Récipient et procédé pour sa fabrication. Cette invention comprend un récipient, ainsi qdun procédé pour sa fabrication.
De nombreux produits de grande consom mation, et en particulier des produits hygros- copiques tels que le tabac par exemple, exi gent pour leur emballage des récipients dans lesquels ils peuvent être scellés et conservés pendant un temps illimité sans que leur état varie d'une façon appréciable quelles que soient les températures, pressions et condi tions d'humidité auxquelles le paquet est sou mis; ces récipients doivent pouvoir être éta blis à l'aide d'un seul flan constitué par une ou plusieurs épaisseurs de matières flexibles telles que le papier, le clinquant, etc.;
ces ré cipients doivent pouvoir être fabriqués et scel lés d'une manière efficace et rapide en grande quantité, pour une faible dépense, par des ma chines travaillant à grande vitesse, de telle manière qu'il ne puisse y pénétrer ou en sortir sensiblement aucun air ou aucune humidité.
Le récipient que comprend l'invention ré pond à toutes ces exigences. Ce récipient, dans lequel les bords opposés d'un flan de matière en feuille sont joints pour constituer un corps tubulaire de section transversale rectangulaire et dans lequel les extrémités de ce corps tubu- laire sont pliées pour en former les ferme tures, est caractérisé en ce que des portions de parois latérales opposées adjacentes à au moins une des extrémités du corps sont pliées vers l'intérieur pour constituer une paroi extrême en deux parties,
disposée à < angle droit par rapport aux parois latérales et que les moitiés opposées d'une portion périphéri que adjacente auxdites portions pliées sont scellées directement l'une à l'autre sur toute leur longueur en un seul joint continu de Ion-- gueur égale à la moitié du pourtour du réci pient, formant ainsi une patte traversant la paroi extrême et rabattue contre le récipient.
Le procédé que comprend l'invention est caractérisé en ce qu'on plie un flan de ma tière en feuille et qu'on en joint les bords opposés pour former un corps ouvert à ses extrémités, de section transversale rectangu- laire, qu'on plie des portions de deux parois latérales opposées de ce corps vers l'intérieur pour former une paroi extrême en deux par ties, disposée à angle droit par rapport aux parois latérales, que l'on presse l'une contre l'autre les deux moitiés opposées d'une portion périphérique adjacente auxdites portions pliées, qu'on scelle ces moitiés directement l'une à l'autre sur toute leur longueur en un seul joint continu de longueur égale à la moitié du pourtour du récipient, formant ainsi une patte saillante que l'on rabat ensuite contre le récipient.
Le dessin annexé représente, à. titre d'exemple, une forme d'exécution du récipient que comprend l'invention et illustre une forme d'exécution du procédé que comprend égale ment l'invention.
Fig. 1 montre un flan à plusieurs épais seurs qui peut être utilisé pour établir une forme d'exécution du récipient suivant l'in vention, un coin d'une des épaisseurs de ce flan étant relevé; Fig. 2 est une perspective isométrique montrant le corps fait à l'aide de ce flan par la première opération de pliage et de scellage; Fig. 3 est un détail en coupe, à plus grande échelle, par la ligne 3-3 de la fig. 2, excepté que le joint est représenté près de l'angle du corps;
Fig. 4 est une perspective isométrique montrant le récipient dont la paroi inférieure a été pliée et scellée; Fig. 5 est une perspective isométrique partiellement coupée et représente un type de joint d'extrémité susceptible d'être utilisé; Fig. 6 est une perspective isométrique montrant un fragment du récipient dont une des extrémités a été scellée; Fig. 7 est une vue perspective isométrique montrant la façon de plier les pattes consti tuées pendant l'opération de scellage des extrémités; Fig. 8 est une perspective isométrique du récipient terminé;
Fig. 9 est une perspective isométrique avec coupe et arrachement partiels, montrant un dispositif susceptible d'être utilisé pour plier et sceller le flan de façon à constituer le corps tubulaire de la fig. 2; Fig. 10 est une perspective isométrique re présentant un dispositif qui peut être utilisé pour supporter le corps et pour plier et sceller une de ses extrémités; Fig. 11 représente les éléments de la fig. 10 dans la position de scellage;
Fig. 12 et 13 représentent un dispositif permettant de plier les parties extrêmes du récipient après l'opération de scellage; Fig. 14 est une vue perspective isométri- que représentant un dispositif servant à sup porter le récipient. et son contenu pendant les opérations de scellage et de pliage de la. se- eonde extrémité; Fig. 15 est une coupe, à plus grande échelle, par la ligne 15-15 de la fig. 7.
Le dessin annexé illustre la fabrication d'une forme d'exécution du récipient, consti tuée par un empaquetage ou boite convenant pour l'empaquetage de cigarettes, mais il est bien entendu que l'on pourrait. prévoir des formes d'exécution ayant des dimensions et des formes autres que celles représentées, d'autres formes d'exécution pouvant être des- tinées à l'empaquetage d'objets autres que des cigarettes ou du tabac.
Une forme d'exécution du récipient suivant l'invention peut être uti lisée pour l'un quelconque d'une grande va riété de produits et est établie de façon à em pêcher les produits y empaquetés d'absorber l'humidité .de l'atmosphère et de céder de l'humidité ou d'autres éléments volatils soit à l'atmosphère, soit aux matières dont est fait le récipient lui-même.
Le récipient peut être fait d'un seul flan composé d'une ou plu sieurs épaisseurs de matière dont certaines surfaces peuvent être traitées, dans un but qui sera mis en évidence au cours de ce qui suit, par des colles ou laques, ces dernières pouvant avoir des propriétés de collage la tentes, rendues réelles par l'action d'un sol vant ou/et de la chaleur.
Pour établir une forme d'exécution du ré cipient suivant l'invention, on peut utiliser un flan rectangulaire tel que celui de la fig.1, ce flan comprenant une ou plusieurs couches 15 d'une matière fibreuse telle que le papier, revêtue d'une ou plusieurs couches 16 d'une matière non-poreuse et non-hygroscopique, telle qu'une pellicule d'étain. ou d'aluminium. La feuille de papier constitue le support de la pellicule métallique et, en raison de sa plus grande ténacité ou résistance à la trac tion, renforce et protège la pellicule la moins tenace.
Les lignes suivant lesquelles le flan 15, 16 est plié pour constituer une boîte ter minée sont indiquées par les lignes de traits mixtes A à F inclus. Si on le désire, on peut entailler ou affaiblir le flan suivant ces lignes pour faciliter le pliage.
Les épaisseurs 15 et 16 peuvent être fixées l'une à l'autre par toute colle convenable mais, de préférence, par une colle ayant des propriétés élastiques ou flexibles, comme c'est le cas pour les colles à base de gutta- percha, de caoutchouc ou de substances con tenant du latex, activées par un solvant, ou les colles à base de résines diphényliques chlorées par exemple, activées par la chaleur, ce qui assure que lesdites épaisseurs seront maintenues en contact intime lorsque le flan sera plié sous forme d'une boîte.
La colle peut être appliquée sur l'une quelconque ou chacune des surfaces de contact des couches 15 et 16.
De préférence, la pellicule 16 constitue la surface intérieure de la boîte, étant donné que cette pellicule est imperméable et non- hygroscopique et que, par suite, elle n7ab- sorbe pas d'humidité ou d'autres éléments volatils du contenu de la boîte et qu'elle ne constitue pas non plus à l'endroit des joints un chemin pour le passage de l'air et de l'humidité entre ledit contenu et l'atmosphère.
Pour joindre les parties à recouvrement du flan 15, 16 lorsqu'on plie celui-ci sous forme d'une boîte et sceller leurs extrémités d'une manière imperméable, il est préférable que la surface extérieure ou exposée de la pelli cule métallique 16 soit préalablement revêtue, le long des bords supérieur et inférieur et d'une des extrémités de cette pellicule, de minces couches sèches 17 et 18, respective ment,, d'une colle thermoplastique qui est destinée à être activée par un solvant ou par la chaleur mais, dans le cas de ce dernier moyen,
seulement à des températures de beau coup supérieures à celles auxquelles le réci pient est ordinairement appelé à être soumis. Il convient que cette colle ne soit pas hygros- copique et qu'elle soit constituée de façon à adhérer aisément à la pellicule et constitue un bon liant, que ce soit dans un-joint entre du métal et du papier ou dans un joint entre deux surfaces métalliques. Une colle ayant donné de bons résultats est la laque d'acétate Dupont no X - 660 - 208, de même que la laque à l'acétate<I>TC - 3</I> de Reynolds Metals Co.
Cette laque particulière est une laque limpide qui devient plastique ou col lante au voisinage de 177 C ou au-dessus, qui est neutre à l'état sec, qui est soluble dans l'alcool et l'acétone et qui peut être appli quée facilement sur la pellicule sous forme d'une mince couche sèche par. un procédé d'enduisage à l'aide de rouleaux.
Etant donnée l'épaisseur des matières em ployées par rapport aux dimensions totales de la boîte, on n'a montré la structure feuil letée des parois de la boîte que dans les fig.1, 3 et 5. Une paroi à simple épaisseur a été représentée dans toutes les autres figures dans un but de clarté.
Pour convertir le flan 15, 16 en une boîte ou empaquetage imperméable pendant qu'on enveloppe une certaine quantité de cigarettes ou autres produits dans ce récipient, on en veloppe d'abord le flan autour d'un tube creux 19 formant gabarit (fig. 9), possédant les dimensions et la forme désirées, la feuille non-hygroscopique 16 étant placée près de ce tube.
Ce dernier est de préférence fait de métal en feuille, dont l'épaisseur a été exa gérée sur la fig. 9 dans un but de clarté, et est monté sur- (ou fixé à) un mandrin con venable 21, qui peut lui-même .être supporté par une tourelle rotative (non-représentée) en vue de permettre au tube-gabarit d'être déplacé, par la rotation de la tourelle, d'une station à une autre.
Dans la forme d'exécution représentée, le flan 15, 16 ne passe qu'une seule fois autour du tube 19, ses extrémités étant disposées à recouvrement, en 20, de sorte que la bande thermoplastique 18 entre en contact avec la surface exposée de la feuille de papier 15 à l'extrémité opposée du flan. Il est bien en tendu toutefois qu'on pourrait utiliser plu sieurs flans analogues au flan 15, 16 pour constituer le corps 22 (fig. 2) ou qu'on pour rait envelopper un flan unique mais plus long de plusieurs tours autour du tube-gabarit si l'on désirait un corps à plusieurs épaisseurs.
Il est préférable de plier le flan 15, 16 sui vant les lignes F de façon que les angles du corps 22 soient situés suivant ces lignes et que le recouvrement 20 soit situé. approxima tivement au milieu d'une des faces du corps. Toutefois, ce recouvrement pourrait être situé en tout autre point désiré de la péri phérie du corps, par exemple près d'un des angles de ce corps, comme cela est représenté sur la fig. 3. Un fer de scellage allongé 23 (fig. 9), qui peut être chauffé et maintenu à une température désirée par tout moyen convenable, tel qu'un élément de chauffage électrique 24 combiné avec un thermostat, est alors appliqué et pressé contre le joint 20.
La chaleur du fer 23 et la pression exercée sur le joint par ce fer ont pour effet d'acti ver la couche de laque 18 entre les extrémités à recouvrement du flan 15, 16, de presser cette couche dans les interstices des surfaces de contact et, de cette façon, de souder sen siblement les surfaces l'une à l'autre.
La pression exercée par le fer 23 est de préfé rence suffisante pour comprimer l'élément papier du flan, comme indiqué par le poin tillé dense en 25 (fig. 3), de façon à consti tuer un joint à biseaux et à obliger l'extré mité de la pellicule métallique 16 située à l'intérieur du corps 22 à entrer en contact avec une partie intermédiaire de cette pelli cule, par exemple en 26,
pour munir ainsi ledit corps d'une surface intérieure continue faite de la pellicule imperméable non-hygros- copique. La compression de la feuille de pa pier 15 aux points 25 diminue aussi nota blement son pouvoir d'absorption et, par con séquent, empêche l'humidité de pénétrer dans le récipient ou d'en sortir par cette partie du joint.
Le corps 22 est ensuite amené à une autre station et avancé sur le tube 19 de façon qu'une partie marginale constituant la zone comprise entre la ligne<I>A</I> et le bord<I>B</I> (fig. 4). de largeur sensiblement égale à la moitié de la largeur des parois 22a, et une partie de bande périphérique définie par les lignes A et C, également de largeur égale à la moitié de la largeur des parois 22a du corps, dé passent l'extrémité extérieure dudit tube.
Avec le corps 22 dans cette position, on fait mouvoir deux outils de support 27, 27 (fig. 10) jusqu'au contact des côtés 22a du- dit corps, le plan des surfaces extérieures de ces outils coïncidant avec la ligne de pliage C et avec le bord extérieur du tube 19. Deux tas de chauffage et de pression 28, 28, qui sont munis de barres chauffantes électriques 29, convergent à angle droit par rapport à la direction du mouvement des outils 27, comme indiqué par les flèches (fig. 10), et entrent en contact avec la partie débordante C-D des côtés 22b du corps 22.
Dans la continuation du mouvement des tas 28 à partir des positions représentées sur la fig. 10, ces tas agissent de façon à plier les parties de bande A-C des parois laté rales 22b vers l'intérieur et en travers de l'orifice du tube 19 pour constituer ainsi une paroi extrême en deux parties 30, 30 (fig. 6).
Pendant cette opération de pliage, les parois 22a sont pliées vers l'extérieur suivant les lignes de pliage C, et les parties marginales A-B de ces parois sont pliées suivant les lignes D, alors que les parties de bande A-C des parois 22a sont pliées sui vant les lignes E.
Par suite, lorsque les tas 28 atteignent les positions représentées sur la fig. 11, les parties de bande A-C des parois 22a ont été pliées sous forme de pattes trian gulaires à plusieurs épaisseurs 31, 31 (fig. 6) qui font saillie vers l'extérieur à angle droit par rapport auxdits côtés, et les moitiés oppo sées de la surface périphérique intérieure de la partie marginale entière A-B du corps, laquelle surface est revêtue de laque thermo- plastique 17,
sont pressées l'une contre l'autre pour constituer une patte plate à plusieurs épaisseurs 32 qui s'étend en travers et au milieu de l'extrémité du corps 22 à partir des sommets extrêmes des oreilles ou pattes trian gulaires 31 faisant saillie vers l'extérieur.
La pression exercée sur la patte 32 par les tas. 28 et la@chaleur ainsi fournie à cette patte ont pour effet d'activer les couches de colle thermoplastique 17 intercalées entre les sur faces de pellicule en contact de cette patte, de souder de cette façon ces surfaces l'une à l'autre sur une distance assez grande dans la direction longitudinale du corps 22 et, par suite, de sceller d'une manière imperméable une des extrémités de ce corps.
Comme les tas 28 n'exércent sur les parois latérales cen trales ou le contenu du corps aucune pression qui pourrait avoir tendance à les écraser ou les comprimer pendant la formation du joint scellé entre les surfaces métalliques de la patte 32, une pression importante peut être exercée pour assurer la formation d'un joint imper méable sans nuire en aucune façon audit corps ou à son contenu. En outre, lorsque des pres sions élevées sont appliquées, la chaleur né cessaire pour constituer un joint satisfaisant du genre ci-dessus ést moindre et la vitesse avec laquelle le récipient peut être établi est augmentée dans une mesure correspondante.
Le joint ainsi constitué entre deux surfaces métalliques, et qui comprend la couche thermo plastique non-hygroscopique 17, constitue une fermeture d'extrémité hermétique qui empêche l'humidité ou l'air de s'échapper du récipient ou d'y pénétrer. On a trouvé qu'il n'est pas possible d'obtenir le même résultat avec un joint entre deux surfaces de papier ordinaire non-traité, étant donné que le papier est hygroscopique et poreux et forme entre le con tenu du récipient et l'atmosphère un chemin permettant le passage de l'humidité et de l'air, le papier .se comportant à la façon d'une mèche pour conduire l'humidité.
Pour contribuer à assurer le caractère im perméable du joint entre les surfaces en con tact de la patte 32 et éviter tout risque de défaut d'étanchéité par un glissement ou un mouvement relatif desdites surfaces lorsqu'on plie la patte de la manière qu'on décrira plus loin, cette patte peut être gaufrée suivant une ou plusieurs lignes latérales 33, 33 (fig. 5). Ce gaufrage peut être effectué en- même temps que la formation de la patte 32 en munissant la face de travail d'un des tas 28 de nervures convenables et la face de l'autre tas de rai nures occupant des positions telles qu'elles coopèrent avec les nervures.
Pour terminer la formation de l'extrémité du paquet ou boîte, les pattes 31 et 32 sont pliées d'une manière perfectionnée de façon à. renforcer l'extrémité du paquet et lui donner un aspbct net et plaisant. A cet effet, le corps 22 est amené à une autre station, pendant qu'il est supporté sur le tube 19, et les bandes 34, 34, adjacentes aux extrémités de la patte 32, sont revêtues d'une colle destinées à être acti vée par la chaleur ou/et par un solvant.
Les bandes 34 peuvent être constituées sur le flan pendant l'opération d'impression des vignettes ou motifs de @1'étiquette ou, si on le désire, pendant la conversion du flan en paquet. Un fer plieur 35 (fig. 12), de largeur sensible ment égale à celle des parois 22b, est déplacé transversalement à l'extrémité de la boîte dans un plan parallèle à la paroi extrême 30, de façon à plier la patte 32 suivant la ligne de pliage ;
A, de sorte que la partie centrale de cette patte entre en contact avec ladite pa roi extrême (fig. 15). Après cette opération, les pattes 31 et les extrémités débordantes de la patte 32 sont pliées de 90 (fig. 7) et ainsi amenées dans le plan des côtés 22a par deux fers plieurs 36, 36 (fig. 12) se mouvant dans un plan parallèle à ces côtés.
Après que les organes plieurs 35 et 36 ont été retirés, les pattes 31 sont pliées vers l'intérieur d'un nou vel angle de 90 (fig. 8) par deux plaques plieuses 37 (fig. 13) qui convergent et dont une des surfaces est parallèle au plan de la paroi extrême 30. Les bandes de colle 34 sont ainsi amenées à entrer en contact et à adhérer avec la partie centrale de la patte 32 pour maintenir les pattes 31 et 32 dans la position pliée. La partie centrale de la patte 32 peut aussi être collée à la paroi extrême 30 si on le désire, mais ceci n'est pas essentiel.
Une des extrémités de la. boîte étant ainsi constituée et scellée, on remplit cette boîte de cigarettes 38 ou de l'un quelconque de divers autres types de produits par l'extrémité ou verte ou opposée de la boîte. De préférence, les cigarettes ou autres produits sont intro duits dans le tube 19, qui est rigide, et la boîte partiellement fermée est ensuite amenée à l'écart de ce tube par une pression exercée par l'intermédiaire des cigarettes, etc. contre l'extrémité fermée de la boîte.
Le paquet rem pli est transféré à un mandrin de support extérieur 39 (fig. 14) qui peut être établi en deux pièces servant à enserrer fermement le paquet avec la partie marginale A-B et la portion de bande A-C de l'extrémité ouverte du corps en saillie au delà du bord externe du mandrin. Ces deux parties sont alors pliées et scellées de la même manière et par les mêmes moyens que ceux précédemment décrits pour l'extrémité opposée du paquet. Il va de soi que la boîte pourrait être remplie après qu'elle a été enlevée du tube 19 et soit avant, soit après qu'elle a été enserrée par les mâchoires du mandrin 39.
Si on le désire, on peut assu jettir une bande ou cachet gommé 40 (fig. 8) en travers de l'extrémité du paquet terminé.
La surface extérieure du paquet. précédera- dent décrit peut être munie de toute matière imprimée désirée et peut être revêtue d'une mince couche sèche de laque très brillante pour améliorer l'aspect de cette surface et la rendre propre à repousser l'humidité. La ma tière imprimée et la couche de laque brillante, si cette couche est utilisée, sont de préférence appliquées sur la surface exposée de l'épais seur 15 du flan 15, 16 avant la formation de la boîte.
Il est bien entendu que la pellicule métal lique peut être remplacée par d'autres couches imperméables. Par exemple, l'épaisseur inté rieure ou non-hygroscopique du récipient pré cédemment décrit peut être constituée par une feuille mince de la matière dite "vinylite" ou par une mince couche sèche d'une laque con venable. Toutefois, dans l'état actuel de l'in- dustrie, les laques ne sont pas commerciale ment satisfaisantes et, par suite, ne peuvent nos être considérées comme étant l'équivalent de la pellicule métallique.
Le récipient obtenu au moyen du procédé décrit est établi à l'aide d'un ou plusieurs flans comportant une ou plusieurs couches de matière fibreuse revêtues d'une ou plu sieurs couches imperméables (pellicules métal liques, laques, etc.), les parois et joints dudit récipient étant établis de façon à empêcher le passage d'air ou d'humidité à travers eux, de telle sorte que le contenu du paquet est main tenu à l'état frais de la manufacture pendant une longue période de temps, indépendamment des conditions climatériques. Le procédé dé crit pour plier le flan à. la forme d'une boîte et sceller celle-ci permet l'application de pres sions élevées pour assurer un scellage hermé tique sans exercer de forces d'écrasement ou destructives sur la boîte ou son contenu.
Le récipient obtenu peut être fabriqué aisément et rapidement. pour une faible dépense à l'aide de machines travaillant à de grandes vitesses, et les joints de cette boîte sont robustes et durables, de sorte que le caractère imper méable du paquet n'est pas détruit par la ma nutention qu'entraîne la vente du produit.
Dans une autre forme d'exécution du pro cédé, on pourrait monter une pellicule de mé tal ou d'une autre matière imperméable sur les deux faces d'une épaisseur de fibre 15 pour constituer un joint de métal contre métal en 20 ou réaliser le même résultat en établis sant le joint 20 de la même façon que le joint 32 (fig. 15) et en le pliant contre la paroi 22b, ce qui évite la présence d'un bord brut de l'épaisseur en papier à l'intérieur du corps 22. On obtiendrait de cette façon un récipient pos sédant trois points, tous scellés métal sur mé tal.
Si on le désire, on peut enduire de laque la surface intérieure entière de la pellicule métallique<B>16.</B> Le procédé de pliage du flan peut aussi être réalisé en formant un récipient qui n'est pas imperméable, ou bien on peut plier le flan conformément à ce procédé pour constituer une enveloppe destinée à d'autres paquets.
Chaque fois que les termes "réci- pient", "boitë", "paquet" ou "empaquetage" sont utilisés dans la description, ils doivent par conséquent être interprêtés comme suffi samment larges pour comprendre une enve loppe destinée à contenir des produits qui sont enveloppés par des moyens autres que ladite enveloppe.
Pour faciliter l'ouverture de la boîte sans déchirer la matière dont elle est faite, les moitiés opposées de la patte 32 peu vent être laissées non-scellées immédiatement près du bord B, ou bien on peut prévoir sur elles des languettes ou prolongements non- scellés convenables sur lesquels l'usager peut exercer une traction pour déchirer les parties scellées de la patte. Il est en outre évident que les pattes 31 et les extrémités de la patte 32 peuvent être pliées pour entrer en contact avec les parois latérales 22a à partir de la position représentée sur la fig. 12, si on le désire.
Les tas utilisés dans les opérations de pliage doivent être construits de façon à évi ter le contact de bords vifs avec la matière, comme représenté sur le dessin.
La pression et la chaleur utilisées pour former les joints sont appliquées à angle droit par rapport au corps du récipient et sans effets nuisibles sur le contenu du paquet. On remarquera que le procédé décrit est réalisé de telle manière qu'on évite un grand nombre d'épaisseurs dans les joints, ce qui assure l'im perméabilité. On attirera particulièrement l'attention sur le fait que, aux angles du corps proprement dit du paquet, la pellicule métal lique est soumise à une compression plutôt qu'à une traction, ce qui évite la rupture de cette pellicule pendant les stades de la fabri cation et la perte d'imperméabilité qui en ré sulterait.
L'industrie de fabrication des cigarettes a dépensé des sommes considérables pour l'achat des machines à empaqueter. Lorsqu'une forme d'exécution du récipient suivant l'invention est utilisée pour des cigarettes, ces machines peuvent être modifiées moyennant une dé pense relativement faible sans diminuer leur capacité de production des paquets.
De plus, l'emploi du récipient décrit évite la nécessité de prévoir plusieurs feuilles de matières telles que celles qu'on utilise couramment à l'heure actuelle pour fabriquer des-empaquetages du genre décrit pour les cigarettes, ce qui dimi nue le coût et facilite grandement l'ouverture du paquet. Par exemple, une marque de ciga rettes actuellement répandue utilise d'abord un flan en papier qui est entouré par un flan fait d'une épaissé feuille de métal.
Une éti quette de papier entoure complètement la feuille métallique et une couche de cellophane est alors placée autour de cette étiquette. On est obligé de déchirer chacune des enveloppes pour pouvoir retirer les cigarettes du paquet, et les quatre feuilles séparées ne constituent pas une fermeture imperméable. Dans le réci pient décrit, un seul flan à plusieurs épais seurs qui peut être aisément ouvert maintient le contenu du paquet à l'état frais de manu facture, ce qui évite la nécessité de prévoir une enveloppe en papier paraffiné autour du carton, comme celle dont l'emploi est actuelle ment si répandu à l'effet d'empêcher la perte des éléments volatils.
Container and method for its manufacture. This invention comprises a container, as well as a process for its manufacture.
Many consumer products, and in particular hygroscopic products such as tobacco for example, require for their packaging containers in which they can be sealed and stored for an unlimited time without their condition varying greatly. appreciably regardless of the temperatures, pressures and humidity conditions to which the package is subjected; these containers must be able to be established using a single blank consisting of one or more layers of flexible materials such as paper, foil, etc .;
these receptacles must be capable of being manufactured and sealed in an efficient and rapid manner in large quantities, at low expense, by machines operating at high speed, in such a way that no substantial no entry or exit can be made therein. air or no humidity.
The container which the invention comprises meets all these requirements. This container, in which the opposite edges of a blank of sheet material are joined to form a tubular body of rectangular cross section and in which the ends of this tubular body are folded to form the closures thereof, is characterized by that portions of opposite side walls adjacent to at least one of the ends of the body are folded inwardly to form a two-part end wall,
disposed at right angles to the side walls and that the opposite halves of a peripheral portion adjacent to said folded portions are sealed directly to each other along their entire length in a single continuous seal of equal weight halfway around the perimeter of the container, thus forming a tab passing through the end wall and folded against the container.
The method which the invention comprises is characterized in that a blank of sheet material is folded and its opposite edges joined to form a body open at its ends, of rectangular cross section, which is then joined. folds portions of two opposite side walls of this body inwards to form an end wall in two parts, disposed at right angles to the side walls, which the two halves are pressed against each other opposites of a peripheral portion adjacent to said folded portions, that these halves are sealed directly to each other over their entire length in a single continuous seal of length equal to half of the perimeter of the container, thus forming a protruding tab which is then folded against the container.
The accompanying drawing represents, to. by way of example, an embodiment of the container which the invention comprises and illustrates an embodiment of the method which also comprises the invention.
Fig. 1 shows a blank with several thicknesses which can be used to establish an embodiment of the container according to the invention, a corner of one of the thicknesses of this blank being raised; Fig. 2 is an isometric perspective showing the body made using this blank by the first folding and sealing operation; Fig. 3 is a sectional detail, on a larger scale, through line 3-3 of FIG. 2, except that the joint is shown near the angle of the body;
Fig. 4 is an isometric perspective showing the container whose bottom wall has been folded and sealed; Fig. 5 is a partially cut away isometric perspective and shows one type of end seal which may be used; Fig. 6 is an isometric perspective showing a fragment of the container with one end sealed; Fig. 7 is an isometric perspective view showing how to bend the formed legs during the end sealing operation; Fig. 8 is an isometric perspective of the finished container;
Fig. 9 is an isometric perspective partially cut away and broken away, showing a device capable of being used to fold and seal the blank so as to constitute the tubular body of FIG. 2; Fig. 10 is an isometric perspective showing a device which can be used to support the body and to bend and seal one of its ends; Fig. 11 shows the elements of FIG. 10 in the sealing position;
Fig. 12 and 13 show a device for folding the end parts of the container after the sealing operation; Fig. 14 is an isometric perspective view showing a device for supporting the container. and its contents during the sealing and folding operations of the. second end; Fig. 15 is a section, on a larger scale, through line 15-15 of FIG. 7.
The accompanying drawing illustrates the manufacture of an embodiment of the container, consisting of a packaging or box suitable for the packaging of cigarettes, but it is understood that one could. to provide embodiments having dimensions and shapes other than those shown, other embodiments possibly being intended for the packaging of objects other than cigarettes or tobacco.
One embodiment of the container according to the invention can be used for any of a wide variety of products and is designed to prevent the products packaged therein from absorbing moisture from the product. atmosphere and give up moisture or other volatile elements either to the atmosphere or to the materials of which the container itself is made.
The container can be made of a single blank composed of one or more thicknesses of material, certain surfaces of which can be treated, for a purpose which will be demonstrated in what follows, by glues or lacquers, the latter can have properties of bonding the tent, made real by the action of a ground before or / and heat.
To establish an embodiment of the receptacle according to the invention, one can use a rectangular blank such as that of FIG. 1, this blank comprising one or more layers 15 of a fibrous material such as paper, coated with one or more layers 16 of a non-porous and non-hygroscopic material, such as tin film. or aluminum. The sheet of paper forms the backing for the metallic film and, because of its greater toughness or tensile strength, strengthens and protects the less tenacious film.
The lines along which the blank 15, 16 is folded to form a finished box are indicated by the dashed lines A to F inclusive. If desired, you can score or weaken the blank along these lines to facilitate folding.
The thicknesses 15 and 16 can be fixed to each other by any suitable adhesive, but preferably by an adhesive having elastic or flexible properties, as is the case for glues based on gutta-percha, of rubber or substances containing latex, activated by a solvent, or glues based on chlorinated diphenyl resins for example, activated by heat, which ensures that said layers will be kept in intimate contact when the blank is folded into of a box.
The glue can be applied to any or all of the contact surfaces of layers 15 and 16.
Preferably, the film 16 forms the interior surface of the box, since this film is impermeable and non-hygroscopic and therefore does not absorb moisture or other volatile elements from the contents of the box. and that it also does not constitute at the location of the joints a path for the passage of air and humidity between said contents and the atmosphere.
In order to join the overlapping portions of the blank 15, 16 when folding the blank into a box and sealing their ends in an impermeable manner, it is preferable that the outer or exposed surface of the metal film 16 is previously coated, along the upper and lower edges and one of the ends of this film, with thin dry layers 17 and 18, respectively, with a thermoplastic adhesive which is intended to be activated by a solvent or by heat but, in the case of the latter means,
only at temperatures much higher than those to which the vessel is ordinarily called upon to be subjected. This adhesive should not be hygroscopic and should be made up so as to easily adhere to the film and constitute a good binder, whether in a joint between metal and paper or in a joint between two. metal surfaces. One glue that has given good results is Dupont Acetate Lacquer No. X - 660 - 208, as well as <I> TC - 3 </I> Acetate Lacquer from Reynolds Metals Co.
This particular lacquer is a clear lacquer which becomes plastic or tacky at around 177 ° C or above, which is neutral in the dry state, which is soluble in alcohol and acetone and which can be applied easily. on the film as a thin dry layer by. a coating process using rollers.
Given the thickness of the materials employed in relation to the total dimensions of the box, the laminated structure of the walls of the box has been shown only in figs. 1, 3 and 5. A single-thickness wall has been shown. shown in all other figures for the sake of clarity.
To convert the blank 15, 16 into an impermeable box or packaging while wrapping a certain quantity of cigarettes or other products in this container, the blank is first wrapped around a hollow tube 19 forming a template (fig. 9), having the desired size and shape, the non-hygroscopic sheet 16 being placed near this tube.
The latter is preferably made of sheet metal, the thickness of which has been exaggerated in FIG. 9 for the sake of clarity, and is mounted on (or attached to) a suitable mandrel 21, which may itself be supported by a rotating turret (not shown) to allow the jig tube to move. be moved, by the rotation of the turret, from one station to another.
In the embodiment shown, the blank 15, 16 passes only once around the tube 19, its ends being arranged overlapping, at 20, so that the thermoplastic strip 18 comes into contact with the exposed surface of the tube. the sheet of paper 15 at the opposite end of the blank. However, it is clear that several blanks similar to blank 15, 16 could be used to form the body 22 (fig. 2) or that a single blank but longer by several turns could be wrapped around the tube. template if you wanted a body with several thicknesses.
It is preferable to fold the blank 15, 16 along the lines F so that the angles of the body 22 are located along these lines and the overlap 20 is located. approximately in the middle of one side of the body. However, this overlap could be located at any other desired point on the periphery of the body, for example near one of the corners of this body, as shown in FIG. 3. An elongated sealing iron 23 (Fig. 9), which can be heated and maintained at a desired temperature by any suitable means, such as an electric heater 24 combined with a thermostat, is then applied and pressed against the. seal 20.
The heat of the iron 23 and the pressure exerted on the seal by this iron have the effect of activating the lacquer layer 18 between the overlapping ends of the blank 15, 16, of pressing this layer into the interstices of the contact surfaces and , in this way, to sensitively weld the surfaces to each other.
The pressure exerted by the iron 23 is preferably sufficient to compress the paper element of the blank, as indicated by the dense puncture at 25 (Fig. 3), so as to form a bevelled joint and to force the blank. end of the metal film 16 located inside the body 22 to come into contact with an intermediate part of this film, for example at 26,
to thereby provide said body with a continuous interior surface made of the impermeable non-hygroscopic film. The compression of the sheet of paper 15 at the points 25 also significantly decreases its absorbency and, therefore, prevents moisture from entering or leaving the container through this part of the seal.
The body 22 is then brought to another station and advanced on the tube 19 so that a marginal part constituting the zone between the line <I> A </I> and the edge <I> B </I> ( fig. 4). of width substantially equal to half the width of the walls 22a, and a peripheral strip portion defined by lines A and C, also of width equal to half the width of the walls 22a of the body, pass the outer end of said tube.
With the body 22 in this position, two support tools 27, 27 (fig. 10) are moved until the sides 22a of said body come into contact, the plane of the outer surfaces of these tools coinciding with the fold line C and with the outer edge of the tube 19. Two heating and pressure piles 28, 28, which are provided with electric heating bars 29, converge at right angles to the direction of movement of the tools 27, as indicated by the arrows ( fig. 10), and come into contact with the projecting part CD of the sides 22b of the body 22.
Continuing the movement of the piles 28 from the positions shown in FIG. 10, these piles act to bend the AC strip portions of the side walls 22b inward and across the orifice of the tube 19 to thereby form a two-part end wall 30, 30 (Fig. 6). .
During this folding operation, the walls 22a are folded outwards along the fold lines C, and the marginal parts AB of these walls are folded along the lines D, while the strip parts AC of the walls 22a are folded along before lines E.
As a result, when the piles 28 reach the positions shown in FIG. 11, the AC strip portions of the walls 22a have been bent in the form of triangular multi-ply tabs 31, 31 (Fig. 6) which protrude outward at right angles to said sides, and the opposing halves of the inner peripheral surface of the entire marginal part AB of the body, which surface is coated with thermoplastic lacquer 17,
are pressed against each other to form a multi-ply flat tab 32 which extends across and down the middle of the end of the body 22 from the extreme tops of the triangular ears or tabs 31 protruding towards the end. 'outside.
The pressure exerted on the leg 32 by the piles. 28 and the heat thus supplied to this tab have the effect of activating the layers of thermoplastic adhesive 17 interposed between the surfaces of the film in contact with this tab, in this way welding these surfaces to each other on a sufficiently large distance in the longitudinal direction of the body 22 and, consequently, to seal in an impermeable manner one of the ends of this body.
Since the piles 28 do not exert any pressure on the central sidewalls or the contents of the body which could tend to crush or compress them during the formation of the sealed joint between the metal surfaces of the tab 32, a significant pressure can be. exerted to ensure the formation of a waterproof seal without harming in any way said body or its contents. Further, when high pressures are applied, the heat required to form a satisfactory seal of the above kind is less and the speed with which the container can be established is increased to a corresponding extent.
The seal thus formed between two metal surfaces, and which comprises the non-hygroscopic thermoplastic layer 17, constitutes a hermetic end closure which prevents moisture or air from escaping or entering the container. It has been found that it is not possible to achieve the same result with a joint between two surfaces of plain untreated paper, since the paper is hygroscopic and porous and forms between the contents of the container and the atmosphere a path allowing the passage of humidity and air, the paper .se behaving like a wick to conduct moisture.
To help ensure the impermeability of the seal between the mating surfaces of the tab 32 and to avoid any risk of leakage or relative movement of said surfaces when the tab is bent in the manner that will describe later, this tab can be embossed along one or more side lines 33, 33 (Fig. 5). This embossing can be carried out at the same time as the formation of the tab 32 by providing the working face of one of the piles 28 with suitable ribs and the face of the other pile with grooves occupying positions such that they cooperate. with the ribs.
To complete the formation of the end of the package or box, the tabs 31 and 32 are bent in an improved manner so as to. reinforce the end of the bundle and give it a neat and pleasing appearance. For this purpose, the body 22 is brought to another station, while it is supported on the tube 19, and the bands 34, 34, adjacent to the ends of the tab 32, are coated with an adhesive intended to be acti vée by heat or / and by a solvent.
The bands 34 may be formed on the blank during the printing operation of the labels or designs of the label or, if desired, during the conversion of the blank to packet. A folding iron 35 (FIG. 12), of width substantially equal to that of the walls 22b, is moved transversely at the end of the box in a plane parallel to the end wall 30, so as to fold the tab 32 along the line. folding line;
A, so that the central part of this leg comes into contact with said extreme pa king (fig. 15). After this operation, the tabs 31 and the projecting ends of the tab 32 are folded by 90 (fig. 7) and thus brought into the plane of the sides 22a by two folding irons 36, 36 (fig. 12) moving in a plane. parallel to these sides.
After the folding members 35 and 36 have been withdrawn, the legs 31 are folded inwards at a new angle of 90 (fig. 8) by two folding plates 37 (fig. 13) which converge and of which one of the ends. surfaces is parallel to the plane of the end wall 30. The strips of adhesive 34 are thus brought into contact and adhere to the central portion of the tab 32 to maintain the tabs 31 and 32 in the folded position. The central part of the tab 32 can also be glued to the end wall 30 if desired, but this is not essential.
One of the ends of the. The box being so constituted and sealed, this box is filled with cigarettes 38 or any of the various other types of products through the green or opposite end of the box. Preferably, the cigarettes or other products are introduced into the tube 19, which is rigid, and the partially closed box is then brought away from this tube by pressure exerted through the cigarettes, etc. against the closed end of the box.
The filled pack is transferred to an outer support mandrel 39 (Fig. 14) which can be established in two pieces serving to firmly grip the pack with the marginal part AB and the band portion AC of the open end of the body in. protrudes beyond the outer edge of the mandrel. These two parts are then folded and sealed in the same way and by the same means as those previously described for the opposite end of the package. It goes without saying that the box could be filled after it has been removed from tube 19 and either before or after it has been gripped by the jaws of mandrel 39.
If desired, a strip or gummed seal 40 (fig. 8) can be cast across the end of the finished packet.
The outer surface of the package. The above described can be provided with any print material desired and can be coated with a dry thin layer of high gloss lacquer to improve the appearance of that surface and make it suitable for repelling moisture. The printed material and the gloss lacquer layer, if this layer is used, are preferably applied to the exposed surface of the thickness 15 of the blank 15, 16 prior to forming the box.
It is understood that the lique metal film can be replaced by other impermeable layers. For example, the internal or non-hygroscopic thickness of the previously described container can be constituted by a thin sheet of the material called "vinylite" or by a thin dry layer of a suitable lacquer. However, in the present state of the industry, lacquers are not commercially satisfactory and therefore cannot be considered to be the equivalent of the metallic film.
The container obtained by means of the method described is established using one or more blanks comprising one or more layers of fibrous material coated with one or more impermeable layers (metal films, lacquers, etc.), the walls and seals of said container being so established as to prevent the passage of air or moisture through them, so that the contents of the package are kept fresh from the factory for a long period of time, regardless climatic conditions. The method described for folding the blank out. the shape of a box and sealing it allows the application of high pressures to ensure a hermetic seal without exerting crushing or destructive forces on the box or its contents.
The container obtained can be manufactured easily and quickly. for a low expense using machines working at high speeds, and the gaskets of this box are strong and durable, so that the waterproofness of the package is not destroyed by the care involved in the sale of the product.
In another embodiment of the process, a film of metal or other impervious material could be mounted on both sides of a thickness of fiber 15 to form a metal-to-metal seal at 20 or to provide the seal. same result by making the joint 20 in the same way as the joint 32 (fig. 15) and by folding it against the wall 22b, which avoids the presence of a raw edge of the paper thickness inside body 22. In this way, a container with attractive three points would be obtained, all sealed metal to metal.
If desired, the entire inner surface of the metal film can be coated with lacquer <B> 16. </B> The blank folding process can also be accomplished by forming a container which is not impermeable, or the blank can be folded according to this process to form an envelope for other packages.
Whenever the terms "container", "box", "package" or "packaging" are used in the specification, they are therefore to be interpreted as sufficiently broad to include an envelope intended to contain products which are enveloped by means other than said envelope.
To facilitate opening of the box without tearing the material of which it is made, the opposite halves of tab 32 may be left unsealed immediately near edge B, or alternatively, non-sealed tabs or extensions may be provided on them. suitable seals on which the user can exert traction to tear the sealed portions of the leg. It is further evident that the tabs 31 and the ends of the tab 32 can be bent to contact the side walls 22a from the position shown in FIG. 12, if desired.
Piles used in bending operations should be constructed so as to avoid sharp edge contact with the material, as shown in the drawing.
The pressure and heat used to form the seals are applied at right angles to the container body and without detrimental effects on the contents of the package. It will be noted that the method described is carried out in such a way that a large number of thicknesses in the joints are avoided, which ensures impermeability. Particular attention will be drawn to the fact that, at the corners of the actual body of the package, the metal film is subjected to compression rather than tension, which prevents breakage of this film during the stages of manufacture. cation and the resulting loss of impermeability.
The cigarette manufacturing industry has spent considerable sums on the purchase of the packaging machines. When an embodiment of the container according to the invention is used for cigarettes, these machines can be modified at a relatively low cost without reducing their capacity to produce the packages.
In addition, the use of the container described obviates the need to provide several sheets of material such as those commonly used at the present time to manufacture packaging of the type described for cigarettes, which decreases the cost and greatly facilitates the opening of the package. For example, a currently popular brand of cigars first uses a paper blank which is surrounded by a blank made of thick sheet of metal.
A paper label completely surrounds the metal foil and a layer of cellophane is then placed around this label. You have to tear each of the envelopes to be able to remove the cigarettes from the pack, and the four separate sheets do not constitute a waterproof seal. In the container described, a single multi-thickness blank which can be easily opened keeps the contents of the packet fresh from the invoice, which obviates the need to provide a waxed paper envelope around the cardboard, such as the one. the use of which is now so widespread to prevent the loss of volatile elements.