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Perfectionnement aux procédés et aux dispositifs d'emballages par couchage au rideau.
La présente invention est relative à un procédé et à un appareillage destinés à l'emballage continu d'une pluralité d'objets par enduction de ceux-ci avec une pellicule de matière plastique, utilisant le principe général du "couchage au rideau".
Beaucoup d'objets de grande consommation, tels que matières alimentaires, des jouets, des articles de quincail- lerie, des objets de toilette, etc.., sont vendus en embal- lages plastiques. Ces emballages peuvent être formés de matière plastique et d'une autre matière, telle que d papier, du clinquant métallique, etc. Dans la majoricé des cas, la matière plastique sert à recouvrir complètement . ' jet,
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.ou bien sert à former une fenêtre ou une sorte de bulle transparente, le reste de l'emballage étant fait d'un autre matériau : en ce cas, l'intérêt de la matière plastique est de permettre d'examiner l'objet dans son emballage.
Un procédé récent d'emballage consiste à poser l'objet sur un support et à recouvrir le tout d'une pellicule plastique transparente, déposée sous forme de couche à la fois sur l'objet et sur son support et fixant donc cet objet sur le support.
La présente invention est un perfectionnement à ce dernier procédé et permet d'emballer un objet disposé sur un support dorsal en fixant l'objet sur ce support au moyen d'une couche de matière plastique .très fidèlement conformée sur le contour extérieur de l'objet. L'invention utilise le principe général du "couchage au rideau" dans lequel on utilise un rideau de matière plastique fondue qui tombe sur l'objet à emballer au lieu d'une pellicule préalablement formée.
Ce procédé est décrit dans un article de la revue Modem
Packaging de Mai 1965 intitulé t "Skin Pack That Flovs On". Le couchage au rideau consiste, d'une manière générale, à placer l'objet à emballer sur un support suffisamment poreux pour que l'air puisse le traverser, à faire le vide en dessous de ce support, de manière à produire une dépression immédiatement au-dessus de la surface du support, à appliquer un rideau de matière plastique, à l'état fondu et visqueux, sur l'objet ou les objets à emballer, ainsi que sur le support, puis à refroidir la matière thermoplas- tique, qui durcit et forme une couche superficielle appliquée et modelée su cet objet ou sur ces objets, ainsi que sur le support, si bien qu'on obtient ainsi un excellent emballage.
Bien que la couche durcie adhère énergiquement,
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,il est très facile de séparer l'ensemble de cette couche superficielle et du support, d'une part, et l'objet emballé, d'autre part, quand on ouvre l'emballage.
Ce procédé est très avantaeux pour de multiples raisons.
Un de ses principaux avantages est qu'il ne demande aucun emballage préformé et qu'on n'a donc pas besoin d'emmagasiner des emballages en attente.
D'autre part, l'emballage ainsi obtenu est un de ceux qui fixent l'objet ou les objets à emballer sur leur support de manière à éviter tout risque d'alté- ration. Cet emballage permet d'exposer la marchandise de manière attirante tout en la protégeant de manière efficace. Enfin, ce procédé présente une grande souplesse d'utilisation, car une même installation permet, sans modifi- cation ou avec des modifications simples et peu importantes, d'emballer un grand nombre d'objets de formes et de dimensions différentes, si bien que le passage d'une catégorie d'articles à une,autre catégorie est facile.
L'invention a pour objet un procédé de couchage au rideau permet- tant d'opérer de manière continue en utilisant un support sous forme de bande ,en mouvement, ce qui accélère considérablement la confection des emballages et accrott la capacité de production de l'installation utilisée. Ce procédé réduit notablement les manutentions d'objets à emballer et de matériau d'emballage, ce qui accélère encore plus l'opération et diminue son coût, d'autant;plus qu'il faut moins de main-d'oeuvre. L'invention a également pour objet un appareillage utilisé à la confection d'emballages par couchage au rideau dans lequel on utilise une bande sensiblement continue de support en mouvement.
Le procédé d'emballage par couchage au rideau suivant l'invention est caractérisé par les opérations suivantes : on fait passer une bande sensi- blement continue de support perméable à l'air, provenant d'un dispositif débiteur, successivement à travers un poste de dépôt de l'objet ou des objets à emballer, puis dans une zone d'application de vide;
on met
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en position convenable l'objet ou les objets à emballer sur la bande de support au dit poste, puis on applique au moins un vide partiel sous la face inférieure de la bande dans la dite zone, puis en même temps que l'application du vide,'on dépose un rideau, tombant par son propre poids, de matière thermoplastique fondue visqueuse sur la face supérieure de la bande et de l'objet à emballer reposant sur cette bande, et on refroidit la bande pendant qu'elle est encore dans la zone d'application de vide, ce refroidissement pouvant d'ailleurs être continué après la sortie de cette zone.
Suivant un mode de mise en oeuvre, l'invention fournit un moyen d'emballer en continu une pluralité d'objets simultanément; ce mode de mise en oeuvre comprend les opérations suivantes t on dépose au moins un . de ces objets sur un support perméable à l'air en faisant passer une bande ,*de support en mouvement continu à travers un poste de dépôt d'objets à emballer, puis on fait passer l'ensemble à enduire sous un rideau, disposé transversalement, de matière thermoplastique fondue visqueuse à déposer, les vitesses relatives du rideau et du support en mouvement étant suffisantes pour appliquer une force d'étirage au rideau qui est ainsi étiré dans la direction du mouvement de l'ensemble à enduire.
La pression de l'air aous le support est réduite suffisamment pour.que l'aspiration & travers la face supérieure de celui-ci applique la couche fondue de manière à ce qu'elle se modèle sur les objets à enrober et se plaque sur la surface libre du support. On fait ensuite passer le support, les objets qu'il porte et la couche ainsi formée dans une zone de refroidissement où le vide est également appliqué, pour obtenir la solidification de la couche. On coupe les parties Marginales du rideau, qu'on sépare du support et qu'on recycle vers l'ins- tallation de couchage, et, enfin, on tronçonne la bande en emballagesdistincts
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.contenant au moins un objet emballé.
L'invention concerné également un appareillage destiné à emballer une pluralité d'objets et comprenant un dispositif, faisant passer une bande continue de support perméable à l'air, provenant d'un poste d'approvisionne- ment, dans une zone où les objets à emballer sont déposés sur cette bande, ainsi qu'un dispositif de production de vide. Un mécanisme dépose les objets sur la bande selon une répartition donnée d'avance. Une installation de couchage au rideau dépose un rideau de matière thermoplastique fondue visqueuse sur la face supérieure de la bande de support et sur les objets portés sur cette bande.
L'appareil producteur de vide est disposé de manière à appliquer au moins un vide partiel sous la surface inférieure de la bande, de manière à modeler le rideau de matière fondue sur les objets à emballer et à l'appliquer sur la face supérieure de la bande. Un dispositif de- refroidissement solidifie la matière fondue quand la bande est encore dans la zone de production de vide. Un dispositif de coupe, synchronisé avec le mécanisme de dép8t des objets sur la bande, tronçonne celle-ci en une pluralité de segments, portant chacun au moins un objet.
Suivant un mode de réalisation de l'invention, cet appareil permet de maintenir sensiblement uniformes les bords du rideau de couchage au moyen d'une paire de courroies de serrage, disposées au-dessus des bords du support, si bien que les bords du rideau se déposent sur ces courroies.
L'appareil comprend aussi des moyens de retente de la couche déposée, sépa- rant les bords du rideau déposés sur ces courroies, de la partie centrale, déposée sur la bande de support, de sorte que les courroies servent aussi à séparer les bords du rideau de la bande de support.
Au dessin annexé, illustrant l'invention t
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- la Fige 1 est un schéma de l'ensemble de l'installation, vue en élévation, les opérations progressant de la droite à la gauche de la figure! - la Fig. 2 est une coupe agrandie, suivant la ligne 2-2 de la
Pig. 1 1' - la Fig. 3 est une vue homologue d'une partie de la Fige 1, suivant un autre mode de réalisation de l'invention et '- la Fig. 4 est une coupe agrandie, suivant la ligne 4-4 de la
Fige 3.
Les rouleaux 18 (Fige 1) schématisent le moyen d'entraînement de la bande 10 de support, qui pourrait aussi être une bande transporteuse mobile, une chatne mobile ou tout autre dispositif sur lequel on fait porter le support en mouvement, et, par conséquent, sur lequel on fait indirectement porter les objets posés sur ce support pendant toute l'opéra- tion.
Quand le support 10, provenant du dispositif d'approvisionnment, schématisé par le cylindre est supporté par les rouleaux 18, il reçoit les objets 20; qui peuvent être déposés manuellement ou bien mécaniquement.' '
La Fils 1 représente un dispositif d'alimentation à bande 22 sans fin qui déposa, à intervalles donnés, les objets 20 sur la bande 10. On forme ainsi un ensemble prêt à recevoir le rideau, formé de la bande de support sur laquelle sont déposés, à intervalles réguliers, les objets 20. Bien entendu, le support 10 peut avoir été préalablement imprimé; il peut aussi porter des motifs décoratifs et on peut répartir les objets 20 sur le support 10 en fonction de ces motifs décoratifs.
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L'ensemble à recouvrir par le rideau pénètre alors dans la zone d'application et est mis en contact avec le rideau 24 qui est forme par une . composition thermoplastique fondue visqueuse qui tombe sur la surface du support 10 et sur ses faces latérales. Les vitesses relatives du support 10 et du rideau 24 descendant peuvent être telles que ce rideau soit étiré dans la direction du mouvement du support 10 et des objets 20; cet étirage permet de déposer une couche plus fine sur l'ensemble à recouvrir. Le rideau est formé par la matière thermoplastique fondue sous pression contenue dans une chambre 26 dont la partie inférieure communique avec une filière 28 qui forme le rideau.
La matière thermoplastique est avantageusement apportée sous forme de perlettes qu'on introduit dans une trémie 32 alimentant une . machine 34 analogue à une extrudeuse, où la matière est fondue et est amassée sous pression dans le réservoir 36, situé au-dessus de la chambre
26 et communiquant avec elle, si bien que la chambre 26 est constamment pleine de matière thermoplastique fondue sous pression. En fonctionnement normal, il n'y a que peu de matière ou même il n'y a aucur@@ matière déposée en dehors de ce qu' on doit recouvrir; néanmoins, à certains moments, notam- ment à la mise en marche , le rideau tombe inévitablement en dehors de ce qu'on veut enduire.
On récupère cette matière inutilisée dans un collecteur
38 et la refoule par la pompe 40 dans la tubulure 42 et le réservoir 36.
L'ensemble formé par le support 10, les objets 20 et la couche
44 continue de matière thermoplastique, appliquée sur la face supérieure et et les faces latérales de l'ensemble à recouvrir ./toujours à l'état fondu, passe au-dessus de la botte 46 d'aspiration, reliée à une pompe ou autre moyen de produire du vide (non représenté), si bien que la botte 46 est maintenue en dépression. La surface supérieure de la botte 46 d'aspiration
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est disposée de manière que la face inférieure de la bande 10 de support soit soumise à la dépression par suite de la perméabilité du support 10 à l'air, cette dépression se trabsmet à travers le support et applique fermement la couche 44 tout autour des objets 20 à emballer et sur la face supérieure du support 10.
La face supérieure de la boite 46 d'aspiration peut être complètement ouverte ou bien peut présenter des fentes ou former une grille ou un tamis ou toute autre surface perméable à l'air, de manière à ce que la dépression soit facilement transmise à travers le support 10.
L'ensemble formé par le support et les objets à emballer, une fois enduit, traverse une zone froide où le revêtement se solidifie. Cette zone peut comprendre plusieurs dispositifs de refroidissement successifs, mais elle peut être formée d'une seule tête 48 de refroidissement qui applique une surface froide sur la face inférieure du support 10 pour en enlever la chaleur. Suivant l'état ambiant, la nature de la couche thermo- .plastique et les diverses conditions opératoires, il peut être utile d'enle- ver directement de la chaleur à la couche fondue par une circulation d'air froid autour de la couche 44 enrobant les objets à emballer et reposant sur le support 10. La couche appliquée doit sortir de cette zone suffisam- ment refroidie pour pouvoir être coupée nettement, sans coller aux couteaux et en donnant une coupe de bel aspect.
Il est possible de combiner le refroidissement et l'aspiration de manière que la couche quitte la zone de dépression après un durcissement suffisant pour qu'aucun refroidissement ultérieur ne soit nécessaire.
L'ensemble du support et des objets emballés, recouvert d'une couche maintenant solide peut alors être tronçonné en emballages distincts comprenant au moins un objet emballé avec les portions correspondantes
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, de support et de pellicule d'emballage. Cette coupe peut être faite en continu par deux couteaux circulaires, un couteau inférieur 50 et un couteau supérieur 52, travaillsant ensemble pour assurer la refente en longueur, puis par un ensemble 54 tournant, portant une pluralité de lames tranchantes coopérant avec un couteau 56 fixe pour assurer le découpage transversal.
La rotation de l'ensemble 54 est synchronisée avec le mécanisme de dépôt des objets 20 sur la bande de support 10, si bien qu'un objet 20 ne risque pas d'être coupé en deux. Après avoir dépassé les couteaux, les objets emballés, maintenant séparés, parviennent à un poste de chargement en boîtes, indiqué par la référence 60, d'où on sort des bottes 62 contenant un grand nombre d'objets emballés, qu'on emmagasine ou qu'on expédie directement aux utilisateurs.
La Fig. 2 représente, en coupe transversale grossie, la botte 46 à vide, formée d'un récipient muni d'un couvercle 64 permettant l'aspira- tion, formé d'une grille, d'un tamis ou de matière poreuse permettant à la 'dépression de se propzger depuis la botte à vide jusqu'à la surface 66 inférieure du support 10.. Les guides 68 marginaux, représentés atce une section en forme de U majuscule, mais pouvant présenter n'importe quelle forme cesarant le guidage des bords de la bande 10 de support, servent également de bâti au mécanisme d'entraînement, schématisé par les rouleaux
18, ainsi qu'il a été expliqué.
Les matières plastiques utilisables pour former la composition de couchage qui formera le revêtement protecteur, peuvent être les divers polymères thermoplastiques de grande masse moléculaire. Il est avantageux que leur viscosité à 190*C soit comprise entre 35 Pl environ et 150 Pl environ. L'acéto-propionate et l'acéto-butyrate de cellulose conviennent
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très bien, parce qu'ils sont peu coûteux, faciles à manipuler et donnent un produit fini ayant une belle présentation. On peut aussi utiliser des polymères d'alpha-oléfines ou d'autres polymères vinyliques.
On peut inter- caler une machine à imprimer en continu entre le cylindre 12 d'alimentation et le rouleau 14 fou en tout autre endroit en amont du point . où les objets sont déposés sur le support 10.
Un mode particulièrement avantageux de réalisation de l'invention - permet d'éliminer les irrégularités marginales de la couche déposée sur le support, est illustré aux Fig. 3 et 4. Une paire de courroies 70 de serrage,. sans fin, sont disposées de manière à recouvrir les bords de la bande 10 de support en mouvement et à presser celle-ci contre les rouleaux 18 transporteurs quand cette bande passe dans les zones d'application du rideau et de refroidissement. Ces courroies 70, mues par un mécanisme non représen- té, sont entraînées à une vitesse très sensiblement égale à celle de la bande 10; elles peuvent même être le moyen essentiel d'entraînement de cette bande. Ces courroies passent successivement sur" les rouleaux 72,74, 76 et 78 de guidage.
Elles ont une double utilité ! non seulement, elles appliquent la bande 10 sur les rouleaux 18 transporteurs, mais encore .' elles définissent les surfaces qui sont enduites par le procédé suivant l'invention. On dépose la composition sous forme de rideau sur une partie de ces courroies et on retire, en continu, la matière ainsi déposée, la matière dont ces courroies est formée étant telle que la composition déposée ' n'adhère que faiblement sur les courroies, si bien qu'il est facile de décoller la pellicule. Ces courroies sont avantageusement en acier inoxydable.
Une fois la couche suffisamment solidifiée, la bande 10 passe sous des couteaux 80 qui refendent la couche déposée en séparant la partie 44 adhérant au support 10 des parties déposées sur les courroies 70.
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Comme le montre la Fig. 4, ces couteaux 80 sont avantageusement des couteaux tournants qui tranchent, de manière continue, toute l'épaisseur de la couche qui passe sous eux. Les courroies 70 passent autour du rouleau 74 de guidage et se séparent alors de la bande 10 en entratnant les parties marginales de la couche qui sont décollées par deux raclettes 82 et tombent dans la trémie d'alimentation en matière plastique où ces déchets sont mêlés à de la matière plastique fratche et sont ainsi recyclés.
Les couteaux 80 peuvent être des couteaux circulaires portant contre les bords internes des courroies 70, et disposés obliquement, comme le montre la Fig. 4 ; ils peuvent aussi être disposés verticalement de manière à entailler le support 10 en tranchant complètement la couche 44.
Ces couteaux marginaux sont normalement réglables transversalement, de . manière à pouvoir être placés en fonction des impressions ou décorations que peut porter le support 10.
Suivant une variante, les raclettes 82 sont placées au voisinage des couteaux 80, si bien que les bandes marginales de pellicule sont séparées avant que les courroies 70 aient atteint le rouleau 74, et on dispose alors une installation distincte pour transporter les chutes marginales de matière plastique vers la trémie 32. Ceci présente l'avantage de simplifier la fabrication des rouleaux 74 et 76 qui ne sont pas en contact avec les bandes marginales de pellicule, déposées sur les courroies 70.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisa- tion décrits et représentés, qui n'ont été choisie qu'à titre d'exemples.