Récipient souple pour liquide et méthode pour sa fabrication

Abstract

 Récipient souple pour liquide, comprenant deux parois (15,16) en un matériau souple, les bordures libres superposées desdites parois étant liées par un cordon de soudure ou de collage (2) afin de définir un volume intérieur étanche dudit récipient, un bec verseur (3) défini par lesdites parois ayant un embout (4) disposé vers l'extérieur dudit récipient et un canal de sortie (5) reliant l'embout au volume intérieur dudit récipient, et un ou plusieurs obstacles (6) formés par soudure ou collage des deux parois et aménagés dans ledit volume intérieur essentiellement en regard et a proximité du canal conduisant à l'embout de manière a limiter la section de passage du liquide entre le volume intérieur et le canal de sortie en laissant libre au moins un passage rétréci, caractérisé en ce que ledit récipient souple a une forme générale de losange, et que le bec verseur est formé par soudage ou collage dans un coin dudit récipient avec un angle aigu.

Description

[0001] La présente invention concerne un récipient souple pour liquide muni d'un embout verseur auto-obturable, et un procédé pour la fabrication de celui-ci.

[0002] Les récipients souples pour contenir une boisson ou autre liquide présentent plusieurs avantages par rapport aux récipients rigides, notamment : un plus faible coût de fabrication, une utilisation minimale de matière et un faible volume après usage. Toutefois, les récipients une fois ouverts, et en l'absence d'un bec verseur rigide séparé, soudé ou collé aux feuilles souples du récipient, ne peuvent pas être facilement refermés et tendent à laisser s'échapper du liquide. L'utilisateur est donc contraint à tenir le récipient une fois ouvert, puisqu'on ne peut pas le poser sur une table ou autre surface avant de l'avoir entièrement vidé pour éviter des fuites involontaires.

[0003] Divers récipients souples à embout auto-obturable ont été proposés afin de répondre à ce problème. Par exemple, les brevets GB 769810 et US 4,988,016, proposent un embout auto-obturable dans lequel une résistance au passage du liquide est créée, en munissant les récipients de longs canaux minces communiquant avec l'embout, développant ainsi une forte résistance à l'écoulement. Dans ces systèmes, l'effet d'auto-obturation dépend essentiellement des caractéristiques d'élasticité du matériau constituant le récipient, des dimensions de l'embout ainsi que des caractéristiques du liquide.

[0004] Autrement, le document US 5,411,178, propose un récipient dans lequel un effet auto-obturation est créé par un rétrécissement ou autre obstacle proche de l'embout, ainsi développant une forte résistance au passage du liquide. Dans les systèmes dépendant d'une forte résistance locale, tels que décrits dans le brevet US 5,411,178, l'effet d'auto-obturation dépend fortement des dimensions du passage ainsi que des caractéristiques du liquide, et notamment de sa tension de surface.

[0005] Dans toutes ces solutions antérieures, afin d'obtenir un effet d'auto-obturation fiable, il est nécessaire d'avoir une grande résistance dans le canal de sortie qui limite fortement le débit d'écoulement et demande à l'utilisateur d'exercer une forte pression d'écrasement afin que le récipient se vide. De surcroît, après une première utilisation d'un récipient, l'effet d'auto-obturation a tendance à se relâcher, entraînant des fuites involontaires. Un autre désavantage est que dans ces systèmes, une géométrie d'embout donnée n'est souvent utilisable que pour un liquide spécifique, puisque l'effet d'auto-obturation est sensible aux variations des dimensions du canal ou du rétrécissement.

[0006] D'autres solutions d'obturation connues reposent sur la création de plis après utilisation du récipient, telles que décrites dans les brevets américains US 3,278,085, US 5,228,782 et US 6,244,468. Ces solutions ont le désavantage de ne pas être auto-obturables et nécessitent des opérations par l'utilisateur.

[0007] Une solution d'auto-obturation est proposée par WO 2004/087526. Ce brevet décrit un récipient souple comprenant deux feuilles en un matériau souple, superposées et assemblées par un cordon de soudure ou de collage afin de définir un volume intérieur étanche. L'embout du récipient est disposé en saillie vers l'extérieur sur une portion de bordure du récipient et est relié au volume intérieur du récipient par un canal de sortie. Le récipient contient un ou plusieurs obstacles, formés par soudure ou collage des deux parois, aménagés dans le volume intérieur à proximité du canal conduisant à l'embout, de manière à limiter la section de passage du liquide entre le volume intérieur et le canal de sortie. Quand le récipient est rempli avec un liquide, une portion de surface comprenant l'embout et délimitée par l'obstacle et par des plis orientés essentiellement transversalement des obstacles, se cambre et crée une valve qui bloque l'écoulement du liquide à travers l'embout. Afin de permettre l'écoulement de liquide, l'utilisateur exerce de la pression sur le récipient dans une direction essentiellement perpendiculaire au plan de la soudure d'obstacle, ce qui a comme effet de réduire le cambrage et les plis et d'augmenter la pression du liquide dans le récipient, permettant l'écoulement du liquide. WO 2004/087526 est inclus pour référence.

[0008] Afin de répondre au besoin des marchés émergents, il existe une demande pour des récipients souples auto-obturables pratique et économe, fabriqués à partir d'un matériau peu coûteux et couramment disponible.

[0009] Un but de l'invention est donc de réaliser un récipient souple pour liquide auto-obturable économe et simple à fabriquer.

[0010] Il est avantageux de réaliser un récipient auto-obturable qui peut être fabriqué à partir d'un matériau très souple, et de faible coût.

[0011] Il est avantageux de réaliser un récipient auto-obturable selon un procédé respectueux de l'environnement.

[0012] Des buts de l'invention sont atteints par un récipient souple selon la revendication 1.

[0013] Dans la présente invention, un récipient souple pour liquide comprend deux parois en un matériau souple liées par un cordon de soudure ou de collage afin de définir un volume intérieur étanche dudit récipient, un bec verseur défini par les deux dites parois ayant un embout disposé vers l'extérieur dudit récipient et un canal de sortie reliant l'embout au volume intérieur dudit récipient. Le récipient souple de la présente invention a une forme générale de losange, et le bec verseur est formé par soudage ou collage dans un coin avec un angle aigu.

[0014] Avantageusement, le récipient comprend un ou plusieurs obstacles formés par soudure ou collage des deux parois et aménagés dans ledit volume intérieur essentiellement en regard et à proximité du canal conduisant à l'embout de manière à limiter la section de passage du liquide entre le volume intérieur et le canal de sortie, en laissant libre au moins un passage rétréci.

[0015] L'angle intérieur du coin avec un angle aigu peut être entre 60° et 85°, de préférence entre 70° et 80°.

[0016] Avantageusement, la forme générale de losange du récipient selon l'invention permet à un coin dudit récipient de faire office du bec verseur, tout en assurant la fonction d'auto-obturation de manière performante et fiable, ceci sans nécessiter de découpe des parois pour la formation du bec verseur. Le récipient selon l'invention peut ainsi être fabriqué à partir de feuilles de polymère très souples couramment utilisées pour la fabrication de récipients souples, de forme rectangulaire et économiques, sans chute de matériaux, en utilisant des procédés connus de soudage et de séparation des récipients successives à partir de feuilles de matériau souple continu, dans la chaîne de production. On évite surtout les problèmes liés à la découpe de matériaux très souples qui, au vu de leur importante déformation plastique, nécessitaient des outils de découpe mécaniques précis, ou d'autres moyens de découpe incorporés dans la ligne de production non standard, augmentant ainsi le coût de fabrication.

[0017] Le récipient selon l'invention peut donc être fabriqué à partir de polymère extrudé, couramment utilisé, entre autres, dans le domaine alimentaire pour contenir des aliments liquides, par exemple en polyéthylène ou polychlorure de vinyle.

[0018] Des buts de l'invention sont également atteints par un procédé de fabrication de récipients souples auto-obturables selon la revendication 8.

[0019] Dans la présente invention, un procédé pour la fabrication d'un récipient souple auto-obturable pour liquides comprend les caractéristiques suivantes:

(i) superposition de deux feuilles de matériau souple ou pliage sur elle-même d'une feuille de matériau souple afin de former deux parois dudit récipient,

(ii) soudage des deux parois afin de former un cordon de soudure définissant une bordure extérieure du récipient dans une forme générale de losange,

(iii) soudage du contour d'un bec verseur disposé dans un coin du récipient avec un angle aigu, le bec verseur ayant un embout disposé vers l'extérieur dudit récipient, et un canal de sortie reliant l'embout au volume intérieur dudit récipient, et

(iv) soudage d'un ou plusieurs obstacles positionnés dans ledit volume intérieur essentiellement en regard et à proximité du canal conduisant à l'embout, de manière à limiter la section de passage du liquide entre le volume intérieur et le canal de sortie en laissant libre au moins un passage rétréci.

[0020] Avantageusement, le procédé décrit permet la fabrication simultanée ou continue de plusieurs récipients souples pour liquide. Ces récipients souples peuvent être fabriqués à partir d'une longue feuille de matériau souple. '

[0021] Le récipient selon la présente invention a une construction et une fabrication très simples, sans nécessiter une découpe des parois souples autour du bec verseur pour former le bec verseur. On peut donc utiliser des matériaux très souples et économes pour la fabrication du récipient. D'autre part, on réduit la quantité de matériau utilisé à un minimum, ce qui a un impact positif sur le bilan écologique.

[0022] D'autres buts et aspects avantageux de l'invention ressortiront des revendications et de la description, ainsi que des dessins annexés, dans lesquels :

la figure 1 est une vue plane d'un récipient selon l'invention;

la figure 2 est une vue plane d'une partie d'un récipient de la figure précédente;

la figure 3 est une vue en perspective du récipient de la figure précédente ;

la figure 4 est une vue plane d'un récipient selon une deuxième forme d'exécution de l'invention; et

la figure 5 est une vue plane d'une série de récipients fabriqués d'une feuille de matériau souple, selon l'invention.

[0023] Faisant référence à la figure 1, un récipient 1 selon une forme d'exécution de l'invention comprend deux parois en matériau souple 15,16, reliées entre elles par une soudure ou un assemblage par collage 2 définissant le pourtour du récipient 1. Les deux parois du récipient sont avantageusement formées à partir d'une feuille de matériau souple repliée sur elle-même afin de composer les deux parois. Autrement, les deux parois peuvent être formées par deux feuilles de matériau souple.

[0024] Le cordon d'assemblage 2 sous forme de soudure limite aussi un bec verseur 3 disposé dans un coin du récipient avec un angle aigu. Ainsi le bec verseur est constitué de la même feuille en matériau souple que la feuille constituant le récipient 1. Le bec verseur comprend un embout 4 disposé vers l'extérieur du récipient et un canal de sortie 5 débouchant à l'intérieur du récipient souple 1. Le bec verseur 3 peut en outre comprendre une amorce de rupture 20, permettant d'en détacher une portion, ouvrant ainsi l'embout 4, respectivement le canal 5.

[0025] Le matériau souple peut être, par exemple, un matériau en polymère, par exemple un plastique, tel qu'un plastique thermodéformable, incluant par exemple polyéthylène, polypropylène, polychlorure de vinyle et des polymères polyester ou un mélange de polymères. Avantageusement, un matériau à faible coût, par exemple un matériau co-extrudé, peut être utilisé.

[0026] L'angle intérieur α du coin du récipient avec un angle aigu montré dans la figure 2, peut être entre 30° et 98°, avantageusement entre 60° et 85°, par exemple entre 70° et 80°, avantageusement environ 75°. L'angle aigu du récipient permet d'obtenir un bec verseur avec une fonction auto-obturable efficace d'une construction et d'une fabrication très simples, sans nécessiter une découpe des parois souples pour la formation du bec verseur.

[0027] Dans une forme d'exécution préférée de l'invention, le récipient comprend un embout auto-obturable tel que représenté dans les figures 1 à 4.

[0028] Avantageusement, les deux parois 15,16, sont soudées ou collées ensemble à l'intérieur du récipient souple 1, à proximité de l'endroit où le canal 5 débouche dans le récipient souple, de manière à former un obstacle 6 disposé en regard du canal de sortie. L'obstacle soudé 6 est de forme longiligne et s'étend entre deux extrémités qui chevauchent la soudure de contour 2 de part et d'autre du canal de sortie 5, laissant libres deux passages 8,8' en direction du canal 5. La longueur du chevauchement est relativement petite par rapport à la longueur totale de la soudure de contour 2, de préférence inférieure à 10%. De préférence, l'obstacle longiligne s'étend essentiellement parallèlement aux parties de la soudure de contour 2 de part et d'autre du canal de sortie, et approximativement perpendiculairement à la direction générale du canal.

[0029] Lors du remplissage du récipient 1, la grande partie centrale des deux parois 15 et 16 formant le récipient 1 s'écarte et se gonfle par un embout de remplissage non représenté et obturé de manière permanente après remplissage, comme on le voit dans la figure 3.

[0030] Lors du remplissage du récipient 1, respectivement lors du gonflage des parois 15 et 16, il se crée sur chacune des parois deux plis en travers des passages rétrécis 8 et 8', approximativement selon les axes 8' représentés sur la figure 1. La déformation des parois 15 et 16 à proximité des extrémités de l'obstacle 6, respectivement des deux portions proches de chaque paroi 15 et 16, de part et d'autre des passages rétrécis 8 et 8', crée un pli, approximativement selon les axes 7 et 7'.

[0031] Les plis 7 et 7', ainsi que l'obstacle généralement longiligne 6, suivant approximativement la ligne pointillée du pincement 10 montrée dans la figure 1, avec la section de cordon 2 s'étendant entre les lignes de pli 7,7' forment une portion de surface qui a tendance à s'incurver (cambrer), tel que montré dans la figure 3. Le cambrage de la zone entre les plis 7,7' comprenant le bec verseur, a comme effet de plaquer les deux feuilles souples dans cette zone l'une contre l'autre et ainsi de former une valve qui bloque l'écoulement du liquide à travers les passages 8, 8' et à travers l'orifice de l'embout 4.

[0032] Quand le récipient souple est posé sur une surface plane, tel que montré dans la figure 3, et qu'une force verticale F_v est appliquée approximativement sur la grande partie centrale de la paroi supérieure 15, les plis 7,7' et l'effet de cambrage de la zone entre les plis 7,7' comprenant le bec verseur ont tendance à devenir plus prononcés, augmentant ainsi l'efficacité de l'action de la valve.

[0033] L'accentuation des plis 7,7' à proximité des passages 8,8' ainsi que l'augmentation du cambrage de la zone entre les plis 7,7' avec l'application d'une force F_v essentiellement perpendiculaire au plan des parois souples, empêchent efficacement des fuites du liquide lorsque le récipient souple est posé dans sa position naturelle sur une surface essentiellement plane, et même lorsqu'un autre objet augmentant la pression dans les récipients est posé sur le dessus du récipient.

[0034] Afin de permettre l'écoulement de liquide par l'embout 4, il suffit que l'utilisateur exerce une certaine pression sur le récipient, notamment en écrasant le récipient au moins en partie dans une direction F_h essentiellement perpendiculaire au plan de la soudure d'obstacle 6, entrouvrant ainsi les lèvres obturant le ou les passages rétrécis 8,8'. Le relâchement de cette action de pression referme les passages rétrécis et referme le récipient.

[0035] L'écrasement du récipient dans la direction F_H essentiellement perpendiculaire au plan de soudure de l'obstacle a comme effet de réduire le cambrage et les plis 7,7', en même temps augmentant la pression du liquide dans le récipient qui entrouvre les lèvres des feuilles souples à l'entrée des passages 8,8' pour permettre l'écoulement du liquide. En effet, quand une force d'écrasement F_H est appliquée approximativement sur des sections latérales du cordon de soudage, accompagnée de l'augmentation de la pression à l'intérieur du récipient, une force de traction F_T et un couple de rotation F_R agissent sur la partie de cordon à proximité de l'embout qui tend à s'aplatir, c'est-à-dire à réduire le cambrage de la zone du bec verseur, entre les plis 7,7'.

[0036] La forme générale de losange du récipient avec l'angle interne α susmentionné du coin avec angle aigu permet d'optimiser la force de traction et le couple de rotation créée par un écrasement du récipient dans la direction F_h essentiellement perpendiculaire au plan de la soudure de l'obstacle 6, ainsi facilitant l'écoulement du liquide par l'embout 4. La position de l'embout dans un coin avec un angle aigu d'une forme losange permet donc l'écrasement par l'utilisateur d'une partie centrale des soudures longitudinalement opposées du récipient et de créer une ouverture efficace du canal, permettant l'écoulement facile du liquide contenu dans le récipient.

[0037] Du fait que les passages rétrécis 7,7' ont une longueur très faible et une géométrie très simple, le fonctionnement de l'obturation dépend moins des propriétés du liquide et de l'élasticité du matériau constituant l'emballage que dans d'autres types de récipients souples. Un emballage souple déterminé peut aussi contenir n'importe quelle sorte de liquide, sans considérer ici la compatibilité chimique du liquide avec le matériau constituant le récipient.

[0038] La forme d'exécution du récipient souple représentée et décrite comprend un obstacle 6 définissant deux passages rétrécis 8 et 8'. On pourrait tout aussi bien prévoir un contact entre une extrémité de l'obstacle et la portion la plus proche de la soudure 2, ne laissant donc qu'un seul passage rétréci, un seul pli étant donc formé sur les parois 15 et 16 lors du remplissage du récipient.

[0039] Dans une autre forme d'exécution, telle que montrée dans la figure 4, l'obstacle soudé 6' est disposé en regard de l'embout comme dans les formes d'exécution précédentes, sauf que cet obstacle est en deux parties et est muni d'un passage central 12. Dans cette forme de exécution, le passage central 12 aménagé dans l'obstacle soudé permet d'augmenter l'écoulement du liquide dans le passage de l'embout, lorsque l'utilisateur exerce de la pression sur le récipient dans une direction essentiellement perpendiculaire au plan de la soudure d'obstacle.

[0040] Les figures montrent un récipient 1 constitué d'une seule feuille en matériau souple replié sur elle-même sur une arête rectiligne. Le récipient 1 représenté est muni d'un cordon de soudure le long de ses quatre bords pour former le volume intérieur du récipient ; il est bien entendu que la soudure le long de l'arrête rectiligne peut être omise. Autrement, le récipient peut être constitué de deux feuilles en matériau souple reliées entre elles par un cordon d'assemblage sous forme de collage ou soudage.

[0041] Avantageusement, une pluralité de récipients 1 peuvent être fabriqués de façon simultanée ou continue à partir d'une longue feuille en matériau souple. La figure 5 montre une série de récipients 1 fabriqués à partir d'une feuille de matériau souple. Selon la forme de l'invention représentée dans la figure 1, les récipients sont formés par pliage sur elle-même d'une feuille de matériau souple afin de former les deux parois 15, 16 des récipients. La feuille de matériau souple pliée est ensuite soudée, par exemple par un soudage thermique, afin de définir la bordure du récipient autour du volume intérieur, le bac verseur avec un embout et un canal de sortie reliant l'embout au volume intérieur du récipient et l'obstacle. Les récipients peuvent être séparés les uns des autres par une simple découpe, par exemple par découpe thermique. Les étapes de soudage et découpe peuvent également être effectuées simultanément.

[0042] Avantageusement, le procédé décrit permet la fabrication simultanée ou continue d'une pluralité de récipients souples pour liquide, à partir d'une feuille de matériau souple sans créer de chutes de matériau, ce qui en facilite la fabrication et réduit la quantité de matériau utilisé.

[0043] Le procédé de fabrication est simple, ne nécessitant pas de procédés relativement compliqués ou chers de découpe autour du bec verseur. La découpe le long de deux sections rectilignes du cordon de soudure de la bordure extérieure du récipient est très simple et peut donc être rapidement exécutée, de manière économique, par des machines de conditionnement industrielles existantes. Avantageusement, ce procédé permet, par des manipulations simples du matériau, l'utilisation de matériaux très souples et à faible coût.

Revendications

1. Récipient souple pour liquide, comprenant deux parois en un matériau souple, les bordures libres superposées desdites parois étant liées par un cordon de soudure ou de collage afin de définir un volume intérieur étanche dudit récipient, un bec verseur défini par lesdites parois ayant un embout disposé vers l'extérieur dudit récipient et un canal de sortie reliant l'embout au volume intérieur dudit récipient, et un ou plusieurs obstacles formés par soudure ou collage des deux parois et aménagés dans ledit volume intérieur essentiellement en regard et à proximité du canal conduisant à l'embout de manière à limiter la section de passage du liquide entre le volume intérieur et le canal de sortie en laissant libre au moins un passage rétréci, caractérisé en ce que ledit récipient souple a une forme générale de losange, et le bec verseur est formé par soudage ou collage dans un coin dudit récipient avec un angle aigu.

2. Récipient souple selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est constitué à partir d'une feuille de matériau souple repliée sur elle-même afin de composer les dites parois.

3. Récipient souple selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le matériau souple est un matériau polymérique.

4. Récipient souple selon la revendication 3, caractérisé en ce que le matériau polymérique est un plastique formé par extrusion.

5. Récipient souple selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu'il est formé dans une série juxtaposée de plusieurs récipients par soudage et découpe thermique d'une feuille de matériau souple.

6. Récipient souple selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'angle intérieur du coin avec un angle aigu est entre 60° et 85°.

7. Récipient souple selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'angle intérieur du coin avec un angle aigu est entre 70° et 80°.

8. Procédé pour la fabrication d'un récipient souple pour liquide, comprenant:

(i) Superposition de deux feuilles de matériau souple ou pliage sur elle-même d'une feuille de matériau souple afin de former deux parois dudit récipient,

(ii) soudage des deux parois pour former un cordon de soudure définissant une bordure extérieure du récipient dans une forme générale de losange,

(iii) soudage d'un bec verseur disposé dans un coin du récipient avec un angle aigu ayant un embout disposé vers l'extérieur dudit récipient, et un canal de sortie reliant l'embout au volume intérieur dudit récipient, et

(iv) soudage d'un ou plusieurs obstacles positionnés dans ledit volume intérieur essentiellement en regard et à proximité du canal conduisant à l'embout, de manière à limiter la section de passage du liquide entre le volume intérieur et le canal de sortie en laissant libre au moins un passage rétréci.

9. Procédé selon la revendication 8, dans lequel plusieurs récipients sont fabriqués d'une seule feuille de manière juxtaposée, tous les récipients étant séparés les uns des autres par découpe thermique.

10. Procédé selon la revendication 9, dans lequel les étapes de soudage et de découpe sont effectuées simultanément.

Dessins