WO2008117196A1 - Zone de dechirure orientee pour film en plastique - Google Patents

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WO2008117196A1
WO2008117196A1 PCT/IB2008/051005 IB2008051005W WO2008117196A1 WO 2008117196 A1 WO2008117196 A1 WO 2008117196A1 IB 2008051005 W IB2008051005 W IB 2008051005W WO 2008117196 A1 WO2008117196 A1 WO 2008117196A1
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welding
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    • Y10T428/15—Sheet, web, or layer weakened to permit separation through thickness

Definitions

  • the present invention relates to plastic films which comprise at least one pre-existing fragility zone intended to form an oriented tearing zone.
  • plastic films are particularly used in the field of packaging when a portion of a container is torn to take its contents.
  • welding is meant an operation by which two parts are assembled, with or without a filler material, causing the fusion of their edges, so as to obtain a homogeneous, smooth and great resistance.
  • welding is to be understood as the result of welding.
  • plastic films are used in many applications and in particular in packaging.
  • the plastic films can be single or multilayer and can be obtained by cast extrusion, extrusion blow molding, coating, hot lamination or laminating. They can be printed or neutral.
  • One of the problems with films of the state of the art is the difficulty of tearing them (often high required force), at least tearing them in a predefined direction.
  • Peelability makes it possible to circumvent the problem of tearing by opening a pouch by peelable welds that are arranged on the edges of the bag.
  • This solution has the disadvantage of requiring a special solder film, more expensive than conventional solutions.
  • the resulting product is less resistant than in the case of a real weld, which makes it more fragile (at the level of pressure resistance for example).
  • Laser pre-cutting allows partial cutting of a multilayer plastic film. Its main limitation is that it requires a specific expensive installation. This technology, which has existed for a very long time, is not very widespread.
  • Pre-cutting is generally done over the entire thickness of the plastic film; in this case the plastic film is pierced.
  • the sealing of the weld becomes difficult to obtain if the welding plastic film is cut completely. If a biaxially oriented layer is entirely cut, it is possible to lose substantially in mechanical strength.
  • the object of the present invention relates to a plastic film comprising a pre-existing zone of oriented tearing.
  • the plastic film according to the invention is characterized in that said zone consists of at least one end-to-end weld which makes two parts of the plastic film integral.
  • Part means any surface portion of the film, generally a surface portion disposed in the thickness of the film, in a direction perpendicular to the film surface.
  • the “part” is also the surface portion that is in contact with the weld.
  • the welding is advantageously carried out by putting the two parts of the film end to end.
  • butt weld is meant a region in which two non-overlapping films are joined at their ends, the latter possibly being superposable, but over a maximum distance of 1 mm.
  • the plastic film consists of several superposed layers. In this case, the weld can make all the layers solid or that some or even only one of them.
  • the weld is in a region defined by the contacting, e.g. ex. by winding, two ends of the plastic film.
  • a slot is made in the plastic film, slot whose depth is equal to or less than the thickness of the plastic film. Once completed, the slot is closed completely or partially by welding.
  • the welding can take place on all or part of the surface that can be used for this purpose.
  • the depth of the weld may be less than the depth of the slot, the latter is of thickness equivalent to that of the plastic film or not.
  • the invention furthermore relates to a method of manufacturing a pre-existing zone of tear oriented in a plastic film characterized in that said zone is obtained by fixing two parts of said plastic film by means of a weld.
  • the method according to the invention comprises moving a plastic film in one direction, cutting the plastic film in a direction identical to that of moving the plastic film and welding the edges of the slot thus produced.
  • the invention also relates to a device for implementing the aforementioned method. Detailed description of the invention
  • FIG. 1 schematically shows a method according to the invention
  • Figure 2 shows an example of a bilayer plastic film with a solder layer and a non-solder layer.
  • Figure 3 shows a bilayer plastic film similar to that of Figure 2 but differs in that the non-sealing layer is not cut.
  • Figure 4 shows a structure with an uncut aluminum layer.
  • Figure 5 shows a structure with a cut aluminum layer.
  • FIG. 1 illustrates the linear displacement (arrow) of a plastic film 3 which first undergoes a cut, illustrated schematically by a cutting tool 1, followed by a welding of the edges of the slot 11 previously created, the welding being schematically illustrated by a welding device 2.
  • the plastic film 3 can undergo another transformation step, e.g. ex. laminating or sleeping. It can also be fashioned on a bag making machine or FFS. The latter can also be done in line with the cutting / welding process.
  • the welding can be followed by a step (not shown) where the weld is covered with an adhesive tape.
  • This step can occur according to different approaches and / or at various times, in particular:
  • a device used in the context of the present invention may comprise a blade which cuts the plastic film as it is continuously moving.
  • This blade is preferably immediately followed by a welding tool, ideally rotating to avoid friction.
  • This welding can be done by heating, by contact, by hot air, by high frequency, by ultrasound, or by any other technique available on the market.
  • the methods according to the invention make it possible in particular to use conventional films on the market. They then use stages (cutting, welding, etc.) widely known and controlled in the industrial world.
  • FIG. 2 shows a bilayer plastic film 3 with a welding layer 6 and a non-welding layer 5.
  • a slot 11 is made through the two layers 5, 6, but only the welding layer 6 is welded.
  • the weld thus formed 7 therefore has a height less than that of the bilayer plastic film 3.
  • the weld zone 7 assembles one end of the film 9 and a second end 10.
  • the structure according to FIG. 2 can be produced by laser cutting.
  • Figure 3 illustrates the same bilayer structure as Figure 2 but differs from the latter in that the non-sealing layer 5 has not been previously cut.
  • the plastic film has a face without slot or weld, which can offer an aesthetic and mechanical advantage.
  • the variants of Figures 2 and 3 may each have their interest. The first is more fragile than the second, but may be too fragile for mechanically demanding applications. The second keeps intact the mechanical properties of the package.
  • FIG. 4 illustrates a structure with an uncut aluminum layer 8.
  • Figure 5 illustrates a structure with an aluminum layer 8 which has nevertheless been cut. In this second case, the ease of tearing with the barrier properties of the aluminum layer 8 was favored.
  • the choice of the welding material, the layer (s) to be cut and the adjustment of the welding parameters makes it possible to adjust the ease of tearing.
  • the oriented tear of the plastic film can have the desired shape (straight or curved). This cutting can be continuous or discontinuous (dotted) so as not to weaken the packaging.
  • This area can be reinforced with adhesive tape if needed.
  • the adhesive can be removed at the time of use of the tearing function of the plastic film. This adhesive can also be used to close the packaging.
  • the plastic film according to the invention can be known per se. He can be :
  • a laminated plastic film such as PET / PE, OPP / PE, OPA / PE, PET / aluminum / PE, PE / aluminum / PE, PP / aluminum / PP, PET / aluminum / PP ... or any other usual composition
  • Packaging using a plastic film according to the invention can be used in all areas that require a pre-existing tear zone.
  • the invention can in particular be used with the following packagings:

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Wrappers (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

La présente invention concerne un film plastique (3) comprenant une zone pré- existante de déchirure orientée (1 1,7) caractérisé par le fait que ladite zone (1 1,7) comprend une soudure bout à bout (7) qui assemble une extrémité du film plastique (9) avec une autre extrémité du film plastique (10), ladite zone de soudure étant disposée dans l'épaisseur d'une ou plusieurs des couches soudantes du film plastique (3). L'invention concerne également à un procédé et à un dispositif pour réaliser ledit film plastique.

Description

ZONE DE DECHIRURE ORIENTEE POUR FILM EN PLASTIQUE
Domaine de l'invention
La présente invention concerne les films plastiques qui comportent au moins une zone de fragilité pré-existante destinée à former une zone de déchirure orientée. De tels films plastiques sont notamment utilisés dans le domaine de l'emballage lorsque l'on déchire une partie d'un récipient pour prélever son contenu.
Etat de la technique
Dans le présent texte, par "soudage" on entend une opération par laquelle deux pièces sont assemblées, avec ou sans un matériau d'apport, en provoquant la fusion de leurs bords, de manière à obtenir un joint homogène, lisse et d'une grande résistance. Le terme "soudure" doit être compris comme constituant le résultat d'un soudage.
Aujourd'hui, les films plastiques sont utilisés dans de nombreuses applications et en particulier dans l'emballage. Les films plastiques peuvent être mono ou multicouches et peuvent être obtenus par extrusion cast, extrusion soufflage, par couchage, par lamination à chaud ou par contre-collage. Ils peuvent être imprimés ou neutres. Un des problèmes rencontré avec les films de l'état de la technique consiste en la difficulté de les déchirer (force requise souvent élevée), tout au moins de les déchirer selon une direction prédéfinie.
Pour palier à ces défauts, différents moyens ont été développés :
1- Au niveau du film plastique
- Pelabilité
La pelabilité permet de contourner le problème de la déchirure en ouvrant un sachet par pelabilité des soudures qui sont disposées sur les bords du sachet. Cette solution présente l'inconvénient de nécessiter un film soudant particulier, plus cher que les solutions classiques. D'autre part, le produit résultant est moins résistant que dans le cas d'une vraie soudure, ce qui le rend plus fragile (au niveau de la résistance pression par exemple).
- Films plastiques orientés
Ces films nécessitent une fabrication spécifique qui augmente sensiblement le prix du film. Leur efficacité au niveau de l'orientation de la déchirure reste relative pour la plupart d'entre eux. Un autre inconvénient réside dans le fait que les propriétés mécaniques du film se retrouvent fortement modifiées par cette orientation : On note en général une plus grande fragilité au choc (test de chute par exemple).
En résumé, ces changements ont un effet d'une part sur le prix du film et d'autre part sur son comportement général (souplesse, résistance des soudures, résistance au choc, ...). Ces deux aspects limitent fortement le développement de ces solutions.
2- Au niveau du procédé de fabrication du film plastique
- Fragilisation par pré-découpe laser ( voir p. ex. les demandes de brevet WO 9829312 et EP 0540184).
La pré-découpe laser permet de découper partiellement un film plastique multicouche. Sa principale limite est qu'elle nécessite une installation spécifique onéreuse. Cette technologie qui existe depuis très longtemps est peu répandue.
- Fragilisation par pré-découpe mécanique (voir p. ex. la demande de brevet EP 1094013)
La pré-découpe est généralement faite sur l'ensemble de l'épaisseur du film plastique ; dans ce cas le film plastique est percé. Dans le cas d'une découpe partielle dans l'épaisseur (une seule couche par exemple), l'étanchéité de la soudure devient difficile à obtenir si le film plastique soudant est découpé entièrement. Si on découpe entièrement une couche biorientée, on peut perdre sensiblement en résistance mécanique.
- Déchirure orientée par guidage (voir p. ex. la demande de brevet WO 03045816) Cette solution ne s'applique qu'aux films faciles à déchirer de façon à guider la déchirure.
Ces procédés engendrent cependant des surcoûts industriels liés notamment à des investissements, des étapes de procédé supplémentaires ou des pertes de productivité.
Il existe par conséquent un besoin de remédier aux problèmes de l'état de la technique exposés ci-dessus.
Description générale de l'invention
L'objet de la présente invention concerne un film plastique comprenant une zone préexistante de déchirure orientée. Le film plastique selon l'invention se caractérise par le fait que ladite zone est constituée d'au moins une soudure bout à bout qui rend solidaires deux parties du film plastique.
Par "partie", on entend toute portion de surface du film, en général une portion de surface disposée dans l'épaisseur du film, selon une direction perpendiculaire à la surface du film. La "partie" est également la portion de surface qui est en contact avec la soudure.
De cette définition, il en résulte que si la soudure s'étend sur une profondeur F inférieure ou égale à l'épaisseur du film, la partie s'étend également sur une profondeur F.
Dans la présente invention, la soudure est avantageusement réalisée en mettant bout à bout les deux parties du film.
Par « soudure bout à bout », on entend une région dans laquelle deux films non superposés sont joints au niveau de leurs extrémités, ces dernières pouvant éventuellement se superposer, mais sur une distance maximale de 1 mm. Selon un mode de réalisation de l'invention, le film plastique est constitué de plusieurs couches superposées. Dans ce cas, la soudure peut rendre solidaires toutes les couches ou que certaines, voire qu'une seule d'entre elles.
Dans une variante de l'invention, la soudure se situe dans une région définie par la mise en contact, p. ex. par enroulement, de deux extrémités du film plastique.
Dans une autre variante de l'invention, une fente est réalisée dans le film plastique, fente dont la profondeur est égale ou inférieure à l'épaisseur du film plastique. Une fois réalisée, la fente est refermée totalement ou partiellement par soudage.
Quel que soit le procédé utilisé, le soudage peut avoir lieu sur toute ou partie de la surface pouvant être utilisée à cet effet.
La profondeur de la soudure peut être inférieure à la profondeur de la fente, que cette dernière soit d'épaisseur équivalente à celle du film plastique ou non.
L'invention concerne par ailleurs un procédé de fabrication d'une zone pré-existante de déchirure orientée dans un film plastique caractérisé en ce que ladite zone est obtenue par la fixation de deux parties dudit film plastique au moyen d'une soudure.
Avantageusement, le procédé selon l'invention comprend le déplacement d'un film plastique selon une direction, la découpe du film plastique selon une direction identique à celle de déplacement du film plastique et le soudage des bords de la fente ainsi réalisée.
Enfin, l'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé précité. Description détaillée de l'invention
L'invention sera mieux comprise ci-après au moyen d'exemples illustrés par les figures suivantes :
La figure 1 montre schématiquement un procédé selon l'invention
La figure 2 montre un exemple d'un film plastique bicouche avec une couche soudante et une couche non-soudante.
La figure 3 présente un film plastique bicouche semblable à celui de la figure 2 mais qui diffère en ce que la couche non-soudante n'est pas découpée.
La figure 4 présente une structure avec une couche alu non découpée.
La figure 5 présente une structure avec une couche alu découpée.
Le schéma de la figure 1 illustre le déplacement linéaire (flèche) d'un film plastique 3 qui subit d'abord une découpe , illustrée schématiquement par un outil de découpe 1 , suivie d'un soudage des bords de la fente 11 précédemment créée, le soudage étant illustré schématiquement par un dispositif de soudage 2.
A l'issue de l'étape de soudage, le film plastique 3 peut subir une autre étape de transformation, p. ex. contre-collage ou couchage. Il peut également être façonné sur une machine de fabrication de sachet ou FFS. Cette dernière peut d'ailleurs se faire en ligne avec le procédé de découpe/soudure.
Avantageusement, le soudage peut être suivi d'une étape (non-illustrée) où l'on recouvre la soudure avec une bande adhésive.
Cette étape peut se produire selon différentes approches et/ou à divers instants, en particulier :
- sur bobineuse
- au moment de l'extrusion
- lors du complexage - à la découpe
- au moment de la fabrication de l'emballage que ce soit sur une machine qui fabrique des sachets préformés ou sur une machine FFS qui fabrique le sachet et le remplit en ligne.
Un dispositif utilisé dans le cadre de la présente invention peut comporter une lame qui découpe le film plastique au fur est a mesure de son déplacement en continu.
Cette lame est de préférence immédiatement suivie d'un outil de soudure, idéalement rotatif pour éviter le frottement.
On peut également adapter le procédé selon l'invention dans le cas d'une traction pas à pas du film plastique.
Cette soudure peut se faire par chauffage, par contact, par air chaud, par haute fréquence, par ultrason, ou par toute autre technique disponible sur le marché.
Les procédés selon l'invention permettent en particulier la possibilité d'utiliser des films habituels du marché. Ils utilisent ensuite des étapes (découpe, soudage, etc..) largement connues et maîtrisées dans le monde industriel.
Par ailleurs, l'invention peut être déclinée de différentes manières comme l'illustrent les exemples suivants :
La figure 2 présente un film plastique bicouche 3 avec une couche soudante 6 et une couche non soudante 5. Dans cet exemple, on réalise une fente 11 au travers des deux couches 5,6 mais seule la couche soudante 6 est soudée. La soudure ainsi formée 7 a donc une hauteur inférieure à celle du film plastique bicouche 3. La zone de soudure 7 assemble une extrémité du film 9 et une deuxième extrémité 10. La structure selon la figure 2 peut être réalisée par découpe laser.
La figure 3 illustre la même structure bicouche que la figure 2 mais qui diffère de cette dernière en ce que la couche non-soudante 5 n'a pas été préalablement découpée.
Dans ce cas, le film plastique présente une face dépourvue de fente ou de soudure, ce qui peut offrir un avantage d'ordre esthétique et mécanique. Les variantes des figures 2 et 3 peuvent chacune avoir leur intérêt. La première étant plus fragilisée que la seconde, mais peut être trop fragile pour des applications exigeantes mécaniquement. La seconde permet de conserver intactes les propriétés mécaniques de l'emballage.
De la même manière, on peut décliner toutes sortes de combinaisons avec les films habituels du marché. Si le film plastique comprend une couche d'aluminium, cette dernière ne devrait pas être découpée afin de préserver les propriétés barrière de l'aluminium. La figure 4 illustre une structure avec une couche en aluminium 8 non découpée.
La figure 5 illustre une structure avec une couche en aluminium 8 qui a néanmoins été découpée. Dans ce deuxième cas, on a privilégié la facilité de déchirure aux propriétés barrière de la couche d'aluminium 8.
Le choix de la matière soudante, de la ou des couches à découper et l'ajustement des paramètres de soudure (pression, temps, température) permet d'ajuster la facilité de déchirure.
La déchirure orientée du film plastique peut avoir la forme souhaitée (droite ou courbe). Cette découpe peut être continue ou discontinue (pointillés) de façon à ne pas trop fragiliser l'emballage.
Cette zone peut être renforcée par une bande adhésive si besoin. L'adhésif pouvant être retiré au moment de l'utilisation de la fonction de déchirure du film plastique. Cet adhésif peut également servir à refermer l'emballage.
Comme indiqué plus haut, le film plastique selon l'invention peut être connu en soi. Il peut être :
- un PE
- un PP
- un film plastique coextrudé type PA/PE par exemple
- un film plastique couché
- un film plastique laminé type PET/PE, OPP/PE, OPA/PE, PET/alu/PE, PE/alu/PE, PP/alu/PP, PET/alu/PP ... ou toute autre composition habituelle Les emballages utilisant un film plastique selon l'invention peuvent être utilisés dans tous les domaines qui nécessitent une zone de déchirure pré-existante.
L'invention peut en particulier être utilisée avec les emballages suivants :
- Les sachets qui tiennent debout (doypack™ par exemple) préformés ou fabriqués sur machine FFS.
- Les sachets plats à trois ou quatre soudures
- Les sachets avec ZIP de refermeture pour lesquels la précision de l'ouverture est importante pour la fonctionnalité d'ouverture fermeture
- Les "flowpacks", sachets à soufflets, ou tous autres emballages à base de film peuvent également être intéressés.

Claims

Revendications
1. Film plastique (3) comprenant une zone pré-existante de déchirure orientée (4) caractérisé par le fait que ladite zone (4,) est constituée d'au moins une soudure bout à bout (7) rendant solidaires deux parties dudit film plastique (3).
2. Film plastique (3) selon la revendication 1 constitué de plusieurs couches superposées (5,6,8).
3. Film plastique selon la revendication 1 ou 2 dans lequel la soudure (7) s'étend sur toute l'épaisseur du film plastique (3).
4. Film plastique selon la revendication 1 ou 2 dans lequel la soudure (7) s'étend sur une hauteur inférieure à l'épaisseur du film plastique (3).
5. Film plastique selon la revendication 3 ou 4 caractérisé par le fait que la soudure (7) se situe dans une région du film plastique (3) définie par une fente pré-existante (1 1 ) dont l'épaisseur est inférieure à l'épaisseur du film plastique (3).
6. Procédé de fabrication d'une zone pré-existante de déchirure orientée (4) dans un film plastique (3) caractérisé en ce que ladite zone est obtenue par la fixation de deux parties dudit film plastique (3) au moyen d'une soudure (7).
7. Procédé selon la revendication 6 caractérisé par une première étape où l'on réalise une fente (1 1 ) dans le film plastique (3) suivie d'une deuxième étape lors de laquelle on referme la fente (1 1 ) par soudage.
8. Procédé selon la revendication 7 caractérisé par le fait que l'on réalise une fente (11 ) dont l'épaisseur est inférieure à l'épaisseur du film plastique (3).
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 8 dans lequel on dispose la soudure (7) sur seulement une partie de l'épaisseur du film plastique (3).
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 9 comprenant le déplacement d'un film plastique (3) selon une direction, la découpe du film plastique (3) selon la même direction suivi du soudage des bords de la fente (1 1 ) ainsi réalisée.
1 1. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé défini dans l'une quelconque des revendications 6 à 10 comprenant les éléments suivants :
- des moyens pour déplacer un film plastique (3) selon une direction;
- des moyens de découpe (1 ) pour réaliser une fente (1 1 ) dans le film plastique (3),
- des moyens de soudage (2) des bords de ladite fente (11 ),
- optionnellement, des moyens pour déposer un adhésif sur une soudure (7) réalisée dans ladite fente (11 ); les moyens de découpe (1 ), les moyens de soudage (2) et optionnellement les moyens pour déposer un adhésif étant disposés successivement l'un à la suite de l'autre, selon ladite direction.
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