EP3766799A1 - Equipement et méthode pour former une ligne de prédécoupe dans un pack de pots de produit alimentaire - Google Patents

Equipement et méthode pour former une ligne de prédécoupe dans un pack de pots de produit alimentaire Download PDF

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EP3766799A1
EP3766799A1 EP20186142.4A EP20186142A EP3766799A1 EP 3766799 A1 EP3766799 A1 EP 3766799A1 EP 20186142 A EP20186142 A EP 20186142A EP 3766799 A1 EP3766799 A1 EP 3766799A1
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EP
European Patent Office
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food product
jars
precut
pack
equipment
Prior art date
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Pending
Application number
EP20186142.4A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Daniel Pereira
Christian Jacquemin
Eddy Cheri-Zecote
Jérôme Lemoine
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Synerlink SA
Original Assignee
Synerlink SA
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Publication date
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    • B65D2575/3281—Tear lines dividing the package into a plurality of packages

Definitions

  • the present invention relates to equipment and methods for forming a precut in a pack of jars of food product.
  • This equipment makes it possible to manufacture and deliver packs of several food product jars which are integral with one another and linked together by connecting zones until the end user causes the rupture of a connecting zone between two pots. by an inclination of one pot in relation to the other.
  • Such packs of several jars of food product may have 4 jars, 6 jars, 8 jars. There are also packs of 2 pots, 10 pots, 12 pots.
  • the food product can be any dairy, liquid, creamy, pasty or frothy product.
  • the batch / pack food product is contained in a multi-housing container obtained by forming plastic material, typically polystyrene.
  • plastic material typically polystyrene.
  • a lidding sheet is placed on top.
  • a grooving (called 'precut') is practiced, which incises the sealing sheet and the plastic material of the polystyrene type to a certain depth (ie height in its thickness).
  • PET that is to say polyethylene terephthalate, a plastic material whose recycling is common and well mastered.
  • equipment for forming a precut in a pack of jars of food product, said precut facilitating separation by breaking of two jars of food product, the pack of jars comprising a continuous multi-housing container (2) obtained by plastic forming, a continuous lidding sheet (1) closing the housings which are filled with food product, the equipment comprising a first cutting tool (3) and a second cutting tool (4), to form a precut along one or more lines of separation of two jars of food product, the first cutting tool (3) being configured to make a pre-cut groove from above by cutting at least the lidding sheet (1), the second cutting tool (4) being configured to make a precut groove from below by attacking the thickness of the material of the container, on a thickness D4.
  • the thickness D4, incised from below by the second cutting tool may be between 10% and 80% of the thickness e2 of the plastic material, resulting from the molding, at the location of the connection zone.
  • the height D4 will be between 20% and 60% of the thickness e2 of the plastic material; the interval in question can also be narrower, for example [25% - 50%] or even [30% - 40%].
  • the continuous multi-housing container (2) is formed from PET material, ie from polyethylene terephthalate.
  • PET material ie from polyethylene terephthalate.
  • the recycling of PET in general is well controlled and collection and reprocessing points are available through a fairly dense network.
  • the multi-housing continuous container is formed from Polypropylene (PP for short).
  • the first cutting tool (3) can be configured to make a precut groove from above by cutting at least the lidding sheet and in addition the material of the container, on a surface.
  • D3 can be between 1% and 30% of the thickness e2 of plastic material. Thanks to this arrangement, it is advantageously possible to take into account certain dispersions in the shaping of the container or in the kinematic precision of the press.
  • the penetration of the blade can be vertical. According to one option, there may also be a horizontal component in the relative displacement of the blades / knives with respect to the plastic material, i.e. with respect to the continuous multi-housing container.
  • the equipment in question is formed as a press with a die and a punch, with relative displacement perpendicular to the plane of the opening of the food product jars.
  • the first cutting tool is carried by the punch above the pack of pots while the second cutting tool is carried by the die arranged under the pack of pots.
  • the press in question could process several packs of jars at the same time.
  • the present invention also relates to an installation for preparing packs of food product jars, comprising a first equipment configured to both perform an operation of sealing a lid and perform from below a localized cooling operation of the junction areas of the lids. pots, and downstream of said first equipment, a second equipment for forming a precut, as described above.
  • the temperature of the plastic material is more favorable for penetration of the knife / blade deep into the plastic material without crushing phenomenon.
  • the temperature of the plastic is sufficiently lowered, so that the plastic is sufficiently hard and rigid to thus promote the penetration of the knife or the blade in depth without crushing the material and cutting the fibers.
  • the localized cooling operation can preferably be carried out by virtue of a contact counterpart, the contact counterpart preferably being temperature-regulated.
  • the contact counterpart preferably being temperature-regulated.
  • fairly narrow counterpieces are provided which are inserted on the one hand from below between the pots for the configuration and on the other hand from above between the lid sealing electrodes.
  • such a precut both from above to cut the lidding sheet and from below to create a zone of natural weakness in the plastic material facilitates separation by folding and breaking of two pots of food product, for a wider range of plastics than the typical use of polystyrene, including the family of polyethylenes.
  • the thickness D4, incised from below by the second cutting tool may be between 10% and 80% of the thickness e2 of the plastic material, resulting from the molding, at the location of the connection zone.
  • the height D4 will be between 20% and 60% of the thickness e2 of the plastic material, the interval in question can also be narrower, for example [25% - 50%] or even [30% - 40 %].
  • all the precut lines are formed simultaneously in a single pressing operation in a pack of food product jars.
  • At least one cooling step is performed prior to the grooving steps.
  • the plastic material is cooled and has a sufficiently low temperature for the cutting element to penetrate the material without the material crushing.
  • the cooling step is a localized or in other words spatially selective cooling step. As a result, this cooling does not significantly affect the product contained in the jars.
  • the step (or one of the steps) of localized or selective cooling is carried out at the same time as an operation of sealing a cover on the top of the multi-housing container. It is thus possible to have a good contact pressure and a good heat transfer, which promotes localized cooling.
  • the present invention also relates to a pack of food product jars obtained either by equipment conforming to the characteristics described above, or by an installation conforming to the characteristics described above, or by means of a method conforming to the characteristics described above.
  • the figures 1 and 2 represent a pack (ref 6 ) of food product jars (ref 5).
  • the food product can be a conventional food, a food.
  • the food product can be any type of dairy food.
  • the product can be liquid, creamy, pasty or frothy.
  • a pack 6 of six pots 5 there is shown a pack 6 of six pots 5. It should however be understood that the number of pots can be any, that is to say that the pack can include 2 pots, 4 pots, 6 pots. , 8 pots, or even 9 pots, 10 pots, and even 12 pots.
  • 'pack' should be understood to mean a set forming a sales lot, this set comprising several individual consumption units (each unit being referred to as 'pot' or 'cup' here). Each individual consumption unit forms a food portion for an individual who, at the end of consumption, throws the empty jar, that is to say the primary packaging, in a trash can or a recycling circuit.
  • a reference plane PR is defined at the level of the upper surface of the pots, the reference plane PR comprising a longitudinal direction denoted L and a transverse direction denoted by T.
  • a vertical direction denoted Z is also defined. .
  • Food product jars may have a slightly conical shape like the one shown in figure 2 .
  • the food product jars can be jars with a convex side wall, which cannot be released from the mold by a simple mold.
  • the material which serves to constitute the continuous multi-housing container 2 is polyethylene terephthalate, abbreviated by the acronym PET.
  • Polypropylene can also be used as a plastic material.
  • the plastic material can be blown or injected into a mold to thereby obtain a multi-housing container.
  • the thickness denoted e2 of the plastic material of the container may be substantially uniform over the entire multi-housing container.
  • the thickness e2 can typically be between 0.6 mm and 1.6 mm at the level of the junction zones between pots. According to a preferred example, the thickness e2 may be between 0.8 mm and 1 mm.
  • the lidding sheet its thickness denoted e1 is typically between 0.03 mm and 0.1 mm.
  • the material constituting the lidding sheet can be formed by a multilayer assembly, with a very thin layer of aluminum foil and a decor / labeling layer.
  • separation lines marked 11 and 12 are in reality fuse lines which break when one tilts one pot relative to the other, as explained in the introductory part above.
  • a pre-cut equipment from above and a precut equipment from below comprises a cutting element, here called the first cutting element 3 , this cutting element being able to be called a blade or a knife.
  • Top pre-cut equipment includes blade holder or knife holder, this anvil element 30 is also called, or first anvil in the present context.
  • the pre-cutting equipment from below comprises a cutting element, here called second cutting element 4 , this cutting element being able to be called a blade or a knife.
  • the pre-cut equipment from below comprises a blade holder or knife holder, this anvil element 40 is also called, or second anvil in the present context.
  • the first cutting tool 3 ends with a sharp end 31 which is incised the cover 1 as well as a small height in the thickness of the plastic material.
  • the second cutting tool 4 ends with a sharp end 41 which incises the plastic material 2 over a height D4 which will be discussed later.
  • the equipment which carries the cutting tools is in the example illustrated a press.
  • the first cutting tool 3 is carried by a punch equipment above the pack of pots while the second cutting tool 4 is carried by the die arranged under the pack of pots.
  • the die is fixed on a work table, while the punch is moved along the Z axis . But of course the reverse is also possible.
  • the depths of penetration of the blades / knives in the plastic are controlled. Control of the depth of penetration can be ensured in part or in full thanks to the presence of the first and second anvil 30,40, the spacing of which in the working position is fixed at the dimension e7 , that is to say say the sum of e1 and e2 (respectively thickness of the lidding sheet and thickness of the plastic material at the junction of the pots).
  • the first cutting tool 3 makes an incision on a height D3
  • the second cutting tool 4 makes an incision on a height D4 from below.
  • the height D4 will be between 10% and 80% of the thickness e2 of the plastic material. According to one possibility, the height D4 will be between 20% and 60% of the thickness e2 of the plastic material.
  • the height D4 will be between 25% and 50% of the thickness e2 of the plastic material. According to one possibility, the height D4 will be between 30% and 40% of the thickness e2 of the plastic material.
  • the height D3 will preferably be between 1% and 30% of the thickness e2 of the plastic material, and even more preferably between 5% and 25% of the thickness e2 of the plastic material. .
  • the first knife 3 is intended to fully incise the thickness e1 of the lidding sheet. In other words D3 > e1.
  • the zone which is not affected by the insertion of the knives extends over a height D5.
  • This height D5 must be sufficient so that the connecting zones 11, 12 between pots allow the pack of pots to be lifted only by one or two pots without holding the other pots.
  • the height D5 is between 30% and 60% of the thickness e2 of the plastic material.
  • the height D5 is between 20% and 60% of the thickness e2 of the plastic material.
  • the height D5 can be chosen between 25% and 45% of the thickness e2 of the plastic material, for the remaining thickness.
  • the cutting zone 31 of the first cutting tool may have a serrated shape or a wavy shape.
  • the cutting zone 41 of the second cutting tool may have a serrated shape or a wavy shape. This has an advantage on the quality of penetration of the knives into the plastic and therefore therefore the control of heights D3 and D4.
  • This localized cooling operation is preferably carried out just before (upstream) of the precut equipment described above.
  • this localized cooling operation is carried out at the same time as the sealing operation of the lid (ie lidding).
  • one or more contact counterparts are provided in the lower matrix.
  • the contact counterpart is marked 8.
  • the contact counterpart is preferably thermo-regulated, for example by the circulation of an ice-water fluid or of another fluid at low temperature in the counterpart.
  • a counterpart is provided from above, marked 82.
  • Sealing electrodes marked 71 and 72, are arranged in an upper element. It is noted that the sealing electrodes 71, 72 and the counterpart 8 for cooling on contact sandwich the plastic wall coated with the cap, it is thus possible to guarantee a good contact pressure of the counterpart 8 for cooling on contact and thus a good heat transfer coefficient of conduction in the contact zone.
  • the cooling is localized, it is selective, it does not significantly affect the food product contained in the jars.
  • the figure 9 shows in the form of a flowchart the method applied in an installation which includes a station for sealing the gate and a localized cooling arrangement as described in the previous paragraphs and downstream a station / equipment to form a precut as described in the paragraphs previous ones.
  • step S1 we start with a step S1 of forming the multi-housing container.
  • the plastic material being hot a generalized cooling step denoted S2 is carried out simultaneously; after what we proceed filling the multi-housing container with the target food product (step S3 ).
  • step S4 a combined operation of sealing a lid from the top of the pots is carried out (step S4 ), as well as a localized cooling operation (step S41 ), which is carried out thanks to a cooling contact counterpart inserted by the below already discussed above.
  • the localized cooling operation can be carried out later as illustrated in the optional step S5 .
  • step S6 the step of pre-cutting (or grooving) is carried out to obtain the cutting lines 11 , 12 in each of the connections between neighboring pots.
  • the operation consisting in practicing the pre-cutting can be carried out not only with a vertical relative movement but also with a horizontal relative movement. , namely either the knife or the blade moves relative to the plastic material of the multi-housing container or the multi-housing container moves relative to the knife / blade. This consideration is valid both for the pre-cut along the longitudinal axis L and for the pre-cut along the transverse axis T.

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  • Closures For Containers (AREA)
  • Packging For Living Organisms, Food Or Medicinal Products That Are Sensitive To Environmental Conditiond (AREA)

Abstract

Installation et équipement pour former une prédécoupe dans un pack de pots de produit alimentaire, pour faciliter une séparation par rupture des pots, le pack de pots comprenant un conteneur (2) continu multi-logements obtenu par formage de matière plastique, une feuille d'operculage (1) continue fermant les logements qui sont emplis de produit alimentaire, l'équipement comprenant un premier outil coupant (3) et un deuxième outil coupant (4), pour former une prédécoupe selon des lignes de séparation entre pots, le premier outil coupant pratiquant une rainure de prédécoupe par le dessus en découpant la feuille d'operculage, le deuxième outil coupant pratiquant une rainure de prédécoupe par le dessous en attaquant l'épaisseur du matériau du conteneur.

Description

  • La présente invention est relative aux équipements et méthodes pour former une prédécoupe dans un pack de pots de produit alimentaire.
  • Ces équipements permettent de fabriquer et livrer des packs de plusieurs pots de produit alimentaire solidaires les uns des autres et reliés entre eux par des zones de liaison jusqu'à ce que l'utilisateur final provoque la rupture d'une zone de liaison entre deux pots par une inclinaison d'un pot par rapport à l'autre.
  • De tels packs de plusieurs pots de produit alimentaire peuvent comporter 4 pots, 6 pots, 8 pots. On trouve aussi des packs de 2 pots, 10 pots, 12 pots. Le produit alimentaire peut être tout produit lacté, liquide, crémeux, pâteux ou mousseux.
  • Dans son état 'prêt à consommer', le produit alimentaire en lot/pack est contenu dans un conteneur multi-logements obtenu par formage de matière plastique, typiquement du polystyrène. Après remplissage des pots (c'est-à-dire les logements en forme de gobelets) avec le produit, on pose par-dessus une feuille d'operculage. Dans les zones de liaison entre deux pots, on pratique après le formage et l'operculage, un rainurage (dit 'prédécoupe'), qui incise la feuille d'operculage et la matière plastique de type polystyrène sur une certaine profondeur (i.e. hauteur dans son épaisseur).
  • Dans un but d'augmenter le taux de recyclabilité des pots après utilisation, il existe une tendance à se diriger vers l'utilisation de PET, c'est-à-dire du polytéréphtalate d'éthylène, matière plastique dont le recyclage est commun et bien maîtrisé.
  • Les inventeurs ont remarqué toutefois que le procédé de prédécoupe décrit plus haut n'était pas idéal pour obtenir une séparation par rupture de deux pots dans le cas d'utilisation du PET, c'est-à-dire du polytéréphtalate d'éthylène.
  • Il est donc apparu un besoin pour proposer une amélioration.
  • À cet effet, il est donc proposé un équipement pour former une prédécoupe dans un pack de pots de produit alimentaire, ladite prédécoupe facilitant une séparation par rupture de deux pots de produit alimentaire, le pack de pots comprenant un conteneur (2) continu multi-logements obtenu par formage de matière plastique, une feuille d'operculage (1) continue fermant les logements qui sont emplis de produit alimentaire,
    l'équipement comprenant un premier outil coupant (3) et un deuxième outil coupant (4), pour former une prédécoupe selon une ou plusieurs lignes de séparation de deux pots de produit alimentaire,
    le premier outil coupant (3) étant configuré pour pratiquer une rainure de prédécoupe par le dessus en découpant au moins la feuille d'operculage (1),
    le deuxième outil coupant (4) étant configuré pour pratiquer une rainure de prédécoupe par le dessous en attaquant l'épaisseur du matériau du conteneur, sur une épaisseur D4.
  • Grâce à ces dispositions, une telle prédécoupe à la fois par le dessus pour découper la feuille d'operculage et par le dessous pour créer une zone de faiblesse naturelle dans le matériau plastique, facilite une séparation par pliage et rupture de deux pots de produit alimentaire, pour une gamme de matière plastique plus large que l'utilisation type du polystyrène, incluant notamment la famille des polyéthylènes
  • Avantageusement, l'épaisseur D4, incisée par le dessous par le deuxième outil coupant, peut être comprise entre 10 % et 80 % de l'épaisseur e2 de la matière plastique, issue du moulage, à l'endroit de la zone de liaison. Selon une possibilité, la hauteur D4 sera comprise entre 20 % et 60 % de l'épaisseur e2 de la matière plastique ; l'intervalle en question peut aussi être plus étroit par exemple [25% - 50%] voire [30% - 40%].
  • Dans divers modes de réalisation de l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes, prises isolément ou en combinaison.
  • Selon un aspect, le conteneur (2) continu multi-logements est formé en matière PET, i.e. en polytéréphtalate d'éthylène. Le recyclage du PET en général est bien maîtrisé et des points de collecte et de retraitement sont disponibles selon un réseau assez dense.
  • Selon un aspect, le conteneur continu multi-logements est formé Polypropylène (PP en abrégé).
  • Selon un aspect, le premier outil coupant (3) peut être configuré pour pratiquer une rainure de prédécoupe par le dessus en découpant au moins la feuille d'operculage et en plus le matériau du conteneur, sur une épaisseur/profondeur D3. Par exemple, D3 peut être compris entre 1 % et 30 % de l'épaisseur e2 de matière plastique. Grâce à cette disposition, on peut avantageusement prendre en compte certaines dispersions dans le formage du contenant ou dans la précision cinématique de la presse.
  • Selon un aspect, on peut prévoir que la portion coupante présente une forme ondulée. Selon un aspect, on peut prévoir que la portion coupante présente une forme dentelée. Dans les deux cas, cela favorise la pénétration de l'outil coupant dans l'épaisseur de la matière plastique et le sectionnement des fibres.
  • Selon une option, la pénétration de la lame peut être verticale. Selon une option, il peut y avoir aussi une composante horizontale dans le déplacement relatif des lames/couteaux par rapport à la matière plastique, i.e. par rapport au conteneur continu multi-logements.
  • Selon un aspect, il peut être prévu que l'on forme simultanément toutes les lignes de prédécoupe (11,12) dans un pack de pots de produit alimentaire. Moyennant quoi la productivité d'une telle installation est particulièrement intéressante.
  • Selon un aspect, l'équipement en question est formé comme une presse avec une matrice et un poinçon, avec un déplacement relatif perpendiculaire au plan de l'ouverture des pots de produit alimentaire. Selon une configuration, le premier outil coupant est porté par le poinçon au-dessus du pack de pots alors que le deuxième outil coupant est porté par la matrice agencée sous le pack de pots. On note que la presse en question pourrait traiter plusieurs packs de pots en même temps.
  • La présente invention vise également une installation pour préparer des packs de pots de produit alimentaire, comprenant un premier équipement configuré pour à la fois pratiquer une opération de scellage d'un opercule et pratiquer par le dessous une opération de refroidissement localisé des zones de jonction des pots, et en aval dudit premier équipement, un second équipement pour former une prédécoupe, tel que décrit précédemment.
  • Ainsi, la température de la matière plastique est plus favorable pour une pénétration du couteau/lame en profondeur dans la matière plastique sans phénomène d'écrasement. Dit autrement, on abaisse suffisamment la température de la matière plastique, pour que le plastique soit suffisamment dur et rigide pour ainsi favoriser la pénétration du couteau ou de la lame en profondeur sans écrasement de la matière et le sectionnement des fibres.
  • Selon un aspect, l'opération de refroidissement localisé peut être de préférence réalisée grâce à une contrepartie de contact, la contrepartie de contact étant de préférence thermo-régulée. Ainsi, on ne refroidit que la zone d'intérêt, sans risque d'impacter ou de polluer/perturber le reste du pack ou de la machine.
  • Selon un aspect, il peut être prévu que l'opération de refroidissement localisé peut être réalisée d'une part par le dessous et d'autre part par le dessus. À cet effet, on prévoit des contres pièces assez étroites qui s'insèrent d'une part par le dessous entre les pots pour la configuration et d'autre part par le dessus entre les électrodes de scellage d'opercule.
  • La présente invention vise également une méthode pour former une prédécoupe dans un pack de pots de produit alimentaire, ladite prédécoupe facilitant une séparation par rupture de deux pots de produit alimentaire, le pack de pots comprenant un conteneur (2) continu multi-logements obtenu par formage de matière plastique, une feuille d'operculage (1) continue fermant les logements qui sont emplis de produit alimentaire, la méthode étant adaptée pour former une prédécoupe selon une ou plusieurs lignes de séparation de deux pots de produit alimentaire, la méthode comprenant :
    • pratiquer une rainure de prédécoupe par le dessus en découpant au moins la feuille d'operculage (1), sur une profondeur D3,
    • pratiquer une rainure de prédécoupe par le dessous en attaquant l'épaisseur du matériau du conteneur, sur une profondeur D4.
  • Avantageusement, grâce à ces dispositions, une telle prédécoupe à la fois par le dessus pour découper la feuille d'operculage et par le dessous pour créer une zone de faiblesse naturelle dans le matériau plastique, facilite une séparation par pliage et rupture de deux pots de produit alimentaire, pour une gamme de matière plastique plus large que l'utilisation type du polystyrène, incluant la famille des polyéthylènes.
  • Avantageusement, l'épaisseur D4, incisée par le dessous par le deuxième outil coupant, peut être comprise entre 10 % et 80 % de l'épaisseur e2 de la matière plastique, issue du moulage, à l'endroit de la zone de liaison. Selon une possibilité, la hauteur D4 sera comprise entre 20 % et 60 % de l'épaisseur e2 de la matière plastique, l'intervalle en question peut aussi être plus étroit par exemple [25% - 50%] voire [30% - 40%].
  • Selon un aspect, on forme simultanément en une seule opération de presse, toutes les lignes de prédécoupe dans un pack de pots de produit alimentaire.
  • Selon un aspect, on pratique, préalablement aux étapes de rainurage, au moins une étape de refroidissement. Ainsi, le matériau plastique est refroidi et présente une température suffisamment basse pour que l'élément coupant pénètre dans le matériau sans que le matériau ne s'écrase.
  • Selon un aspect, l'étape de refroidissement est une étape de refroidissement localisé ou autrement dit spatialement sélectif. Moyennant quoi, ce refroidissement n'affecte pas de manière significative le produit contenu dans les pots.
  • Selon un aspect, l'étape (ou l'une des étapes) de refroidissement localisé ou sélectif est réalisée en même temps qu'une opération de scellage d'un opercule sur le dessus du conteneur multi-logements. On peut avoir ainsi une bonne pression de contact et un bon transfert thermique ce qui favorise un refroidissement localisé.
  • Enfin, la présente invention vise également un pack de pots de produit alimentaire obtenu soit par un équipement conforme aux caractéristiques décrites précédemment, soit par une installation conforme aux caractéristiques décrites précédemment, soit grâce à une méthode conforme aux caractéristiques décrites précédemment.
  • D'autres aspects, buts et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif. L'invention sera également mieux comprise en regard des dessins joints sur lesquels :
    • la figure 1 illustre en vue de dessus un pack de pots de produit alimentaire selon un mode de réalisation de l'invention,
    • la figure 2 illustre en vue de face d'élévation le pack de pots de produit alimentaire de la figure 1,
    • la figure 3 illustre en coupe transversale une zone intermédiaire entre deux pots de produit alimentaire, à l'endroit de laquelle on vient former une prédécoupe facilitant la séparation par rupture de deux pots,
    • la figure 4 illustre plus en détail la zone illustrée la figure 3,
    • la figure 5 illustre une coupe dans le sens longitudinal de la rainure, avec une portion coupante dentelée,
    • la figure 6 illustre une coupe de la zone de prédécoupe, dans le sens longitudinal de la rainure, avec une portion coupante ondulée,
    • la figure 7 illustre en coupe transversale les rainures obtenues avec l'opération de prédécoupe,
    • la figure 8 illustre une étape de scellage de l'opercule accompagnée d'une étape de refroidissement localisé, en préalable à l'opération de prédécoupe,
    • la figure 9 montre un exemple de logigramme illustrant la méthode avec une étape de refroidissement préalable aux étapes de prédécoupe.
  • Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires.
  • Les figures 1 et 2 représentent un pack (réf 6) de pots de produit alimentaire (réf 5). Le produit alimentaire peut être un aliment classique, un alicament. Le produit alimentaire peut être tout type d'aliments lactés. Le produit peut être liquide, crémeux, pâteux ou mousseux.
  • Dans l'exemple illustré, on a représenté un pack 6 de six pots 5. Il faut toutefois comprendre que le nombre de pots peut être quelconque, c'est-à-dire que le pack peut comporter 2 pots, 4 pots, 6 pots, 8 pots, voire 9 pots, 10 pots, et même 12 pots.
  • Il faut comprendre sous le terme 'pack' un ensemble formant un lot de vente, cet ensemble comprenant plusieurs unités de consommation individuelle (chaque unité étant dénommée 'pot' ou 'gobelet' ici). Chaque unité de consommation individuelle forme une portion alimentaire pour un individu qui, à l'issue de la consommation, jette le pot vide c'est-à-dire l'emballage primaire dans une poubelle ou un circuit de recyclage.
  • Dans l'exemple illustré, on définit un plan de référence PR au niveau de la surface supérieure des pots, le plan de référence PR comprenant une direction longitudinale notée L et une direction transversale notée T. Il est défini en outre une direction verticale notée Z.
  • Les pots de produit alimentaire peuvent présenter une forme légèrement conique comme celle illustrée à la figure 2. Dans une variante, il n'y a pas de conicité et les flancs des pots peuvent être strictement parallèles à la verticale.
  • Les pots de produit alimentaire peuvent être des pots à paroi latérale convexe, non démoulable par un moule simple.
  • La matière qui sert à constituer le conteneur 2 continu multi-logements est du polytéréphtalate d'éthylène, désigné en abrégé par l'acronyme PET.
  • Il faut noter que l'on peut utiliser soit du PET translucide soit du PET opaque.
  • Il faut noter que l'on peut aussi utiliser du Polypropylène (PP) comme matière plastique.
  • La matière plastique peut être soufflée ou injectée dans un moule pour ainsi obtenir un conteneur multi-logements.
  • L'épaisseur notée e2 de la matière plastique du contenant peut être sensiblement uniforme sur l'ensemble du contenant multi logements. L'épaisseur e2 peut être typiquement comprise entre 0,6 mm et 1,6 mm au niveau des zones de jonctions entre pots. Selon un exemple préféré, l'épaisseur e2 peut est comprise entre 0,8 mm et 1 mm.
  • En ce qui concerne la feuille d'operculage, son épaisseur notée e1 est typiquement comprise entre 0,03 mm et 0,1 mm. Le matériau constitutif de la feuille d'operculage peut être formé par un assemblage multicouche, avec une couche très fine en feuille d'aluminium et une couche décor/étiquetage.
  • Afin de rendre possible une séparation individuelle de chacun des pots 5 pour une consommation individuelle, il est prévu de pratiquer des lignes de séparation repérées 11 et 12 sur tous les côtés où une liaison relie un pot à son voisin ; ces lignes de séparation 11,12 sont en réalité des lignes fusibles qui se cassent lorsque l'on incline un pot par rapport à l'autre comme exposé dans la partie introductive plus haut.
  • Comme illustré à la figure 3 , il est prévu un équipement de prédécoupe par le dessus et un équipement de prédécoupe par le dessous. L'équipement de prédécoupe par le dessus comprend un élément coupant, nommé ici premier élément coupant 3, cet élément coupant pouvant être appelé lame ou couteau. L'équipement de prédécoupe par le dessus comprend un porte-lame ou porte couteau, on appelle aussi cet élément enclume 30, ou première enclume dans le présent contexte.
  • L'équipement de prédécoupe par le dessous comprend un élément coupant, nommé ici deuxième élément coupant 4, cet élément coupant pouvant être appelé lame ou couteau. L'équipement de prédécoupe par le dessous comprend un porte-lame ou porte couteau, on appelle aussi cet élément enclume 40, ou deuxième enclume dans le présent contexte.
  • Le premier outil coupant 3 se termine par une extrémité aiguë 31 qui est incise l'opercule 1 ainsi qu'une petite hauteur dans l'épaisseur de la matière plastique. De même, le deuxième outil coupant 4 se termine par une extrémité aiguë 41 qui incise la matière plastique 2 sur une hauteur D4 qui sera discutée plus loin.
  • L'équipement qui porte les outils coupants est dans l'exemple illustré une presse. Le premier outil coupant 3 est porté par un équipement poinçon au-dessus du pack de pots alors que le deuxième outil coupant 4 est porté par la matrice agencée sous le pack de pots. Par exemple, la matrice est fixe sur une table de travail, alors que le poinçon est déplacé selon l'axe Z. Mais bien entendu l'inverse est tout aussi possible.
  • On note que la presse en question peut traiter plusieurs packs de pots en même temps.
  • Comme illustré à la figure 4 , notamment grâce à la précision de la presse, on maîtrise les profondeurs de pénétration des lames/couteaux dans la matière plastique. La maîtrise de la profondeur de pénétration peut être assurée en partie ou en totalité grâce à la présence de la première et deuxième enclume 30,40, dont l'espacement dans la position de travail est fixé à la cote e7, c'est-à-dire la somme de e1 et e2 (respectivement épaisseur de la feuille d'operculage et épaisseur de la matière plastique à la jonction des pots).
  • Comme illustré à la figure 4 , le premier outil coupant 3 pratique une incision sur une hauteur D3, et le deuxième outil coupant 4 pratique une incision sur une hauteur D4 depuis le dessous.
  • Ainsi selon une possibilité concernant le deuxième couteau 4, la hauteur D4 sera comprise entre 10 % et 80 % de l'épaisseur e2 de la matière plastique. Selon une possibilité, la hauteur D4 sera comprise entre 20 % et 60 % de l'épaisseur e2 de la matière plastique.
  • Selon une possibilité, la hauteur D4 sera comprise entre 25 % et 50 % de l'épaisseur e2 de la matière plastique. Selon une possibilité, la hauteur D4 sera comprise entre 30 % et 40 % de l'épaisseur e2 de la matière plastique.
  • Concernant le premier couteau, la hauteur D3 sera de préférence comprise entre 1 % et 30 % de l'épaisseur e2 de la matière plastique, et de manière encore plus préférée comprise entre 5 % et 25 % de l'épaisseur e2 de la matière plastique.
  • On note ici que le premier couteau 3 est destiné à inciser intégralement l'épaisseur e1 de la feuille d'operculage. Autrement dit D3 > e1.
  • On remarque, comme illustré à la figure 7 , que la zone qui n'est pas affectée par l'insertion des couteaux s'étend sur une hauteur D5. Cette hauteur D5 doit être suffisante pour que les zones de liaison 11,12 entre pots permettent de soulever le pack de pots seulement par un ou deux pots sans tenir les autres pots. Selon une configuration, la hauteur D5 est comprise entre 30 % et 60 % de l'épaisseur e2 de la matière plastique.
  • Selon une configuration, la hauteur D5 est comprise entre 20 % et 60% de l'épaisseur e2 de la matière plastique. De préférence, on pourra choisir la hauteur D5 comprise entre 25 % et 45% de l'épaisseur e2 de la matière plastique, pour l'épaisseur restante.
  • Comme illustré aux figures 5 et 6 , la zone tranchante 31 du premier outil coupant peut présenter une forme dentelée ou une forme ondulée.
  • De même, la zone tranchante 41 du deuxième outil coupant peut présenter une forme dentelée ou une forme ondulée. Ceci présente un avantage sur la qualité de pénétration des couteaux dans le plastique et donc par conséquence la maîtrise des hauteurs D3 et D4.
  • Selon la présente invention, il est prévu optionnellement de procéder à un refroidissement localisé de la zone des prédécoupes. Cette opération de refroidissement localisé est pratiquée de préférence juste avant (en amont) de l'équipement de prédécoupe décrit ci-dessus.
  • En référence à la figure 8 , cette opération de refroidissement localisé est réalisée en même temps que l'opération de scellage de l'opercule (i.e. operculage). Pour ce faire, il est prévu dans la matrice inférieure une ou plusieurs contreparties de contact. La contrepartie de contact est repérée 8. La contrepartie de contact est de préférence thermo-régulée, par exemple par la circulation d'un fluide d'eau glacée ou d'un autre fluide à basse température dans la contrepartie. Optionnellement, on prévoit un contre pièce par le dessus repéré 82.
  • Des électrodes de scellage, repérées 71 et 72 sont agencées dans un élément supérieur. On note que les électrodes de scellage 71,72 et la contrepartie 8 de refroidissement au contact prennent en sandwich la paroi de plastique revêtue de l'opercule, on peut ainsi garantir une bonne pression de contact de la contrepartie 8 de refroidissement au contact et ainsi un bon coefficient de transfert thermique de conduction dans la zone de contact.
  • Comme le refroidissement est localisé, il est sélectif, il n'affecte pas significativement le produit alimentaire contenu dans les pots.
  • Il faut remarquer que l'on prévoit des contrepièces assez étroites qui peuvent s'insérer d'une part par le dessous entre les pots pour la configuration et qui peuvent s'insérer d'autre part par le dessus entre les électrodes de scellage d'opercule.
  • La figure 9 reprend sous forme de logigramme la méthode appliquée dans une installation qui comprend une station de scellage de l'opercule et un agencement de refroidissement localisé comme décrit dans les paragraphes précédents et en aval une station / un équipement pour former une prédécoupe comme décrit dans les paragraphes précédents.
  • Sur la figure 9, on commence par une étape S1 de formage du conteneur multi-logements. La matière plastique étant chaude, on procède simultanément à une étape de refroidissement généralisée notée S2 ; suite à quoi on procède au remplissage du conteneur multi logements par le produit alimentaire cible (étape S3).
  • Puis, on procède à une opération combinée de scellage d'un opercule par le dessus des pots (étape S4), ainsi qu'une opération de refroidissement localisé (étape S41), qui est réalisée grâce à une contrepartie de contact de refroidissement inséré par le dessous déjà discuté ci-dessus.
  • En alternative ou en complément, l'opération de refroidissement localisé peut être réalisée plus tard comme illustré à l'étape S5 optionnelle.
  • Ensuite, on procède à l'étape de pré-découpage (ou rainurage) pour obtenir les lignes de découpe 11, 12 dans chacune des liaisons entre pots voisins (étape S6).
  • Selon un autre mode de réalisation, au lieu d'un mouvement uniquement vertical lié à un équipement de type presse, l'opération consistant à pratiquer la pré-découpe peut être réalisée non seulement avec une déplacement relatif vertical mais aussi avec un déplacement relatif horizontal, à savoir soit le couteau ou la lame se déplace par rapport à la matière plastique du conteneur multi logements soient le conteneur multi logements se déplacent par rapport au couteau / à la lame. Cette considération est valable tant pour la pré-découpe le long de l'axe longitudinal L que pour la pré-découpe le long de l'axe transverse T.

Claims (14)

  1. Equipement pour former une prédécoupe dans un pack de pots de produit alimentaire, ladite prédécoupe facilitant une séparation par rupture de deux pots de produit alimentaire, le pack de pots comprenant un conteneur (2) continu multi-logements obtenu par formage de matière plastique, une feuille d'operculage (1) continue fermant les logements qui sont emplis de produit alimentaire,
    l'équipement comprenant un premier outil coupant (3) et un deuxième outil coupant (4), pour former une prédécoupe selon une ou plusieurs lignes de séparation de deux pots de produit alimentaire,
    le premier outil coupant (3) étant configuré pour pratiquer une rainure de prédécoupe par le dessus en découpant au moins la feuille d'operculage (1),
    le deuxième outil coupant (4) étant configuré pour pratiquer une rainure de prédécoupe par le dessous en attaquant l'épaisseur du matériau du conteneur, sur une épaisseur D4.
  2. Equipement selon la revendication 1, dans laquelle le conteneur (2) continu multi-logements est formé en matière PET, i.e. en polytéréphtalate d'éthylène.
  3. Equipement selon l'une des revendications 1 à 2, dans lequel le premier outil coupant (3) est configuré pour pratiquer une rainure de prédécoupe par le dessus en découpant au moins la feuille d'operculage (1) et en plus le matériau du conteneur, sur une épaisseur D3.
  4. Equipement selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel la portion coupante présente une forme ondulée.
  5. Equipement selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel on forme simultanément toutes les lignes de prédécoupe (11,12) d'un dans un pack de pots de produit alimentaire.
  6. Equipement selon l'une des revendications 1 à 5, formé comme une presse avec une matrice et un poinçon, avec un déplacement relatif perpendiculaire au plan de l'ouverture des pots de produit alimentaire.
  7. Installation pour préparer des packs de pots de produit alimentaire, comprenant :
    - un premier équipement configuré pour à la fois pratiquer une opération de scellage d'un opercule et pratiquer par le dessous une opération de refroidissement localisé des zones de jonction des pots,
    et, agencé en aval dudit premier équipement
    - un second équipement pour former une prédécoupe, ledit second équipement étant conforme à l'une des revendications précédentes.
  8. Installation selon la revendication 7, dans laquelle l'opération de refroidissement localisé est réalisée grâce à une contrepartie de contact, la contrepartie de contact étant de préférence thermo-régulée.
  9. Méthode pour former une prédécoupe dans un pack de pots de produit alimentaire, ladite prédécoupe facilitant une séparation par rupture de deux pots de produit alimentaire, le pack de pots comprenant un conteneur (2) continu multi-logements obtenu par formage de matière plastique, une feuille d'operculage (1) continue fermant les logements qui sont emplis de produit alimentaire, la méthode étant adaptée pour former une prédécoupe selon une ou plusieurs lignes de séparation de deux pots de produit alimentaire,
    la méthode comprenant :
    - pratiquer une rainure de prédécoupe par le dessus en découpant au moins la feuille d'operculage (1),
    - pratiquer une rainure de prédécoupe par le dessous en attaquant l'épaisseur du matériau du conteneur, sur une épaisseur D4.
  10. Méthode selon la revendication 9, dans laquelle le conteneur (2) continu multi-logements est formé en matière PET, i.e. en polytéréphtalate d'éthylène.
  11. Méthode selon l'une des revendications 9 à 10, dans laquelle on forme simultanément en une seule opération de presse, toutes les lignes de prédécoupe (11,12) dans un pack de pots de produit alimentaire.
  12. Méthode selon l'une des revendications 9 à 11, dans laquelle on pratique, préalablement aux étapes de rainurage, au moins une étape de refroidissement, de préférence une étape de refroidissement localisé ou sélectif.
  13. Méthode selon l'une des revendications 9 à 12, dans laquelle une étape de refroidissement localisé ou sélectif est réalisée en même temps qu'une opération de scellage d'un opercule sur le dessus du conteneur multi-logements.
  14. Pack de pots de produit alimentaire obtenu soit par un équipement conforme à l'une des revendications 1 à 6, soit par une installation selon l'une des revendications 7 à 8, soit par une méthode selon l'une des revendications 9 à 13.
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