transversale partielle" on entend, dans l'ensemble du texte, la réalisation d'au moins une fente transversale (par rapport au sens de défilement de la bande dans la machine de thermoformage) ménagée dans le matériau polymère rigide de liaison des bords périphériques des emballages entre eux, sans les séparer totalement transversalement. Cependant cette découpe transversale partielle sectionne la totalité de l'épaisseur dudit matériau polymère, à l'opposé ici d'une "pré-découpe" qui ne réaliserait qu'une "rainure" ou un écrasement dans l'épaisseur du matériau polymère. Il s'agit certes d'une modification mineure du procédé de réalisation des emballages, mais très efficace pour conférer aux emballages thermoformés et operculés un aspect "impeccable", lisse, sans aucun pli de l'opercule. En effet, cette découpe transversale partielle, de préférence des bords de plus grande dimension de l'alvéole, permet à ces bords (et plus précisément aux lèvres de la fente réalisée) de suivre le retrait du film d'operculage lors de son refroidissement.

De manière avantageuse, l'étape de découpe transversale partielle du matériau de liaison des bords des alvéoles thermoformées est effectuée avant l'étape d'operculage. De préférence, l'étape de découpe transversale partielle du matériau de liaison des bords des alvéoles thermoformées est effectuée avant l'étape de remplissage de ces dernières, ce qui permet à l'outil de découpe de ne pas être éventuellement souillé par le produit de remplissage, et surtout à ce que l'étape de remplissage des alvéoles soit immédiatement suivie de l'étape d'operculage, laissant ledit produit à l'air libre un minimum de temps. L'étape de découpe transversale partielle, selon l'invention, comprend avantageusement la réalisation d'une fente transversale continue dans le matériau polymère rigide de liaison des bords périphériques des emballages entre eux, la longueur de la fente correspondant à au moins la moitié, de préférence à au moins 80 °/(:), de préférence encore à 90 % de la longueur du bord correspondant de l'emballage à découper. De préférence, la fente est réalisée dans la partie médiane du bord à découper, 30 laissant subsister une zone de liaison sensiblement équivalente à chaque extrémité des bords transversaux et correspondant aux coins des dits emballages.

Sur la machine de thermoformage, afin de maintenir la bande d'alvéoles thermoformée le long de ses bords longitudinaux au moyen d'éléments de guidage et de maintien, tels que des éléments de type chaînes latérales le plus longtemps possible durant le procédé de réalisation des emballages, ladite bande thermoformée n'est sectionnée longitudinalement qu'en fin de processus, l'étape de découpe longitudinale en étant de préférence la dernière étape. La présente invention concerne également une machine d'emballage de produits pour la mise en oeuvre du procédé de réalisation d'emballage tel que décrit ci-dessus. Plus spécifiquement, la machine d'emballage de produits, selon l'invention, notamment 10 de produits alimentaires ou pharmaceutiques, de type machine de thermoformage, comprenant, de l'amont vers l'aval de ladite machine : - des moyens d'alimentation de film en matériau polymère à thermoformer, - au moins un poste de thermoformage d'alvéoles dans ledit matériau polymère, de manière à obtenir plusieurs lignes et/ou rangées d'alvéoles thermoformées, reliées 15 entre elles par leurs bords périphériques, - des moyens de remplissage en produit des alvéoles thermoformées, notamment en produit alimentaire ou pharmaceutique, - des moyens d'alimentation en film souple d'operculage, - un poste d'operculage des alvéoles remplies pour former des emballages, 20 - des moyens de défilement longitudinal pas à pas des emballages, - un dispositif de découpe transversale du matériau polymère de liaison des bords, disposés transversalement au sens de déplacement des emballages dans ladite machine, des emballages fermés, permettant de séparer les rangées d'emballages et d'obtenir des rangées individuelles d'emballages, et 25 - au moins un dispositif de découpe longitudinal du matériau polymère de liaison des bords disposés longitudinalement au sens de déplacement des emballages dans ladite machine, des emballages fermés, permettant de séparer les lignes d'emballages, et obtenir des emballages individuels, est caractérisée en ce que le film souple d'operculage étant un film multicouche formé 30 d'au moins deux pellicules de matériau polymère souple disjointes (de type film MirabellaC)), à fort rétreint, c'est-à-dire une réduction de dimension de l'ordre de 35/45 % pour un film barrière à l'air et jusqu'à 70 % pour les films poreux), la machine comprend un dispositif de découpe transversale partielle du matériau polymère de liaison des bords des alvéoles thermoformées.

Comme indiqué précédemment, il est avantageux que le dispositif de prédécoupe soit disposé en amont du poste d'operculage des alvéoles, et de préférence en amont du poste de remplissage des alvéoles. Dans ladite machine, le dispositif de découpe transversale partielle comporte, avantageusement, un outil de découpe apte à réaliser une fente transversale continue dans le matériau polymère rigide de liaison des bords périphériques des emballages entre eux, la longueur de l'outil de découpe correspondant à au moins 80 °/(:), de préférence 90 % de la longueur du bord correspondant de l'emballage. Le dispositif de découpe transversale et/ou le dispositif de découpe transversale partielle est, de préférence, un dispositif à double actionneurs, dont l'un au moins des 15 actionneurs est un actionneur pneumatique. Plus particulièrement, ces dispositifs de découpe peuvent être conformes à ceux décrits dans la demande de brevet FR 2 942 986. Ces dispositifs de découpe permettent un tranchant parfait quelle que soit l'usure de l'outil de découpe, ce qui assure une longueur définie et constante de la fente de la découpe partielle.

20 D'autres particularités de l'invention apparaîtront à la lecture de la description ci-dessous d'un mode de réalisation pris comme exemple illustratif en référence aux dessins annexés dans lesquels : La figure 1 est une représentation schématique d'une machine thermoformeuse selon 25 l'art antérieur ; La figure 2 est une représentation schématique d'une machine thermoformeuse selon la présente invention ; La figure 3 présente le fond (en matériau polymère transparent) d'une barquette thermoformée montrant les rainures présentes pour rigidifier cette dernière ; La figure 4 est une vue en perspective de dessus d'une barquette thermoformée selon un procédé de l'art antérieur ; La figure 5 est une vue de dessus partielle d'une bande de deux lignes de barquettes thermoformées selon la présente invention, montrant les fentes de découpe 5 transversales partielles ; La figure 6 est une vue en perspective de dessus d'une barquette thermoformée selon le procédé de la présente invention. Le procédé de réalisation d'emballage, selon la présente invention, peut être effectué dans une machine d'emballage de type machine de thermoformage 1, appelée aussi 10 thermoformeuse, connue en soi et schématisée à la figure 1, dont la structure et le fonctionnement sont rappelés ci-après. La machine de thermoformage 1 est alimentée pas à pas à partir d'un rouleau 4 de film en matériau polymère (par exemple en PVC, PET, PP, PS, APET...) qui constitue le film en matériau polymère rigide à thermoformer.

15 Ce film traverse tout d'abord un dispositif de préchauffage 5 avant d'atteindre le poste de thermoformage 6 proprement dit, dans lequel une alvéole 7 ou une rangée d'alvéoles 7 est thermoformée à chaque pas. Une bande continue d'alvéoles ou de rangées d'alvéoles thermoformées est ainsi formée. L'ensemble défile dans le sens de la flèche F1 jusqu'à un poste de remplissage (schématisé par la flèche 8) des alvéoles 20 7. Après remplissage, les alvéoles remplies sont ensuite operculées dans un dispositif de scellage 9 par recouvrement d'un film d'operculage 10, permettant d'obtenir un ensemble de rangées et de lignes d'emballages 2 fermés, ici sous la forme de barquettes. La séparation en emballages individuels est alors réalisée dans la zone aval de la machine de thermoformage au moyen d'au moins un dispositif de découpe 3 25 transversale et, si l'ensemble d'emballages 2 comprend plusieurs lignes d'emballages 2 d'au moins un dispositif de découpe longitudinale comprenant des lames circulaires 11 rotatives disposées longitudinalement par rapport au sens de déplacement F1. Le dispositif de découpe 3 transversale des emballages 2 est formé d'un outil de découpe 12 monté sur un porte-outils 13 au-dessous desquels est placée une enclume 30 14 fixée sur un support d'enclume 15. L'enclume 14 et son support 15 sont solidaires d'un premier actionneur comprenant un ensemble vérin pneumatique et bielle. Un second actionneur pneumatique, non représenté ici, peut être utilisé comme décrit dans la demande de brevet FR 2 942 986. L'outil 12 de découpe proprement dit, est constitué d'un alignement de couteaux 5 rectilignes de longueur correspondant à la longueur totale du bord transversal de la barquette à découper. Cependant, lorsque l'on utilise le procédé de thermoformage classique au moyen d'une thermoformeuse, telle que présentée à la figure 1, en présence d'un film d'operculage 10 composé de plusieurs couches disjointes qui, de plus, peuvent être de natures 10 différentes ou de structures différentes, on obtient après les découpes transversales et longitudinales une barquette telle que présentée à la figure 4. Le film constituant l'opercule 19 de la barquette de la figure 4 présente un aspect plissé, avec des plis 18 en arc de cercle en raison d'un retrait différencié entre les différentes couches (pellicules) de l'opercule 19. Ceci est observé même lorsque des 15 rainures 17 et nervures de rigidification ont été ménagées dans les parois latérales et de fond de la barquette telle que présentées sur la figure 3. Cet aspect donne l'impression d'un emballage défectueux détournant le consommateur de son achat. Le procédé, selon la présente invention, est mis en oeuvre dans une machine de thermoformage 1' telle que présentée à la figure 2. Cette machine de thermoformage 20 est identique dans sa structure générale à celle de l'art antérieur (figure 1) et comporte, de préférence disposé entre le poste de thermoformage 20 et le poste de remplissage 8 des alvéoles 7, un poste de découpe transversale partielle 20. Ce poste de découpe transversale partielle comporte un outil de découpe 22 monté sur un porte-outils 23 au-dessous desquelles est placée une enclume 24 fixée sur un support 25 25 d'enclume. Le dispositif de découpe transversale partielle peut être actionné, comme le dispositif de découpe 3, au moyen d'un ou de deux actionneurs pneumatiques tel que les actionneurs décrits dans la demande de brevet FR 2 942 986. L'outil de découpe transversale partielle comporte un alignement de couteaux 30 rectilignes de longueur correspondant à la fente 30 à réaliser dans le matériau polymère rigide de liaison des bords périphériques des emballages 2' entre eux. Ainsi, des lèvres de cette fente, plus souples, permettent de suivre le retrait du film d'operculage 29 lors du refroidissement de ce dernier. L'opercule 29 de la barquette finale, telle que présentée à la figure 6, présente alors un aspect lisse sans aucun pli, ni de la pellicule supérieure, ni de la pellicule inférieure. L'aspect général de la barquette s'en trouve nettement amélioré par rapport aux barquettes de l'art antérieur (figure 4), et ne confère plus à cette dernière l'impression d'un emballage défectueux. Le procédé selon la présente invention permet donc l'utilisation de film d'operculage 10 multicouche et/ou à fort rétreint.

Claims

REVENDICATIONS1. Procédé de réalisation d'emballages, tels que des barquettes de produits, notamment de produits alimentaires ou pharmaceutiques, au moyen d'une machine de type machine de thermoformage, comprenant les étapes successives suivantes : - une alimentation de la machine de thermoformage en film rigide (4) en matériau polymère à thermoformer, - une étape de thermoformage d'alvéoles (7) dans ledit matériau polymère, de manière à obtenir une bande continue d'alvéoles thermoformées, de préférence sous la forme de plusieurs lignes et/ou rangées d'alvéoles (7) thermoformées, solidaires les unes des autres par l'intermédiaire de leurs bords périphériques en matériau polymère rigide, - au moins une étape de remplissage (8) en produit des alvéoles thermoformées, notamment en produit alimentaire ou pharmaceutique, - une étape d'operculage des alvéoles remplies par scellage d'un film souple (10) 15 d'operculage sur les bords périphériques en matériau polymère rigide, des alvéoles thermoformées, pour constituer des emballages (2) fermés, - au moins une étape de découpe transversale du matériau polymère de liaison des bords, disposés transversalement au sens de déplacement des emballages dans la machine de thermoformage, des emballages fermés, permettant de séparer les 20 emballages individuels ou les rangées d'emballages et d'obtenir des emballages individuels ou des rangées individuelles d'emballages, et - lorsque la bande d'alvéoles thermofomées comporte plusieurs lignes d'alvéoles, au moins une étape de découpe longitudinale du matériau polymère de liaison des bords disposés longitudinalement au sens de déplacement des emballages dans la machine 25 de thermoformage, des emballages fermés, permettant de séparer les lignes d'emballages, et obtenir des emballages individuels, (prêts à être étiquetés et expédiés) caractérisé en ce que le film souple d'operculage étant un film multicouche formé d'au moins deux pellicules de matériau polymère souple disjointes, le procédé de 30 thermoformage comprend au moins une étape de découpe transversale partielle du matériau de liaison des bords des alvéoles thermoformées.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape de découpe transversale partielle du matériau de liaison des bords des alvéoles thermoformées est effectuée avant l'étape d'operculage.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'étape de découpe 5 transversale partielle du matériau de liaison des bords des alvéoles thermoformées est effectuée avant l'étape de remplissage de ces dernières.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape de découpe transversale partielle comprend la réalisation d'une fente transversale continue dans le matériau polymère rigide de liaison des bords 10 périphériques des emballages entre eux, la longueur de la fente correspondant à au moins 80 °/(:), de préférence 90 % de la longueur du bord correspondant de l'emballage à découper.
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la fente est réalisée dans la partie médiane du bord à découper, laissant subsister une zone de liaison 15 sensiblement équivalente à chaque extrémité des bords transversaux et correspondant aux coins des dits emballages.
6. Machine d'emballage de produits, notamment de produits alimentaires ou pharmaceutiques, de type machine de thermoformage, comprenant, de l'amont vers l'aval de ladite machine : 20 - des moyens d'alimentation de film en matériau polymère à thermoformer, - au moins un poste de thermoformage d'alvéoles dans ledit matériau polymère, de manière à obtenir plusieurs lignes et/ou rangées d'alvéoles (7) thermoformées, reliées entre elles par leurs bords périphériques, - des moyens de remplissage en produit des alvéoles thermoformées, notamment en 25 produit alimentaire ou pharmaceutique, - des moyens d'alimentation en film souple d'operculage (10), - un poste d'operculage des alvéoles remplies pour former des emballages (2), - des moyens de défilement longitudinal pas à pas des emballages, - un dispositif de découpe transversale du matériau polymère de liaison des bords, 30 disposés transversalement au sens de déplacement des emballages dans laditemachine, des emballages fermés, permettant de séparer les rangées d'emballages et d'obtenir des rangées individuelles d'emballages, et - au moins un dispositif de découpe longitudinal du matériau polymère de liaison des bords disposés longitudinalement au sens de déplacement des emballages dans ladite 5 machine, des emballages fermés, permettant de séparer les lignes d'emballages, et obtenir des emballages individuels, caractérisée en ce que, pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, le film souple d'operculage étant un film multicouche formé d'au moins deux pellicules de matériau polymère souple disjointes, la machine 10 comprend un dispositif de découpe transversale partielle du matériau polymère de liaison des bords des alvéoles thermoformées.
7. Machine selon la revendication 6, caractérisée en ce que le dispositif de découpe transversale partielle est disposé en amont du poste d'operculage des alvéoles.
8. Machine selon la revendication 6 ou 7, caractérisée en ce que le dispositif de 15 découpe transversale partielle est disposé en amont du poste de remplissage des alvéoles.
9. Machine selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisée en ce que le dispositif de découpe transversale partielle comporte un outil de découpe apte à réaliser une fente transversale continue dans le matériau polymère rigide de liaison 20 des bords périphériques des emballages entre eux, la longueur de l'outil de découpe correspondant à au moins 80 °/(:), de préférence 90 % de la longueur du bord correspondant de l'emballage.
10. Machine selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisée en ce que le dispositif de découpe et/ou le dispositif de découpe transversale partielle est un 25 dispositif à double actionneur, dont l'un au moins des actionneurs est un actionneur pneumatique.