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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.