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P iT'iGlIOIT'L2-iLiT'I'S RELATIFS A UN EMBALLAGE ET A SON PROCEDE DE FABRIG&T1CIJ.
La présente invention se rapporte à un emballage étanche ain- si qu'à son procédé de fabrication. L'invention se rapporte plus spéciale- ment à un emballage obtenu en partant de boites en cartons réalisées par pliage, ou tubulaires, dont les extrémités ouvertes sont scellées par une membrane de fermeture (ou matière en feuille) souple.
La présente invention a pour objet un emballage comprenant : un récipient dont l'une des extrémités au moins est ouverte; un élément de fermeture souple s'étendant entièrement en travers de l'extrémité du récipient et collé à ce dernier, l'élément étant embouti au voisinage de l'extrémité ouverte du récipient et adhérant à la partie de paroi inté- rieure de ce dernier voisine de l'extrémité ouverte pour constituer une fermeture étanche.
La présente invention vise, en outre, un emballage compre- nant : un corps ou récipient et un élément de fermeture à l'une de ses extrémités, l'élément de fermeture étant constitué par une seule feuille plane, souple, s'étendant en travers de cette même extrémité de la partie du récipient et ayant un bord continu, tourné vers le haut, fixé aux pa- rois Intérieures de la partie du récipient par une pellicule continue de matière adhésive et au moins un rabat articulé le long de l'un des bords de la partie du corps ou récipient et prévu pour recouvrir la feuille plane.
La présente invention a également trait à un procédé de fa- brication d'un emballage étanche, procédé qui comprend les opérations suivantes : constituer un récipient tubulaire, polygonal, pourvu, à l'une de ses extrémités ouvertes, de rabats terminaux articulés; suppor- ter les rabats dans la position rabattue vers l'extérieur; appliquer une membrane souple, de dimensions et de contour lui permettant de s'é- tendre entièrement en travers de l'extrémité du récipient et de recouvrir certaines parties des rabats rabattus vers l'extérieur et situées au voi-
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sinage de ladite ouverture ; emboutir la membrane de manière à disposer cel- le-ci à l'intérieur du récipient jusqu'à une distance relativement faible de l'extrémité ouverte de ce dernier;
enfin, chauffer les régions de la membrane en contact avec les parois de la boîte en carton et avec les rabats en appliquant une pression auxdites régions pour sceller complè- tement l'extrémité du récipient.
On a fait, jusqu'à ce jour, de nombreuses tentatives pour fa- briquer des récipients et des emballages étanches en carton ou en matière analogue pour l'emballage de fluides, tels que du lait, ou de poudres, telles que du lait sec, du sucre en poudre, etc... Des inconvénients se sont présentés lors de la fabrication de tels emballages réalisés en u- tilisant des boîtes en carton de construction classique parce qu'il était impossible de réaliser des fermetures qui restent, en tous points, étan- ches et imperméables aux liquides.
On a proposé de nombreux modes de construction de la-boîte en carton elle-même dans le but d'obvier à ces inconvénients mais le coût de telles boites en carton était prohibitif ou le mode de construction des boîtes en carton était si compliqué qu'il n'était pas possible de le mettre en pratique pour un production à l'échel- le industrielle. On a fait d'autres tentatives pour obtenir des emballages étanches en faisant usage d'un sac, ou enveloppe, souple, interne en matiè- res telles que des pellicules de caoutchouc chloré (connues sous le nom de Pliofilm), etc... que l'on collait à chaud aux emplacements de fermeture.
On a constaté que le coût de tels récipients intérieurs était très élevé et, en outre,'de nombreux inconvénients.se sont révélés lors de l'assem- blage à l'éehelle industrielle de ce type d'emballage.
La présente invention a pour objet une' solution très heureuse et économique comparativement aux inconvénients mentionnés précédemment, solution qui fait qu'il est possible deréaliser, au moyen d'un matériel mécanique, des emballages étanches très satisfaisants, d'un prix de re- vient extrêmement bas par rapport à celui des autres modes de réalisation de récipients formant un tout.
D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront d'a- près la description qui va suivre et qui' est faite en se référant aux des- sins annexés sur lesquels : la fig. 1 est une vue en plan d'une ébauche convenablement découpée et incisée pour réaliser un récipient ou boite en carton tubulai- re; la fig. 2 est-une vue en perspective du récipient réalisé en partant de l'ébauche de la fig. 1; la fig. 3 est une vue en coupe, à grande échelle, faite par 3-3 de la fig. 1; la fig. 4 est une vue en coupe, à grande échelle, faite par 4-4 de la fig. 2 ; la fig. 5 est une vue en perspective d'une membrane de fer- meture souple pour sceller les extrémités du récipient; la fig. 5a est une vue similaire de la membrane de fermeture telle que vue du côté envers ;
la fig. 6 est une vue en perspective partielle du récipient. tubulaire auquel est appliquée et collée, à l'une de ses extrémités, la membrane de fermeture souple; la fig. 7 est une vue en coupe faite par 7-7 de la fig. 6 ; la fig. 8 est une vue en coupe faite par 8-8 de la fig. 7 ; la fig. 9 est une vue en plan du récipient, la membrane de fer- meture 'souple étant en position collée; la fig. 10 est une vuesimilaire représentant la première opé- ration consistant à replier le rabat de fermeture intérieur sur la membrane de fermeture;
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la fige 11 est une vue en coupe faite par 11-11 de la fige 10; la fige 12 est une vue partielle en perspective du récipient représentant les opérations ultérieures de pliage des rabats de fermeture;
la fig. 13 est une vue en perspective du récipient rempli d'un liquide avant d'en sceller l'extrémité ouverte; la fige 14 est une vue en perspective de l'emballage rempli et achevé; la fig. 15 est une vue en coupe faite par 15-15 de la fig. 14; la fig. 16 est une vue en plan d'une ébauche convenablement découpée et incisée d'une variante de mode de construction de boite en carton; la fig. 17 est une vue en perspective de la boite en carton réalisée en partant de l'ébauche représentée sur la fig. 16, boite dont l'extrémité est scellée par une membrane de fermeture souple; la fig. 18 est une vue en perspective partielle de la boite en carton achevée, les rabats terminaux étant en position de fermeture;
la fig. 19 est une vue en plan d'une variante d'ébauche pour- vue de surfaces adhésives en des endroits prédéterminés; la fig. 20 est une vue en perspective partielle d'une boite en carton obtenue à partir de l'ébauche représentée sur la fig. 19 avant d'en sceller l'extrémité avec une membrane de fermeture.
En se référant au dessin, on voit que la présente invention est applicable à tout type classique de boite en carton tel qu'un type de boîte en carton tubulaire, polygonal, ou obtenu par pliage,présentant des extrémités ouvertes et des rabats de fermeture, comme on l'a repré- senté sur la fig. 2, boite que l'on réalise en partant de l'ébauche re- présentée sur la fig. 1.
Cette ébauche est en tout carton approprié ayant, une épaisseur de, par exemple, 0,457 mm, convenablement découpé et incisé le long des lignes de pliage 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 et 8, ébauche servant à constituer une paroi avant 11, une paroi arrière 13, une paroi latérale 12 et des parois latérales 10 et 14 prévues pour se recouvrir, la paroi la- térale 10 étant recouverte par la paroi latérale 14 à laquelle adhère au moyen d'une matière adhésive 19. La paroi avant 11 est pourvue, à chacune. de ses extrémités, de rabats de fermeture articulés 15. La paroi arrière 13 est munie, à chacune de ses extrémités, de rabats de fermeture articu- lés 17.
La paroi latérale 12 est pourvue, à chacune de ses extrémités, de. rabats de fermeture articulés 16 et la paroi latérale 14 est munie, à cha- cune de ses extrémités, de rabats de fermeture articulés 18.
On peut traiter la partie marginale libre de la paroi laté- rale 14 par une composition 20 imperméable à la graisse et à l'humidité, que l'on peut appliquer de toute manière appropriée à l'ébauche au moyen de pinceaux ou de cylindres, ou en trempant le bord de l'ébauche dans la composition. Le but de la composition 20 est de servir à empêcher le car- ton de se comporter comme une mèche vis-à-vis de toutes les substances huileuses ou graisseuses qui s'y trouvent emballées, ainsi que vis-à-vis de toute humidité.
On confectionne le récipient tubulaire de toute manière appro- priée, à la main ou à la machine, on scelle ensuite complètement l'une de- ses extrémités par une membrane souple 30, comme on l'a représenté sur les fig 5 et 5a. Cette membrane est de forme sensiblement rectangulaire et de dimensions appropriées afin de fermer complètement l'extrémité ouverte du récipient et de recouvrir partiellement les rabats de fermeture, comme on l'a représenté sur la fig. 6. On entaille, de préférence, la membrane dans ses coins 31, afin qu'aucune partie libre de la membrane ne s'étende- entre les rabats, et ceci facilite également l'alimentation mécanique lors- que l'on utilise les membranes sous forme de rouleau.
La membrane peut être en toute matière en feuille,souple, appropriée, telle que du papier', par exemple, du papier Kraft, blanchi, résistant à l'état humide à une
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traction de 11,5 kg,,sur l'un=-. des faces duquel on applique un revêtement 35, ayant, par exemple, une force de 9 kg. et formé d'une composition constituée' par 85% en poids de cire microcristalline et 15% en poids d'un polymère d'isobutylène, cette composition présentant, une fois appliquée, une viscosité qui, à 90 C., est supérieure à 10. 000 centipoises.
La mem- brane peut également être en toute autre matière en feuille appropriée se soutenant d'elle-même, revêtue, d'une manière convenable, par exemple par de la matière connue sous le nom de cellophane (cellulose régénérée), de l'éthyl cellulose, de l'acétate de cellulose, etc... La membrane peut également être consituée par des pellicules thermoplastiques se soute- nant d'elles-mêmes telles que du caoutchouc chloré (connues sous le nom de Pliofilm), des pellicules de caoutchouc-cire (appelée aux Etats-Unis Parafilm, brevet américain n 2.054.115 des pellicules de chlorure de vinylidène, des pellicules de copolymères d'acétate de vinyle et de chlo- rure de vinyle, des pellicules de chlorure de vinyle, etc..
Le revêtement 35,déposé sur la membrane, peut également être constitué par toute ma- tière ou composition convenable suivant les matières particulières à em- baller, et les exigences d'étanchéité à l'eau, d'étanchéité à l'humidité, d'étanchéité à la graisse, etc.... Le revêtement peut, par exemple, être réalisé en une composition de caoutchouc et de cire, comme on l'a décrit dans le brevet américain n 2.054.115 précité, en cire microcristalline, et en des compositions de stéarate d'aluminium du type décrit dans le brevet américain n 2.348.687 en résine de polyamides, en étbyl cellu- lose, en caoutchouc chloré, etc...
On pose à plat la membrane souple 30 sur l'extrémité ou- verte de la boite en carton et on la conforme ensuite sur place par tout moyen, approprié, tel qu'une tête expansible qui conforme ou forme la mem- brane sans la crever, emboutit les parties marginales 32 de celle-ci et les amène en contact avec le périmètre intérieur de l'extrémité ouverte de la boite en carton, légèrement au-dessous de son bord supérieur et au-des- sous des lignes de pliage sur lesquelles sont articulés les rabats de fermeture respectifs 10, 15, 17 et 18. On pose également la membrane sou- ple 30 de manière que le revêtement 35, déposé sur elle, soit tourné vers la face intérieure de la boite en carton et vers les rabats de fermeture.
Les parois et les. rabats de la boite en carton sont rigidement supportés 'par tout moyen approprié et on chauffe la membrane en lui appliquant une pression afin d'en coller et d'en faire adhérer, d'une part, les parties marginales 33 aux rabats de fermeture en contact avec elles et, d'autre part, les parties- embouties 32 aux faces intérieures des parois latéra- les de la boite en carton. On peut utiliser un dispositif de pose appro- priée, tel qu'une tête expansible, de manière à appliquer une pression suf- fisante non seulement aux parties embouties 32 de la membrane, mais encore à chacun des- coins de la boite en carton où pourraient vraisemblablement se produire des fuites lorsque l'on remplit la boite en carton avec un contenu liquide.
On colle, de préférence, la membrane souple 30 à chaud en appliquant une chaleur et une pression appropriées aux rabats et aux coins de la boite en carton pendant que les rabats et les coins sont ri- gidement supportés. La membrane souple 30, de contour et de dimensions appropriés,est ainsi simplement enfoncée autour de toute l'ouverture ter- minale de la boite en carton par une manipulation uniforme de la membrane afin d'éliminer tout frongage ou plissage. En pratique, la membrane ne doit pas être enfoncée à plus d'environ 0,5 cm. à l'intérieur de l'extré- mité ouverte, afin d'éviter l'accumulation ou frongage de la membrane au voisinage des rabats, ce qui pourrait être la cause d'une fermeture im- parfaitement étanche'.
Etant donné que la membrane 30 est souple, on évite soit des variations de fabrication normales dans les dimensions du périmètre de l'ouverture de la boite en carton provenant du collage et d'autres opéra- tions de formage, soit des variations dans l'emplacement du joint latéral.
De préférence,la membrane 30 n'est pas pourvue de lignes de pliage prédé- terminées, mais on peut facilement la conformer, la former et l'emboutir à l'intérieur de l'extrémité de la boite en carton et la poser facilement en
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appliquant de la chaleur et de la. pression aux surfaces intérieures des pa- rois et des rabats de la boite en carton comme on l'a précédemment expli- qué.
En effet, chaque membrane d'étanchéité est conformée et formée sur place juste avant l'opération de collage en utilisant l'extrémité du ré- cipient comme une matrice ou un moule de manière à donner à la membrane proprement dite, au voisinage de l'extrémité ouverte du récipient, le con- tour et les dimensions complémentaires exacts du périmètre intérieur de l'ouverture. On assure ainsi une étanchéité parfaite lorsque chaque par- tie de la membrane,en contact avec les surfaces intérieures du récipient, est en contact étroit sans qu'aucune tension, ou traction, ultérieure a- gissant normalement, ne tende à séparer la membrane d'avec les surfaces de contact.
Ainsi, même s'il se produit de légères variations dans les dimen- sions et le contour de l'extrémité ouverte de chaque récipient, lors des opérations normales de fabrication, la membrane d'étanchéité, adaptée à chaque récipient, est formée ou conformée au contour précis de chaque légè- re variation de dimension et de contour de l'extrémité du récipient qui peut se présenter dans le récipient proprement dit particulier à fermer de manière étanche. La membrane de fermeture, formée soit par une pelli- cule thermoplastique indépendante, soit par une matière en feuille pourvue d'un revêtementthermoplastique d'épaisseur approprié, permet d'assurer la fermeture hermétique des extrémités du récipient une fois collée en posi- tion,de la manière précédemment décrite, par utilisation de chaleur et de pression.
On préfère utiliser.,une température de collage aussi proche que possible du point de fusion de la pellicule ou revêtement thermoplastique pour réduire au minimum la dissipation ou l'absorption de l'agent de col- lage dans les parois latérales et les rabats du récipient. Ceci permet d'obtenir une viscosité ou une consistance maximum de la substance ther- moplastique de la membrane lorsque l'on effectue le collage en assurant ainsi une complète fermeture même si des variations peuvent se produire dans le contour et les dimensions du périmètre de l'extrémité ouverte du récipient, variations qui se produisent habituellement dans les réci- pients du commerce.
Il est également important de choisir une membrane qui présente une résistance à l'éclatement et un étirage adéquats afin de résister aux efforts mécaniques lorsque la membrane est déformée au cours des opérations de collage. La membrane doit également conserver sa sou- plesse et sa résistance dans l'emballage final collé. Lorsque la membrane est constituée par des matières en feuille enduites il est également im- portant de choisir les constituants d'une telle feuille enduite pour assu- rer l'adhérence du revêtement afin qu'il ne se sépare ou ne se détache de la feuille support lorsqu'elle se trouve en contact avec les matières con- tenues à l'intérieur de l'emballage.
Une fois que la membrane d'étanchéité est conformée et collée dans l'extrémité de la boite en carton de la manière décrite, il devra subsister un léger mou et elle devra céder suffisamment sous la pression du contenu comme on l'a représenté sur la fig. 14 sans décollage d'aucun des joints ou surfaces collés de la membrane, en assurant ainsi une ferme- ture étanche. Il y a lieu de noter que la membrane est collée, d'une part, à la surface intérieure de la boite en carton autour de toute la -périphérie 32, juste au-dessous de l'extrémité ouverte de la boîte en carton et, d'au- tre part, aux surfaces voisines 33 des rabats de fermeture. Le collage de la membrane à ces deux régions assure ainsi une fermeture parfaitement her- métique de l'extrémité de la boite en carton.
Dans le cas de tout décolla- ge accidentel du joint de la région 32, la surface collée dans la région voisine 33 des rabats sert ainsi de joint de sûreté secondaire.
Après avoir collé la membrane dans la position représentée sur les fig. 6 à 9, on replie le rabat de fermeture 17 sur la membrane 30, comme on l'a représenté sur la fig. 10, puis on replie les rabats 16 et 18 par-dessus. On replie ensuite le rabat de fermeture extérieur 15 et on le colle ou on le fait adhérer aux rabats qui se trouvent sous lui, comme on l'a représenté sur la fig. 12. On remplit alors la boite en carton avec tout liquide convenable 50' ou autre matière 'à emballer et on es scel- le l'extrémité ouverte avec une autre membrane souple 30 de la manière
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précédemment décrite afin d'chtenir l'emballage terminé représenté sur les fige 14 et 15.
Un tel emballage est étanche, très robuste et résiste à des manutentions très brutales sans donner naissance à une fuite quelcon- que.
La boîte en carton peut être en toute matière convenable suivant le type de matière appelée à y être emballée. La boîte en carton peut être garnie, par exemple, d'un papier imperméable à la graisse, d'un papier résistant à l'humidité, de papier ciré, d'une feuille métallique, de caoutchouc chloré, de cellulose régénérée, etc... Si on le désire, on peut également munir la face intérieure de la boîte en carton, de tous types appropriés de revêtements thermoplastiques susceptibles de se coller à chaud. On peut la traiter par des agents la rendant imperméable à la graisse et à l'humidité.
Dans le cas où l'on utilise la boite en carton pour emballer des poudres, il peut ne pas être du tout nécessaire de traiter la surface intérieure de la boite en carton puisque l'on ne désire qu'un emballage ne laissant pas passer les poudres.
L'invention ne se limite pas à l'utilisation d'un type par- ticulier de mode de construction de boîte en carton et peut s'appliquer à tout type de boîtes en carton ou de récipients à extrémités ouvertes. Par exemple, on a représenté, sur les fig. 16 à 18, une variante de construc- tion de boîte en carton, variante dans laquelle les rabats de fermeture extérieurs 15 et 17 présentent des languettes de retenue 40 et des fen- tes 41 pour permettre de refermer l'emballage après que l'on a perforé ou déchiré la membrane 30 pour extraire de l'emballage une partie de son con- tenu. L'usager peut percer des petits trous dans la membrane d'étanchéité pour permettre le saupoudrage ou le secouage de poudres ou matières granu- laires hors de l'emballage.
A cet effet, on peut imprimer des instructions sur les rabats ou sur la membrane elle-même.
Comme on l'a représenté sur les fig. 19 et 20, on peut munir de revêtements, en des régions particulières, la face intérieure de la boï- te en carton. On peut, par exemple, munir les rabats de fermeture d'une composition de revêtement que l'on puisse coller à chaud de manière à permettre le collage à chaud des rabats superposés et repliés dans l'em- ballage terminé. Si on le désire, on peut appliquer des surfaces addition- nelles ou des revêtements épais en composition thermoplastiques 65, aux coins du récipient, afin d'assurer ences endroits le collage positif de la mem- brane souple 30, en munissant de telles surfaces de moyens de collage ad- ditionnels.
On peut faire varier l'ordre de fermeture des rabats termi- naux de la boîte en carton de toutemanière désirée. Toutefois, il est pré- férable d'utiliser un rabat intérieur de fermeture, tel que le rabat 17 représenté sur les fig. 1 à 11, de dimension et de contour tels que ce rabat ferme complètement l'extrémité ouverte du récipient et ait ses bords libres en contact avec les parois voisines de la boîte en carton. En uti- lisant un tel mode de construction de rabat, on protège la membrane 30, située en-dessous, contre un choc ou impact accidentel, de sorte que l'on réduit au minimum le risque de décollage de la membrane.
Les positions res- pectives des lignes d'incision ou lignes de pliage des rabats de fermeture sont, de préférence, successivement disposées en gradins ou décalées les unes par rapport aux autres dans le même ordre que celui dans lequel les rabats de fermeture doivent successivement être pliés. Par exemple, comme on l'a représenté sur la fig. 1, la ligne de pliage 7 est plus basse que les lignes de pliage 6 et 8 et les lignes de pliage 6 et 8 sont plus basses que la ligne'de pliage 5.
On voit ainsi que, lorsque le rabat de fermeture 17 est replié, il s'applique étroitement contre la membrane 30 juste au- dessous de la ligne de pliage 5, comme on l'a représenté sur la fig. 11, et aide ainsi à maintenir la membrane souple 30 en position convenable et à éviter qu'un effort ne s'exerce sur cette partie de l'emballage. Les rabats de fermeture, .dans la position fermée finale, n'exercent ainsi au- cune pression anormale sur la membrane située en dessous et réduisent é- galement au minimum les efforts de choc pouvant se produire sur la membra- ne elle-même.
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L'une des caractéristiques importantes de la présente inv en- tion réside dans le fait, d'une part, de prévoir et de disposer la membra- ne souple de manière qu'elle soit en contact et soit collée aux coins de la boite en carton et, d'autre part, qu'elle se trouve également au-dessous des lignes de pliage 5., 6, 7 et 8 sur lesquelles sont articulés les rabats de fermeture. En prévoyant, à chaque extrémité de la boite en carton, un collage soigneux au-des.sous. de la ligne de pliage, on obtient un disposi- tif d'étanchéité. parfait, si bien qu'aucune fuite ne peut se produire.
On peut expédier à l'usager tous les éléments constitutifs de l'emballa- ge, c'est-à=dire la boite en carton et les membranes, à l'état aplati ou à plat, de sorte que l'on réduit les frais d'expédition au minimum. On peut aisément réaliser l'emballage à l'aide d'un outillage automatique, semi-automatique ou manuel. Il suffit de confectionner le récipient tu- bulaire et de coller la membrane souple à l'une de ses extrémités de la manière précédemment expliquée, après quoi on replie les rabats de ferme-- ture et on les colle ensemble.
On peut alors remplir la boîte en carton avec toute matière désirée à emballer et on scelle ensuite l'extrémité ouverte de la boîte avec une autre membrane souple de manière analogue à celle précédemment décrite, puis on replie les rabats de fermeture et on les colle ou scelle pour obtenir l'emballage terminé.
Il est bien évident que les modes de réalisation décrits ci- dessus et représentés sur le dessin annexé ne sont donnés qu'à titre in- dicatif et non limitatif et que l'on peut leur apporter diverses modifi- cations sans s'écarter pour cela de l'esprit et de la portée de l'invention.
REVENDICATIONS.
1. Emballage caractérisé en ce qu'il comporte un récipient ayant au moins une de ses extrémités ouvertes, un élément souple de fer- meture s'étendant entièrement en travers de cette extrémité du récipient et scellé à ce dernier, ledit élément étant embouti aux environs de la- dite extrémité ouverte du récipient et adhérant à la partie de la paroi intérieure de ce dernier, adjacente à ladite extrémité ouverte pour réa- liser une fermeture étanche.