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Perfectionnements à des matériaux pour emballages
La présente invention concerne un procédé pour la production de feuilles à bulles en plastique, servant de matériau d'emballage.
Conformément à la présente invention, il est prévu un procédé pour la production de feuilles à bulles en plastique, servant de matériau d'emballage, en utilisant deux films thermoplastiques plats, à savoir un film supérieur et un film de base, en effectuant les opérations suivantes : amener le film supérieur d'une bobine de stockage de film supérieur sur un rouleau de chauffage de film supérieur, régler la température du rouleau de chauffage de film supérieur dans les limites de température prédéter- minées, en faisant circuler un fluide de transfert thermique à travers le rouleau de chauffage de film supérieur, chauffer le film supérieur jusqu'à ce qu'il soit à l'état plastique sur le rouleau de chauffage du film supérieur, amener le film supérieur chauffé à un poste de formation de poches,
former sous vide un grand nombre de poches dans le film supérieur, amener le film supérieur à un poste de soudage,
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amener un film de base provenant d'une bobine de stockage de film de base jusqu'à un rouleau de chauffage de film de base, régler la température du rouleau de chauffage de film de base dans des limites de température prédéter- minées en faisant circuler un fluide de transfert thermique à travers le rouleau de chauffage de film de base, chauffer le film de base jusqu'à l'état plastique sur le rouleau de chauffage de film de base, amener le film de base chauffé jusqu'au poste de soudage, appliquer le film de base sur le film supérieur, au poste de soudage, souder par chauffage le film de base au film supérieur, afin de sceller les poches, de manière à obtenir la feuille à bulles,
refroidir immédiatement la feuilles à bulles avec un moyen de refroidissement de la feuille à bulles, enrouler la feuille à bulles sur un rouleau de stockage de feuilles à bulles.
Suivant un autre aspect de la présente inven- tion, il est prévu un matériau d'emballage constitué d'une feuille à bulles en plastique produite par le procédé décrit ci-dessus.
Suivant un autre aspect de la présente inven- tion, il est prévu un appareil pour la production d'une feuille à bulles en plastique, conformément au procédé, cet appareil comprenant un certain nombre de rouleaux de chauffage de film supérieur, un certain nombre de rouleaux de chauffage de film de base, un moyen pour faire circuler un fluide de transfert thermique à travers les rouleaux de chauffage de film supérieur et à travers les rouleaux de chauffage de film de base, un moyen pour régler la température du fluide de transfert thermique, un tambour
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cylindrique pour former des poches dans le film supérieur et jouer le rôle de poste de soudage, le tambour compor- tant plusieurs orifices dans sa paroi latérale incurvée, en communication avec l'intérieur du tambour,
une extrémité extérieure de chaque orifice étant évasée vers l'extérieur, un moyen de production de vide pour appliquer le vide à l'intérieur du tambour et un moyen de refroidis- sement pour refroidir une feuille à bulles formée sur le tambour en service, un moyen pour amener le film supérieur d'une bobine de stockage de film supérieur au tambour en passant par les rouleaux de chauffage de film supérieur, un moyen pour amener le film de base d'une bobine de stockage de film de base au tambour en passant par les rouleaux de chauffage de film de base et un moyen pour enrouler la feuille à bulles formée sur le tambour à un rouleau de stockage. De préférence, l'extrémité extérieure de chaque orifice dans la paroi latérale du tambour a une surface cintrée. En variante, l'extrémité extérieure peut être chanfreinée.
L'invention sera comprise à l'examen de la description ci-après d'un mode de réalisation de celle-ci, donné uniquement à titre d'exemple et en se référant aux figures en annexe qui représentent respectivement:
La figure 1, une vue latérale schématique d'un appareil pour la production de feuilles à bulles en plastique, pour matériau d'emballage, conforme à la présente invention,
La figure 2, une vue en coupe transversale d'une feuille à bulles en plastique, formée au moyen de l'appareil de la figure 1,
La figure 3, un diagramme schématique d'un circuit de chauffage à huile et de circuits de refroidis- sement à eau faisant partie de l'appareil,
La figure 4, une vue en coupe transversale représentant schématiquement des détails dans une partie
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du tambour faisant partie de l'appareil,
La figure 5,
une vue semblable à la figure 4, représentant une partie d'un autre tambour, et
La figure 6, une vue semblable à la figure 4, représentant une partie d'un autre tambour classique.
Si l'on examine les figures, on peut y voir un appareil désigné généralement par le n de référence 1, destiné à produire une feuille de matériau d'emballage, constituée d'une feuille à bulles en plastique, désignée généralement par le numéro de référence 2 et comportant des bulles d'air 3. L'appareil 1 comporte un tambour cylindrique rotatif 5 constituant une matrice. Le moyen de formation du vide comprend une pompe à vide (non représen- tée) et est prévu pour créer le vide dans une partie interne 6 du tambour 5.
L'appareil 1 comporte des moyens classiques pour amener en continu deux films thermoplasti- ques plats, à savoir un film supérieur 10 et un film de base 11, en provenance d'une bobine de stockage de film supérieur 12 et d'une bobine de stockage de film de base 13, vers le tambour 5, afin de former la feuille à bulles en plastique 2 et d'amener la feuille à bulles en plastique 2 sur un rouleau de stockage 16.
Un moyen de chauffage est prévu pour chauffer le film supérieur 10 et le film de base 11 avant leur amenée au tambour 4 et comprend une paire de rouleaux de chauffage supérieurs 19, pour le film supérieur 10, et des rouleaux de chauffage de film de base 20, pour le film de base 11. Les rouleaux de chauffage 19,20 font partie d'un circuit de chauffage désigné généralement par le numéro de référence 21 (voir figure 3). Le circuit de chauffage 21 comporte une pompe 22 pour faire circuler de l'huile de chauffage qui agit comme fluide de transfert de chaleur à travers un réchauffeur d'huile 23 et les rouleaux de chauffage 19,20, qui sont creux. Le réchauffeur d'huile 23 comporte un certain nombre de serpentins de chauffage
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électrique pour chauffer l'huile.
Un réservoir de stockage d'huile 25 est connecté au circuit de chauffage 21 pour compenser toutes les pertes d'huile. Un refroidisseur d'huile 26 est prévu également dans le circuit de chauffage 21, le refroidisseur d'huile 26 étant alimenté par l'eau de refroidissement amenée par une pompe 27 en provenance d'un puits 28, à travers un tuyau 29, vers le refroidisseur d'huile 26. En amont du refroidisseur d'huile 26, l'eau de refroidissement est évacuée à l'égout.
Une vanne de commande de débit d'eau 30 est prévue dans le tuyau 29, en amont du refroidisseur d'huile 26, afin de régler la quantité d'eau amenée à travers le refroidisseur d'huile 26 et peut être actionnée de manière à permettre le passage de l'eau à travers le refroidisseur d'huile 26, ou de bypasser le refroidisseur 26 par un tuyau de bypass d'eau correspondant 31. Un radiateur 34 est monté dans le tuyau 29 en amont du refroidisseur d'huile 26, afin de refroidir l'air amené à travers le radiateur 34, par un ventilateur correspondant 35, et sur la feuille à bulles 2 placée sur le tambour 5.
Un moyen de refroidissement pour refroidir une feuille à bulles formée sur le tambour 5 en service est prévu et comprend, outre le ventilateur 35, un circuit de refroidissement de feuilles, désigné généralement par le numéro de référence 40. Le circuit de refroidissement de la feuille à bulles 40 comporte une pompe 41 pour faire circuler l'eau de refroidissement de la feuille à bulles à travers une unité de refroidissement 42, afin de refroidir l'eau, et à travers des rouleaux de refroidisse- ment rotatifs de la feuille à bulles rotatifs 43, qui refroidissent la feuille à bulles 2 et guident la feuille à bulles 2.
Le circuit de refroidissement 40 comprend également un pré-refroidisseur 45, du type à plaques,
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ayant un côté primaire 46 connecté au tuyau d'eau 29 et un côté secondaire 47 connecté au circuit de refroidissement 40.
Si l'on examine maintenant plus particulièrement la figure 4, on voit que le tambour 5 a une paroi latérale 50, avec une face intérieure 51 et une face extérieure 52.
Plusieurs orifices 53 sont prévus dans la paroi latérale 50, en communication avec l'intérieur du tambour 5. Il convient de noter qu'une extrémité extérieure 55 de chaque orifice 53 comporte une surface cintrée qui s'évase vers l'extérieur. Un tamis tubulaire 56 est logé dans le tambour 5 et prend appui sur la face intérieure 51 de la paroi latérale 50.
Si on examine maintenant la figure 5, on y voit une partie d'un tambour en variante, ayant une paroi latérale 60 avec des orifices 61 comportant chacun une extrémité extérieure chanfreinée 62. La figure 6 repré- sente une disposition de tambour classique ayant une paroi latérale 70 avec plusieurs orifices 71, chaque orifice 71 ayant une extrémité extérieure essentiellement à bords droits 72.
En service, le procédé pour former la feuille à bulles 2 est réalisé en amenant le film supérieur 10 de la bobine de stockage de film supérieur 12 jusqu'au rouleau de chauffage de film supérieur 19. En passant autour des rouleaux de chauffage rotatif 19 du film supérieur, le film supérieur 10 est chauffé jusqu'à l'état plastique.
Après les rouleaux de chauffage 19 du film supérieur, le film supérieur 10 est amené au tambour 5, qui joue le rôle de poste de formation de poches. Le tambour dans le tambour 5 attire le film supérieur 10 dans les orifices 53 de la paroi latérale de tambour 50, en formant ainsi plusieurs poches dans le film supérieur 10. Le film de base 1 est amené de manière analogue, de la bobine de stockage de film de base 13 vers les rouleaux de chauffage
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de film de base 20, où il est chauffé jusqu'à l'état plastique, en passant autour des rouleaux de chauffage de film de base 20. Il est amené ensuite à un poste de soudage constitué par une partie du tambour 5, en aval du poste de formation des poches, où le film de base 11 est appliqué sur le film supérieur 10.
Au poste de soudage, le film supérieur 10 et le film de base 11 sont soudés thermiquement ensemble, de manière à sceller les poches et d'obtenir ainsi la feuille à bulles 2. Dès que la feuille à bulles 2 est obtenue, elle est refroidie immédiatement au moyen du ventilateur 35, qui souffle de l'air froid sur la feuille à bulles 2. Le refroidissement est facilité, en outre, par les rouleaux de refroidissement 43.
Il convient de noter que l'extrémité extérieure cintrée et évasée 55 de chaque orifice 53 dans la paroi latérale du tambour 50, présente une transition graduelle vers chaque orifice 53, ce qui facilite la prévention des déchirures dans le film à bulles 10.
La pompe 41 fait circuler l'eau de refroidisse- ment de la feuille à bulles dans le circuit de refroidis- sement de feuille à bulles 40, l'eau de refroidissement de feuille à bulles pénétrant dans les rouleaux de refroidissement de feuille à bulles 43 à une température d'environ 12 et quittant les rouleaux de refroidissement de feuille à bulles 43 à une température d'environ 16 C La température de l'eau de refroidissement de feuilles à bulles est diminuée partiellement dans le pré-refroidis- seur 45, puis réduite à 12 C dans l'unité de refroidisse- ment 42.
La pompe à huile 22 fait circuler l'huile chaude à travers les rouleaux de chauffage 19,'20, à une température de 110 à 170 C, suivant des paramètres tels que l'épaisseur du film plastique utilisé et la vitesse des films sur les rouleaux de chauffage 19,20. Comme le préchauffeur d'huile 23 utilise des serpentins de
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chauffage électrique, ceux-ci continuent à rayonner de la chaleur, même quand ils sont mis hors service et peuvent provoquer un chauffage excessif de l'huile. Un contrôle fin de la température de l'huile est obtenu en réglant le débit d'eau de refroidissement à travers le refroidisseur d'huile 26, au moyen de la vanne de commande de débit d'eau 30, qui fonctionne en réagissant à la température d'huile détectée, afin de commander le débit d'eau de refroidissement à travers le refroidisseur d'huile 26.
Un réglage précis de la température d'huile de chauffage, et donc de la température des rouleaux de chauffage, présente une importance critique pour un fonctionnement efficace du procédé. Toute température trop faible peut donner lieu à un soudage incorrect des deux films plastique. Toute température excessive des rouleaux de chauffage peut affaiblir les films plastique, qui peuvent être étirés en produisant une feuille à bulles de qualité inférieure, voire même être déchirés, ce qui interrompt le fonctionnement du procédé avec une perte de production. Une température excessive peut provoquer également le collage des films plastique sur les rouleaux de chauffage, ce qui provoque à nouveau la déchirure des films plastique.
On comprendra que ce procédé permet de commander la température de l'huile de chauffage de manière rapide et commode, dans un large domaine de température, ainsi que les taux de transfert de chaleur, de manière à faciliter le fonctionnement correct de l'appareil.
La présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit ci-dessus, qui peut être modifié tant dans ses détails que dans sa disposition.
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Improvements to packaging materials
The present invention relates to a process for the production of plastic bubble sheets as packaging material.
According to the present invention, there is provided a process for the production of plastic bubble sheets, serving as packaging material, using two flat thermoplastic films, namely a top film and a base film, performing the operations following: bring the upper film from an upper film storage reel to an upper film heating roller, adjust the temperature of the upper film heating roller within the predetermined temperature limits, by circulating a transfer fluid thermal through the upper film heating roller, heating the upper film until it is in a plastic state on the upper film heating roller, bringing the heated upper film to a pocket forming station,
vacuum forming a large number of pockets in the upper film, bringing the upper film to a welding station,
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feeding a base film from a base film storage reel to a base film heating roller, adjusting the temperature of the base film heating roller within predetermined temperature limits by circulating a heat transfer fluid through the base film heating roller, heating the base film to the plastic state on the base film heating roller, bringing the heated base film to the welding station , apply the base film on the upper film, at the welding station, heat weld the base film to the upper film, in order to seal the pockets, so as to obtain the bubble sheet,
immediately cool the bubble sheet with a bubble sheet cooling means, wind the bubble sheet on a bubble sheet storage roller.
According to another aspect of the present invention, there is provided a packaging material consisting of a plastic bubble sheet produced by the process described above.
According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for producing a plastic bubble sheet, in accordance with the method, this apparatus comprising a number of upper film heating rollers, a number of base film heating rollers, means for circulating heat transfer fluid through the upper film heating rollers and through the base film heating rollers, means for controlling the temperature of the heat transfer fluid , a drum
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cylindrical to form pockets in the upper film and act as a welding station, the drum having several orifices in its curved side wall, in communication with the interior of the drum,
an outer end of each orifice being flared outward, a means for producing a vacuum for applying the vacuum to the interior of the drum and a means for cooling for cooling a bubble sheet formed on the drum in use, a means for feeding the upper film from an upper film storage reel to the drum passing through the upper film heating rollers, means for feeding the base film from a base film storage reel to the drum passing by the base film heating rollers and means for winding the bubble sheet formed on the drum to a storage roller. Preferably, the outer end of each port in the side wall of the drum has a curved surface. Alternatively, the outer end can be chamfered.
The invention will be understood on examining the following description of an embodiment thereof, given solely by way of example and with reference to the appended figures which represent respectively:
FIG. 1, a schematic side view of an apparatus for the production of plastic bubble sheets, for packaging material, according to the present invention,
FIG. 2, a cross-sectional view of a plastic bubble sheet, formed by means of the apparatus of FIG. 1,
FIG. 3, a schematic diagram of an oil heating circuit and water cooling circuits forming part of the apparatus,
Figure 4, a cross-sectional view schematically showing details in a part
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of the drum forming part of the apparatus,
Figure 5,
a view similar to FIG. 4, representing a part of another drum, and
Figure 6, a view similar to Figure 4, showing part of another conventional drum.
If we look at the figures, we can see an apparatus generally designated by the reference number 1, intended to produce a sheet of packaging material, consisting of a plastic bubble sheet, generally designated by the number of reference 2 and comprising air bubbles 3. The apparatus 1 comprises a rotary cylindrical drum 5 constituting a matrix. The means for forming the vacuum comprises a vacuum pump (not shown) and is designed to create the vacuum in an internal part 6 of the drum 5.
The apparatus 1 comprises conventional means for continuously feeding two flat thermoplastic films, namely an upper film 10 and a base film 11, coming from an upper film storage reel 12 and a reel of storing base film 13, towards the drum 5, in order to form the plastic bubble sheet 2 and to bring the plastic bubble sheet 2 to a storage roller 16.
A heating means is provided for heating the upper film 10 and the base film 11 before being fed to the drum 4 and comprises a pair of upper heating rollers 19, for the upper film 10, and base film heating rollers 20, for the base film 11. The heating rollers 19, 20 form part of a heating circuit generally designated by the reference number 21 (see FIG. 3). The heating circuit 21 includes a pump 22 for circulating heating oil which acts as a heat transfer fluid through an oil heater 23 and the heating rollers 19,20, which are hollow. The oil heater 23 has a number of heating coils
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electric to heat the oil.
An oil storage tank 25 is connected to the heating circuit 21 to compensate for all the oil losses. An oil cooler 26 is also provided in the heating circuit 21, the oil cooler 26 being supplied by the cooling water supplied by a pump 27 from a well 28, through a pipe 29, to the oil cooler 26. Upstream of the oil cooler 26, the cooling water is drained down the drain.
A water flow control valve 30 is provided in the pipe 29, upstream of the oil cooler 26, in order to regulate the amount of water supplied through the oil cooler 26 and can be actuated so as to allow the passage of water through the oil cooler 26, or bypass the cooler 26 by a corresponding water bypass pipe 31. A radiator 34 is mounted in the pipe 29 upstream of the oil cooler 26 , in order to cool the air brought through the radiator 34, by a corresponding fan 35, and onto the bubble sheet 2 placed on the drum 5.
A cooling means for cooling a bubble sheet formed on the drum 5 in use is provided and comprises, in addition to the fan 35, a sheet cooling circuit, generally designated by the reference number 40. The sheet cooling circuit bubble 40 has a pump 41 to circulate the cooling water of the bubble sheet through a cooling unit 42, to cool the water, and through rotary cooling rollers of the bubble sheet rotary 43, which cool the bubble sheet 2 and guide the bubble sheet 2.
The cooling circuit 40 also includes a pre-cooler 45, of the plate type,
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having a primary side 46 connected to the water pipe 29 and a secondary side 47 connected to the cooling circuit 40.
If we now look more particularly at FIG. 4, we see that the drum 5 has a side wall 50, with an inside face 51 and an outside face 52.
Several orifices 53 are provided in the side wall 50, in communication with the interior of the drum 5. It should be noted that an outer end 55 of each orifice 53 has a curved surface which flares outwards. A tubular screen 56 is housed in the drum 5 and is supported on the inner face 51 of the side wall 50.
Turning now to Figure 5, there is shown a portion of an alternative drum, having a side wall 60 with ports 61 each having a chamfered outer end 62. Figure 6 shows a conventional drum arrangement having a side wall 70 with several orifices 71, each orifice 71 having an outer end essentially with straight edges 72.
In use, the method for forming the bubble sheet 2 is carried out by bringing the upper film 10 from the upper film storage reel 12 to the upper film heating roller 19. Passing around the rotary heating rollers 19 of the upper film, the upper film 10 is heated to the plastic state.
After the heating rollers 19 of the upper film, the upper film 10 is brought to the drum 5, which acts as a pocket-forming station. The drum in the drum 5 attracts the upper film 10 into the holes 53 in the side wall of the drum 50, thereby forming several pockets in the upper film 10. The base film 1 is similarly fed from the storage reel base film 13 to the heating rollers
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base film 20, where it is heated to the plastic state, passing around the base film heating rollers 20. It is then brought to a welding station consisting of a part of the drum 5, downstream from the pocket forming station, where the base film 11 is applied to the upper film 10.
At the welding station, the upper film 10 and the base film 11 are thermally welded together, so as to seal the pockets and thus obtain the bubble sheet 2. As soon as the bubble sheet 2 is obtained, it is cooled immediately by means of the fan 35, which blows cold air onto the bubble sheet 2. The cooling is further facilitated by the cooling rollers 43.
It should be noted that the curved and flared outer end 55 of each orifice 53 in the side wall of the drum 50 has a gradual transition towards each orifice 53, which facilitates the prevention of tears in the bubble film 10.
The pump 41 circulates the cooling water of the bubble sheet in the bubble sheet cooling circuit 40, the bubble sheet cooling water entering the bubble sheet cooling rollers 43 at a temperature of about 12 and leaving the bubble sheet cooling rollers 43 at a temperature of about 16 C. The temperature of the bubble sheet cooling water is partially reduced in the pre-cooler 45, then reduced to 12 C in the cooling unit 42.
The oil pump 22 circulates the hot oil through the heating rollers 19, 20, at a temperature of 110 to 170 ° C., according to parameters such as the thickness of the plastic film used and the speed of the films on the heating rollers 19.20. As the oil preheater 23 uses coils of
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electric heating, these continue to radiate heat even when they are out of service and can cause excessive heating of the oil. A fine control of the oil temperature is obtained by regulating the flow of cooling water through the oil cooler 26, by means of the water flow control valve 30, which operates by reacting to the oil temperature detected, in order to control the flow of cooling water through the oil cooler 26.
Precise control of the heating oil temperature, and therefore the temperature of the heating rollers, is of critical importance for efficient operation of the process. Any temperature that is too low can result in improper welding of the two plastic films. Any excessive temperature of the heating rollers can weaken the plastic films, which can be stretched to produce a lower quality bubble sheet, or even be torn, which interrupts the operation of the process with a loss of production. Excessive temperature can also cause the plastic films to stick to the heating rollers, which again causes the plastic films to tear.
It will be understood that this method makes it possible to control the temperature of the heating oil quickly and conveniently, over a wide temperature range, as well as the heat transfer rates, so as to facilitate the correct operation of the appliance.
The present invention is not limited to the embodiment described above, which can be modified both in its details and in its layout.