CAISSE ISOTHERME TRIPLE ISOLATION

Abstract

 L'invention concerne une caisse isotherme (1) fermée par un couvercle (2) et son procédé d'obtention.
Les parois latérales (3, 4, 5, 6) et le fond (7) de ladite caisse sont constitués par une peau externe (8) et une peau interne (9) entre lesquelles un matériau isolant thermique central (10) est disposé, ledit matériau isolant étant constitué par une plaque centrale (11) d'isolant thermique composée de silice conditionnée sous vide sous film métallisé ou non incorporée dans une couche d'un isolant thermique alvéolaire périphérique (12).

Description

[0001] Le secteur technique de la présente invention est celui des emballages calorifugés et plus précisément des caisses isothermes.

[0002] Pour le stockage et le transport de certains types de produits particulièrement fragiles et sensibles à la chaleur, il est parfois nécessaire de prévoir un conditionnement isotherme. C'est notamment le cas de nombreux produits alimentaires, pharmaceutiques ou vétérinaires pour lesquels on utilise des caisses de tailles diverses qui peuvent, par exemple, être réalisées en polystyrène, en carton recouvert d'une feuille métallisée ou encore en disposant une mousse de polyuréthane expansée injectée entre deux parois cartonnées.

[0003] La demanderesse a décrit dans le brevet français FR-2911122 une caisse isotherme du type comportant une enveloppe interne et une enveloppe externe entre lesquelles est disposée une garniture en mousse en polymère ou copolymère. Cette caisse présente au moins une enveloppe constituée par une feuille de mousse à cellules fermées dont une face au moins est solidaire d'un film métallisé. On comprend que cette forme de réalisation soit encombrante.

[0004] On connaît déjà des caisses fabriquées par injection de mousse de polyuréthane entre deux parois réalisées en carton, carte, papier ou matière plastique. On entend ici par carte un carton sans cannelures. Un autre système proposé consiste à habiller des caisses cartons par six panneaux isolés à savoir un fond, un couvercle, deux panneaux pour les deux longueurs et deux panneaux pour les deux largeurs de la caisse, panneaux en polystyrène ou en mousse de polyuréthane découpée. Ce système d'habillage rudimentaire oblige les utilisateurs à gérer des approvisionnements et des stocks de six éléments distincts, ce qui constitue une contrainte importante. Ainsi, l'isolation thermique des caisses du marché repose sur l'épaisseur des cloisons de mousse de polyuréthane et l'étanchéité de ces caisses n'est pas optimisée.

[0005] Le but de la présente invention est de palier les inconvénients de l'art antérieur en fournissant des caisses isothermes dont la masse est réduite et présentant un coefficient d'isolation thermique très élevé, permettant de maintenir la température requise par les produits thermosensibles sur des durées beaucoup plus importantes à épaisseur de cloison égale.

DESCRIPTION DE L'INVENTION

[0006] L'invention a donc pour objet une caisse isotherme fermée par un couvercle constitué par des parois latérales et un fond, caractérisée en ce que les parois latérales et le fond de ladite caisse sont constitués par une peau externe et une peau interne entre lesquelles un matériau isolant thermique central est disposé, ledit matériau isolant étant constitué par une plaque centrale d'isolant thermique incorporée dans une couche d'un isolant thermique alvéolaire périphérique.

[0007] Selon une caractéristique de l'invention, la peau externe et la peau interne sont constituées par un matériau choisi dans le groupe constitué par du carton, du carton aluminisé, du polypropylène, du polypropylène aluminisé ou mousse de polypropylène aluminisé.

[0008] Selon une autre caractéristique de l'invention, le bord libre de ladite caisse est constitué par un repli des peaux externe et interne en délimitant une surface plane continue.

[0009] Selon encore une autre caractéristique de l'invention, la peau interne est constituée par du polypropylène aluminisé ou mousse de polypropylène aluminisé et la peau externe par du carton, du carton aluminisé, du polypropylène, du polypropylène aluminisé ou de la mousse polypropylène aluminisée.

[0010] Selon encore une autre caractéristique de l'invention, la plaque centrale d'isolant thermique est constituée de silice conditionnée sous vide sous film métallisé ou non.

[0011] Selon encore une autre caractéristique de l'invention, l'isolant thermique alvéolaire périphérique est constitué par du polyuréthane injecté expansé de part et d'autre de la plaque centrale d'isolant thermique composée de silice conditionnée sous vide sous film métallisé ou non.

[0012] Selon encore une autre caractéristique de l'invention, les plaques d'isolant thermique composées de silice conditionnée sous vide sous film métallisé ou non des parois latérales et du fond sont disposées de manière jointive entre elles sans discontinuité.

[0013] Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le couvercle de ladite caisse comprend les peaux externe et interne et une plaque centrale d'isolant thermique composée de silice conditionnée sous vide sous film métallisé ou non intégrée dans une couche d'isolant thermique alvéolaire périphérique constituée par du polyuréthane expansé injecté.

[0014] Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le couvercle comporte une première bordure destinée à s'engager dans l'espace délimité par les parois latérales de ladite caisse et une seconde bordure venant en appui sur le bord libre de ladite caisse.

[0015] L'invention concerne également un procédé de réalisation de la caisse isotherme, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes :

• on positionne contre les parois d'un moule la peau interne en continu,
• on dispose ensuite au voisinage de la peau interne la plaque centrale d'isolant thermique composée de silice conditionnée sous vide sous film métallisé ou non en assurant la continuité au niveau des parois latérales et du fond,
• on place ensuite la peau externe en continu au voisinage de la plaque d'isolant thermique centrale composée de silice conditionnée sous vide sous film métallisé ou non,
• et on injecte l'isolant thermique alvéolaire périphérique de manière à entourer la plaque centrale d'isolant thermique centrale composée de silice conditionnée sous vide sous film métallisé ou non,
• on ferme enfin le moule pour assurer la stabilisation de l'isolant thermique alvéolaire périphérique.

[0016] Avantageusement, le couvercle est réalisé de la manière suivante :

• on positionne dans un moule une peau interne en réalisation une première bordure,
• on dispose au voisinage de cette peau interne la plaque centrale d'isolant thermique composée de silice conditionnée sous vide sous film métallisé ou non,
• on dispose ensuite une peau externe en continuité avec la peau interne en délimitant une deuxième bordure,
• et on injecte un isolant thermique alvéolaire périphérique de part et d'autre de la plaque centrale d'isolant thermique composée de silice conditionnée sous vide sous film métallisé ou non,
• on ferme enfin le moule pour assurer la stabilisation de l'isolant thermique alvéolaire périphérique.

[0017] Un tout premier avantage de la caisse isotherme selon l'invention réside dans la réduction du poids de la caisse et l'augmentation de son volume utile.

[0018] Un autre avantage de la caisse isotherme selon l'invention réside dans sa solidité et sa résistance aux chocs lors des manipulations.

[0019] Un autre avantage de la caisse isotherme selon l'invention est l'amélioration supplémentaire de l'étanchéité due au fait que les peaux interne et externe sont constituées d'un seul tenant.

[0020] Un autre avantage de la caisse isotherme selon l'invention réside dans l'augmentation très importante de la durée du maintien de la chaine du froid, permettant de se substituer au transport frigorifique tout en diminuant les émanations de CO₂. Dans un mode de réalisation particulier, la caisse selon l'invention est adaptée au maintien d'une température inférieure à 6°C, pendant plus de 72 heures, plus de 86 heures, plus de 100 heures, plus de 110 heures, voire plus de 120 heures, dans les conditions de mesure spécifiées par la norme NF S 99-700. Dans un mode de réalisation encore plus particulier, la caisse selon l'invention est adaptée au maintien d'une température inférieure à 4°C, pendant plus de 72 heures, plus de 86 heures, plus de 100 heures, voire plus de 110 heures, dans les conditions de mesure spécifiées par la norme NF S 99-700.

[0021] Un autre avantage de la caisse isotherme selon l'invention réside dans la possibilité d'une reverse-logistique diminuant de manière conséquente les déchets.

BREVE DESCRIPTION DES DESSINS

[0022] D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description donnée ci-après à titre indicatif en relation avec des figures dans lesquelles :

• La figure 1 représente une vue en trois dimensions d'un exemple de réalisation de la caisse selon l'invention,
• la figure 2 est une vue en coupe d'une paroi de la caisse, et
• la figure 3 représente une coupe du couvercle de la caisse.
• la figure 4 illustre les performances isothermes d'une caisse isotherme classique aux parois en polyuréthane (A) et d'une caisse isotherme triple isolation selon l'invention (B), les caisses comprenant chacune 750 g d'eutectique.
• la figure 5 illustre les performances thermiques d'une caisse isotherme selon l'invention avec une masse d'eutectique réduite à 400 g.

[0023] L'invention va maintenant être décrite avec d'avantage de détail. La caisse isotherme selon l'invention est destinée à contenir et transporter en sécurité différents produits ou organes dont le maintien en température doit être assuré. Ces boîtes requièrent une isolation thermique très poussée pendant un temps relativement long.

[0024] La caisse isothermique selon l'invention répond à ces objectifs.

[0025] Sur la figure 1, on a représenté une vue de la caisse 1 selon l'invention fermée par un couvercle 2 dont les autre parois latérales 3, 4, 5, 6 et le fond 7 sont constitués par une peau externe 8 et une peau interne 9 entre lesquelles un matériau isolant thermique composite 10 est disposé.

[0026] Le matériau isolant composite 10 est ici constitué par une plaque centrale 11 d'isolant thermique incorporée dans une couche d'un isolant thermique alvéolaire périphérique 12. Par isolant thermique alvéolaire, comme il est évident à la suite de la description de l'invention, on entend une mousse d'un matériau alvéolaire constitué d'un squelette de polymère entourant des alvéoles. De tels isolants thermiques alvéolaires sont connus de l'homme du métier.

[0027] A titre indicatif, la peau externe 8 et la peau interne 9 sont constituées par un matériau choisi dans le groupe constitué par du carton, du carton aluminisé, du polypropylène ou du polypropylène aluminisé ou de la mousse polypropylène aluminisée. On pourra choisir préférentiellement une peau interne 9 en mousse de propylène aluminisé et une peau externe 8 en carton. L'homme du métier saura déterminer en fonction de l'application envisagée de choisir d'autres matières aptes à la réalisation de ces deux peaux.

[0028] Sur la figure, on voit que le bord libre 15 de ladite caisse est constitué par un repli de la peau interne en délimitant une surface plane continue. Ce repli est constitué par un rabat adéquat soit de l'une ou de l'autre peau, soit d'une des seules peaux. De préférence, on choisira un rabat venant du polypropylène aluminisé.

[0029] La plaque centrale 11 d'isolant thermique est préférentiellement constitué par une couche de silice conditionnée sous vide sous film métallisé ou sous film non métallisé. Ce matériau est connu en lui-même mais reçoit pour la première fois une application intéressante dans le domaine des boîtes isotherme. Cette couche de silice conditionnée sous vide sous film métallisé ou non métallisé est noyée au sein d'un isolant thermique alvéolaire 12 constitué par du polyuréthane expansé injecté de part et d'autre de la plaque d'isolant thermique 11.

[0030] La figure 2 est une coupe d'une des parois latérales destinée à illustrer sa structure. On voit que les plaques d'isolant thermique des parois latérales 3-6 et du fond 7 sont disposées de manière jointive entre elles sans discontinuité. Ainsi, la boîte 1 selon l'invention ne présente aucun pont thermique susceptible de nuire à ses performances. En d'autres termes, la jonction intime de ces différentes parois et l'injection de polyuréthane expansé réduit dans une grande proportion une transmission entre l'intérieur et l'extérieur de la boîte et supprime les effets de ponts thermiques.

[0031] Sur la figure 3, on a représenté une coupe du couvercle venant compléter la boîte 1 afin de constituer une enceinte fermée étanche à l'air. De manière similaire, le couvercle 2 de ladite caisse comprend les peaux externe 8 et interne 9 et une plaque 11 d'isolant thermique composée de silice conditionnée sous vide sous film métallisé ou non métallisé intégrée dans une couche d'isolant thermique alvéolaire 12 constituée par du polyuréthane expansé injecté.

[0032] De préférence, la plaque d'isolant thermique 11 intégrée dans le couvercle 2 et la caisse (ou boite) 1 est composée de silice conditionnée sous vide sous film métallisé.

[0033] Sur cette figure, on voit que le couvercle 2 comporte une première bordure 13 destinée à s'engager dans l'espace délimité par les parois latérales de ladite caisse et une seconde bordure 14 destinée à venir en appui sur le bord libre de ladite caisse. Avantageusement, les peaux interne et externe du couvercle peuvent être réalisées dans le même matériau, par exemple en mousse de polypropylène aluminisé. Ainsi, la boîte 1 et son couvercle 2 constituent une protection de l'objet ou de l'organe introduit sans déperdition de température ou tout au moins une perte négligeable de température pendant son acheminement.

[0034] Le procédé décrit ci-après permet d'illustrer la fabrication de la boîte isotherme selon l'invention.

[0035] Ce procédé est conduit de la manière suivante.

[0036] On positionne contre les parois d'un moule de fabrication la peau interne 9 en tapissant en continu les parois latérales et la base du moule. La peau interne 9 peut être réalisée séparément à l'aide d'un gabarit approprié puis introduite dans le moule. Cette peau interne 9 peut être selon l'invention un matériau du type mousse de polypropylène aluminisé.

[0037] On dispose ensuite au voisinage de la peau interne 9 la plaque d'isolant thermique composé de silice conditionnée sous vide sous film métallisé ou non métallisé 11 en assurant la continuité au niveau des parois latérales et du fond. Cette plaque peut être un matériau silice conditionnée sous vide sous film métallisé ou non métallisé. Ainsi, les faces de la peau 9 sont pourvue des plaques 11 et les bords adjacents de ces plaques sont disposés en ajustement serré.

[0038] On place ensuite au voisinage de la plaque d'isolant thermique 11 la peau externe 8 en tapissant en continu ces plaques d'isolant thermique. Cette peau externe 8 peut être par exemple du carton.

[0039] On injecte ensuite l'isolant thermique alvéolaire périphérique 12 de manière à entourer la plaque centrale 11 d'isolant thermique. Cet isolant alvéolaire périphérique 12 se répand du fait de la pression d'injection entre les peaux externe 8 et interne 9 et autour des plaques d'isolant thermique centraux composé de silice conditionnée sous vide sous film métallisé ou non métallisé 11.

[0040] On ferme enfin le moule pour assurer la stabilisation de l'isolant thermique alvéolaire périphérique 12.

[0041] On a choisi de préférence une matière du type polyuréthane expansé pour constituer l'isolant thermique alvéolaire périphérique 12. Cette matière peut donc être facilement injectée entre les peaux et la plaque de silice conditionnée sous vide sous film métallisé ou non et se répartit de manière régulière dans l'espace délimité par les deux peaux.

[0042] On réalise de manière similaire le couvercle 2 de la boîte 1. A cette fin on positionne dans un moule la peau interne 9 en réalisation une première bordure 13.

[0043] On dispose au voisinage de cette peau interne la plaque centrale 11 d'isolant thermique.

[0044] On dispose ensuite la peau externe 8 en continuité avec la peau interne 9 en délimitant une deuxième bordure 14.

[0045] On injecte l'isolant thermique alvéolaire périphérique 12 de part et d'autre de la plaque centrale 11 d'isolant thermique composé de silice conditionnée sous vide sous film métallisé ou non métallisé.

[0046] On ferme enfin le moule de fabrication pour assurer la stabilisation de l'isolant thermique alvéolaire périphérique 12.

[0047] La boîte 1 et son couvercle 2 constituent une enceinte étanche à l'air car la première bordure 13 est dimensionnée pour s'introduire de manière serrée au niveau de la peau interne 9. De plus, la deuxième bordure 14 vient en appui contre le bord libre de la boîte en renforçant l'étanchéité.

Illustration des performances isothermes des caisses isothermes selon l'invention

a) Matériel et méthode :

[0048] Les mesures des performances sont effectuées en accord avec les dispositions de la norme NF S99-700 en vigueur.

	Structure de la paroi	Epaisseur des parois	Masse de matériau eutectique
Caisse A	- une peau externe en carton	8 cm ou 4 cm	750 g ou 400 g
	- une peau interne en mousse de polypropylène aluminisé
	- une plaque centrale de silice conditionnée sous vide sous film métallisé incorporée dans une couche de polyuréthane
Caisse B	- une peau externe en carton	8 cm ou 4 cm	750 g
	- une peau interne en mousse de polypropylène aluminisé
	- une couche de polyuréthane
Caisse C	- une peau externe en carton	8 cm ou 4 cm	750 g
	- une peau interne en mousse de polypropylène aluminisé
	- plaque de silice conditionnée sous vide sous film métallisé
Caisse D	- une peau externe en carton	8 cm ou 4 cm	750 g
	- une peau interne en carton
	- une plaque centrale de silice conditionnée sous vide sous film métallisé incorporée dans une couche de polyuréthane

[0049] Les performances isothermes d'une caisse de 30 L de volume utile aux parois agencées selon l'invention de 4 cm d'épaisseur, comprenant une plaque eutectique de 750 g ou 400 g (caisse A) sont comparées à celles d'une caisse de 30 L de volume utile dont les parois en polyuréthane font 8 cm d'épaisseur comprenant une plaque eutectique de 750 g (caisse B) ou à une caisse dont les parois sont constituées d'une plaque d'isolant thermique composée de silice conditionnée sous vide sous film métallisé (caisse C), ou encore à une caisse D dans laquelle la peau interne est constituée de carton. La température interne des caisses est mesurée sur 72 ou 120 heures.

b) Résultats :

[0050] Sur la figure 4A on voit que la caisse classique homologuée (caisse B) aux parois en polyuréthane permet le maintien la température interne à la caisse entre 4 °C et 6 °C pendant 72 heures, alors que la caisse selon l'invention (caisse A) permet le maintien d'une température qui descend spontanément en dessous des 4 °C pendant presque 120 heures et qui est maintenue inférieure à 6 °C pour plus de 120 heures (figure 4B), à masse d'eutectique égale. De telles performances sont totalement inattendues. En outre, il est à signaler que la caisse isotherme classique homologuée (caisse B) utilisée dans ce test présente une paroi de 8 cm soit une épaisseur deux fois supérieure à la caisse agencée selon l'invention testée ici (caisse A). Ainsi les caisses isothermes selon l'invention permettent un gain d'au moins 50% d'épaisseur pour un résultat plus efficace en termes de température et en termes de durée de maintien de cette température.

[0051] Comme le montre la figure 5, ces performances inattendues peuvent permettre de diminuer la quantité d'eutectique embarquée dans les caisses isothermes, à performances égales et conformes aux dispositions de la norme NF S99-700. Ainsi, la caisse de l'invention bien qu'utilisée avec 47% d'eutectique en moins présente des performances thermiques plus efficaces (maintien d'une température interne inférieure à 5 °C pendant 72 heures) que les caisses classiques homologuées (caisse B, comme par exemple la Figure 4A).

[0052] Les caisses selon l'invention montrent également des performances bien supérieures aux autres caisses C ou D ne présentant pas la structure des caisses de l'invention.

c) Conclusions

[0053] Les caisses selon l'invention ont donc des performances thermiques améliorées et inattendues, ce qui permet d'envisager des utilisations prolongées, la diminution du volume (et une augmentation du volume utile) et de la masse des caisses tant au niveau des matériaux qui la composent que de la masse d'eutectique embarqué. La diminution de la masse et de l'encombrement des caisses isothermes présente un intérêt tout particulier dans le domaine de la logistique en termes d'économie d'énergie et d'impact environnemental.

Revendications

1. Caisse isotherme (1) fermée par un couvercle (2) constituée de parois latérales (3, 4, 5, 6) et d'un fond (7), caractérisée en ce que les parois latérales (3, 4, 5, 6) et le fond (7) de ladite caisse sont constitués par une peau externe (8) et une peau interne (9) entre lesquelles un matériau isolant thermique central (10) est disposé, ledit matériau isolant étant constitué par une plaque centrale (11) d'isolant thermique incorporée dans une couche d'un isolant thermique alvéolaire périphérique (12).

2. Caisse isotherme (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que la peau externe (8) et la peau interne (9) sont constituées par un matériau choisi dans le groupe constitué par du carton, carton aluminisé, du polypropylène, du polypropylène aluminisé ou mousse de polypropylène aluminisé.

3. Caisse isotherme (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le bord libre (15) de ladite caisse est constitué par un repli des peaux externe et interne en délimitant une surface plane continue.

4. Caisse isotherme (1) selon la revendication 2, caractérisée en ce que la peau interne (8) est constituée par du polypropylène aluminisé ou une mousse de polypropylène aluminisé et la peau externe (9) par du carton, carton aluminisé, du polypropylène, du polypropylène aluminisé ou de la mousse polypropylène aluminisée.

5. Caisse isotherme (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la plaque centrale (11) d'isolant thermique est constituée de silice conditionnée sous vide sous film métallisé ou non.

6. Caisse isotherme (1) selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'isolant thermique alvéolaire périphérique (12) est constitué par du polyuréthane expansé injecté de part et d'autre de la plaque centrale (11) d'isolant thermique composée de silice conditionnée sous vide sous film métallisé ou non.

7. Caisse isotherme (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les plaques d'isolant thermique composées de silice conditionnée sous vide sous film métallisé ou non des parois latérales (3-6) et du fond (7) sont disposées de manière jointive entre elles sans discontinuité.

8. Caisse isotherme (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le couvercle (2) de ladite caisse comprend les peaux externe (8) et interne (9) et une plaque centrale (11) d'isolant thermique composée de silice conditionnée sous vide sous film métallisé ou non intégrée dans une couche d'isolant thermique alvéolaire périphérique (12) constituée par du polyuréthane injecté expansé.

9. Caisse isotherme (1) selon la revendication 8, caractérisé en ce que le couvercle (2) comporte une première bordure (13) destinée à s'engager dans l'espace délimité par les parois latérales de ladite caisse et une seconde bordure (14) venant en appui sur le bord libre de ladite caisse.

10. Procédé de réalisation de la caisse isotherme (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes :

- on positionne contre les parois d'un moule la peau interne (9) en continu,

- on dispose ensuite au voisinage de la peau interne (9) la plaque centrale (11) d'isolant thermique composée de silice conditionnée sous vide sous film métallisé ou non en assurant la continuité au niveau des parois latérales et du fond,

- on place ensuite la peau externe (8) en continu au voisinage de la plaque centrale (11) d'isolant thermique composée de silice conditionnée sous vide sous film métallisé ou non,

- et on injecte l'isolant thermique alvéolaire périphérique (12) de manière à entourer la plaque centrale (11) d'isolant thermique composée de silice conditionnée sous vide sous film métallisé ou non,

- on ferme enfin le moule pour assurer la stabilisation de l'isolant thermique alvéolaire périphérique (12).

11. Procédé de réalisation de la caisse isotherme (1) selon la revendication 10, caractérisé en ce que le couvercle (2) est réalisé de la manière suivante :

- on positionne dans un moule la peau interne (9) en réalisation une première bordure,

- on dispose au voisinage de cette peau interne la plaque d'isolant thermique centrale (11) composée de silice conditionnée sous vide sous film métallisé ou non,

- on dispose ensuite la peau externe (8) en continuité avec la peau interne (9) en délimitant une deuxième bordure,

- et on injecte l'isolant thermique alvéolaire périphérique (12) de part et d'autre de la plaque d'isolant thermique centrale (11) composée de silice conditionnée sous vide sous film métallisé ou non,

- on ferme enfin le moule pour assurer la stabilisation de l'isolant thermique alvéolaire périphérique (12).

Dessins