Procédé de fabrication d'un récipient en matière thermo-soudable pelliculaire souple.
lJ 'invention a trait à un procédé de fabrication d'un. récipient en matière thermosoudable pelliculaire souple, destiné à contenir toutes substances se présentant indifféremment à l'état non solide (pulvérulent, pâteux, liquide ou gazeux) exécuté en toutes pellicules de matières plastiques de nature appropriée susceptibles de se souder à elles mêmes sons l'aetion de la chaleur et de la pression.
On a cherché, d'une part, à utiliser ces matières en des épaisseurs extrêmement faibles, procurant ainsi une économie notable et, d'autre part, à conjuguer les opérations de formage et de soudure, en sorte que le récipient conserve, une fois terminé, la conformation recherchée.
I1 est rappelé, dans un but de clarté, que les procédés antérieurs exigeaient de faire nsage de matières tilermo-soudables présentant une haute teneur en plastifiant et dont les caractéristiques rendent alors les récipients impropres à envelopper, d'une part, les denrées comestibles et les liquides destinés à la consommation, en raison de l'odeur dégagée par ce plastifiant et, d'autre part, certains produits, tels en particulier que les hydrocarbures qui ont vis-à-vis de ces matières thermo-soudables un pouvoir dissolvant, attaquent les parois et entraînent, à brève échéance, leur destruction.
Par contre, le procédé préconisé permet d'utiliser des pellicules thermo-soudables présentant une très faible proportion de plastifiant ou en étant totalement exemptes, sous réserve qu'elles possèdent la souplesse nécessaire au moment du formage et du sondage.
Ce résultat est aisément atteint soit par intro duction, à l'intérieur de l'ébauche du récipient, d'un liquide ou d'un gaz, porté à la température nécessaire à ce ramollissement, soit par une action externe telle, de préférence, que celle résultant d'une exposition à un rayonnement infrarouge.
L'objet de l'invention est un procédé de fabrication d'un récipient en matière thermosoudable pelliculaire souple, caractérisé en ce que l'on effectue le formage de ce récipient en appliquant la pellicule sur le profil de matrices dont les bords, en venant en coinci- dence, constituent en rnême temps les organes chauffants destinés à réaliser la soudure des deux parois opposées du récipient, la conjugaison de ces deux actions, mécanique et thermique, provoquant un changement d'état moléculaire tel que ledit récipient conserve en permanence la forme qui lui a été ainsi donnée.
Dans la phase de soudure, simultanée ou immédiatement consécutive à celle de formage, lesdites matrices assurent concurremment l'échauffement des parties des surfaces à assembler et leur échauffement est produit par des sources d'énergie calorifique quelconques; ces matrices peuvent constituer, par exemple, les deux électrodes d'un dispositif thermo-éleetrique alimenté sons toutes tensions et, de préférence, par un courant à haute fréquence.
I1 résulte de ce procédé que la matière ainsi conditionnée ayant subi la double influence de deux traitements conjugués, mécanique et thermique, sa conformation initiale et son état moléculaire sont modifiés ensemble et définitivement de manière que les récipients fabriqués avec elle conserveront, qu'ils aient été préalablement remplis ou non de leur contenu, la forme et la structure qui leur ont été données au cours de la fabrication.
La confection de récipients en matières plastiques pelliculaires exécutées par soudage nécessitait jusqu'ici l'utilisation de pellicules relativement épaisses, car les récipients fabriqués en utilisant des pellicules minces présentaient, au droit des lignes de soudure, des défectuosités; ces défectuosités étaient spécialement marquées lorsque le récipient était formé à partir, par exemple, d'éléments tubulaires préalablement remplis d'une substance liquide, exercant une certaine pression sur leur paroi intérieure.
La résistance de la pellicule était partie lièrement et dangereusement réduite à l'aplomb de ladite soudure du fait du ramollissement local provoqué par le chauffage. I1 en résultait fréquemment une déchirure accidentelle de l'enveloppe, entraînant la perte de la substance qu'elle contenait.
I1 a été tenté de remédier à ce défaut en recourant à des tubes plus épais, mais l'expérience prouve que le soudage s'effectue alors, surtout avec. certains produits tels que le polyéthylène, dans de moins bonnes conditions, étant donné que l'échauffement des surfaces internes destinées à se souder mutuellement ne se produit que longtemps après celui de la couche externe.
Par ailleurs, le prix de revient des emballages ainsi obtenus est pratiquement trop élevé et l'ouverture de ces récipients pour les vider de leur contenu devient malaisée sans le secours d'un outil adéquat.
Le procédé selon l'invention vise à pallier ces inconvénients en permettant d'établir des récipients par soudage de toutes matières plastiques souples pelliculaires de qualité appropriée utilisées sous la forme de feuilles uni- ques ou multiples, bandes, éléments tubulaires ou autres.
Le dessin annexé illustre le procédé et représente, à titre d'exemple, plusieurs formes d'exécution du récipient obtenu par l'application du procédé.
La fig. 1 est une vue en élévation, partiellement en coupe diamétrale, d'un tronçon tubulaire utilisé comme ébauche.
La fig. 2 est une vue en coupe longitudinale d'un chapelet d'ampoules confectionné à partir de l'ébauche représentée à la fig. 1.
Les fig. 3 et 4 sont, respectivement, des vues en élévation, de face et en plan, d'un coussin souple servant d'ébauche pour l'exécution d'une bouteille.
Les fig. 5 et 6 sont, respectivement, des vues en élévation de face et en plan de la bouteille terminée.
La fig. 7 est une vue en plan d'une feuille comportant un certain nombre d'ampoules gToupées en deux rangées parallèles.
La fig. S est une vue en plan d'une série d'ampoules disposées en alignement.
La fig. 9 est une vue en plan d'un étui comportant plusieurs alvéoles disposés radialement, périphériquement ouverts avant remplissage.
La fig. 10 montre le même étui rempli et fermé.
La fig. il est une vue en coupe transversale de matrices-soudeuses produisant le formage par dépression.
La fig. 12 en est une vue en coupe longitudinale correspondante.
La fig. 13 est une vue d'une enveloppe multieellulaire fabriquée au moyen de l'outil- lage représenté aux fig. il et 12.
La fig. 14 est une vue en perspective d'une autre forme d'enveloppe multicellulaire prête à être remplie.
La fig. 15 montre l'enveloppe de la fig. 4 après remplissage et fermeture.
La fig. 16 est une vue en élévation d'une ampoule pourvue d'une bande rapportée destinée à en faciliter l'ouverture.
La fig. 17 est une vue en élévation d'une variante de l'ampoule représentée à la fig. 16.
La fig. 1 montre un premier exemple qui peut être avantageusement formé à partir d'un élément tubulaire souple 1, de longuenr appropriée et de préférence en chlorure de polnvinyle peu plastifié; ce tube est fermé à l'une de ses extrémités au moyen d'une soudure transversale 2, et il est disposé verticalement et ensuite rempli d'une substance liquide qui y arrive sous charge, en sorte qu'elle accuse une certaine pression.
Ledit élément est ultérieurement, comme l'indique la fig. 2, serré de place en place et à d'es intervalles réguliers appropriés, par un couple de matrices cylindriques soudeuses ou de bandes métalliques soudeuses, non repré- sentées, capables de provoquer en ces points, 3, i'aplatissenicnt local de l'ébauche tubulaire 1 et la soudure de ses parois internes, provoquant ainsi la formation d'alvéoles séparés 4.
Ces soudures seront avantageusement exéentées à l'aide d'électrodes alimentées en courant à haute fréquence; on pourrait aussi utiliser tous autres organes de soudure chauffés par des sources d'énergie thermique abso lumens quelconques.
Au cours de cette opération, le liquide sera chassé des zones étranglées 3 vers les alvéoles 4 désormais hermétiquement clos et isolés les uns des autres.
La pression qu'exercent les matrices en ces endroits, lors du sondage, est calculée de fac on que l'épaisseur de la matière thermosoudable, alors amenée à l'état de ramollissement, subisse par écrasement une diminution d'au moins 100/o de sa valeur initiale, le profil de ces matrices étant, au surplus, déterminé de manière que cette même matière soit refoulée en grande partie contre la paroi du tube, tout le long de la bordure des soudures où elle forme des bourrelets 5. Grâce à cette conformation, les parties qui avaient normalement tendance à s'affaiblir sont, au contraire, opportunément renforcées dans ces régions délicates, sujettes à une rupture intempestive.
Il apparaît immédiatement que les soudures étant successivement effectuées à partir de la base du tube et en remontant, les substanees liquides ou éventuellement pâteuses, dont il a été préalablement rempli, arrivent à combler complètement chacun des alvéoles 4 qui s'échelonnent en chapelet.
D'autre part, il est à remarquer que les récipients obtenus par ce procédé peuvent affecter les conformations les plus variées et qu'il est, en outre, possible d'envisager, sous réserve d'utiliser des ébauches de dimensions appropriées, leur exécution par groupes de plusieurs exemplaires reliés entre eux par les nappes planes qui les entourent.
Dans cet ordre d'idées, il peint être, suivant un autre exemple d'exécution, utilisé un troncon tubulaire 6, représenté aux fig. 3 et 4 qui, soudé le long de ses bords 7 et partiellement rempli de liquide avant fermeture, constitue ici un coussin carré dont sera tirée la bouteille représentée dans les fig. 5 et 6.
A ces fins, il sera fait de préférence usage d'un couple d'électrodes ou bandes soudeuses métalliques alimentées en courant à haute fréquence, conformées en sorte qu'elles épousent le contour fermé d'e ladite bouteille. Perforées dans la partie correspondant au vide intérieur de cette dernière, elles n'appuieront ainsi sur le coussin que par ce contour. Les bords des perforations encadrent les parties où les parois de chaque récipient se déforment sous la pression de son contenu. Ces deus électrodes, non représentées, sont prolongées par deux plaques d'un matériau diélectrique, suffisamment grandes pour qu'elles recouvrent la surface totale de ce même coussin, lesquelles, lors de leur rapprochement mutuel, contraindront le liquide à se rassembler dans l'évidement central de la bouteille.
La bouteille prendra automatiquement sa forme qu'elle conservera ultérieurement, sous l'effet de la pression exercée sur les parois internes du coussin par le liquide qui demeurera emprisonné à l'intérieur du contour fermé 9 dès que sera achevée la soudure de celui-ci, tandis que la zone 10 qui n'est plus alors influencée par cette pression, restera absolument plane.
Il est à remarquer que la tension finale produite au terme du formage dans la paroi du récipient délimitée par le contour 9 est très sensiblement supérieure à celle qu'elle accusait lorsqu'elle constituait initialement l'enveloppe du coussin d'ébauche.
En application du même procédé, les dimensions de cette ébauche pourront être accrues et définies en sorte qu'elle se prête à l'exécution simultanée de plusieurs de ces récipients, les matrices-soudeuses présentant alors, non plus une seule, mais plusieurs empreintes disposées de toutes façons qu'il conviendra. Il sera, dans ces conditions, formé en même temps un certain nombre de bouteilles non communicantes séparables par coupure de la nappe plane les rattachant les unes aux autres.
Il est encore prévu d'utiliser, comme agent de formage, non plus un liquide, mais tout fluide gazeux tel, en particulier, que de l'air comprimé, ce procédé permettant de fabriquer des récipients intégralement formés de fabrication et dont les parois internes seront, lors des divers transports et manutentions, à l'abri de toute souillure ou contamination.
Tandis que le gaz qu'ils renferment leur confère ime rigidité les préservant efficacement d'une altération de forme par suite de manipulations brutales ou de chocs accidentels, il s'avère qu'ils gardent rigoureusement la forme qui leur a été donnée en dépit de l'ouverture de leur goulot, laquelle n'est pratiquée qu'à l'instant même du remplissage.
La fig. 7 représente une plaquette 11 formée d'une double feuille et comportant huit ampoules 12, dont les goulots 13 débouchent dans un canal de communication 14 les reliant entre eux et dirigé vers l'un des bords de ladite plaquette.
Pour réaliser ces ampoules, il sera procédé de la même manière que dans le cas précédent, le compartimentage en alvéoles étant obtenu par une pression d'air ou d'un autre gaz renfermé à l'intérieur du coussin initial.
Celui-ci aura été, au préalable, liermétiquement fermé sur tous ses côtés par des soudures effectuées avant celles effectuées suivant le contour des ampoules.
Conformément à une autre variante encore, il est prévu de pouvoir souder toute la surface de la plaquette entourant les ampoules. Les cavités peuvent présenter toute autre forme déterminée et peuvent être disposées dans le sens de la longueur, comme représenté à la fig. 8, qui représente nn chapelet de récipients placés en série et fabriqués à partir d'un élément tubulaire.
Afin que ces récipients soient, après rem- plissage, isolés les uns des autres, il sera effectué dans les zones 15 des soudures complémentaires 16.
Dans l'exemple représenté à la fig. 7, il ne sera réalisé qu'une soudure rectiligne unique dirigée suivant l'axe du canal d'intereommu- nication 14, laquelle, sous l'effet de la pression produite par les électrodes correspon- dantes, aura pour résultat de chasser le liquide qui y est contenu.
Pour remplir un ensemble de récipients, comme représenté à la fig. 7, la substance y sera, de préférence, introduite à l'aide d'un tube qui, engagé jusqu'au fond du canal 14, sera progressivement retiré au fur et à mesure que les ampoules se remplissent.
Dans l'exemple représenté à la fig. 9, les alvéoles 17 affectent une disposition rayonnante; ces alvéoles, demeurés ouverts dans la première phase de fabrication et conformés par introduetion d'un mandrin, sont remplis des objets qu'ils sont destinés à contenir, consistant, par exemple, en des comprimés phar maceutiques ou autres. Ils seront ultérieurement fermés au moyen d'une soudure circulaire 18 qui aplatira et soudera leurs lèvres périphériques pour obtenir un récipient fermé, comme représenté à la fig. 10.
Le formage conduisant au eompartimen- tage de la matière pelliculaire pourra être tout aussi bien réalisé par une dépression exercée aux endroits voulus sur les parois extérieures de la pellicule.
Suivant la fig. 11, une bande thermosoudable souple 19 est introduite entre les matrices soudeuses 20 et 21, dont l'inférieure, 20, est creusée d'empreintes circulaires ou d'une autre forme 22. Chacune de ces em- preintes est, au moyen de toutes canalisations adéquates 23, reliée à une pompe à vide. Dès qu'entrera en action l'aspiration, la bande souple 19 s'y enfoncera spontanément sons 1'effet de la dépression ainsi provoquée, for mant autant d'alvéoles qu'il y a de cavités dans cette matrice inférieure 20. Les objets à emballer prendront facilement place dans ces alvéoles formés sans emboutissage préalable.
La. bande 19 sera ensuite rabattue par repliage suivant une ligne parallèle à l'un de ses bords longitudinaux, la matrice supérieure sera abaissée aux fins d'encapuchonner les objets qui y sont placés et de souder les deux surfaces superposées et accolées de la bande pliée.
Il est loisible de procéder de la même tacon avec une bande pliis large, dont les deux flancs formés de deux côtés de la ligne de pliage se rabattront sur plusieurs rangées d'alvéoles destinés à la réception de tons objets ou matières. Ces alvéoles peuvent être répartis suivant une disposition quelconque, en ligne, en étoile, circulaire, etc.
Les fig. 14 eut 15 se rapportent à une autre forme d'emballage selon laquelle une pellicule repliée sur elle-même 24 présente un certain nombre d'alvéoles 25 débouchant à l'extérieur, en sorte qu'ils se prêtent à l'int,ro- diction des objets à y enfermer. Le remplis sage étant achevé, il est appliqué, sur la lisière opposée à la génératrice de pliage, une soudure longitudinale 26 créant l'obturation définitive de l'étui.
Le formage. des récipients est, dans ce cas, effectué par introduction entre les parois et concurremment à la soudure, de mandrins après l'extraction desquels le récipient conserve sa forme.
Pour libérer le contenu des divers récipiments, on réalise, dans la zone plane qui en toure les soudures, comme représenté dans les fig. 5 et 8, à la hauteur du goulot et au moins sur un côté de celui-ci, des encoches 27 ou incisions 28 servant d'amorces de déchirures et destinées à faciliter la déchirure du goulot.
Selon une alternative, on pourra effectuer le découpage des zones plates entourant les soudures des récipients suivant un contour 29, comme représenté à la fig. 7, favorisant la déchirure du bord à partir d'un angle 30.
En outre, il est prévu de rapporter, par soudure ou collage sur l'extrémité correspondant au goulot, ime bande ou plaquette de forme adéquate quelconque, en tissu ou feuille thermo-soudable, profilée de manière qu'elle dépasse le ou les bords de la nappe plate à la hauteur de ce goulot et destinée à servir d'organe de prise en réalisant simultanément une amorce de déchirure favorable à l'ouverture volontaire du récipient.
Une telle bande, présentant une rigidité supérieure à celle de la nappe, pourrait, en variante, être introduite entre les deux pellicules préalablement au sondage.
Suivant une autre variante, les récipients peuvent comporter non plus une seule frange ou nappe de soudure plane circonscrivant totalement ou partiellement leur contour, mais plusieurs franges ou nappes de soudures qui, orientées dans des plans angulairement décalés, créent autant do nervures favorables au maintien de la forme desdits récipients.
Si les récipients sont entourés d'une nappe plane provenant de la soudure des deux parois qui les constituent, cette nappe présentera, opportunément, en un ou plusieurs points, une amorce de canal d'écoulement.
Dans le cas où les récipients sont conSfec- tionnés à partir d'un élément tubulaire de longueur quelconque, il est avantageusement prévu de munir l'orifice libre de ce dernier d'une soupape ou de tout autre dispositif à même effet, établie en sorte qu'elle ne tolère exclusivement que l'écoulement vers l'extérieur de la substance contenue dans ledit élément tubulaire, autorisant ainsi l'échappement de l'excédent de cette substance qui est spontanément chassé, au fur et à mesure des réduc- tions successives de la capacité initiale qui sont produites par des étranglements opérés lors du formage.
Pour remplir de liquide un élément tubulaire en matière thermo-soudable, destiné à être compartimenté par des soudures transversales, on a procédé suivant les méthodes connues jusque présent, en bouchant, par un moyen quelconque, d'abord une extrémité de l'élément tubulaire pour le remplir ensuite du liquide et on procédant après aux soudures transversales consécutives.
Cette ancienne méthode présentait de graves inconvénients quand le tubage atteignait une certaine longueur, et lorsque son diamètre intérieur était faible, dù fait que l'air atmosphérique emprisonné à l'intérieur du tubage dont une extrémité avait été bouchée au préalable empêchait le liquide de descendre jusqu'à ladite extrémité. Il en résultait un remplissage très incomplet. Cet inconvénient était encore plus gênant lorsqu'on employait un élément tubulaire à paroi opaque, ne permettant pas de déceler les bulles d'air qui v étaient emprisonnées. Aussi, il arrivait fréquemment que l'utilisateur d'un récipient unitaire résultant d'une telle fabrication ne s'apercevait qu'au moment de l'uti lisat.ion que le récipient unitaire scellé ne contenait que de l'air au lieu d'être rempli de liquide.
Une forme d'exécution du procédé selon l'invention élimine cet inconvénient et permet d'effectuer à coup sûr le remplissage complet de l'élément tubulaire, même si celui-ci n'a qu'un diamètre intérieur très faible, les récipients unitaires qui résultent du sondage consécutif étant toujours entièrement remplis de la substance fluide.
On procédera de la manière suivante: On remplira le tubage, pouvant avoir une très grande longueur, allant même à plusieurs centaines de mètres, du fluide, avant de fermer son extrémité. On pourra procéder au remplissage soit en branchant une extrémité du tubage au robinet d'un réservoir surélevé ou sous pression, ou au moyen d'une pompe par exemple.
On laissera au fluide qui avance dans le tubage libre passage, en laissant l'air s'échapper librement par l'autre extrémité du pliage encore ouverte.
Lorsqu'il s'agit d'un liquide épais ou moussant, on laissera écouler ce liquide aussi longtemps qu'il sera nécessaire pour faire sortir à l'extrémité libre du tubage toutes les bulles d'air entraînées par le liquide, tout en recueillant ce dernier dans un récipient à la sortie du tubage.
Ce n'est qu'à ce moment-là qu'on procédera à la fermeture de l'extrémité libre du tubage, de préférence au moyen d'une soudure, afin de lui faire subir les soudures consécutives, créant des récipients unitaires remplis et scellés.
Afin d'obtenir une pression toujours égale à l'intérieur du tubage, à l'endroit de la soudure, on maintiendra le fluide dans le réservoir, auquel une extrémité du tubage est reliée, à un niveau constant.
Selon une autre variante d'exécution, le tubage rempli de la substance fluide sera pincé, mais non soudé, à une certaine distance de l'endroit de la soudure, avant de subir la pression des matrices soudeuses ou des électrodes d'un générateur électrique alimenté en courant à haute fréquence. La pince sera, de préférence, accouplée aux matrices ou éleetrodes de manière à suivre leurs monvements.
Cette pince empêchera ie recul du liquide qui sera bloqué entre l'endroit déjà soudé du tubage et l'endroit pineé. Il est entendu que ce dernier n'est pas soudé et, au moment du desserrement de la pince, il reprend sa forme tubulaire grâce à la souplesse du tubage en matière thermoplastique et sous la pression du fluide à l'intérieur de celui-ci.
Le meilleur résultat sera obtenu si le pincement se fait à une distance de l'endroit de la soudure, ne dépassant pas vingt fois la lon- gneur du récipient unitaire recherché.
Ce e procédé permet d'obtenir des récipients présentant une tension maxima des parois, la pression interne du fluide pouvant se rapprocher de la limite de la résistance à la rupture de la paroi de l'enveloppe.
Afin d'obtenir une pareille pression sans appliquer ce procédé, il serait nécessaire de maintenir le réservoir de liquide, relié au tubage, à une hauteur de plusienrs mètres.
I1 en résulterait, entre autres inconvénients, le danger d'éclatement des parois très minces et fragiles du tubage rempli de fluide qui de vrait subir sur toute sa longueur une surpression excessive.
Par ailleurs, les matrices-soudeuses peu- vent consister en un jeu de deux rouleaux adjacents de structure et mouvement conve- nablement conjugués ou de deux bandes continues adjacentes s'enroulant sur des jeux de tambours appropriés.
A method of manufacturing a flexible film heat-sealable container.
The invention relates to a method of manufacturing a. container made of flexible film heat-sealable material, intended to contain all substances which may be present indifferently in the non-solid state (pulverulent, pasty, liquid or gaseous) made of any plastic film of suitable nature capable of being welded to themselves. aetion of heat and pressure.
Attempts have been made, on the one hand, to use these materials in extremely low thicknesses, thus providing significant savings and, on the other hand, to combine the forming and welding operations, so that the container retains, once completed, the desired conformation.
It is recalled, for the sake of clarity, that the previous processes required to use tilermo-weldable materials having a high plasticizer content and whose characteristics then make the containers unsuitable for wrapping, on the one hand, edible foodstuffs and liquids intended for consumption, because of the odor given off by this plasticizer and, on the other hand, certain products, such as in particular hydrocarbons which have a dissolving power vis-à-vis these heat-weldable materials, attack the walls and lead, in the short term, to their destruction.
On the other hand, the recommended process makes it possible to use heat-sealable films having a very low proportion of plasticizer or being totally free, provided that they have the necessary flexibility at the time of forming and probing.
This result is easily achieved either by introducing, inside the container blank, a liquid or a gas, brought to the temperature necessary for this softening, or by an external action such as, preferably, than that resulting from exposure to infrared radiation.
The object of the invention is a method of manufacturing a container of flexible film heat-sealable material, characterized in that the forming of this container is carried out by applying the film to the profile of dies whose edges, coming from coincidentally, at the same time, the heating members intended to perform the welding of the two opposite walls of the container constitute, the combination of these two actions, mechanical and thermal, causing a change of molecular state such that said container permanently retains the form which was thus given to it.
In the welding phase, simultaneous or immediately following that of forming, said dies simultaneously heat the parts of the surfaces to be assembled and their heating is produced by any heat energy sources; these matrices can constitute, for example, the two electrodes of a thermoelectric device supplied with all voltages and, preferably, by a high frequency current.
It results from this process that the material thus conditioned having undergone the double influence of two combined treatments, mechanical and thermal, its initial conformation and its molecular state are modified together and definitively so that the containers manufactured with it will retain, whether they have previously filled or not with their content, form and structure given to them during manufacture.
The manufacture of plastic film containers carried out by welding hitherto required the use of relatively thick films, because the containers manufactured using thin films had defects, in line with the weld lines; these defects were especially marked when the container was formed from, for example, tubular elements previously filled with a liquid substance, exerting a certain pressure on their inner wall.
The resistance of the film was slightly and dangerously reduced directly below said weld due to the local softening caused by the heating. This frequently resulted in an accidental tearing of the casing, resulting in the loss of the substance it contained.
I1 has been tried to remedy this defect by resorting to thicker tubes, but experience shows that welding is done then, especially with. certain products such as polyethylene, under less good conditions, since the heating of the internal surfaces intended to be welded to each other only occurs long after that of the external layer.
Furthermore, the cost price of the packaging thus obtained is practically too high and it becomes difficult to open these containers to empty them of their contents without the aid of a suitable tool.
The method according to the invention aims to overcome these drawbacks by making it possible to establish containers by welding all flexible film plastics of suitable quality used in the form of single or multiple sheets, bands, tubular elements or the like.
The appended drawing illustrates the process and represents, by way of example, several embodiments of the container obtained by applying the process.
Fig. 1 is an elevational view, partially in diametral section, of a tubular section used as a blank.
Fig. 2 is a longitudinal sectional view of a string of ampoules made from the blank shown in FIG. 1.
Figs. 3 and 4 are, respectively, elevational views, front and plan, of a flexible cushion serving as a blank for the execution of a bottle.
Figs. 5 and 6 are, respectively, front elevational and plan views of the completed bottle.
Fig. 7 is a plan view of a sheet having a number of bulbs divided into two parallel rows.
Fig. S is a plan view of a series of bulbs arranged in alignment.
Fig. 9 is a plan view of a case comprising several cells arranged radially, peripherally open before filling.
Fig. 10 shows the same case filled and closed.
Fig. there is a cross-sectional view of die-welders producing the vacuum forming.
Fig. 12 is a corresponding longitudinal sectional view thereof.
Fig. 13 is a view of a multi-cell casing manufactured using the tool shown in FIGS. he and 12.
Fig. 14 is a perspective view of another form of multicellular envelope ready to be filled.
Fig. 15 shows the envelope of FIG. 4 after filling and closing.
Fig. 16 is an elevational view of a bulb provided with an added strip intended to facilitate opening.
Fig. 17 is an elevational view of a variant of the bulb shown in FIG. 16.
Fig. 1 shows a first example which can be advantageously formed from a flexible tubular element 1, of suitable length and preferably of low plasticized polyvinyl chloride; this tube is closed at one of its ends by means of a transverse weld 2, and it is arranged vertically and then filled with a liquid substance which arrives there under load, so that it exhibits a certain pressure.
Said element is subsequently, as shown in FIG. 2, clamped from place to place and at appropriate regular intervals, by a pair of cylindrical welding dies or metal welding bands, not shown, capable of causing at these points, the local flattening of the tubular blank 1 and the welding of its internal walls, thus causing the formation of separate cells 4.
These welds will advantageously be exéentées using electrodes supplied with current at high frequency; one could also use any other welding members heated by any absolute lumen thermal energy sources.
During this operation, the liquid will be expelled from the constricted zones 3 towards the cells 4, which are now hermetically closed and isolated from each other.
The pressure exerted by the dies in these places, during probing, is calculated so that the thickness of the heat-sealable material, then brought to the softening state, undergoes by crushing a reduction of at least 100 / o of its initial value, the profile of these dies being, moreover, determined so that this same material is pushed back in large part against the wall of the tube, all along the edge of the welds where it forms beads 5. Thanks to This conformation, the parts which normally tended to weaken are, on the contrary, opportunely reinforced in these delicate regions, subject to untimely rupture.
It immediately appears that the welds being successively carried out starting from the base of the tube and going up, the liquid or possibly pasty substances, with which it has been filled beforehand, manage to completely fill each of the cells 4 which are staggered in a string.
On the other hand, it should be noted that the containers obtained by this process can affect the most varied conformations and that it is, moreover, possible to envisage, subject to using blanks of appropriate dimensions, their execution. in groups of several copies linked together by the flat layers which surround them.
In this order of ideas, it painted to be, according to another example of execution, used a tubular section 6, represented in FIGS. 3 and 4 which, welded along its edges 7 and partially filled with liquid before closing, here constitutes a square cushion from which the bottle shown in FIGS will be drawn. 5 and 6.
For these purposes, use will preferably be made of a pair of metal electrodes or welding bands supplied with high-frequency current, shaped so that they conform to the closed contour of said bottle. Perforated in the part corresponding to the interior void of the latter, they will thus press on the cushion only by this contour. The edges of the perforations frame the parts where the walls of each container deform under the pressure of its contents. These two electrodes, not shown, are extended by two plates of dielectric material, large enough to cover the total surface of this same cushion, which, when they are brought together, will force the liquid to collect in the central recess of the bottle.
The bottle will automatically take its shape which it will retain subsequently, under the effect of the pressure exerted on the internal walls of the cushion by the liquid which will remain trapped inside the closed contour 9 as soon as the welding thereof is completed. , while zone 10, which is then no longer influenced by this pressure, will remain absolutely flat.
It should be noted that the final tension produced at the end of the forming in the wall of the container delimited by the contour 9 is very appreciably greater than that which it showed when it initially constituted the envelope of the blank cushion.
By applying the same method, the dimensions of this blank can be increased and defined so that it lends itself to the simultaneous execution of several of these containers, the welding dies then having, no longer just one, but several impressions arranged. anyway it will be appropriate. Under these conditions, it will be formed at the same time a certain number of non-communicating bottles which can be separated by cutting the flat web connecting them to each other.
It is also planned to use, as a forming agent, no longer a liquid, but any gaseous fluid such as, in particular, compressed air, this process making it possible to manufacture containers which are fully formed during manufacture and whose internal walls will, during the various transport and handling operations, be protected from any soiling or contamination.
While the gas they contain gives them a rigidity effectively preserving them from an alteration of shape as a result of rough handling or accidental impacts, it turns out that they strictly keep the shape given to them in spite of the opening of their neck, which is not performed until the very instant of filling.
Fig. 7 shows a plate 11 formed of a double sheet and comprising eight bulbs 12, the necks of which 13 open into a communication channel 14 connecting them to one another and directed towards one of the edges of said plate.
To produce these bulbs, the process will be carried out in the same way as in the previous case, the compartmentalisation into cells being obtained by a pressure of air or of another gas contained inside the initial cushion.
This one will have been, beforehand, bondedmetically closed on all its sides by welds carried out before those carried out following the contour of the bulbs.
According to yet another variant, provision is made to be able to weld the entire surface of the plate surrounding the bulbs. The cavities can have any other specific shape and can be arranged lengthwise, as shown in FIG. 8, which represents a string of receptacles placed in series and made from a tubular element.
In order for these receptacles to be, after filling, isolated from each other, complementary welds 16 will be made in the zones 15.
In the example shown in FIG. 7, only a single rectilinear weld directed along the axis of the communication channel 14 will be made, which, under the effect of the pressure produced by the corresponding electrodes, will have the result of expelling the liquid. contained therein.
To fill a set of containers, as shown in fig. 7, the substance will preferably be introduced there using a tube which, engaged to the bottom of the channel 14, will be gradually withdrawn as the ampoules fill up.
In the example shown in FIG. 9, the cells 17 affect a radiant arrangement; these cells, remained open in the first phase of manufacture and shaped by the introduction of a mandrel, are filled with the objects which they are intended to contain, consisting, for example, of pharmaceutical or other tablets. They will subsequently be closed by means of a circular weld 18 which will flatten and weld their peripheral lips to obtain a closed container, as shown in FIG. 10.
The forming leading to the partitioning of the film material could equally well be carried out by a depression exerted at the desired locations on the outer walls of the film.
According to fig. 11, a flexible heat-sealable strip 19 is introduced between the welding dies 20 and 21, of which the lower, 20, is hollowed out with circular impressions or of another shape 22. Each of these impressions is, by means of all adequate pipes 23, connected to a vacuum pump. As soon as the suction takes effect, the flexible strip 19 will spontaneously sink into it under the effect of the depression thus caused, forming as many alveoli as there are cavities in this lower matrix 20. The objects to be packaged will easily take place in these cells formed without prior stamping.
The strip 19 will then be folded over by folding along a line parallel to one of its longitudinal edges, the upper die will be lowered for the purpose of covering the objects which are placed therein and of welding the two superimposed and contiguous surfaces of the strip. folded.
It is possible to proceed from the same par with a wide pleat band, the two sides of which formed on two sides of the fold line will fall back on several rows of cells intended for the reception of all kinds of objects or materials. These cells can be distributed in any arrangement, in line, star, circular, etc.
Figs. 14 or 15 relate to another form of packaging according to which a film folded back on itself 24 has a number of cells 25 opening out to the outside, so that they are suitable for insertion. diction of the objects to be locked there. Once the filling has been completed, a longitudinal weld 26 is applied on the edge opposite the folding generator, creating the final sealing of the case.
Forming. of the containers is, in this case, carried out by introduction between the walls and concurrently with the welding, of mandrels after the extraction of which the container retains its shape.
In order to release the contents of the various containers, the welds are made in the flat area which surrounds them, as shown in FIGS. 5 and 8, at the height of the neck and at least on one side thereof, notches 27 or incisions 28 serving as tear initiators and intended to facilitate tearing of the neck.
According to an alternative, the flat zones surrounding the welds of the containers can be cut along a contour 29, as shown in FIG. 7, favoring tearing of the edge from an angle 30.
In addition, provision is made to attach, by welding or gluing to the end corresponding to the neck, a strip or plate of any suitable shape, made of heat-sealable fabric or sheet, profiled so that it protrudes from the edge (s) of the flat web at the height of this neck and intended to serve as a gripping member while simultaneously producing a tear initiation favorable to the voluntary opening of the container.
Such a strip, having a rigidity greater than that of the web, could, as a variant, be introduced between the two films prior to probing.
According to another variant, the containers may no longer comprise a single flat weld fringe or ply circumscribing their outline completely or partially, but several weld fringes or plies which, oriented in angularly offset planes, create as many ribs favorable to the maintenance of the shape of said containers.
If the receptacles are surrounded by a flat sheet resulting from the welding of the two walls which constitute them, this sheet will, suitably, at one or more points, have a flow channel start.
In the case where the receptacles are connected from a tubular element of any length, it is advantageously provided to provide the free orifice of the latter with a valve or any other device to the same effect, established in such a way. that it only tolerates the outward flow of the substance contained in said tubular element, thus allowing the escape of the excess of this substance which is spontaneously expelled, as the successive reductions proceed. of the initial capacity which are produced by constrictions operated during forming.
To fill a tubular element made of heat-weldable material with liquid, intended to be compartmentalized by transverse welds, the procedure has been carried out according to the methods known hitherto, by plugging, by any means, first one end of the tubular element. to then fill it with liquid and then proceed to the consecutive transverse welds.
This old method had serious drawbacks when the casing reached a certain length, and when its internal diameter was small, due to the fact that the atmospheric air trapped inside the casing, one end of which had been blocked beforehand, prevented the liquid from descending. up to said end. This resulted in a very incomplete filling. This drawback was even more troublesome when a tubular element with an opaque wall was used, which did not allow the air bubbles which were trapped to be detected. Also, it frequently happened that the user of a unitary container resulting from such a manufacture would not notice that at the time of use that the sealed unitary container only contained air instead of air. 'be filled with liquid.
One embodiment of the method according to the invention eliminates this drawback and allows the complete filling of the tubular element to be carried out without fail, even if the latter has only a very small internal diameter, the unit containers which result from the consecutive sounding being always completely filled with the fluid substance.
We will proceed as follows: We will fill the tubing, which may have a very great length, even going to several hundred meters, with fluid, before closing its end. Filling can be carried out either by connecting one end of the tubing to the tap of a raised or pressurized tank, or by means of a pump for example.
The fluid which advances in the tubing will be allowed free passage, allowing the air to escape freely through the other end of the still open bend.
In the case of a thick or foaming liquid, this liquid will be allowed to flow for as long as necessary to release at the free end of the tubing all the air bubbles entrained by the liquid, while collecting the latter in a container at the outlet of the casing.
It is only then that the free end of the casing will be closed, preferably by means of a weld, in order to subject it to the consecutive welds, creating unitary containers filled and sealed.
In order to obtain an always equal pressure inside the casing, at the place of the weld, the fluid in the reservoir, to which one end of the casing is connected, will be maintained at a constant level.
According to another variant embodiment, the tubing filled with the fluid substance will be pinched, but not welded, at a certain distance from the place of the weld, before being subjected to the pressure of the welding dies or the electrodes of an electric generator. supplied with high frequency current. The clamp will preferably be coupled to the dies or electrodes so as to follow their measurements.
This clamp will prevent the receding of the liquid which will be blocked between the place already welded of the casing and the pinned place. It is understood that the latter is not welded and, when the clamp is released, it returns to its tubular shape thanks to the flexibility of the thermoplastic material casing and under the pressure of the fluid inside it.
The best result will be obtained if the pinching is done at a distance from the place of the weld, not exceeding twenty times the length of the desired unit container.
This process makes it possible to obtain containers having a maximum wall tension, the internal pressure of the fluid being able to approach the limit of the breaking strength of the wall of the envelope.
In order to obtain such a pressure without applying this process, it would be necessary to maintain the liquid reservoir, connected to the casing, at a height of several meters.
This would result, among other drawbacks, in the danger of bursting the very thin and fragile walls of the tubing filled with fluid which would have to undergo excessive overpressure over its entire length.
On the other hand, die-welders can consist of a set of two adjacent rollers of suitably mating structure and movement or of two adjacent continuous bands wound on suitable sets of drums.