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La présente invention concerne la fabrication de sachets en ma- tière thermoplastique à partir de gaines extrudées ou de pellicules super- posées. Dans la fabrication de ces sachets qui s'obtiennent par des soudures transversales réalisées sur la gaine c les pellicules soudées longitudina- lement avec sectionnement ultérieur au droit ou au voisinage immédiat des soudures, on se heurte à de nombreuses difficultés notamment dans la fabrica- tion des sachets de petite largeur en faible épaisseur.
La première des difficultés est rencontrée lorsque l'on cherche à accroître la vitesse de fonctionnement des machines ; celle-ci est limitée par les phénomènes électrostatiques d'autant plus gênants que le matériau est plus léger, par la durée de l'opération de soudage mais surtout par le fait qu'au moment du soudage, la matière en fusion ne présente aucune résis- tance mécanique ce qui peut provoquer un allongeant des soudures allant jus- qu'à la rupture si l'on cherche à faire progresser la matière plastique par une traction exercée en aval du poste de soudage. D'autre part, les gaines présentent un taux d'allongement notable avec des irrégularités d'épaisseur qui rendent cet allongement aléatoire et obligent à procéder à un repérage précis avant impression et avant sectionnement.
L'opération de coupe devient même pratiquement impossible lorsqu'il s'agit de sachets de forme comp xe.
On a déjà proposé de coincer la matière plastique entre une bande sans fin de polytétrafluorethylène (Téflon) et un support cylindrique de fa- çon que la zone de serrage s'étende de part et d'autre de la ligne de soudage, la thermosoudure étant effectuée à travers la bande de "Téflon". Ce procédé oblige à assurer un refroidissement notoire de la soudure sur la zone de coin- cement ce qui est pratiquement irréalisable pour de très grandes cadences.
Le "Téflon" ne présente en effet aucune adhérence avec les matières.plasti- ques usuelles, ce qui le fait utiliser comme protecteur des machoires chauf- fantes de soudage.
L'invention a pour but un procédé et des moyens permettant de re- médier à l'ensemble des inconvénients ci-dessus mentionnés et qui permettent d'obtenir des sachets de toutes formes, éventuellement découpés, qui restent solidaires au droit des soudures pendant toute la durée de la fabrication des sachets imprimés ou non, et éventuellement jusque et y compris le remplissage, d'un support permettant leur manutention.
Conformément au procédé, objet de l'invention, on applique la ou les gaines ou pellicules en matériau thermoplastique sur au moins un support dont la nature permet une adhérence au moins passagère et/ou partielle entre le matériau thermoplastique et le support sous l'effet d'une thermosoudure effectuée à travers l'ensemble et on procède aux soudures destinées à former le sachet.
On obtient par ce procédé un élément complexe constitué par les sachets soudés solidarisés au droit des soudures avec le support, ce qui per- met d'entraîner la matière plastique par des efforts mécaniques exercés sur le support donc sans tenir compte de la.fragilité éventuelle de la matière plas- tique au moment du soudage et sans qu'aucun allongement ou déformation ne soit à craindre.
On conçoit en outre que le support donne une plus grande rigidité à la matière et maintient la conco dance des soudures ce qui permet de ne pro- cédér qu'à un seul repèrage pour tous les sachets d'un groupe transversal tant pour l'impression simultanée de tous ces sachets que pour la coupe.
De plus, la présence du support rend possible la découpe simulta- nément à la soudure, les sachets restant éventuellement solidaires entre-eux par le support.
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Dans la mise en oeuvre du procédé, il est possible de partir de gaines étroites alimentées en parallèle et ayant la largeur du sachet terminé, sur lesquelles on procède uniquement à des thermosoudures transversales, ou d'une gaine de grande largeur sur laquelle on réalise des soudures tant longitudinales que transversales ou de forme. Cette gaine unique peut d'ail- leurs être remplacée par deux pellicules superposées ou une seule pellicule convenablement pliée.
Le support peut être en papier, toile ou tout autre matériau pré- sentant un état de surface analogue choisi suivant que l'on recherche une so- l'idarisation provisoire ou définitive. On choisira de préférence le papier comme support lorsque le support est coupé avec le sachet. Dans ce dernier cas le support est également découpé longitudinalement entre les gaines paral- lèles et laissé comme intercalaire d'emballage entre les sachets ce qui pré- sente un intérêt pour l'empilage et la manipulation ultérieure des dits sa- chets notamment lorsqu'ils sont réalisés en gaines minces. Lorsque le support est détaché avant la coupe, on utilise, de préférence, une bande sans fin.
On peut, dans certaines applications, disposer un support sur les deux faces du matériau plastique, l'un de ces supports pouvant n'être appli - qué que pendant une partie du processus de fabrication.
Le support au lieu d'être appliqué sur toute la superficie du sa- chet peut être limité à des bandes de jonction entre gaines disposées lon- gitudinalement ou à des bandes disposées au droit des soudures délimitant les sachets longitudinalement et/ou transversalement.
Le support peut être incorporé définitivement au sachet et il peut être alors préférable, pour obtenir une solidarisation définitive, de le constituer en un matériau présentant une bonne soudabilité avec la gaine tel que, par exemple, un complexe constitué par un support enduit avec la matière constituant la gaine. On peut obtenir des sachets dont toute la sur- face ou les soudures seulement sont renforcées par le ou les supports uti- lisés dans la mise en oeuvre du procédé.
Lorsque l'on désire procéder à la découpe du sachet soudé simulta- nément à l'opération de soudage, on utilise un jeu de machoires de soudage ou électrodes dont l'une au moins présente une nervure en saillie par rapport à sa surface terminale d'appui, nervure qui a pour effet de chasser la matière thermoplastique fondue suivant sa ligne d'appui. La présence du ou des sup- ports permet d'effectuer cette opération sans retrait, ni déformation du sa- chet soudé.
La machoire de soudage présentant la nervure peut être la machoi- re non chauffée ou contre-électrode qui, dans ce cas, est constituée essen- tiellement par une surface d'appui élastique, en caoutchouc de silicone ou analogue, correspondant au tracé de la soudure et donnant à celle-ci une lar- geur suffisante pour lui assurer une résistance mécanique, et par une par- tie métallique venant affleurer la dit surface suivant le tracé de décou- page du sachet.
La soudure est, dans ce cas, effectuée avec le support appliqué con- tre l'électrode chauffante. La partie métallique de la contre-électrode s'en- fonce dans la gaine thermoplastique ramollie jusqu'au support et réalise la découpe.
La mâchoire de soudage présentant la nervure peut être la machoire ou électrode chauffante,la nervure ou couteau se trouvant légèrement en sail- lie par rapport à la surface terminale de celle-ci, la soudure étant effec- tuée avec le support appliqué entre le couteau et l'électrode chauffante, d' une part, et les pellicules thermoplastiques à souder, d'autre part, la con-
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tre-électrode étant réalisée en un matériau souple ou semi-dur.
La nervure en saillie par rapport à l'électrode ou mâchoire peut, dans les deux cas, être continue sur toute la longueur de celle-ci ou dis- continue, en présentant éventuellement des pointes en saillies assurant une perforation du support.
La saillie du couteau par rapport à la face terminale de l'électro- de ou machoire est de préférence réglable, d'une part, pour permettre le ré- glage ou fonction de l'épaisseur des matières thermoplastiques à souder, d'autre part, pour permettre éventuellement d'amorcer seulement la découpe entre sachets par une rainure qui laisse les sachets solidaires.
Le procédé, objet de l'invention, permet en outre de fabriquer des sachets en partant d'une pellicule pliée en V sur un de ses ou ses deux bords et de couper ou amorcer la découpe entre les sachets sans se heter aux difficultés rencontrées en l'absence de support. Les sachets ainsi obtenus sont ensuite enroulés sur mandrin avec leur ouverture sur l'un des bords du rouleau ce qui facilite la reprise en vue du remplissage.
La présente invention a également pour objet les machines à sou- der et électrodes ou machoires de soudage pour la mise en oeuvre.du procédé et dont les caractéristiques particulières résulteront de la description de divers exemples de réalisation faite ci-après avec référence aux dessins ci-annexés dans lesquels :
Fig. 1 est une vue en élévation schématique d'une machine pour la fabrication de sachets imprimés et coupés à partir de gaines étroites.
Fig. 2 est une vue en plan schématique de la machine de fig. 1.
Fig. 3 est une vue en élévation schématique d'une machine pour la fabrication de sachets imprimés et coupés à partir d'une gaine large.
Fig. 4 est une vue en plan schématique de la machine de fig. 3.
Fig. 5 est une coupe transversale dans un sachet dans lequel le support est appliqué uniquement et de façon définitive au droit des soudures.
Fig. 6 est une vue en coupe schématique longitudinale d'une machi- ne fonctionnant en continu avec électrodes transversales montées sur un bâti rotatif, l'écartement des dites électrodes étant réglable.
Fig. 7 est une vue correspondant à figo 6 pour un deuxième mode de réalisation de la machine de cette figure
Figo 8 est une vue en coupe par VIII-VIII de fige 7
Fig. 9 est une vue en coupe longitudinale schématique dans un premièr mode de réalisation d'un poste de soudure réalisant simultanément la coupe du sachet.
Fig. 10 est une vue à plus grande échelle d'un détail de fig. 9.
Fig. II est une vue en coupe verticale schématique dans un poste de soudage pour soudure en forme, suivant un plan transversal à la soudure.
Fig. 12 est une vue de détail de fige II à plus grande échelle au droit de l'électrode au moment du soudage.
Fig. 13 est une vue en coupe correspondant à fig. II dans un poste de soudage pour soudure rectiligne.
Fig. 14 est une vue correspondant à fig. 13 pour un poste de sou- dage modifié assurant une mise en tension des matériaux soudés.
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Fig. 15 est une vue en coupe correspondant à fig. 13 dans une élec- trode de soudage à chauffage par impulsions.
Fig. 16 est une vue correspondant à fig. 15 au cours de l'opération de soudage.
Fig. 17 est une vue enperspective schématique d'une machine pour la fabrication de sachets enroulés en continu.
Le bâti de la machine des figures 1 à 4 est schématisé par une table 1 sur laquelle sont groupés les différents postes de soudure, impres- sion et coupe. Il est bien évident que ces postes correspondent, en pratique, à une pluralité de machines juxtaposées choisies parmi les types connus ou conçues spécialement pour la mise en oeuvre du procédé.
La machine des figures 1 et 2 comporte un poste de soudure trans- versal 2, deux dispositifs d'impression 3a et 3b pour réaliser une impres- sion bicolore et un poste de cisaillage transversal 4, avec des dispositifs 5 pour la réception et l'empilage des sachets terminés. Ces dispositifs sont connus et les dispositifs d'impression et de coupe sont comme habituel- lement combinés chacun avec une cellule photo-électrique non représentée as- surant le repérage des lignes de soudures transversales réalisées dans la matière plastique par le poste 2.
La machine est, conformément à l'invention, alimentée par une bande de papier 6, par exemple du genre pelure, dont la largeur correspond à la capacité transversale de la machine et par des gaines en matière plas- tique 7 qui peuvent indifféremment avoir toutes la même largeur ou être de largeurs différentes si on désire réaliser des sachets de types différents.
Les gaines 7 sont placées parallèlement côte à côte avec un léger espace sur la bande 6' au droit de rouleaux 8 qui coopèrent à leur entraîne- ment et arrivent sous le poste de soudure 2 qui réalise des soudures trans- versales 9 dont l'écartement longitudinal correspond à la longueur des sa- chets à fabriquer. Ces soudures sont réalisées seulement au droit des gaines mais donnent un collage entre les gaines 7 et la bande de papier 6.
On réalise ainsi un complexe qui présente une solidarisation en- tre éléments suffisante pour que l'on puisse procéder simultanément à l'im- pression et à la coupe de tous les sachets se trouvant sur une transversale sans décalage longitudinal des soudures entre sachets voisins.
-Des cylindres 10 entraînent la nappe ainsi constituée vers les pos- tes ultérieurs de la fabrication.
L'impression II peut être réalisée en plusieurs couleurs sous les postes respectifs 3a et 3b. Ilreste ensuite à couper les sachets transversa- lement ce qui est effectué par les cisailles 4. Immédiatement avant cette opération de coupe, on coupe longitudinalement la bande 6 entre sachets au moyen de molettes 12. Ces molettes sont représentées au dessin comme séparant une bande de papier 13 entre filets de sachets, bandes 13 qui sont entraînées par des cylindres 14 et assurent le maintien de la tension jusqu'au droit des cisailles 4. Des dispositifs d'entraînement non représentés peuvent être égale- ment placés au delà du poste de cisaillage 4, dispositifs qui prennent le sachet plastique avec sa partie superposée de bande de papier et le dépose dans les casiers d'empilage 5.
Dans le mode de réalisation des figures 3 et 4, on retrouve certains éléments de la machines des figures 1 et 2, mais la machine est alimentée avec une gaine unique 15 de grande largeuro Cette gaine 15 est appliquée sur la bande 6 au droit des cylindres 8 mais le cylindre supérieur sert de ren- voi pour une bande sans fin 16 par exemple en fibres de verre siliconée qui
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se superpose ainsi à la gaine età la bande de papier. Les soudures transver- sales 17 sont ainsi effectuées à travers cette bande 16 qui se trouve collée comme la bande de papier 6 sur lapine 15.
Des molettes chauffantes 18 réalisent en outre, à travers la ban- de 16, des soudures longitudinales'19 de manière à délimiter par ces sou- dures des sachets alignées longitudinalement et transversalement. Des molet- tes 18a soudent également de préférence le long des bords de la gaine pour assurer une identité de tous les sachets terminés. Elles permettent de plus d'utiliser deux pellicules au lieu d'une' gaine.. La bande 16 est en- suite décollée de la gaine 15. On peut alors appliquer sur celle-ci des im- pressions à l'aide d'un dispositif imprimeur schématisé en 3 avant de pro- céder au découpage longitudinal des files de sachets, garnies sur une face d'une feuille de papier, au milieu des soudures 19, à l'aide des molettes 20 et au découpage transversal des sachets et de la bande 6 au moyen des cissailles 4.
A la figure 5 on a représenté en coupe un sachet réalisé par des soudures longitudinales et transversales. Le sachet comporte deux surfaces 21 réunies sur leurs bords par des soudures 22. Le procédé a été mis en oeuvre en limitant le support à des bandes étroites disposées au droit des soudures sur les deux faces de la gaine plastique. Ces bandes sont de pré- férence en un matériau complexe notamment en papier ou pellicule cellulo- sique enduit de polyéthylène. Il en résulte qu'à la soudure ces bandes se trouvent soudées également avec le polyéthylène constituant le sachet et sont coupées lors de la coupe du sachet donnant des demi-bandes 23 qui renfor- cent les soudures. Ces demi-bandes peuvent être plus ou moins larges, de tou- tes couleurs et éventuellement présenter des découpes.
La machine représentée à la figure 6 est alimentée en une gaine thermoplastique à partir d'un rouleau 24 et en une feuille support, par exem- ple en papier, à partir d'un rouleau 25.
Elle comporte un bâti schématisé par deux flasques 26 réunis par une table 27. Le dispositif destiné à réaliser les soudures transversales est porté par un axe 28 monté à rotation entre les flasques 26. Il comporte deux flasques circulaires opposés 29 comportant des fentes radiales 30. Dans les fentes correspondantes des deux flasques opposés 29 sont montées et fi- xées les extrémités d'électrodes de soudures 31. Les fentes étant à des écar- tements angulaires équidistants, les électrodes, si elles ont la même posi- tion radiale, sont équidistantes et il est possible de modifier cette équi- distance par modification de leur position radiale.
A l'extérieur des électrodes passe une bande sans fin 32 par exem- ple en toile de verre siliconée ou toute autre matière utilisable comme in- termédiaire entre les électrodes chauffées et la matière à souder.Cette toile est tendue par un clindr 33 monts à rotation mire les flasques 26 et dont la posi- tion est réglable pour compenser les variations circonférentielles dues aux différentes positions radiales des électrodes.
Deux cylindres 35 et, 35 s'appuient élastiquement sur les brins supérieur et inférieur de la bande 32 pour assurer à celle-ci une tension constante.
La gaine 24 et le support 25 passent sous le cylindre 34 entre ce- lui-ci et la bande 33, la gaine thermoplastique étant appliquée contre cette dernière. Les soudures effectuées à travers la bandé 33 au droit de chaque électrode solidarisent la gaine 24 et la feuille support 25'et celles-ci sont détachées après passage sur le cylindre 35 pour ¯venir .sur la .table 27 où des molettes'36 réalisent des soudures longitudinales parallèles.
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Les sachets formés par les deux séries de soudures sont découpés par les molettes 37 qui coupent au droit des soudures longitudinales et les cisailles 38 qui coupent à longueur.
Une variante de réalisation est représentée aux figures 7 et 8.
Le principe du dispositif destiné à réaliser les soudures transversales est identique, mais la position radiale des électrodes 31 maintenues par guida- ge dans les fentes 30 des plateaux 29, est réglée par rotation de plateaux 29' doublant les plateaux 29 et portant des fentes en arc de cercle 30', dans lesquelles sont engagés des bouts d'axes solidaires des électrodes.
En faisant tourner les plateaux 29' par rapport aux plateaux 29, on rappro- che ou écarte simultanément toutes les électrodes 31.
La bande support 25 est remplacée par une bande sans fin 39 pas- sant sur des rouleaux de guidage et de tension 40. La gaine 24 est introduite entre les bandes 32 et 39 au droit du cylindre 34, entre celui-ci et un cy- lindre 'd'appui 41.
Les soudures longitudinales sont réalisées par des fils métalliques sans fin espacés de la largeur des gaines à réaliser sur la gaine principale 24, gaines individuelles qui sont ensuite divisées par des soudures trans- versales. Ces fils 42 sont amenés au contact de la gaine 24 au droit du cylindre d'appui 41 et du cylindre de pression 34, ils ont été préalablement chauffés, dans un dispositif d'un type quelconque connu 43, à une températu- re suffisante pour pouvoir faire fondre la matière de la gaine 24 et traver- ser sensiblement celle-ci du fait de la tension communiquée aux dits fils sans fin par des galets de renvoi 44 et de la courbure du cylindre de pres- sion 34.
Les dits fils 42 se trouvent incorporés à la gaine qui est soudée longitudinalement de part et d'autre de ceux-ci et l'accompagnent au cours de l'opération de soudage transversal réalisée par les électrodes 31. A la sortie de la machine, au moment où la gaine 24 est séparée de la bande 39, les fils 42 passent sur un cylindre de renvoi 45 qui les fait traverser tota- lement la gaine pour parfaire les découpes longitudinales entre gaines uni- taires parallèles.
Le poste de soudure représenté aux figures 9 et 10 comporte une électrode chauffante 46 qui peut être rectiligne ou en forme et une contre- électrode 47 que présente sur sa face d'appui un garnissage 48 en caoutchouc de silicone ou analogue avec au centre de celui-ci un élément métallique 49 dont le tracé ou plan correspond à la ligne de découpe placée en général sui- vant l'axe de la soudure.
Le support 50 par exemple en papier est amené contre l'électrode de chauffage 46 avec sur celui-ci la gaine 51. Lorsqu'une longueur correspon- dant à une largeur de sachet a été avancée, la contre-électrode est mise en appui et réalise une soudure 52 soudant la gaine en épaisseur et provoquant l'adhérence de celle-ci avec le papier support qui empêche un retrait laté- ral de la gaine qui donnerait naissance à une déformation du sachet tandis que l'élément 49 chasse la matière en fusion et provoque la découpe 53.
Dans le mode de réalisation des figures 11 et '12 une gaine ou deux pellicules thermoplastiques superposées 54 sont dévidées d'un rouleau d'ali- mentation 55 ou sortent d'une tête d'extrusion. Elles sont introduites entre deux supports constitués par exemple par des feuillles de papier 56 dévidées de rouleaux 57. L'empilage est ensuite introduit dans le poste de soudage.
S'il s'agit de réaliser un sachet soudé en forme, le poste de soudage compor- te une électrode chauffante 58 à la forme de la soudure avec, sur toute la pé- riphérie de celle-ci, un élément 59 formant une arête mince en saillie dont la distance à la surface des électrodes 58 est réglable par des moyens quel- conques, par exemple par une fixation par serrage au moyen de boulons 60.
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L'électrode chauffante coopère avec une contre-électrode souple constituée par exemple par un tapis transporteur 61 épais, souple ou semi-dur, s'appuyant au droit du poste de soudage sur une plaque d'appui 62.
Au moment de la soudure (fig. 12) la matière thermoplastique 54 chauffée fond au droit de l'arête de l'élément 59 et au droit de l'élec- trode chauffante 58 mais l'arête de l'élément 59 exerce, suivant sa ligne de contact 64, une pression élevée qui force l'une contre l'autre les deux couches de support en tendant à les enfoncer dans la contre-électrode souple.
Il en résulte que la matière thermoplastique fondue est chassée de part et d'autre de la ligne 64 tandis que vers l'intérieur du profil, en 63, au droit de l'électrode 58, les deux épaisseurs 54 se soudent.
Il est évident qu'en réglant la saillie de l'arête 64 de l'élé- ment 59 par rapport à l'électrode 58, on peut faire en sorte qu'il subsiste une mince couche de matière thermoplastique au droit de la ligne de contact 64, la découpe n'étant alors qu'amorcée,.
Le support inférieur 56 au contact de la contre-électrode peut éventuellement être supprimé si le tapis transporteur a une surface d'une nature telle qu'il n'y ait pas adhérence de la matière thermoplastique pour les températures et pressions mises en oeuvre. Le dit support inférieur aug- mente également la rigidité de surface du tapis transporteur et donne une soudure moins écrasée donc plus solide.
Lorsque la soudure est une soudure rectiligne entre deux éléments, par exemple entre deux sachets, l'arête coupante 59' (fig. 18) est placée entre deux éléments d'électrode chauffante 58". On peut substituer au tapis transporteur 61 soit une contre-électrode rectiligne souple ou semi-rigide, soit un cylindre 65 revêtu en surface d'une couche 61'presentant les mêmes caractéristiques.
Lorsqu'on utilise un cylindre comme contre-électrode, il est pré- férable de tendre l'ensemble du support 56 et des pellicules de matière ther- moplastique 54, ce qui facilite la soudure et la coupe par tension. On peut utiliser à cet effet un dispositif du genre illustré à la figure 14. Les sur- faces latérales des deux électrodes chauffantes 58" forment une came en coin susceptible de coopérer avec deux cylindres 66 mobiles élastiquement, contre l'action de ressorts 67, dans des glissières 68 légèrement inclinées vers le plan de travail, Lorsque l'électrode descend les cylindres 66 sont écartés vers la position 66', et même au delà au moment de la soudure, en tournant en sens inverse dans le sens des flèches F et ils coopèrent avec les cylin- dres fixes 69 pour serrer les supports 56 et la matière thermoplastique 54.
Les cylindres 69 se trouvent également entraînés par frottement dans le sens des flèches F,les matériaux- en feuilles étant tendus dans le sens des 'flè- ches f. Les cylindres 69 peuvent être tangentiels à un plan horizontal lé- gèrement au dessus de l'arête supérieure du revêtement 61' du cylindre 65 ce qui améliore le décollement des matériaux delà surface de ce dernier.
Enfin il est possible d'utiliser, comme représenté à la figure 15, des électrodes chauffantes constituées par une résistance électrique 70 de section de préférence circulaire montée en semi-encastrement avec inter- position d'un isolant 71 dans la face active du corps 72 de l'électrode.
Cette contre-électrode coopère avec une contre-électrode 73 dure ou semi- dure.
Au moment de la soudure (fig. 16) la matière thermoplastique fôndue par la température développée par la résistance 70 de l'électrode chauffante est chassée par la forme hémicyclindrique de la surface de pression et don- ne naissance à deux soudures 74 séparées par une zone dans laquelle les deux supports 56 sont en contact ou rapprochés, ce qui assure simultanément la dé-
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coupe ou tout au moins crée une amorce de découpe de faible épaisseur.
Selon une autre caractéristique essentielle du présent brevet, on part, fig. 17, d'une pellicule 75 qui est repliée en V sur ses deux bords de.façon que ses bords libres viennent sensiblement au voisinage de sa ligne médiane 76. La pellicule pliée est superposée à un suppcrt 77 et passe sous un cylindre 78 à rotation intermittente muni d'un revêtement ou- ple analogue au cylindre 65 des figures 13 et 14 avec lequel coopère une élec- trode de soudage 79.
Le poste de soudage réalise, en travers des pellicules superposées, des soudures 80 avec découpe ou amorce de découpe axiale donnant naissance à deux sachets 81 opposés par leur ouverture, les paires de sachets succes- sives restant solidaires par le support 77 ou par leur amorce de découpe suivant le cas. Il suffit alors de couper selon la ligne 76 pour donner nais- sance à deux files de sachets qui peuvent être enroulées en 82 soit sur une seule bobine, comme représenté, soit sur deux bobines distinctes. On ob- tient ainsi une présentation nouvelle de sachets enroulés avec leur ouvertu- re sur l'un des bords du rouleau.
Les modes de réalisation des électrodes ou machoires de soudage ci-dessus décrits à titre d'exemples sont susceptibles de recevoir de nom- breuses modifications. C'est ainsi notamment que l'on a décrit le procédé sous forme d'une réalisation en alternatif mais il s'applique également à la soudure longitudinale en continu avec découpe ou amorce de découpe simul- tanée, l'électrode chauffante étant dans ce cas constituée par deux disques chauffants ou de pression avec entre eux un couteau en saillie, la section périphérique de l'électrode de révolution étant l'une quelconque des sections décrites aux figures 12, 13 ou 15. Les électrodes en forme peuvent également être enroulées sur la périphérie d'un cylindre.
Les dites électrodes ou machoires de soudage sont applicables aux machines décrites avec référence aux figures 1 à 4 et 6, 7 et elles permettent de réaliser simultanément le soudage et le découpage.
REVENDICATIONS.
1 ) Un procédé de fabrication de sachets en matière plastique caractérisé en ce qu'on applique la ou les gaines en matériau thermoplastique sur au moins un support dont la nature permet une adhérence au moins passa- gère et/ou partielle entre le matériau thermoplastique et le support sous l' effet d'une thermosoudure effectuée à travers l'ensemble et procède aux sou- dures destinées à former lé sachet.
2 ) Un procédé de fabrication de sachets en matière plastique se- lon l ci-dessus caractirisé en ce qu'on part de gaines étroites alimentées en parallèle et ayant la largeur du sachet terminé sur lesquelles on pro- cède à des thermosoudures transversales.
3 ) Un procédé de fabrication de sachets en matière plastique se- lon 1 ci-dessus caractérisé en ce qu'on part d'une gaine de grande largeur, ou de pellicules superposées, sur laquelle on réalise des soudures tant longi- tudinales que transversales.
4 ) Un procédé de fabrication de sachets en matière plastique se- lon les revendications 1 à 3 ci-dessus caractérisé en ce que le support est en papier, toile ou tout autre matériau présentant'une contexture tramée ou fibreuse.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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The present invention relates to the manufacture of thermoplastic sachets from extruded sheaths or superimposed films. In the manufacture of these bags, which are obtained by transverse welds made on the sheath c the films welded longitudinally with subsequent cutting to the right or in the immediate vicinity of the welds, many difficulties are encountered, particularly in the manufacture small width sachets in low thickness.
The first of the difficulties is encountered when seeking to increase the operating speed of machines; this is limited by electrostatic phenomena which are all the more troublesome as the material is lighter, by the duration of the welding operation but above all by the fact that at the time of welding, the molten material does not present any resistance. - Mechanical strength which can cause an elongation of the welds going as far as rupture if one seeks to advance the plastic material by a traction exerted downstream of the welding station. On the other hand, the sheaths have a significant rate of elongation with thickness irregularities which make this elongation random and make it necessary to carry out precise registration before printing and before sectioning.
The cutting operation even becomes practically impossible when it comes to bags of compound shape.
It has already been proposed to wedge the plastic material between an endless strip of polytetrafluoroethylene (Teflon) and a cylindrical support so that the clamping zone extends on either side of the welding line, the heat-sealing being carried out through the tape of "Teflon". This process makes it necessary to ensure noticeable cooling of the weld on the binding zone, which is practically impracticable for very high speeds.
“Teflon” does not in fact exhibit any adhesion with the usual plastic materials, which makes it used as a protector for heating welding jaws.
The object of the invention is a method and means making it possible to remedy all of the above-mentioned drawbacks and which make it possible to obtain bags of all shapes, optionally cut, which remain attached to the right of the welds throughout. the duration of the manufacture of the bags, printed or not, and possibly up to and including the filling, of a support allowing their handling.
In accordance with the method, which is the subject of the invention, the sheath (s) or films of thermoplastic material are applied to at least one support, the nature of which allows at least temporary and / or partial adhesion between the thermoplastic material and the support under the effect a heat seal carried out through the assembly and one proceeds to the seals intended to form the bag.
A complex element is obtained by this process consisting of the welded bags secured to the right of the welds with the support, which makes it possible to drive the plastic material by mechanical forces exerted on the support therefore without taking into account the possible flexibility. of the plastic when welding and without any elongation or deformation to be feared.
It can also be seen that the support gives greater rigidity to the material and maintains the consistency of the welds which makes it possible to proceed only with a single registration for all the bags of a transverse group both for printing. simultaneous of all these pouches as for cutting.
In addition, the presence of the support makes cutting possible simultaneously with welding, the bags possibly remaining secured to each other by the support.
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In the implementation of the method, it is possible to start from narrow sheaths supplied in parallel and having the width of the finished bag, on which only transverse heat-sealing are carried out, or from a sheath of great width on which one carries out longitudinal, transverse or shape welds. This single sheath can moreover be replaced by two superimposed films or a single suitably folded film.
The support can be made of paper, canvas or any other material having a similar surface state chosen according to whether provisional or definitive solidsization is sought. The paper will preferably be chosen as the support when the support is cut with the bag. In the latter case, the support is also cut longitudinally between the parallel sheaths and left as a packaging interlayer between the bags, which is of interest for stacking and subsequent handling of said bags, in particular when are made in thin ducts. When the backing is detached before cutting, an endless belt is preferably used.
In certain applications, a support can be placed on both sides of the plastic material, one of these supports being able to be applied only during part of the manufacturing process.
The support instead of being applied over the entire surface of the bag can be limited to junction strips between sheaths arranged longitudinally or to bands arranged in line with the welds delimiting the bags longitudinally and / or transversely.
The support can be incorporated definitively into the bag and it can then be preferable, to obtain a definitive bonding, to constitute it in a material having good weldability with the sheath such as, for example, a complex consisting of a support coated with the material. constituting the sheath. It is possible to obtain bags in which the entire surface or only the welds are reinforced by the support or supports used in carrying out the process.
When it is desired to cut the welded bag simultaneously with the welding operation, a set of welding jaws or electrodes is used, at least one of which has a rib projecting from its end surface d. 'support, rib which has the effect of driving out the molten thermoplastic material along its line of support. The presence of the support (s) makes it possible to carry out this operation without removing or deforming the welded bag.
The welding jaw having the rib may be the unheated jaw or counter-electrode which, in this case, consists essentially of an elastic bearing surface, made of silicone rubber or the like, corresponding to the line of the weld. welding and giving the latter a sufficient width to provide it with mechanical strength, and by a metallic part coming flush with said surface following the line of the sachet cutting.
The welding is, in this case, carried out with the support applied against the heating electrode. The metal part of the counter-electrode sinks into the softened thermoplastic sheath up to the support and makes the cut.
The welding jaw having the rib may be the jaw or heating electrode, the rib or knife being slightly protruding from the end surface thereof, the welding being carried out with the support applied between the knife. and the heating electrode, on the one hand, and the thermoplastic films to be welded, on the other hand, the con-
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tre-electrode being made of a flexible or semi-hard material.
The protruding rib with respect to the electrode or jaw may, in both cases, be continuous over the entire length of the latter or discontinuous, possibly presenting projecting points ensuring perforation of the support.
The projection of the knife with respect to the end face of the electrode or jaw is preferably adjustable, on the one hand, to allow the adjustment or function of the thickness of the thermoplastic materials to be welded, on the other hand. , to possibly allow only the cutting between bags to be initiated by a groove which leaves the bags together.
The method, which is the subject of the invention, also makes it possible to manufacture sachets starting from a film folded in a V on one or both of its edges and to cut or initiate the cutting between the sachets without harming the difficulties encountered in lack of support. The bags thus obtained are then wound up on a mandrel with their opening on one of the edges of the roll, which facilitates recovery for filling.
A subject of the present invention is also welding machines and welding electrodes or jaws for the implementation of the process, the particular characteristics of which will result from the description of various embodiments given below with reference to the drawings below. -Annexes in which:
Fig. 1 is a schematic elevational view of a machine for manufacturing printed and cut pouches from narrow ducts.
Fig. 2 is a schematic plan view of the machine of FIG. 1.
Fig. 3 is a schematic elevational view of a machine for manufacturing printed and cut pouches from a wide sleeve.
Fig. 4 is a schematic plan view of the machine of FIG. 3.
Fig. 5 is a cross section through a bag in which the support is applied only and definitively to the right of the welds.
Fig. 6 is a longitudinal schematic sectional view of a machine operating continuously with transverse electrodes mounted on a rotating frame, the spacing of said electrodes being adjustable.
Fig. 7 is a view corresponding to figo 6 for a second embodiment of the machine of this figure
Figo 8 is a sectional view through VIII-VIII of fig 7
Fig. 9 is a schematic longitudinal sectional view in a first embodiment of a sealing station simultaneously performing the cutting of the bag.
Fig. 10 is a view on a larger scale of a detail of FIG. 9.
Fig. It is a schematic vertical sectional view in a welding station for shaped welding, along a plane transverse to the weld.
Fig. 12 is a detail view of Fig II on a larger scale in line with the electrode at the time of welding.
Fig. 13 is a sectional view corresponding to FIG. II in a welding station for straight welding.
Fig. 14 is a view corresponding to FIG. 13 for a modified welding station ensuring tensioning of the welded materials.
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Fig. 15 is a sectional view corresponding to FIG. 13 in a pulse-heated welding electrode.
Fig. 16 is a view corresponding to FIG. 15 during the welding operation.
Fig. 17 is a schematic perspective view of a machine for the manufacture of continuously wound pouches.
The frame of the machine in FIGS. 1 to 4 is shown schematically by a table 1 on which the various welding, printing and cutting stations are grouped. It is obvious that these stations correspond, in practice, to a plurality of juxtaposed machines chosen from the known types or designed especially for the implementation of the method.
The machine of Figures 1 and 2 comprises a transverse welding station 2, two printing devices 3a and 3b for performing two-color printing and a transverse shearing station 4, with devices 5 for receiving and receiving. stacking of finished bags. These devices are known and the printing and cutting devices are, as usual, each combined with a photoelectric cell, not shown, ensuring the identification of the transverse weld lines made in the plastic material by the station 2.
The machine is, in accordance with the invention, fed by a strip of paper 6, for example of the peel type, the width of which corresponds to the transverse capacity of the machine and by plastic sheaths 7 which may either have all of them. the same width or be of different widths if it is desired to produce bags of different types.
The sheaths 7 are placed parallel side by side with a slight space on the strip 6 'in line with the rollers 8 which cooperate in their drive and arrive under the welding station 2 which carries out transverse welds 9 whose spacing longitudinal corresponds to the length of the bags to be manufactured. These welds are made only to the right of the sheaths but give a bond between the sheaths 7 and the strip of paper 6.
A complex is thus produced which has sufficient interlocking between elements so that it is possible to simultaneously print and cut all the bags located on a transverse line without longitudinal offset of the welds between neighboring bags.
Rollers 10 drive the web thus formed towards the subsequent production stations.
Printing II can be carried out in several colors under the respective stations 3a and 3b. It then remains to cut the bags transversely, which is done by the shears 4. Immediately before this cutting operation, the strip 6 is cut longitudinally between the bags by means of knurls 12. These knurls are shown in the drawing as separating a strip of paper 13 between nets of bags, bands 13 which are driven by cylinders 14 and ensure that the tension is maintained up to the right of the shears 4. Driving devices not shown can also be placed beyond the shearing station 4, devices which take the plastic bag with its superimposed part of paper strip and deposit it in the stacking bins 5.
In the embodiment of Figures 3 and 4, there are certain elements of the machine of Figures 1 and 2, but the machine is supplied with a single sheath 15 of great width This sheath 15 is applied to the strip 6 to the right of the cylinders 8 but the upper cylinder serves as a reference for an endless belt 16, for example made of silicone glass fibers which
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is thus superimposed on the sheath and on the paper strip. The transverse welds 17 are thus made through this strip 16 which is glued like the strip of paper 6 on the rabbit 15.
Heated wheels 18 furthermore produce, through the strip 16, longitudinal welds' 19 so as to define by these welds bags aligned longitudinally and transversely. Knurls 18a also preferably weld along the edges of the liner to ensure identity of all completed pouches. They also allow the use of two films instead of a sheath. The strip 16 is then detached from the sheath 15. It is then possible to apply prints thereon using a printing device shown diagrammatically in 3 before proceeding with the longitudinal cutting of the rows of bags, lined on one side with a sheet of paper, in the middle of the seals 19, using the knobs 20 and the transverse cutting of the bags and band 6 by means of cutters 4.
In Figure 5 there is shown in section a bag made by longitudinal and transverse welds. The bag has two surfaces 21 joined at their edges by welds 22. The method has been implemented by limiting the support to narrow strips arranged in line with the welds on the two faces of the plastic sheath. These bands are preferably made of a complex material, in particular of paper or cellulose film coated with polyethylene. As a result, on welding, these strips are also welded to the polyethylene constituting the bag and are cut when the bag is cut, giving half-bands 23 which reinforce the welds. These half-bands can be more or less wide, of all colors and possibly have cutouts.
The machine shown in Figure 6 is supplied with a thermoplastic liner from a roll 24 and a carrier sheet, eg paper, from a roll 25.
It comprises a frame shown schematically by two flanges 26 joined together by a table 27. The device intended to produce the transverse welds is carried by a pin 28 mounted to rotate between the flanges 26. It comprises two opposite circular flanges 29 comprising radial slots 30. In the corresponding slots of the two opposite flanges 29 are mounted and fixed the ends of welding electrodes 31. The slots being at equidistant angular spacings, the electrodes, if they have the same radial position, are equidistant. and it is possible to modify this equidistance by modifying their radial position.
Outside the electrodes passes an endless strip 32, for example made of silicone glass cloth or any other material usable as an intermediate between the heated electrodes and the material to be welded. This cloth is stretched by a clamp 33 mounts to rotation targets the flanges 26 and the position of which is adjustable to compensate for the circumferential variations due to the different radial positions of the electrodes.
Two cylinders 35 and 35 are elastically supported on the upper and lower strands of the strip 32 to ensure that the latter has a constant tension.
The sheath 24 and the support 25 pass under the cylinder 34 between the latter and the strip 33, the thermoplastic sheath being applied against the latter. The welds made through the band 33 to the right of each electrode secure the sheath 24 and the support sheet 25 'and these are detached after passing over the cylinder 35 to ¯venir .sur the .table 27 where the knurls '36 are produced. parallel longitudinal welds.
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The bags formed by the two series of welds are cut by the wheels 37 which cut in line with the longitudinal welds and the shears 38 which cut to length.
An alternative embodiment is shown in Figures 7 and 8.
The principle of the device intended for making the transverse welds is identical, but the radial position of the electrodes 31 held by guiding in the slots 30 of the plates 29, is adjusted by rotation of the plates 29 'lining the plates 29 and carrying slots in circular arc 30 ', in which are engaged the ends of axes integral with the electrodes.
By rotating the plates 29 'relative to the plates 29, all the electrodes 31 are simultaneously brought closer or apart.
The support band 25 is replaced by an endless belt 39 passing over guide and tension rollers 40. The sheath 24 is introduced between the bands 32 and 39 in line with the cylinder 34, between the latter and a cylinder. support linder 41.
The longitudinal welds are made by endless metal wires spaced the width of the sheaths to be made on the main sheath 24, individual sheaths which are then divided by transverse welds. These wires 42 are brought into contact with the sheath 24 in line with the support cylinder 41 and the pressure cylinder 34; they have been previously heated, in a device of any known type 43, to a temperature sufficient for be able to melt the material of the sheath 24 and pass substantially through the latter due to the tension imparted to said endless wires by deflection rollers 44 and the curvature of the pressure cylinder 34.
Said wires 42 are incorporated into the sheath which is welded longitudinally on either side of the latter and accompany it during the transverse welding operation carried out by the electrodes 31. On leaving the machine, at the moment when the sheath 24 is separated from the strip 39, the threads 42 pass over a return cylinder 45 which makes them pass completely through the sheath to complete the longitudinal cuts between parallel unit sheaths.
The welding station shown in Figures 9 and 10 comprises a heating electrode 46 which may be rectilinear or shaped and a counter electrode 47 which has on its bearing face a lining 48 of silicone rubber or the like with in the center of that here is a metallic element 49, the outline or plane of which corresponds to the cutting line generally placed along the axis of the weld.
The support 50, for example made of paper, is brought against the heating electrode 46 with the sheath 51 thereon. When a length corresponding to a bag width has been advanced, the counter-electrode is brought to bear and performs a weld 52 welding the sheath in thickness and causing the latter to adhere to the support paper which prevents a lateral shrinkage of the sheath which would give rise to a deformation of the bag while the element 49 drives the material out. fusion and causes cutting 53.
In the embodiment of Figures 11 and 12 a sheath or two superimposed thermoplastic films 54 are unwound from a supply roll 55 or come out of an extrusion head. They are introduced between two supports constituted for example by sheets of paper 56 unwound from rollers 57. The stack is then introduced into the welding station.
If it is a question of producing a shaped bag, the welding station comprises a heating electrode 58 in the shape of the weld with, over the entire periphery of the latter, an element 59 forming an edge. thin protrusion, the distance to the surface of the electrodes 58 of which is adjustable by any means, for example by clamping by means of bolts 60.
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The heating electrode cooperates with a flexible counter-electrode constituted for example by a thick, flexible or semi-hard conveyor belt 61, resting in line with the welding station on a support plate 62.
At the time of welding (fig. 12) the heated thermoplastic material 54 melts in line with the edge of element 59 and in line with heating electrode 58 but the edge of element 59 exerts, according to its contact line 64, a high pressure which forces the two support layers one against the other, tending to push them into the flexible counter-electrode.
As a result, the molten thermoplastic material is driven on either side of line 64 while towards the inside of the profile, at 63, in line with electrode 58, the two layers 54 are welded.
It is evident that by adjusting the protrusion of the edge 64 of the element 59 relative to the electrode 58, it is possible to ensure that a thin layer of thermoplastic material remains in line with the line of. contact 64, the cutting then only being initiated ,.
The lower support 56 in contact with the counter-electrode can optionally be eliminated if the conveyor belt has a surface of a nature such that there is no adhesion of the thermoplastic material for the temperatures and pressures used. Said lower support also increases the surface rigidity of the conveyor belt and gives a less crushed and therefore stronger weld.
When the weld is a rectilinear weld between two elements, for example between two bags, the cutting edge 59 '(fig. 18) is placed between two heating electrode elements 58 ". The conveyor belt 61 can be substituted for either a counter flexible or semi-rigid rectilinear electrode, ie a cylinder 65 coated on the surface with a layer 61 ′ having the same characteristics.
When using a cylinder as a counter electrode, it is preferable to tension the assembly of the support 56 and the films of thermoplastic material 54, which facilitates welding and tension cutting. A device of the type illustrated in FIG. 14 can be used for this purpose. The lateral surfaces of the two heating electrodes 58 "form a wedge cam capable of cooperating with two cylinders 66 movable elastically, against the action of springs 67, in slides 68 slightly inclined towards the work plane, When the electrode goes down the cylinders 66 are separated towards the position 66 ', and even beyond at the time of welding, by turning in the opposite direction in the direction of the arrows F and they cooperate with the fixed cylinders 69 to clamp the supports 56 and the thermoplastic material 54.
The rolls 69 are also frictionally driven in the direction of the arrows F, the sheet material being tensioned in the direction of the arrows f. The rolls 69 may be tangential to a horizontal plane slightly above the upper edge of the liner 61 'of the roll 65 which improves the separation of materials from the surface of the latter.
Finally, it is possible to use, as shown in FIG. 15, heating electrodes formed by an electrical resistance 70 of preferably circular section mounted in semi-recessing with the interposition of an insulator 71 in the active face of the body 72. of the electrode.
This counter electrode cooperates with a hard or semi-hard counter electrode 73.
At the time of welding (fig. 16) the thermoplastic material melted by the temperature developed by the resistance 70 of the heating electrode is driven out by the hemicyclindrical shape of the pressure surface and gives rise to two welds 74 separated by a zone in which the two supports 56 are in contact or brought together, which simultaneously ensures the de-
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cuts or at least creates a thin cutting primer.
According to another essential characteristic of the present patent, one starts, FIG. 17, of a film 75 which is folded in a V on its two edges so that its free edges come substantially in the vicinity of its center line 76. The folded film is superimposed on a suppcrt 77 and passes under a rotating cylinder 78 intermittent provided with an open coating similar to cylinder 65 of FIGS. 13 and 14 with which a welding electrode 79 cooperates.
The welding station produces, through superimposed films, welds 80 with cutting or initiating axial cutting giving rise to two bags 81 opposed by their opening, the successive pairs of bags remaining attached by the support 77 or by their leader. cutting depending on the case. It is then sufficient to cut along line 76 to give rise to two rows of bags which can be wound at 82 either on a single reel, as shown, or on two separate reels. There is thus obtained a new presentation of wrapped bags with their opening on one of the edges of the roll.
The embodiments of the welding electrodes or jaws described above by way of example are liable to receive numerous modifications. Thus, in particular, the method has been described in the form of an alternative embodiment, but it also applies to continuous longitudinal welding with cutting or simultaneous cutting initiation, the heating electrode being in this. case constituted by two heating or pressure discs with between them a protruding knife, the peripheral section of the electrode of revolution being any one of the sections described in Figures 12, 13 or 15. The shaped electrodes can also be wound on the periphery of a cylinder.
Said welding electrodes or jaws are applicable to the machines described with reference to FIGS. 1 to 4 and 6, 7 and they allow welding and cutting to be carried out simultaneously.
CLAIMS.
1) A method of manufacturing plastic bags characterized in that the sheath or sheaths of thermoplastic material are applied to at least one support, the nature of which allows at least temporary and / or partial adhesion between the thermoplastic material and the support under the effect of a heat-sealing effected through the assembly and proceeds with the welds intended to form the bag.
2) A method of manufacturing plastic bags according to 1 above characterized in that starting from narrow sheaths fed in parallel and having the width of the finished bag on which transverse heat-sealing is carried out.
3) A method of manufacturing plastic bags according to 1 above, characterized in that one starts with a sheath of great width, or of superimposed films, on which both longitudinal and transverse welds are made. .
4) A method of manufacturing plastic bags according to claims 1 to 3 above, characterized in that the support is made of paper, canvas or any other material having a woven or fibrous texture.
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