Procédé et appareil pour l'empaquetage d'un produit
et paquet obtenu par ce procédé
Le présent brevet concerne un procédé et un appareil pour l'empaquetage d'un produit et un paquet obtenu par ce procédé.
Dans le commerce moderne, il est important que les produits soient empaquetés d'une manière attractive. Pour l'empaquetage de nombreux produits, il est important que ces derniers soient protégés à Pégard de l'atmosphère et que le paquet soit vide de telle sorte qu'aucun air oxydant n'y reste enfermé.
On peut aussi le vider d'air et y introduire alors un gaz inerte ou un gaz protecteur. Cela est particulièrement le cas pour beaucoup de produits alimentaires, mais également pour d'autres articles tels que balles de golf ou de tennis, articles en caoutchouc et analogues. I1 est désirable pour beaucoup de genres de commerce d'empaqueter ces produits dans des sachets flexibles transparents de sorte que le produit soit nettement visible pour le client.
C'est pourquoi des tentatives ont été faites pour réaliser des empaquetages qui répondent aux exigences ci-dessus. Toutefois, les empaquetages connus à ce jour présentent certains inconvénients. C'est ainsi qu'ils sont très coûteux ou bien le matériau est froissé, présente une apparence non transparente empêchant la visibilité du produit. Dans bien des cas l'air n'est pas évacué suffisamment et reste en trop grande quantité enfermé à l'intérieur. Une partie des difficultés provient de l'emploi d'enveloppes formées à l'avance. Les empaquetages de ce genre ont l'inconvénient d'être exagérément coûteux, d'exiger des stocks importants de dimensions différentes d'enveloppes. Ils ne conviennent pas toujours exactement à la dimension des produits à y placer, ce qui leur donne un aspect flasque non attrayant.
La présente invention a pour but de surmonter les difficultés ci-dessus.
Le procédé pour l'empaquetage d'un produit faisant l'objet du brevet est caractérisé en ce qu'on enroule autour du produit une feuille d'une matière d'empaquetage flexible ayant une largeur supérieure à la périphérie du produit et une longueur supérieure à sa longueur, de telle sorte que les bords marginaux opposés de ladite feuille se recouvrent intimement et que les deux extrémités dépassent au-delà des extrémités du produit, après quoi on évacue l'excès d'air à travers l'une des extrémités et on ferme et scelle les deux extrémités dépassantes de l'enveloppe, ce qui permet de réaliser un paquet vide d'air et d'aspect net et attrayant.
L'appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé, et faisant également l'objet du brevet, est caractérisé en ce qu'il comprend un arbre tubulaire rotatif présentant à proximité de l'une de ses extrémités des moyens de couplage avec l'empaquetage, des moyens agencés pour connecter ledit arbre tubulaire à un dispositif à vide, une pièce de support agencée pour supporter l'arbre dans son mouvement rotatif, cette pièce étant susceptible d'être déplacée d'une position de travail à une position de repos, et une vanne destinée à commander la connexion entre le dispo- sitif à vide et l'arbre tubulaire, cette vanne étant en relation fonctionnelle avec ladite pièce de support de manière à être fermée quand la pièce de support est dans sa position de repos et ouverte quand ladite pièce est dans sa position de travail.
Le paquet obtenu peut être exempt d'air, il est relativement simple et peu coûteux, il présente un aspect net et attrayant, la matière de l'empaquetage pouvant être enroulée serrée sur le contenu sans plis ou fronces compromettant sa transparence.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'appareil pour une mise en oeuvre du procédé objet du brevet.
La fig. 1 en est une vue en plan;
la fig. 2 est une coupe longitudinale d'une partie de l'appareil de la fig. 1, montrant l'opération de scellement à chaud;
la fig. 3 est une coupe transversale par 3-3 de la fig. 1 ;
la fig. 4 est une vue en perspective d'une feuille flexible montrant les bords à recouvrement;
La fig. 5 est une vue partielle en élévation suivant 5-5 de la fig. 6 de l'appareil servant à l'évacuation de l'air et au scellement des extrémités saillantes de la feuille d'empaquetage, montrant l'opération d'évacuation de l'air;
la fig. 6 est une vue en élévation d'extrémité de l'appareil de la fig. 5, vu par la gauche de cette figure;
la fig. 7 est un détail en coupe par 7-7 de la fig. 5 montrant une forme du mécanisme d'accouplement entre l'extrémité du sac et l'appareil d'évacuation d'air et de scellement;
la fig. 8 est une vue en élévation latérale de la portion d'extrémité de l'appareil montrant un paquet sur cet appareil après évacuation et les bords étant scellés
la fig. 9 est une vue en élévation latérale d'un paquet terminé après plissage du matériau d'empa quetage;
la fig. 10 est une vue partielle d'une forme modifiée d'appareil servant à évacuer l'air et à sceller.
Le paquet représenté en 1, fig. 9, comprend un produit à emballer 2 enveloppé dans une enveloppe 3 faite d'une feuille mince flexible de préférence transparente, de matière plastique qui peut être scellée directement et qui, de préférence, peut être hermétiquement appliquée par froissement autour du produit, de telle sorte que le paquet soit net, d'aspect compact sans plis ou froissements et adapté sur les contours du produit. Le paquet a été vidé de son air.
Le produit emballé peut être un produit alimentaire tel que de la viande fumée, du jambon, des mets, de la charcuterie ou analogue ou diverses sortes de fruits et de légumes. Le produit peut aussi être une denrée non comestible telle que balles de tennis ou de golf, articles en caoutchouc ou autres articles susceptibles d'être affectés par un contact prolongé avec l'air.
I1 est préférable d'utiliser une enveloppe en plastique scellable à la chaleur telle qu'une feuille de chlorure de polyvinyle ou de caoutchouc chloruré. Il a été constaté que les plastiques de ce genre contiennent généralement des plastifiants qui deviennent gluants et visqueux lorsqu'ils sont chauffés à une température légèrement inférieure au point d'ébullition de l'eau, c'est-à-dire aux environs de 951 > . Si l'on met en contact deux surfaces d'un tel matériau et qu'on les chauffe, par exemple, à l'eau bouillante avec application de pression, elles adhèrent l'une à autre. Cela constitue un procédé directement applicable de scellement de deux surfaces de matériau d'emballage sans risque de volatilisation ou de brûlage à travers toute l'épaisseur de la feuille.
Pour cette raison, il est avantageux d'employer un matériau d'emballage plastique en feuille du type ci-dessus avec des plastifiants qui deviennent visqueux et collants lorsqu'on les soumet à une température comprise entre 85" et 100t.
Il a été constaté que le chlorure de polyvinyle convient parfaitement. Toutefois, on peut également employer d'autres matériaux d'emballage plastiques ayant les caractéristiques ci-dessus tels que le caoutchouc chloruré.
Les différentes opérations d'une mise en oeuvre du procédé d'empaquetage ainsi que l'appareil à employer sont montrés dans les fig. I à 8. La première phase opératoire est de prélever une feuille de matériau d'emballage ayant les caractéristiques cidessus, d'une largeur plus grande que la circonférence du produit à empaqueter et d'une longueur plus grande que sa longueur. La feuille 3 est enroulée autour du produit 2, de telle sorte que les portions des bords longitudinaux viennent en recouvrement en 4 et que les extrémités dépassent au-delà des extrémités du produit en 5. Ensuite, on scelle de manière appropriée les bords en contact entre les extrémités.
Etant donné le matériau d'emballage, cela peut être effectué directement en soumettant les parties en recouvrement à la chaleur, par exemple avec de l'eau chaude à une température inférieure à l'ébullition, de préférence entre 85 et 100o C. L'eau chaude peut être appliquée de manière appropriée quelconque, par exemple au moyen de l'appareil représenté fig. 1, 2 et 3. L'appareil représenté consiste en un réservoir ou récipient 7 contenant l'eau 8, chauffée, par exemple, par un élément électrique 9 relié à une source par des fils conducteurs 10 et contrôlé par un thermostat 11. L'eau peut être amenée dans le réservoir par une conduite d'alimentation 12 et, si on le désire, un dispositif de contrôle automatique (non représenté) peut maintenir le niveau de l'eau dans le réservoir.
Un galet 14 ayant une surface élastique et absorbante de l'eau, en éponge ou caoutchouc mousse ou matière plastique est supporté à rotation dans des paliers 15 montés sur les côtés opposés du réservoir près d'une de ses extrémités. Le galet est disposé (fig. 2) de telle sorte que la portion inférieure est immergée dans l'eau du réservoir, tandis que la portion supérieure de sa périphérie fait saillie audessus du réservoir. Lorsque le galet tourne, la surface absorbante absorbe l'eau pendant le parcours inférieur de sa rotation de sorte qu'elle peut l'appliquer sur les parties marginales se recouvrant du matériau lorsque cette surface arrive à son parcours supérieur. Le galet est entraîné en rotation, par exemple, par une courroie 16 connectée entre la poulie 17 montée sur l'extrémité d'arbre du galet et la poulie 18 d'un moteur électrique.
L'extrémité du réservoir opposée au galet 14 peut être recouverte par une plaque 20 pour protéger l'opérateur et le matériau d'emballage à l'égard de l'élément chauffant 9 et contre une immersion partielle dans l'eau du réservoir.
Lorsqu'on scelle les parties du matériau qui se recouvrent, l'empaquetage est supporté aux extrémités des portions saillantes de la feuille d'enveloppe par les mains de l'opérateur (fig. 2). Les parties marginales à recouvrement sont alors appliquées sur le galet rotatif sur la plus grande partie de la longueur de la feuille enveloppe, c'est-à-dire à partir d'un point distant d'une extrémité de la feuille à droite de la fig. 2 jusqu'à un point situé à une même distance de l'autre extrémité de la feuille. I1 en résulte que les surfaces marginales en contact sont chauffées suffisamment par l'eau chaude pour que les plastifiants contenus dans le matériau de la feuille deviennent collants et assurent le scellement des feuilles entre elles.
Au moins une des extrémités saillantes de l'en- veloppe est maintenue ouverte à l'air libre de manière à pennettre l'évacuation de l'air intérieur au paquet. Pour cette raison, on n'applique pas l'eau chaude sur l'extrémité de l'enveloppe pour ne pas sceller cette ouverture d'extrémité. Dans les conditions normales, on laisse généralement ouvertes les deux extrémités, mais il est bien compris que l'une des extrémités peut être fermée en appliquant l'eau chaude sur le bord de la portion tenue dans la main de l'opérateur.
Tandis qu'il applique l'eau chaude sur les bords en contact, l'opérateur tire sur les deux extrémités de l'enveloppe de manière à former un tube comme représenté, et il applique ensuite les bords qui se recouvrent contre la surface élastique du galet de manière à sceller entre elles les surfaces sous l'effet de la chaleur et de la pression.
Après l'opération de scellement, le produit 2 est enfermé dans un tube constitué par une feuille d'emballage souple enroulée autour de la circonférence du produit, avec ses bords longitudinaux se recouvrant et étant scellés ensemble sur la plus grande partie de leur longueur. Les extrémités de l'emballage font saillie au-delà des extrémités du produit et au moins une extrémité est restée non scellée et ouverte. Au lieu de former le tube d'emballage de la manière ci-dessus, on peut former le tube, comme dans la fig. 4, avec les deux bords faisant saillie en forme d'ailettes 20' auquel cas ce sont les faces intérieures des deux bords qui sont soudées ensemble.
Les deux bords peuvent être scellés à chaud l'un à l'autre d'une manière quelconque, par exemple en les soumettant à l'eau chaude, à l'air chaud ou à l'action d'organes de serrage.
Lorsque le produit a été partiellement enveloppé, soit suivant les fig. 2, 3, soit suivant la fig. 4, on évacue l'air de l'intérieur, du paquet à travers une extrémité restée ouverte et l'on ferme par scellement cette extrémité ou les deux extrémités restées ouvertes.
Les fig. 5 à 8 montrent un appareil servant à évacuer l'air et à fermer le paquet. Une des extrémités saillantes de l'enveloppe de paquetage est comprimée et fermée temporairement et fixée pour ne pas tourner, tandis que l'autre extrémité saillante est reliée à une source de vide pour retirer l'air. Elle est ensuite tordue, fermée, et l'on scelle les deux extrémités saillantes de l'enveloppe.
Dans la fig. 5, l'appareil d'évacuation et de torsion 22 comprend un arbre tubulaire 23 monté tournant dans un palier 24 porté par une console 25 sur une plaque 26. Un des bords de la plaque 26 est articulé à charnière en 27 sur le rebord vertical 28 de la plaque de base 29. L'extrémité de gauche de l'arbre 23 (fig. 5) est supportée par un palier creux 30 avec lequel elle communique et qui est porté par l'extrémité supérieure d'une console 31 également articulée à charnière sur la plaque 26. Le palier creux 30 est relié par un tube souple 32 à un robinet de contrôle 33 dont l'extrémité opposée est reliée par un tube 34 à une pompe à vide ou source analogue. Le robinet est constitué avec un organe de séparation oblique 35 ayant une ouverture qui forme siège de soupape pour un organe de fermeture 36.
Ce dernier est monté sur l'extrémité inférieure d'une tige de soupape 37 ayant une tête élargie à son autre extrémité. Le robinet est normalement maintenu en position fermée par un ressort à boudin 39 entourant la tige et s'étendant entre la tête 38 et la face supérieure de la soupape 33. En appliquant une force vers le bas sur la surface supérieure de la tête 38, on peut ouvrir la vanne.
Pour commander la marche de la soupape, il est prévu une tige filetée 40 passant dans une ouverture filetée dans la plaque à charnière 26 en alignement avec la tige de soupape pour s'engager avec la tête 38. La force du ressort 39 est suffisante pour maintenir la plaque 26 relevée verticalement comme indiqué en traits mixtes fig. 6. Si une force suffisante est appliquée sur l'arbre 23 pour réagir contre le ressort 39, la vanne s'ouvre et fait communiquer la source de vide avec l'intérieur de l'arbre tubulaire 23. De cette manière, une des extrémités saillantes de l'emballage peut être appliquée sur l'extrémité libre de l'arbre 23, tout en maintenant l'autre extrémité de l'emballage en position fermée, en vue de retirer l'air de l'intérieur du paquet.
Pour faciliter l'accouplement de l'extrémité du paquet sur l'arbre tubulaire 23, il est prévu un organe d'accouplement en forme de collier 41 monté fixe sur l'extrémité de l'arbre 23 et pourvu d'une gorge circonférentielle dans laquelle s'engage un organe à friction tel qu'un ressort hélicoïdal 42.
L'arbre 23 est entraîné en rotation par un arbre d'entraînement 43 qui porte un galet de friction 44 qu'on peut engager avec le collier 45 de l'arbre 23 lorsqu'on incline vers le bas la plaque 26 jusqu'à sa position représentée en traits pleins fig. 6. Normalement, le ressort 39 sert à maintenir la plaque 26 en position non opérative de sorte que le collier 45 est hors d'engagement avec le galet 44. L'arbre 43 est monté dans un palier porté à l'extrémité supérieure d'une console 46 montée sur la plaque 29. Il est entraîné, par exemple, par une courroie 47 reliant un moteur (non représenté) à une poulie 48 portée par l'arbre 43.
Lorsqu'on prépare l'appareil pour son emploi, on ajuste la tige filetée 40, de telle sorte que, lorsque la plaque 26 est à sa position normale hors service, la vanne 33 est fermée et le galet 44 et le collier 45 sont hors de contact entre eux comme représenté en traits mixtes fig. 6. Ensuite, on peut soulever la plaque jusqu'à une position intermédiaire entre sa position hors service et sa position de service, point pour lequel la vanne 33 s'ouvrira. Toutefois, les galets de friction resteront hors de contact entre eux. Lorsque l'opérateur appuie davantage sur l'arbre 23, la plaque peut être abaissée jusqu'à sa position de service représentée en traits pleins fig. 6 avec la vanne ouverte et les galets de friction en contact de sorte que l'arbre 23 est entraîné en rotation.
L'appareil étant en position hors service, l'opé- rateur saisit l'extrémité saillante de l'enveloppe à son extrémité de droite (fig. 5) et la comprime pour la maintenir fermée et l'empêcher de tourner. L'extrémité de gauche de l'enveloppe (fig. 5) est alors enfilée sur le collier d'accouplement et le ressort 41, 42, et l'opérateur comprime l'extrémité contre l'arbre 23 comme représenté. Il applique alors à l'arbre 23 une force suffisante pour contraindre la soupape tout en continuant à maintenir les galets 45 et 44 hors de contact entre eux. Il en résulte que l'intérieur du paquet est connecté avec la source de vide et que l'air est retiré de l'intérieur. L'opérateur applique alors une force supplémentaire sur l'arbre 23 pour amener les galets de friction en contact et provoquer la rotation de l'arbre 23.
L'engagement à friction entre le ressort hélicoidal 42 et l'extrémité saillante de l'enveloppe du paquet provoque un effort de torsion sur l'enveloppe et, comme l'extrémité opposée est maintenue, les deux extrémités se trouvent tordues l'une par rapport à l'autre, ce qui a pour effet de fermer le paquet et d'empêcher la rentrée de l'air.
Le paquet ressemble alors à celui représenté fig. 8 avec les deux extrémités fermées hermétiquement et les surfaces longitudinales de contact scellées entre elles. Toutefois, le matériau d'emballage
n'est pas tendu serré autour de l'objet et il est froissé, comme représenté, avec des irrégularités et des fronces dans sa surface. Pour corriger cet état, on effectue une dernière opération après que l'extrémité de l'enveloppe a été retirée de l'arbre 23 et cette opération consiste à serrer l'enveloppe autour du paquet. Comme indiqué plus haut, le matériau utilisé est du type qui se rétracte lorsqu'il est soumis à la chaleur. On peut obtenir un retrait uniforme et correct en immergeant le paquet enveloppé dans un liquide chauffé, de préférence de l'eau, à une température comprise entre 85 et 1000 C.
Lorsque la matière est ainsi chauffée, elle se rétracte et se serre autour du produit emballé en se conformant à ses contours et supprimant toutes les fronces. En plus, le matériau situé dans les extrémités tordues saillantes est étiré au-delà de la limite élastique, mais très peu au-delà, de manière à resserrer hermétiquement les extrémités tordues et les sceller ainsi en position fermée et à les sceller sous l'action de la chaleur. Toutefois, ce sceau se rompra directement lorsqu'on détordra à la main l'extrémité de l'enveloppe de sorte que le paquet se trouvera aussitôt ouvert. L'empaquetage terminé présente l'aspect net et attractif représenté dans la fig. 9.
Dans certaines circonstances, il est bien compris que l'une des extrémités peut être fermée ou fermée et scellée avant l'évacuation de l'air et que le scellement de l'extrémité peut être effectué d'une manière quelconque. Par exemple, pendant qu'on procède au scellement des bords longitudinaux (fig. 1 à 3) le matériau de l'une des extrémités saillantes peut être comprimé sur lui-même et amené en contact avec le galet 14, de sorte que l'extrémité saillante soit fermée et scellée. D'autre manière, I'une des extrémités peut être fermée par torsion ou au moyen d'un lien avant de faire le vide à travers l'autre extrémité, Si l'on ferme une extrémité avant de faire le vide, cette opération s'effectue par l'autre extrémité qui n'est fermée et scellée qu'ensuite.
Il est bien entendu que le vide et le tordage des extrémités peuvent être faits d'une manière quelconque et qu'il n'est pas nécessaire d'utiliser l'appareil des fig. 5 à 8. Par exemple, on peut utiliser l'appareil du genre de celui de la fig. 10 qui est particulièrement adapté pour l'emballage de paquets d'un poids plus élevé, par exemple supérieur à 1,5 kg.
Dans cette forme d'appareil, le vide est effectué par un dispositif et le tordage par un autre. Ainsi, un arbre 50, tubulaire, est monté fixe, non rotatif sur la console 51 et il est relié à une pompe à vide.
L'extrémité libre de l'arbre est pourvue d'une vanne télescopique et d'un organe d'accouplement 52.
Lorsque l'organe d'accouplement 52 avec la vanne est dans la position montrée fig. 10, il est ouvert de
sorte qu'il y a communication avec la source de vide. Lorsqu'on le pousse vers la droite pour l'enga
ger avec l'extrémité fermée de l'arbre 50, il est fermé et la communication est interrompue. On peut prévoir un dispositif de vanne quelconque.
Dans l'exemple représenté, le tube 50 est fermé à son extrémité de gauche en 53. Plusieurs fentes longitudinales 54 sont prévues dans la paroi près de l'extrémité fermée. On peut aussi établir une communication avec la source de vide à travers les fentes 54 et le tube 50. L'organe d'accouplement télescopipique à vanne 52 est pourvu d'une extrémité ouverte 55 et d'un alésage cylindrique 56 de diamètre légèrement plus grand que l'extrémité ouverte 55. Immédiatement au voisinage de l'extrémité ouverte, l'extrémité fermée 53 de l'arbre 50 a un emmanchement serré analogue à un piston avec l'alésage 56 d'où il résulte que, lorsque l'organe d'accouplement se déplace vers le fond de l'alésage 56, la vanne est fermée.
Cependant, l'organe d'accouplement est pourvu de rainures. longitudinales 57 sur sa surface intérieure près de l'extrémité opposée à l'ouverture 55, de sorte que, lorsqu'il est poussé télescopiquement vers l'extérieur, comme indiqué en traits pleins dans la fig. 10, il y a communication entre l'atmosphère et la source de vide à travers l'ouverture 55, les fentes 54 et l'arbre tubulaire 50. Le déplacement de l'organe 52 peut être limité par une butée quelconque telle qu'une vis d'arrêt 58 s'engageant dans une rainure longitudinale 59 de la surface extérieure de l'arbre tubulaire 50.
Lorsqu'on emmanche une des portions d'extrémité de l'emballage sur l'organe 52 (fig. 10) et qu'on maintient l'autre extrémité fermée, on peut évacuer l'air de l'intérieur du paquet en tirant l'organe d'accouplement vers l'extérieur jusqu'à la position en traits pleins de la fig. 10. Les extrémités de l'emballage peuvent alors être fermées d'une manière quelconque, par exemple avec un appareil disposé au voisinage immédiat de l'appareil à faire le vide de la fig. 10, de sorte que le matériau d'emballage étant accouplé à l'appareil à vide, on peut immédiatement effectuer la torsion et la fermeture de l'extrémité. La fig. 10 montre une portion de l'appareil à tordre sous forme d'une courroie 60 supportée sur des rouleaux 61. La courroie peut être entraînée en rotation lorsque la pression est appliquée.
Ainsi, lorsque le paquet est poussé vers le bas contre la courroie, celle-ci tourne et entraîne en rotation le paquet en tordant son extrémité.
Dans certaines circonstances, particulièrement lorsque le produit à emballer est de poids léger, par exemple inférieur à 1 kg, il a été constaté qu'on peut supprimer l'opération de scellement à chaud des bords du matériau d'emballage avant de procéder à l'évacuation de l'air et à la fermeture des extrémités. En amenant les bords en contact intime, on peut effectuer le vide, fermer les extrémités et soumettre ensuite la surface entière de l'emballage, y compris les bords longitudinaux, à la chaleur, par exemple à l'eau à 85 - 1000 C. L'enveloppe est alors non seulement tendue, mais ses bords sont soudés entre eux. En effectuant ces opérations à la suite, le vide est suffisamment maintenu dans le paquet jusqu'à ce que les surfaces en contact soient soudées par le traitement à chaud.
Dans le paquet représenté fig. 9, les extrémités tordues de l'enveloppe sont représentées au voisinage des extrémités. Si l'enveloppe est placée autour. du paquet comme dans la fig. 4, la bande ou ailette longitudinale 20' est pliée à plat contre la face du paquet et les extrémités tordues peuvent être ramenées sous cette ailette.
REVENDICATIONS
I. Procédé d'empaquetage d'un produit, caractérisé en ce qu'on enroule autour dudit produit une feuille d'une matière d'empaquetage flexible présentant une largeur supérieure à la périphérie du produit et une longueur supérieure à la longueur du produit, de manière que les bords marginaux opposés de la feuille soient disposés en contact étroit l'un avec l'autre et que les deux extrémités de la feuille se prolongent au-delà des extrémités du produit, en ce qu'on évacue l'excès d'air à travers l'une desdites extrémités prolongées de la feuille, et en ce qu'on ferme et on scelle ces extrémités.
II. Paquet obtenu par le procédé selon la revendication I.