EP0324702B1 - Matériau isolant et emballage protecteur isothermique réalisé à partir d'un tel matériau - Google Patents

Matériau isolant et emballage protecteur isothermique réalisé à partir d'un tel matériau Download PDF

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EP0324702B1
EP0324702B1 EP89420013A EP89420013A EP0324702B1 EP 0324702 B1 EP0324702 B1 EP 0324702B1 EP 89420013 A EP89420013 A EP 89420013A EP 89420013 A EP89420013 A EP 89420013A EP 0324702 B1 EP0324702 B1 EP 0324702B1
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insulating
intermediate layer
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thickness
sheets
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Jean-Yves Lebrun
Jean Dankaert
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LIVRATEL
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D81/00—Containers, packaging elements, or packages, for contents presenting particular transport or storage problems, or adapted to be used for non-packaging purposes after removal of contents
    • B65D81/38—Containers, packaging elements, or packages, for contents presenting particular transport or storage problems, or adapted to be used for non-packaging purposes after removal of contents with thermal insulation
    • B65D81/3888—Containers, packaging elements, or packages, for contents presenting particular transport or storage problems, or adapted to be used for non-packaging purposes after removal of contents with thermal insulation wrappers or flexible containers, e.g. pouches, bags
    • B65D81/3897—Containers, packaging elements, or packages, for contents presenting particular transport or storage problems, or adapted to be used for non-packaging purposes after removal of contents with thermal insulation wrappers or flexible containers, e.g. pouches, bags formed of different materials, e.g. laminated or foam filling between walls

Definitions

  • the present invention relates to an insulating material according to the preamble of claim 1. Such a material is known from document FR-A-2 278 592.
  • the invention also relates to an isothermal protective packaging made from this material.
  • insulating sheets or plates used in particular for the production of packaging making it possible to provide isothermal protection for various products, such as in particular pharmaceuticals, foodstuffs.
  • these materials may include glass wool, rock wool, extruded and expanded polystyrene, polyurethane or polyethylene foams.
  • reflective sheets such as for example a layer of aluminized paper, an aluminum sheet, a PVC film (or similar) metallized on one or both sides, in particular according to the vacuum metallization technique.
  • these sheets or plates are implemented by placing them “sandwiched" between two walls, in particular in the case of coolers or insulated bags made of paper or PVC intended for the transport of frozen food, pharmaceutical products, etc.
  • Such insulating materials are satisfactory for most applications but their thermal resistance is a function of their thickness, which leads to packaging of relatively bulky products, therefore increase the production costs of such packaging. Furthermore, the thin sheets or insulating plates currently sold only provide thermal protection for a limited period.
  • the insulating material composed of an insulating intermediate layer coated on both sides with a sheet of reflective material, is characterized in that the insulating intermediate layer has perforations, regularly distributed over these surfaces and s' extending over its entire thickness, each perforation having a section which is a decreasing function of the thickness E of the material, so as to form a space confined between the external reflecting sheets, space in which the air is stationary.
  • the ratio of the perforated surface to the total surface will be adapted according to the mechanical characteristics of the insulating material used. For example, for a sheet or plate material based on extruded polystyrene, this ratio should not exceed 25%.
  • the external reflective sheets will be attached to the surfaces of the intermediate layer in a known manner, for example by bonding or even, depending on the internal structure of the insulating layer, for example in the case where this insulating layer is based on a material iron-on, to achieve this association, by simple hot calendering, causing a surface fusion of the insulating layer and consequently the bonding of the external reflective layers.
  • the insulating material constituting the internal layer use will be made of any material whose structure makes it possible to produce perforations having a stable configuration in its thickness.
  • rigid cellular plastics such as extruded and expanded polystyrene, polyurethane or polyethylene foams will be used as the insulating intermediate layer.
  • the insulating material according to the invention is in the form of a sheet or plate comprising on the one hand an insulating intermediate layer (1), in general thin (between two and twelve millimeters), this intermediate layer (1) being coated on its two faces with two sheets (2, 3) based on reflective materials such as for example a metallized film under vacuum (coating of 'aluminum).
  • the intermediate layer (2) comprises, over its entire thickness, perforations (4) regularly distributed and which cover approximately 25% of the total surface of said intermediate layer (1).
  • the association of the reflective sheets (2, 3) external to the intermediate layer (1) is carried out for example by gluing, taking care, however, not to seal the orifices of the perforations (4) with a film of adhesive.
  • the three materials according to the invention differ in their thickness E which is respectively three millimeters, six millimeters and ten millimeters.
  • the perforations (4) are in the form of cylindrical conduits whose diameters are identical and cover a variable surface of the material, given that according to its mechanical strength taking into account the total surface of relatively small thicknesses of the internal layer (1), one obtains in all cases confined spaces where the air is stationary.
  • the perforations (4) are in the form of cylindrical conduits whose diameters are identical and cover a variable surface of the material, given that according to its mechanical strength taking into account the total surface of relatively small thicknesses of the internal layer (1), one obtains in all cases confined spaces where the air is stationary.
  • perforations (4) are in the form of cylindrical conduits whose diameters are identical and cover a variable surface of the material, given that according to its mechanical strength taking into account the total surface of relatively small thicknesses of the internal layer (1), one obtains in all cases confined spaces where the air is stationary.
  • perforations of larger section for materials of lesser thickness, it could be envisaged to have perforations of larger section whereas on the other hand, for materials of greater thickness, it
  • Comparative thermal resistance tests are carried out for insulating complexes having no perforations and complexes according to the invention comprising perforations covering more or less 25% of the total surface.
  • FIG. 2 It is also possible to produce new types of packaging as illustrated in FIG. 2 and which comprise, on the one hand, a base (5) on which is likely to fit a cover (6).
  • This base (5) comprises an internal partition (7) also based on a complex according to the invention.
  • the chamber (8) there can be disposed a heating or cooling source constituted by a solid or liquid body whose thermal capacity is adequate for the desired purpose, this thermal capacity can be provided either by the mass heat of the body or by its latent heat. of merger or solidification.

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Description

  • La présente invention concerne un matériau isolant selon le preambule de la revendication 1. Un tel matériau est connu du document FR-A-2 278 592. L'invention concerne également un emballage protecteur isothermique réalisé à partir de ce matériau.
  • A ce jour, de nombreuses matières sont utilisées pour réaliser des feuilles ou plaques isolantes utilisées notamment pour la réalisation d'emballages permettant d'assurer la protection isothermique de produits divers, tels que notamment des produits pharmaceutiques, alimentaires.. Parmi ces matériaux, on peut citer la laine de verre, la laine de roche, le polystyrène extrudé et expansé, les mousses de polyuréthane ou polyéthylène. Si de telles plaques peuvent être utilisées telles quelles, dans de nombreux cas, on a proposé de les associer sur l'une ou leurs deux faces à des feuilles réfléchissantes telles que par exemple une couche de papier aluminisé, une feuille d'aluminium, un film de PVC (ou similaire) métallisé sur une ou ses deux faces, notamment selon la technique de métallisation sous vide.
  • En général, ces feuilles ou plaques sont mises en oeuvre en les disposant "en sandwich" entre deux parois, notamment dans le cas des glacières ou sacs isothermes en papier ou PVC destinés au transport d'aliments congelés, de produits pharmaceutiques,..
  • De tels matériaux isolants donnent satisfaction pour la plupart des applications mais leur résistance thermique est fonction de leur épaisseur, ce qui conduit à des conditionnements de produits relativement volumineux, augmentent donc les coûts de production de tels emballages. Par ailleurs, les feuilles ou plaques isolantes de faible épaisseur actuellement commercialisées ne permettent une protection thermique que de durée limitée.
  • Or on a trouvé, et c'est ce qui fait l'objet de la présente invention, qu'il était possible d'améliorer la résistance thermique de tels matériaux isolants dans de grandes proportions pour une épaisseur donnée et ce, sans pratiquement affecter les caractéristiques mécaniques des emballages réalisés à partir de tels matériaux.
  • Selon l'invention, le matériau isolant composé d'une couche intermédiare isolante revêtue sur ses deux faces d'une feuille de matière refléchissante, est caractérisé par le fait que la couche intermédiaire isolante présente des perforations, régulièrement réparties sur ces surfaces et s'étendant sur toute son épaisseur, chaque perforation ayant une section qui est une fonction décroissante de l'épaisseur E du matériau, de manière à former un espace confiné entre les feuilles réfléchissantes externes, espace dans lequel l'air est immobile.
  • Le rapport de la surface perforée à la surface totale sera adapté en fonction des caractéristiques mécaniques du matériau isolant utilisé. A titre d'exemple, pour un matériau en feuille ou plaque à base de polystyrène extrudé, ce rapport ne devra pas excéder 25%.
  • Les feuilles réfléchissantes externes seront rapportées aux surfaces de la couche intermédiaire de manière connue, par exemple par collage voire même, en fonction de la structure interne de la couche isolante, par exemple dans le cas où cette couche isolante est à base d'une matière thermocollante, de réaliser cette association, par simple calendrage à chaud, provoquant une fusion superficielle de la couche isolante et par suite le collage des couches réfléchissantes externes.
  • Comme matériau isolant constituant la couche interne, on utilisera tout matériau dont la structure permet de réaliser dans son épaisseur des perforations ayant une configuration stable.
  • De préférence, on utilisera cependant comme couche intermédiaire isolante des matières plastiques cellulaires rigides telles que le polystryène extrudé et expandé, les mousses de polyuréthane ou de polyéthylène..
  • L'invention et les avantages qu'elle apporte seront cependant mieux compris grâce aux exemples de réalisation donnés ci-après à titre indicatif et non limitatif, et qui sont illustrés par les schémas annexés dans lesquels:
    • la figure 1 est une vue schématique en perspective éclatée montrant la structure d'un matériau isolant conforme à l'invention;
    • la figure 2 montre un nouveau type d'emballage, qui fait également partie de l'invention, réalisé à partir d'un tel matériau.
  • Si l'on se reporte aux schémas annexés et plus particulièrement à la figure 1, le matériau isolant conforme à l'invention se présente sous la forme d'une feuille ou plaque comportant d'une part une couche intermédiaire isolante (1), en général de faible épaisseur (comprise entre deux et douze millimètres), cette couche intermédiaire (1) étant revêtue sur ses deux faces de deux feuilles (2, 3) à base de matières réfléchissantes telles que par exemple un film métallisé sous vide (revêtement d'aluminium).
  • Conformément à l'invention, la couche intermédiaire (2) comporte sur toute son épaisseur des perforations (4) régulièrement réparties et qui couvrent environ 25% de la surface totale de ladite couche intermédiaire (1). L'association des feuilles réfléchissantes (2, 3) externes à la couche intermédiaire (1) est réalisée par exemple par collage en prenant soin toutefois de ne pas obturer par un film de colle les orifices des perforations (4).
  • Par rapport à un matériau similaire ne comportant pas de perforations internes, la résistance thermique globale de telles feuilles ou plaques se trouvent notablement améliorée comme le démontreront les trois exemples de réalisation qui suivent, exemples réalisés à partir de trois matériaux ayant respectivement:
    • un λ de 0,027 W,
      0,030 W,
      0,035 W;
    • pour les feuilles externes (2, 3) de feuilles réfléchissantes à base d'un film métallisé d'aluminium dont le pouvoir ε est de 0,04 et correspond à celui d'aluminium poli.
  • Les trois matériaux conformes à l'invention se différencient par leur épaisseur E qui est respectivement de trois millimètres, six millimètres et dix millimètres.
  • Dans ces trois exemples, les perforations (4) se présentent sous la forme de conduits cylindriques dont les diamètres sont identiques et, couvrent une surface variable du matériau, étant donné que suivant sa résistance mécanique compte- tenu de la surface totale des épaisseurs relativement faibles de la couche interne (1), on obtient dans tous les cas des espaces confinés où l'air est immobile. Pour des matériaux de moindre épaisseur, il pourrait être envisagé d'avoir des perforations de plus grande section alors qu'en revanche, pour des matériaux de plus grande épaisseur, il sera nécessaire d'adapter cette section pour obtenir de tels espaces confinés où l'air est immobile.
  • Des essais comparatifs de résistance thermique sont réalisés pour des complexes isolants ne comportant pas de perforations et des complexes conformes à l'invention comportant des perforations couvrant plus ou moins 25% de la surface totale.
  • Ces essais sont réalisés à partir de trois isolants (respectivement corps n°1, n°2, n°3), l'âme (1) du corps n°1 ayant un coefficient de conductivité de 0,029 W/m°C, les âmes des corps n°2 et 3 ayant des coefficients de conductivité de 0,030 et 0,035 W/m°C.
  • Les résistances thermiques des différents complexes sont données par les relations suivantes:
    • dans le cas de la conduction R = e λ
      Figure imgb0001
       ;
    • dans le cas de la connection et du rayonnement
    Figure imgb0002
    T exprimant les températures des parois en °K.
  • Rappelons que le λ (lambda) moyen de l'air immobile est de 0,025 W/m°C aux températures considérées. Dans ces conditions, la valeur du coefficient d'échange superficiel est donnée par la relation:
    Figure imgb0003
    Voici le tableau donnant les résultats.
    Figure imgb0004
  • On Constate donc grâce au matériau conforme à l'invention, que la résistance thermique globale est notablement améliorée et ce, d'autant plus que le complexe est de faible épaisseur.
  • Grâce à de tels matériaux, il est possible de réaliser, notamment dans le cas de complexes de faible épaisseur, des emballages isothermes se présentant sous la forme de sachets ou enveloppes.
  • Il est également possible de réaliser de nouveaux types d'emballages tels qu'illustrés à la figure 2 et qui comportent, d'une part, une base (5) sur laquelle est susceptible de s'emboiter un couvercle (6). Cette base (5) comporte une cloison interne (7) également à base d'un complexe conforme à l'invention. Dans la chambre (8), peut être disposée une source chauffante ou refroidissante constituée par un corps solide ou liquide dont la capacité thermique est adéquate au but recherché, cette capacité thermique pouvant être fournie soit par la chaleur massique du corps soit par sa chaleur latente de fusion ou de solidification.
  • L'emploi combiné de ce type d'emballage avec une pochette réalisée avec le même matériau et munie d'une fermeture excluant tout échange entre l'air intérieur et l'atmosphère ambiante, permet de réaliser une double isolation du contenu de l'emballage intérieur et de le soustraire pendant un temps déterminé aux variations de la température de l'atmosphère, puisque le produit et son emballage, que l'on peut appeler "primaire", sont maintenus dans un milieu à température constante par suite de la présence et de l'action de la capacité thermique.
  • Les exemples qui précèdent montrent bien les avantages apportés par l'invention.

Claims (5)

1. Matériau isolant composé d'une couche intermédiaire isolante (1) revêtue sur ses deux faces d'une feuille (2, 3) de matière réfléchissante, caractérisé par le fait que la couche intermédiaire isolante présente des perforations (4), régulièrement réparties sur ses surfaces et s'étendant sur toute son épaisseur, chaque perforation ayant une section qui est une fonction décroissante de l'épaisseur E du matériau, de manière à former un espace confiné entre les feuilles réfléchissantes externes (2, 3), espace dans lequel l'air est immobile.
2. Matériau selon la revendication 1, caractérisé en ce que les perforations (4) n'excèdent pas 25% de la surface totale du matériau pour un polystyrène extrudé.
3. Matériau isolant selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les feuilles réfléchissantes externes (2, 3) sont rapportées aux surfaces de la couche intermédiaire (1).
4. Emballage protecteur isothermique caractérisé en ce qu'il se présente sous la forme d'une enceinte fermée dont toutes les parois sont réalisées à partir d'un matériau selon l'une des revendications 1 à 3.
5. Emballage protecteur isothermique selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il se présente sous la forme d'une enceinte comportant une base (5) sur laquelle est susceptible de s'emboiter un couvercle (6), la base (5) comportant une cloison interne (7) de manière à définir une chamre (8) à l'intérieur de laquelle peut être disposée une source refroidissante ou chauffante, le produit (9) étant quant à lui disposé dans la chambre supérieure (10).
EP89420013A 1988-01-14 1989-01-13 Matériau isolant et emballage protecteur isothermique réalisé à partir d'un tel matériau Expired - Lifetime EP0324702B1 (fr)

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