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PERFECTIONNEMENTS A LA CONCEPTION ET AUX PROCEDES D'EXECUTION DE RECIPIENTS
SOUPLES POUR SUBSTANCES DIVERSES.
L'invention a trait à des perfectionnements apportés à la concep- tion et aux procédés de fabrication et de remplissage des récipients souples;, destinés à contenir toutes substances se présentant indistinctement à l'état solide., pâteux;, liquide ou gazeux, établis en toutes matières plastiques pel- liculaires de nature adéquate susceptibles de se souder à elles-mêmes sous la seule action de la chaleur et de la pression, ces perfectionnements étant essentiellement caractérisés par le fait qu'ils permettent, d'une part, d'u- tiliser ces matières en des épaisseurs extrêmement minces, procurant ainsi une économie notoire et qu'ils combinent judicieusement,, d'autre part,, les opérations de formage et de soudure, conduisant à la réalisation de l'objet considéré,
en sorte que celui-ci conserve;, une fois terminé et en toutes circonstances,, la configuration recherchée.
Il est, dans un but de clarté;, rappelé, que les procédés anté- rieurs imposaient de faire usage de matières thermo-soudables souples., offrant une haute teneur en plastifiant et dont la qualité rend alors les récipients en dérivant, impropres à envelopper, d'une par%, les denrées comestibles et les liquides préposés à la consommation;, en raison de l'odeur dégagée par ce plastifiant et, d'autre part., certains produits,,tels, en particulier, que les hydro-carbures qui,, accusant vis-à-vis de ces derniers, un pouvoir dissolvantattaquant les parois entraînant;,à brève échéance, leur porosi- té et leur perméabilité.
Par contrele procédé préconisé permet de faire emploi de pel- licules thermo-soudables, présentant une très faible proportion de plasti- fiant ou en totalement exemptes, sous réserve qu'elles manifestent la sou- plesse requise au moment du formage et du soudage. Ce résultat est aisé- ment atteint soit par introduction, à l'intérieur de l'ébauche du récipient, d'un liquide ou d'un gaz, porté à la température nécessaire à ce ramollisse- ment, soit par une action externe telle de préférence, que celle, provenant
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d'une exposition à un rayonnement infra-rouge.
Conformément à la présente invention, la phase du formage propre- ment dite consiste dans Inapplication forcée de la pellicule thermo-souda- ble de base,sur les empreintes de deux matrices conjuguées de structure con- venable, au moyen d'un gaz ou liquide travaillant soit à la pression, soit à la dépression, suivant qu'il est amené à attaquer les parois interne ou externe de ladite pellicule.
Dans la phase de soudure, simultanée ou immédiatement consécu- tive à celle de formage, ces même matrices assurent concurremment l'échauffe- ment des portions fractionnelles des surfaces à assembler et leur mise en tem- pérature provient de toutes sources d'énergie calorifique quelconque au titre qu'elles peuvent favorablement constituer, par exemple, les deux élec- trodes d'un dispositif thermo-électrique alimenté sous toutes tensions et de préférence par un courant à haute fréquence.
Il résulte d'une telle méthode d'exécution que, la matière ainsi conditionnée ayant subi la double influence de deux traitements associés, mécanique et thermique, sa conformation initiale et son état moléculaire se trouvent ensemble et définitivement modifiés de manière que les emballages qu'elle constitue garderont spontanément, qu'ils aient été préalablement rem- plis ou non de leur contenu, les galbe et structure originels qui leur ont été imposés au cours de la fabrication.
La confection de récipients en matières plastiques pelliculaires exécutés par soudage, nécessitait jusqu'ici l'utilisation de pellicules rela- tivement épaisses en raison de ce que ces mêmes récipients fabriqués par em- ploi de pellicules minces présentaient, au droit des lignes de soudure, des défectuosités spécialement plus marquées lorsque il était parti, par exemple, d'éléments tubulaires préalablement remplis d'une substance liquide, exer- çant sur leur paroi intérieure une certaine pression.
La résistance de la pellicule se trouvait précisément ét dange- reusement réduite à l'aplomb de ladite soudure du fait du ramollissement lo- cal provoqué par le chauffage. Il en résultait fréquemment l'éclatement acci- dentel de l'enveloppe, entraînant la fuite de la substance qu'elle abritait.
Il a été tenté de remédier à ce défaut en recourant à des tubes plus épais, mais l'expérience prouve que le soudage s'effectue alors, sur- tout sur certains produits tels, notamment, que le polyéthylène, dans de moins bonnes conditions, étant donné que la montée en température des sur- faces internes appelées à s'accoler mutuellement ne se produit que long- temps après celle de la couche externe.
Par ailleurs, le prix de revient des emballages ainsi obtenus s'avère-t-il pratiquement trop onéreux, cependant encore que leur ouverture en vue de les vider de leur contenu devient malaisée sans le secours d'un outil perçant ou tranchant.
L'invention vise à pallier ces inconvénients en permettant d'é- tablir toutes sortes de récipients par soudage de toutes matières plastiques souples pelliculaires de qualité adéquate utilisées sous la forme de feuil- les uniques ou multiples, bandes, éléments tubulaires ou autres et les avan- tages et améliorations qu'elle procure ressortent de la description qui va suivre de quelques types de réalisation illustrés par les figures ci-annexées parmi lesquelles :
La figure 1 est une vue en élévation et coupe diamétrale partiel- le d'un tronçon tubulaire à usage d'ébauche.
La figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'un chapelet d'ampoules confectionnées à partir de ce dernier.
Les figures 3 et 4 sont respectivement des vues en élévation de face et en plan d'un coussin souple servant d'ébauche pour l'exécution d'une bouteille.
Les figures 5 et 6 sont suivant le même mode de représentation
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les vues en élévation de face et en plan de l'objet précité terminé,
La figure 7 est une vue en plan d'une plaquette comportant un certain nombre d'ampoules groupées.
La figure 8 est une vue en plan d'une série d21 ampoules dispo- sées cette fois en alignement.
La figure 9 est une vue en plan d'un étui comportant plusieurs alvéoles disposés radialement, pé'iphériquement ouvert avant remplissage.
La figure 10 montre le même étui une fois 'garni et obturé.
La figure 11 est une vue en coupe transversale d'un jeu de ma- trices soudeuses produisant le formage par dépression.
La figure 12 en est la vue en coupe longitudinale correspondante.
La figure 13 est une vue de l'enveloppe multi-cellulaire issue de l'outillage précédent.
La figure 14 est une vue en perspective d'un autre modèle d'en- veloppe multi-cellulaire prête à être approvisionnée.
La figure 15 montre celle-ci après approvisionnement et ferme- ture marginale.
La figure 16 est la vue de face d'une ampoule pourvue d'une bande rapportée destinée à en faciliter 1-'ouverture.
Enfin la figure 17 indique., en variante., une autre forme du même organe.
Selon un premier exemple de construction, il peut être avanta- geusement parti d'un élément tubulaire souple I, visible en figure I, de longueur convenable.. établi de préférence en chlorure de polyvinyle peu plastifié, fermé à l'une de ses extrémités d'une soudure transversale 2 et qui, disposé verticalement, est ensuite rempli d'une substance liquide y accédant sous charge en sorte qu'elle accuse une certaine pression.
Ledit élément est ultérieurement, suivant que l'indique la figure 2, saisi de place en place et à des intervalles réguliers appropriés par un couple de matrices -soudeuses, non représentées, capables de provo- quer en ces points;, 3, l'aplatissement local de l'ébauche tubulaire I et la soudure de ses parois internes, suscitant ainsi la formation d'alvéoles sé- parés 4.
Ces soudures seront, favorablement exécutées à l'aide d'électro- des alimentées en courant à haute fréquence;, faculté étant néanmoins réser- vée d'utiliser tous autres organes de pincement chauffés par des sources thermiques absolument quelconques.
Au cours de cette opération, le liquide se trouvera chassé des zones étranglées 3 vers les alvéoles 4 désormais hermétiquement clos et res- pectivement isolés.
La pression qu'exercent les matrices en ces endroits., lors du soudage, est calculée de façon que l'épaisseur de la matière thermo-souda- ble, alors amenée à l'état de ramollissement subisse:, par écrasement., une diminution d'au moins 20 pour 100 de sa valeur initiale., leur profil étant,, au surplus, déterminé de manière que cette même matière soit chassée en grande partie contre la paroi du tube., tout le long de la bordure des sou- dures où elle parvient à créer des bourrelets 5.
Grâce à cette concep- tion les parties qui étaient normalement incitées à s'affaiblir sont:, au contraireopportunément renforcées dans ces régions antécédemment délica- tes,sujettes à une rupture fortuite.,
Il apparaît immédiatement que., les soudures étant successivement effectuées à partir de l'embase du tube et en remontant son parcours, les substances liquides., ou éventuellement pâteuses)) dont il a été préalablement approvisionné aboutissent à combler intégralement chacun des alvéoles 4 qui
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s'échelonnent en chapelet.
D'autre part est-il observé que les récipients provenant de cette méthode de fabrication peuvent affecter les configurations les plus variées et qu'il est, en outre possible d'envisager,sous réserve d'utiliser des é- bauches de dimensions appropriées, leur exécution par groupes de plusieurs exemplaires reliés entre eux par les nappes planes qui les entourent ou, différemment, par pièce isolée.
Dans cet esprit, il peut être, suivant un autre exemple d'exé- cution utilisé un tronçon tubulaire 6,faisant l'objet des figures 3 et 4, qui, soudé le long de ses lèvres 7 et partiellement rempli de liquide avant complète fermeture., constitue ici un coussin carré dont sera tirée la bouteille illustrée par les figures 5 et 6.
A ces fins,il sera fait de préférence usage d'un couple d'élec- trodes alimentées encore en courant à haute fréquence conformées en sorte qu'elles épousent le contour fermé de ladite bouteille. Evidées dans la portion répondant au logement de cette dernière,elles n'appuieront ainsi sur le coussin que par ce contour. Ces deux électrodes non dessinées, se prolongent extérieurement par deux plaques de matériau diélectrique., suffi- samment grandes pour qu'elles recouvrent la surface totale de ce même cous- sin, lesquelles lors de leur rapprochement relatif, contraindront le liquide à se rassembler dans l'évidement central répondant au volume du contenant.
La bouteille prendra spontanément son galbe,, qu'elle conservera ultérieurement, sous l'effet de la pression exercée sur les parois internes du coussin par ce liquide qui demeurera emprisonné à l'intérieur du con- tour fermé 9 dès que sera achevée la soudure de celui-ci, tandis que la zone 10 qui n'est plus alors influencée par cette pression., restera abso- lument plane.
Il est signalé que la tension finale manifestée au terme du for- mage,, par la paroi du récipient délimitée par le contour 9 se trouve être très sensiblement supérieure à celle qu'elle accusait lorsqu'elle constituait initialement l'enveloppe du coussin d'ébauche.
En conformité avec le même procédé., les dimensions de cette ébauche pourront être accrues et définies en sorte qu'elle se prête à l'exé- cution simultanée de plusieurs de ces récipients, les matrices soudeuses présentant, en cette occurence, non plus une seule., mais plusieurs emprein- tes disposées de toutes façons qu'ils ccnviendra. Il sera, dans ces condi- tions, donné, en même temps, naissance à un certain nombre de bouteilles non communicantes séparables par scission de la nappe plane les rattachant les unes aux autres.
Il est encore prévu d'utiliser comme agent de formage,. non plus un liquide, mais, en variante encore, tout fluide gazeux tel, en particulier que l'air comprimé, ce procédé permettant de construire des récipients inté- gralement fermés de fabrication et dont les parois internes seront, lors des divers transports et manutentions, à l'abri de toute souillure ou contamina- tion. Tandis que le gaz qu'ils renferment leur confère une rigidité les pré- servant efficacement d'une altération de forme par suite de manipulations brutales ou de chocs accidentels, il s'avère qu'ils gardent rigoureusement le galbe qui leur a été donné d'exécution en dépit de l'ouverture de leur goulot, laquelle n'est pratiquée qu'à l'instant même du remplissage.
La figure 7 représente une plaquette II comportant, en 1-'exemple., huit ampoules 12,dont les pointes 13 débouchent dans un canal de communica- tion 14 les reliant entre elles et dirigé vers l'un des bords de ladite pla- quette.
Pour réaliser ces ampoules, il sera procédé de la même manière que dans le cas précédente le compartimentage en alvéoles étant obtenu par la pression de l'air ou autre gaz renfermé à l'intérieur du coussin initial.
Celui-ci aura été, au préalable, hermétiquement fermé sur tous ses côtés par des soudures précédant celles terminales suivant le contour des ampoules.
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Conformément à une autre variante encore, il est prévu de pou- voir souder toute la surface de la plaquette entourant les ampoules. Les cavités présentant cette configuration pourront offrir toute autre forme déterminée à la demande et pourront être tout aussi bien disposées dans le sens de la longueur., comme représenté en Figure 8 où il est alors parti d'un élément tabulaire.
Afin que ces récipients se trouvent, après remplissage, res- pectivement isolés., il sera appliqué dans les zones 15 des soudures com- plémentaires 16.
Dans 1-'exemple représenté en Figure 7 il ne sera réalisé qu'une soudure rectiligne unique dirigée suivant l'axe du canal d'intercommunication 14, laquelle;, sous l'effet de la pression produite par les électrodes corres- pondantes aura pour résultat de chasser le liquide y contenu.
Pour remplir un. ensemble de récipients comme représentés en Figure 7. la substance y sera, de préférence., introduite à 1:' aide d'un tu- be qui, engagé jusqu'au fond du canal 14, sera progressivement retiré au fur et à mesure que les ampoules se garniront.
Dans le cas répondant à la Figure 9, les alvéoles 17 affecteraient une disposition rayonnante; ceux-ci, demeurés ouverts dans la première phase de fabrication et galbés par introduction d'un mandrin de toute conception appropriée sont approvisionnés des objets qu'ils sont destinés à abriter, consistant, par exemple, en des comprimés pharmaceutique ou ambres. Ils seront ultérieurement fermés au moyen d'une soudure circulaire 18 qui apla- tira et soudera leurs lèvres périphériques aux fins qu'il soit obtenu un récipient fermée comme représenté en Figure 10.
Le formage conduisant au compartimentage de la matière pellicu- laire pourra;, sans sortir de l'esprit de l'invention, être tout aussi bien réalisé par une dépression exercée aux endroits voulus sur les parois exté- rieures de la pellicule.
Suivant Figure IIy une bande thermo-soudable souple 19 est in- troduite entre les matrices soudeuses 20 et 21;, dont 1-'inférieure 20, est creusée d'empreintes circulaires ou autres 22. Chacune de ces empreintes estpar le secours de toutes canalisations adéquates 23,reliées à une pom- pe à vide. Dès qu'entrera en oeuvre l'aspiration,, la bande souple 19 s'y enfoncera spontanément sous l'effet de la dépression ainsi provoquée;, for- mant autant d'alvéoles qu'il y a de cavités dans cette matrice inférieure 20. Les objets à emballer prendront facilement place dans ces alvéoles for- més sans emboutissage préalable.
La bande 19 une fois rabattue par repliage suivant une ligne parallèle à l'un de ses bords longitudinaux la matrice supérieure sera abaissée aux fins d'encapuchonner les objets y enserrés et de souder les deux surfaces réalisant en même temps le maintien en place et le relief des alvéoles précités.
Il est loisible de procéder de la même façon avec une bande plus large, dont les deux flancs issus de la ligne de repliement, se rabat- tront sur plusieurs rangées d'alvéoles préposés à la réception de tous ob- jets ou matières. Ces alvéoles peuvent être répartis suivant une disposi- tion quelconque., alignée, étoilée, circulaire ou autres.
Les Figures 14 et 15 se rapportant à une autre forme encore d'emballage selon laquelle une pellicule repliée sur elle-même 24 présente un certain nombre d'alvéoles 25 débouchant vers l'extérieur en sorte qu'ils se prêtent à l'introduction des objets à y inclure. Une fois le garnissage achevée il est appliqué, sur la lisière opposée à la génératrice de pliage, une soudure longitudinale 26 créant l'obturation définitive de l'étui.
Pour libérer le contenu, des divers récipients fabriqués en confor- mité de l'invention, on réalisera, dans la zone plane qui entoure les sou- dures,, comme représenté dans les Figures 5 et 8, à la hauteur du goulot et au moins d'un côté de celui-ci., des encoches 27 ou incisions 28 servant
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' amorces de déchirures et visant à faciliter la décapitation du goulot
Selon une alternative, on pourra effectuer le découpage des zo- nes plates entourant les soudures des récipients suivant un contour 29 com- me représenté en Figure 7, favorisant la déchirure du bord à partir de l'an- gle 30.
En outre, est-il prévu de rapporter, par soudure, ou encollage sur l'extrémité correspondant au goulot., une bande ou plaquette de forme adéquate quelconque en tissu ou feuille thermo-soudables profilés de manière qu'elles dépassent le ou les bords de la nappe plate à la hauteur de ce gou- lot et destinées à servir d'organes de prise, réalisant simultanément une amorce de déchirure favorable à l'ouverture volontaire du récipient.
Une telle bande, dotée d'une rigidité supérieure à celle de la nappe., pourrait., en variante, être introduite entre les deux pellicules pré- alablement au soudage.
Suivant une autre variante, les récipients peuvent comporter non plus une seule frange ou nappe de soudure plane circonscrivant totalement ou partiellement leur contour, mais plusieurs franges ou nappes de soudures, qui,, orientées dans des plans angulairement décalés, créent autant de ner- vures favorables au maintien des galbes desdit -- récipients et offrant d'au- tant plus d'intérêt que sont plus importantes les dimensions de ces derniers.
En l'occurence où les récipients sont entourés d'une nappe plane découlant de l'accolement des deux parois les constituant, cette nappe pré- sentera, opportunément, en un ou plusieurs points, un angle ou une languette visant à localiser le filet d'écoulement.
Il est encore notifié que, dans le cas où les récipients sont confectionnés à partir d'un élément tubulaire de longueur quelconque, il est avantageusement prévu de munir l'orifice libre de ce dernier d'une soupape ou de tout autre dispositif à même effet établis en sorte qu'ils ne tolèrent exclusivement que 1-'écoulement vers l'extérieur de la substance contenue dans ledit élément tubulaire, autorisant ainsi l'échappement de l'excédent de cette substance qui se trouve spontanément chassée, au fur et à mesure des réductions 'successives de la capacité initiale résultant des étrangle- ments opérés lors du formage.
L'invention prévoit également un procédé spécifiquement nouveau quant au remplissage proprement dit d'un élément tubulaire. En effet, pour remplir de liquide un élément tubulaire en matière thermo-soudable., destiné à être compartimenté par soudures transversales, on a procédé suivant les méthodes connues jusqu'à présent, en bouchant par un moyen quelconque, d'abord une extrémité de 1-'élément tubulaire pour le remplir ensuite du liquide et de procéder après aux soudures transversales consécutives.
Cette ancienne méthode présentait de graves inconvénients quand le tubage atteignait une certaine longueur et lorsque son diamètre intérieur était faible, du fait que 7.$air atmosphérique emprisonné à 1-*intérieur du tubage dont une extrémité avait été bouchés au préalable, empêchait le li- quide de descendre juaqu'à ladite extrémité. Il en résultait un remplis- sage très incomplet. Cet inconvénient était encore plus gênant lorsqu'on employait un élément tubulaire à paroi opaque, ne permettant pas de déceler les bulles d'air y emprisonnées.
Aussi, il arrivait fréquemment que l'uti- lisateur d'un récipient unitaire résultant d'une telle fabrication, ne s'a- percevait qu'au moment de l'utilisation, que le récipient unitaire scellé, ne contenait que de 1-'air au lieu d'être rempli de liquide,
L'invention supprime cet inconvénient, permettant d'obtenir à coup s'Or le remplissage complet de l'élément tubulaire même s'il n'accuse qu'un diamètre intérieur très faible, les récipients unitaires en résultant par le soudage consécutif étant toujours entièrement remplis de la substance fluide.
On procédera, suivant l'invention,, de la manière suivante-. On remplira le tubage, pouvant avoir une très grande longueur, allant même à
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plusieurs centaines de mètres,, du fluide,, avant de boucher son extrémité,, On pourra procéder au remplissage soit en branchant une extrémité du tuba- ge au robinet d'un réservoir surélevé ou sous pression, ou au moyen d'une poupe par exemple.
On laissera au fluide qui avancera dans le tubage,, libre pas- sage,, en laissant Pair s'échapper librement par l'autre extrémité du tu- bage encore ouverte.
Lorsqu'il sagit d'un liquide épais ou moussant on laissera é- couler ce liquide aussi longtemps qu'il sera nécessaire pour faire sortir à l'extrémité libre du tubage toutes les bulles d'air entraînées par le liquide, tout en captant ce dernier dans un récipient à la sortie du tu- bage.
Ce n'est qu'à ce moment là qu'on procèdera, suivant l'inven- tion;, à la fermeture de l'extrémité libre du tubagede préférence au moyen d'une soudure, afin de lui faire subir les soudures consécutives, créant des récipients unitaires remplis et scellés.
Afin d'obtenir une pression toujours égale à l'intérieur du tu- bage, à 1-'endroit de la soudure, on maintiendra le fluide dans le réser- voir auquel une extrémité du tubage sera reliée à un niveau constant.
L'invention prévoit une autre variante d'exécution., où le tu- bage rempli de la substance fluide sera pincé mais non soudé à une distance très réduite de l'endroit de la soudure avant de subir la pression des matrices soudeuses ou des électrodes d'un générateur électrique alimenté en courant à haute fréquence. La pince en question sera, de préférence.,couplée avec les matrices ou électrodes de manière à suivre leurs mouvements. Cette pince empêchera le recul du liquide qui se trouvera bloqué entre l'endroit déjà soudé du tubage et :L'endroit pincé.
Il est entendu que ce dernier n'est pas soudé et, au moment du desserrement de la pince, il reprend sa forme tubulaire grâce à la souplesse du tubage en matière thermoplastique et sous la pression du fluide à l'intérieur de celai-ci.
Le meilleur résultat sera obtenu si le pincement se fera à une distance de l'endroit de la soudure, ne dépassant pas vingt fois la lon- gueur du récipient unitaire recherché.
Ce procédé permet d'obtenir des récipients accusant une ten- sion maxima des parois, la pression interne du fluide pouvant se rapprocher de la limite de la résistance à la :rupture de la paroi de l'enveloppe.
Afin d'obtenir une pareille pression sans appliquer ce procé- dé, il serait nécessaire de maintenir le réservoir de liquide, relié au tu- bage, à une hauteur de plusieurs mètres. Il en résulterait., entre autres inconvénientsle danger d'éclatement, des parois très minces et fragiles du tubage rempli de fluide qui devrait subir sur toute sa longueur-une sur- pression excessive.
Par ailleurs, les matrices-soudeuses peuvent consister en un jeu de deux rouleaux adjacents de structures et mouvements convenablement con- jugués ou de deux bandes continues adjacentes s'enroulant sur des jeux de tambours appropriés,, cas rouleaux ou bandes étant également égides des empreintes destinées au formage et au soudage des récipients.
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IMPROVEMENTS IN CONCEPT DESIGN AND CONSTRUCTION PROCESSES
FLEXIBLE FOR VARIOUS SUBSTANCES.
The invention relates to improvements made to the design and to the methods of manufacturing and filling flexible containers ;, intended to contain all substances appearing indiscriminately in the solid, pasty ;, liquid or gaseous state, established. made of all film-like plastics of an adequate nature capable of being welded to themselves under the sole action of heat and pressure, these improvements being essentially characterized by the fact that they allow, on the one hand, to use these materials in extremely thin thicknesses, thus providing a noticeable economy and that they combine judiciously ,, on the other hand, the forming and welding operations, leading to the realization of the object in question,
so that it retains ;, once completed and in all circumstances ,, the desired configuration.
It is, for the sake of clarity ;, recalled, that the previous processes required the use of flexible heat-sealable materials., Offering a high plasticizer content and the quality of which then makes the containers, by drifting, unsuitable for wrapping , by%, edible foodstuffs and liquids intended for consumption ;, because of the odor given off by this plasticizer and, on the other hand., certain products, such, in particular, as hydro- carbides which, vis-à-vis the latter, a dissolving power attacking the walls resulting in, in the short term, their porosity and their permeability.
On the other hand, the recommended process makes it possible to use heat-sealable films, exhibiting a very low proportion of plasticizer or totally free of them, provided that they exhibit the required flexibility at the time of forming and welding. This result is easily achieved either by introducing into the container blank, a liquid or a gas brought to the temperature necessary for this softening, or by an external action such as preference, than that, coming from
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exposure to infrared radiation.
In accordance with the present invention, the actual forming phase consists in the forced application of the base heat-sealable film, onto the impressions of two matrices of suitable structure, by means of a gas or liquid. working either under pressure or under reduced pressure, depending on whether it is caused to attack the internal or external walls of said film.
In the welding phase, simultaneous or immediately following that of forming, these same dies simultaneously heat up the fractional portions of the surfaces to be assembled and their temperature setting comes from any source of heat energy. in that they can favorably constitute, for example, the two electrodes of a thermoelectric device supplied at all voltages and preferably by a high frequency current.
It follows from such a method of execution that, the material thus conditioned having undergone the double influence of two associated treatments, mechanical and thermal, its initial conformation and its molecular state are found together and definitively modified so that the packaging that it will spontaneously retain, whether or not they have been filled with their content beforehand, the original shape and structure which were imposed on them during manufacture.
The manufacture of plastic film containers executed by welding, until now required the use of relatively thick films because of what these same containers manufactured by using thin films had, in line with the weld lines, defects especially more marked when it had started, for example, from tubular elements previously filled with a liquid substance, exerting on their inner wall a certain pressure.
The resistance of the film was precisely dangerously reduced in line with said weld due to the local softening caused by the heating. This frequently resulted in the accidental bursting of the envelope, leading to the escape of the substance which it contained.
An attempt has been made to remedy this defect by resorting to thicker tubes, but experience proves that welding is then carried out, especially on certain products such as, in particular, polyethylene, in less good conditions, given that the rise in temperature of the internal surfaces which are called upon to adhere to each other does not occur until a long time after that of the external layer.
Furthermore, the cost price of the packaging thus obtained turns out to be practically too expensive, although their opening with a view to emptying them of their contents becomes difficult without the aid of a piercing or cutting tool.
The invention aims to alleviate these drawbacks by making it possible to establish all kinds of containers by welding all flexible film plastics of adequate quality used in the form of single or multiple sheets, bands, tubular elements or the like and them. the advantages and improvements that it provides emerge from the following description of some types of embodiments illustrated by the appended figures, among which:
FIG. 1 is a view in elevation and in partial diametral section of a tubular section used as a blank.
FIG. 2 is a view in longitudinal section of a string of ampoules made from the latter.
Figures 3 and 4 are respectively front elevational and plan views of a flexible cushion serving as a blank for the execution of a bottle.
Figures 5 and 6 are according to the same mode of representation
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the front elevation and plan views of the aforementioned finished object,
Figure 7 is a plan view of a wafer with a number of bulbs grouped together.
Figure 8 is a plan view of a series of 21 bulbs, this time arranged in alignment.
FIG. 9 is a plan view of a case comprising several cells arranged radially, pe'ipherically open before filling.
Figure 10 shows the same case once packed and sealed.
Figure 11 is a cross-sectional view of a set of welding dies producing the vacuum forming.
Figure 12 is the corresponding longitudinal sectional view thereof.
FIG. 13 is a view of the multi-cell envelope obtained from the previous tool.
Figure 14 is a perspective view of another model of a multi-cell package ready for supply.
Figure 15 shows this after supply and marginal shutdown.
FIG. 16 is the front view of a bulb provided with an added strip intended to facilitate 1-opening.
Finally, Figure 17 indicates., As a variant., Another form of the same member.
According to a first example of construction, it can advantageously start from a flexible tubular element I, visible in FIG. I, of suitable length. Preferably made of poorly plasticized polyvinyl chloride, closed at one of its ends. a transverse weld 2 and which, arranged vertically, is then filled with a liquid substance accessing it under load so that it exhibits a certain pressure.
Said element is subsequently, as shown in Figure 2, grasped from place to place and at appropriate regular intervals by a pair of welding dies, not shown, capable of causing at these points ;, 3, the local flattening of the tubular blank I and the welding of its internal walls, thus causing the formation of separate cells 4.
These welds will be favorably carried out with the aid of electrodes supplied with current at high frequency; the option being nevertheless reserved to use any other gripping members heated by absolutely any thermal sources.
During this operation, the liquid will be expelled from the constricted zones 3 towards the cells 4, which are now hermetically sealed and respectively isolated.
The pressure exerted by the dies in these places, during welding, is calculated so that the thickness of the heat-weldable material, then brought to the softening state, undergoes a reduction, by crushing. of at least 20 per cent of its initial value., their profile being, moreover, determined so that this same material is driven largely against the wall of the tube., all along the edge of the welds. where it manages to create beads 5.
Thanks to this design, the parts which were normally induced to weaken are:, on the contrary, opportunely reinforced in these previously delicate regions, subject to accidental rupture.,
It immediately appears that., The welds being successively carried out starting from the base of the tube and going up its course, the liquid substances., Or possibly pasty)) of which it has been supplied beforehand end in completely filling each of the cells 4 which
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are spread out in a rosary.
On the other hand, is it observed that the containers resulting from this method of manufacture can affect the most varied configurations and that it is, moreover possible to envisage, subject to using blanks of suitable dimensions, their execution in groups of several copies linked together by the flat layers which surround them or, differently, by isolated piece.
In this spirit, it can be, according to another exemplary embodiment used a tubular section 6, forming the subject of Figures 3 and 4, which, welded along its lips 7 and partially filled with liquid before complete closure. ., constitutes here a square cushion from which the bottle illustrated in figures 5 and 6 will be taken.
For these purposes, use will preferably be made of a pair of electrodes still supplied with high-frequency current, shaped so that they follow the closed contour of said bottle. Hollowed out in the portion corresponding to the housing of the latter, they will thus press on the cushion only by this contour. These two electrodes, not shown, are extended outwardly by two plates of dielectric material, large enough to cover the total surface of this same cushion, which, when they are relative, will force the liquid to collect in the central recess corresponding to the volume of the container.
The bottle will spontaneously take its shape, which it will retain subsequently, under the effect of the pressure exerted on the internal walls of the cushion by this liquid which will remain trapped inside the closed rim 9 as soon as the welding is completed. thereof, while the zone 10, which is then no longer influenced by this pressure, will remain absolutely flat.
It is pointed out that the final tension manifested at the end of the forming, by the wall of the container delimited by the contour 9 is found to be very appreciably greater than that which it exhibited when it initially constituted the envelope of the cushion. draft.
In accordance with the same method, the dimensions of this blank can be increased and defined so that it lends itself to the simultaneous execution of several of these containers, the welding dies having, in this case, no longer a only., but several imprints arranged anyway they will come. Under these conditions, a certain number of non-communicating bottles which can be separated by splitting from the flat sheet connecting them to each other will be given at the same time.
It is still planned to use as a forming agent ,. no longer a liquid, but, as a further variant, any gaseous fluid such as, in particular compressed air, this process making it possible to construct completely closed manufacturing containers, the internal walls of which will be, during the various transport and handling operations. , away from any soiling or contamina- tion. While the gas they contain gives them rigidity effectively preserving them from an alteration of shape as a result of brutal handling or accidental impacts, it turns out that they strictly keep the curve which has been given to them. 'execution despite the opening of their neck, which is only performed at the very moment of filling.
FIG. 7 shows a plate II comprising, in 1 -example., Eight bulbs 12, the tips 13 of which open into a communication channel 14 connecting them together and directed towards one of the edges of said plate. .
To produce these bulbs, the process will be carried out in the same way as in the previous case, the compartmentalization into cells being obtained by the pressure of the air or other gas contained inside the initial cushion.
This will have been previously hermetically sealed on all its sides by welds preceding the final ones following the contour of the bulbs.
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According to yet another variant, provision is made to be able to weld the entire surface of the plate surrounding the bulbs. The cavities having this configuration can offer any other shape determined on demand and can be just as well arranged lengthwise., As shown in Figure 8 where it then started from a tubular element.
So that these containers are, after filling, insulated, respectively, it will be applied in the areas 15 of the additional welds 16.
In the example shown in FIG. 7, only a single rectilinear weld directed along the axis of the intercommunication channel 14 will be made, which, under the effect of the pressure produced by the corresponding electrodes will have the effect of result of expelling the liquid contained therein.
To fill a. set of receptacles as shown in Figure 7, the substance will preferably be introduced there by means of a tube which, engaged to the bottom of the channel 14, will be gradually withdrawn as and when the bulbs will fill up.
In the case corresponding to Figure 9, the cells 17 would affect a radiant arrangement; these, remained open in the first phase of manufacture and curved by the introduction of a mandrel of any suitable design, are supplied with the objects which they are intended to house, consisting, for example, of pharmaceutical or amber tablets. They will subsequently be closed by means of a circular weld 18 which will flatten and weld their peripheral lips so that a closed container is obtained as shown in Figure 10.
The forming leading to the compartmentalization of the film material could, without departing from the spirit of the invention, be carried out just as easily by a depression exerted at the desired locations on the outer walls of the film.
According to Figure IIy a flexible heat-weldable strip 19 is introduced between the welding dies 20 and 21 ;, of which 1-lower 20, is hollowed out with circular or other imprints 22. Each of these imprints is by the aid of all pipelines 23, connected to a vacuum pump. As soon as the suction begins, the flexible strip 19 will spontaneously sink into it under the effect of the depression thus caused ;, forming as many cells as there are cavities in this lower die 20 The objects to be packaged will easily take place in these shaped cells without prior stamping.
Once the strip 19 has been folded down by folding it along a line parallel to one of its longitudinal edges, the upper die will be lowered for the purpose of covering the objects gripped therein and of welding the two surfaces simultaneously carrying out the holding in place and the relief of the aforementioned cells.
It is possible to proceed in the same way with a wider strip, the two sides of which coming from the folding line, will fall back on several rows of cells responsible for receiving all objects or materials. These cells can be distributed according to any arrangement, aligned, star, circular or others.
Figures 14 and 15 relate to yet another form of packaging according to which a film folded over on itself 24 has a number of cells 25 opening outwards so that they are suitable for the introduction of objects to be included. Once the filling is completed, a longitudinal weld 26 is applied on the edge opposite to the fold generatrix, creating the final sealing of the case.
In order to release the contents of the various containers manufactured in accordance with the invention, in the flat zone which surrounds the welds, as shown in Figures 5 and 8, it will be carried out at the height of the neck and at least on one side of it., notches 27 or incisions 28 serving
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'' tear initiators and aimed at facilitating the decapitation of the neck
According to an alternative, it is possible to perform the cutting of the flat zones surrounding the welds of the containers along a contour 29 as shown in FIG. 7, favoring the tearing of the edge starting from the angle 30.
In addition, is it planned to bring, by welding, or gluing on the end corresponding to the neck., A strip or plate of any suitable shape in heat-sealable fabric or sheet profiled so that they exceed the edge (s) of the flat sheet at the height of this neck and intended to serve as gripping members, simultaneously producing a tear initiation favorable to the voluntary opening of the container.
Such a strip, endowed with a rigidity greater than that of the web, could, as a variant, be introduced between the two films prior to welding.
According to another variant, the receptacles may no longer comprise a single flat weld fringe or ply circumscribing their outline totally or partially, but several weld fringes or plies, which, oriented in angularly offset planes, create as many ribs. favorable to maintaining the curves of the said receptacles and offering all the more interest the larger the dimensions of the latter.
In the event that the receptacles are surrounded by a flat sheet resulting from the junction of the two walls constituting them, this sheet will, suitably, at one or more points, have an angle or a tongue aimed at locating the thread of 'flow.
It is further notified that, in the case where the containers are made from a tubular element of any length, it is advantageously provided to provide the free orifice of the latter with a valve or any other device having the same effect. established so that they only tolerate 1-outward flow of the substance contained in said tubular element, thus allowing the escape of the excess of this substance which is spontaneously expelled, as and when successive reductions in initial capacity resulting from constrictions made during forming.
The invention also provides a specifically novel method for the actual filling of a tubular element. In fact, to fill a tubular element made of heat-sealable material with liquid, intended to be compartmentalized by transverse welds, the procedure has been carried out according to the methods known until now, by plugging by any means, first one end of 1-tubular element to then fill it with liquid and then proceed to the consecutive transverse welds.
This old method had serious drawbacks when the casing reached a certain length and when its internal diameter was small, because atmospheric air trapped inside the casing, one end of which had been previously blocked, prevented the li - quide to go down to the said end. This resulted in a very incomplete filling. This drawback was even more troublesome when a tubular element with an opaque wall was used, which did not allow the air bubbles trapped therein to be detected.
Also, it often happened that the user of a unitary container resulting from such a manufacture, was only perceived at the time of use, that the sealed unit container, contained only 1- 'air instead of being filled with liquid,
The invention eliminates this drawback, making it possible to suddenly obtain the complete filling of the tubular element even if it shows only a very small internal diameter, the unit containers resulting therefrom by the consecutive welding being always fully filled with the fluid substance.
One will proceed, according to the invention, in the following manner. We will fill the casing, which can have a very great length, even going to
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several hundred meters ,, of fluid ,, before plugging its end ,, The filling can be done either by connecting one end of the tubing to the valve of a raised or pressurized tank, or by means of a stern by example.
The fluid which will advance in the tubing will be allowed to pass freely, allowing air to escape freely through the other end of the tubing which is still open.
In the case of a thick or foaming liquid, this liquid will be allowed to flow for as long as necessary to release at the free end of the tubing all the air bubbles entrained by the liquid, while capturing this liquid. last in a container at the end of the tubing.
It is only at this moment that one will proceed, according to the invention ;, to the closing of the free end of the casing preferably by means of a weld, in order to subject it to the consecutive welds, creating filled and sealed unitary containers.
In order to obtain an always equal pressure inside the tubing, at the place of the weld, the fluid will be maintained in the reservoir to which one end of the tubing will be connected at a constant level.
The invention provides another variant embodiment, where the pipe filled with the fluid substance will be pinched but not welded at a very small distance from the place of the weld before being subjected to the pressure of the welding dies or electrodes. an electric generator supplied with current at high frequency. The clamp in question will preferably be coupled with the dies or electrodes so as to follow their movements. This clamp will prevent the backflow of the liquid which will be blocked between the already welded place of the casing and: The clamped place.
It is understood that the latter is not welded and, when the clamp is released, it returns to its tubular shape thanks to the flexibility of the thermoplastic tubing and under the pressure of the fluid inside the latter.
The best result will be obtained if the pinching is done at a distance from the place of the weld, not exceeding twenty times the length of the desired unit container.
This process makes it possible to obtain containers showing a maximum wall tension, the internal pressure of the fluid being able to approach the limit of the resistance to rupture of the wall of the casing.
In order to obtain such a pressure without applying this process, it would be necessary to maintain the liquid reservoir, connected to the pipe, at a height of several meters. Among other drawbacks, the danger of bursting would result in very thin and fragile walls of the fluid-filled tubing which would have to undergo excessive overpressure over its entire length.
Furthermore, the die-welding machines may consist of a set of two adjacent rollers of suitably combined structures and movements or of two adjacent continuous bands wound up on suitable sets of drums, where the rollers or bands are also aegis of the imprints. intended for forming and welding of containers.