FR2629755A1 - Procede et appareil pour couper et souder les plis multiples d'un materiau thermoplastique presentant des sections epaissies - Google Patents

Abstract

L'appareil comporte ades moyens 12 pour préparer l'autocollage du matériau thermoplastique dans les zones du matériau à couper et à souder, les zones étant situées près des portions de fermeture; b des moyens 14 pour autocoller le matériau thermoplastique pour rendre le thermoplastique collant et pour faire coller temporairement ensemble les plis multiples dans les zones; et c des moyens 18 pour mettre en contact et chauffer la totalité des zones pour couper la totalité des plis multiples et, simultanément, souder les bords coupés. L'invention permet de réduire le risque de fuites dans la fabrication de sacs en plastique à fermeture à glissière.

Description

PROCEDE ET APPAREIL POUR COUPER ET SOUDER LES PLIS MULTIPLES D'UN

MATERIAU THERMOPLASTIQUE PRESENTANT DES SECTIONS EPAISSIES

La présente invention se rapporte de façon générale à la fabrication de sacs thermoplastiques et, de façon plus particulière,

à un procédé et à un appareil pour couper et souder les plis multi-

ples d'un matériau thermoplastique dans la fabrication d'articles, tels que des sacs, présentant des sections épaissies, telles que des

fermetures à glissière.

Depuis de nombreuses années, des dispositifs pour couper et souder simultanément les plis multiples de matériau thermoplastique (ci-dessous désignés sous le nom de dispositifs de coupe/soudure) ont été utilisés pour fabriquer des sacs poubelles en plastiques, des sacs pliés en sandwich et autres sacs, ne comportant pas

de fermeture à glissière, à partir d'un film uniforme.

Le brevet US n 3 033 257 de Weber décrit un exemple

d'un tel dispositif de l'art antérieur. De façon générale, des sou-

dures de qualité peuvent être obtenues à des cadences de cycle éle-

vées au moyen d'un dispositif de coupe/soudure du fait de l'uni-

formité de l'épaisseur du film utilisé.

Plus récemment, on a employé des dispositifs de coupe/soudure dans la fabrication de sacs constitués de plis multiples de film thermoplastique d'épaisseur non uniforme Les brevets US 3 986 914 de Howard, 4 024 010 de Boccia, 4 304 615 de Siegel, 4 396 449 de Tumminia et 4 658 433 de Savicki décrivent des exemples

de tels dispositifs de l'art antérieur. La non uniformité d'épais-

seur du film est d e au fait que l'on y prévoit des fermetures à

glissière, venues d'une pièce ou non, qui ont une épaisseur sen-

siblement supérieure à celle du reste du film, par exemple-une fer-

meture à glissière de 1,75 mm d'épaisseur prévue sur un film de

0,05 mm d'épaisseur.

Le traitement d'un matériau en film d'épaisseur non uniforme

ou présentant une fermeture à glissière pour en faire des sacs plas-

tiques pose plusieurs problèmes qui peuvent conduire à une augmenta-

tion des fuites le long des bords latéraux longitudinaux soudés du sac, aux soudures d'extrémité de la fermeture à glissière aussi

bien qu'aux autres soudures des bords latéraux longitudinaux. Un pre-

mier problème se rapporte à la façon dont il faut faire fonctionner le dispositif de coupe/soudure pour couper et souder la zone plus épaisse de la fermeture à glissière. La fermeture à glissière plus épaisse nécessite que le dispositif fonctionne à des températures plus élevées et à des cadences de cycle plus faibles pour couper la fermeture à glissière. Ces conditions opératoires vont tendre à produire des soudures plus grossières et plus déformées le long du reste des bords latéraux longitudinaux du sac. Ces zones déformées sont souvent des sites potentiels de fuites dans le

sac plastique.

Un autre problème se rapporte à l'allongement du film pro-

voqué par l'enroulement par dessus le profil plus épais créé par la, présence de la fermeture à glissière sur le film. Du fait que le film avec fermeture à glissière est enroulé sous tension sur des rouleaux en usine, il s'allonge typiquement du fait qu'il s'enroule sur le sommet du profil plus épais. L'allongement du film favorise l'apparition d'autres problèmes, tels que le plissement du film, le piégeage d'air et l'apparition de faux-plis dans le film au

cours de son pliage, tout cela créant des sites potentiels sup-

plémentaires de fuites.

Des tentatives ont été effectuées dans l'art antérieur pour résoudre le problème consistant à traiter le matériau en film avec fermeture à glissière pour obterirun sac présentant des soudures étanches aux fluides. Ces tentatives ont consisté à prétraiter le film à l'aide d'une combinaison de chaleur et de

pression pour comprimer la portion présentant la fermeture à glis-

sière du matériau en film et réduire l'épaisseur présentée au cou-

teau chaud pour couper et souder. La chaleur a été produite soit

thermiquement soit par l'emploi de vibrations ultrasoniques. Toute-

fois, bien que ces tentatives aient amélioré un peu l'intégrité des soudures latérales aux portions de fermeture à glissière du sac, les processus utilisés se sont traduits par des fuites apparaissant ailleurs dans le sac et dans lafermeture à glissière, fuites provoquées

par la déformation de la fermeture à glissière due à l'ap-

plication de la pression au cours du préchauffage.

Il existe par conséquent un besoin pour des améliorations per-

mettant une meilleure adaptation d'un dispositif de coupe/soudure à son emploi dans la fabrication de sacs plastiques à partir d'un matériau en film d'épaisseur non uniforme, principalementd'un film présentant des

portions épaissies par suite de la présence de fermetures à glissière.

La présente invention propose un procédé et un appareil conçus pour répondre aux besoins précités. Le procédé et l'appareil de la présente invention ont pour but de couper les plis multiples

d'un matériau thermoplastique présentant des portions épaissies, tel-

les que celles créées par la présence de fermetures à glissière, et, simultanément, d'en souder les bords coupés pour donner des sacs

avec des soudures améliorées étanches aux fuites.

La présente invention consiste particulièrement en un procé-

dé pour couper des plis multiples d'un matériau thermoplastique pré-

sentant des portions épaissies résultant de la présence de fermetures à glissière et pour, simultanément, souder leurs bords coupés, la

combinaison se caractérisant en ce qu'elle comporte les étapes con-

sistant à: (a) préparer l'autocollage dudit matériau thermoplastique dans des zones dudit materiau à couper et à souder, lesdites zones étant situées près de leur portion de fermeture; (b) autocoller ledit matériau thermoplastique dans des zones dudit matériau à couper et à souder, lesdites zones étant situées à la fois près desdites portions de fermeture et partout dans ses

portions restantes,pour rendre ledit matériau thermoplastique col-

lant et faire coller temporairement ensemble lesdits plis multiples dans lesdites zones; et (c) mettre en contact toutes lesdites zones dudit matériau thermoplast4que à couper et à souder avec un élément chauffé de

coupe et de soudure de façon à couper la totalité desdits plis mul-

tiples et, simultanément, souder ensemble leurs dits bords coupes.

La présente invention consiste également en un appareil

pour couper des plis multiples d'un matériau thermoplastique présen-

tant des portions de fermeture à glissière et pour, simultanément, souder ses bords coupés, la combinaison se caractérisant en ce qu'elle comporte:

(a) des moyens (12) pour préparer l'autocollage dudit maté-

riau thermoplastique dans les zones dudit matériau à couper et à

souder, lesdites zones étant situées près desdites portions de fer-

meture;

(b) desmoyens (14) pour autocollerledit matériauthermoplas-

tique pour rendre ledit matériau thermoplastique collant et pour faire coller temporairement ensemble lesdits plis multiples dans lesdites zones; et (c) des moyens (18) pour mettre en contact et chauffer la

totalité desdites zones pour couper la totalité desdits plis multi-

ples et, simultanément, souder lesdits bords coupés.

Le procédé comporte en outre les étapes consistant à: après l'étape (b) mais avant l'étape (c), préchauffer

les portions, présentant la fermeture à glissière, du matériau thermo-

plastique dans les zones de ce matériau qui sont à couper et à sou-

der eny appliquant la chaleur; et, après l'étape (c), estamper les por-

tions épaissies aux bords coupés et soudés du matériau pour en garantir

l'étanchéité. Les moyens correspondants sont prévus dans l'appareil.

De façon plus particulière, la préparation de l'autocollage

du matériau près de ses fermetures à glissière s'effectue en y appli-

quant la chaleur. L'autocollage du matériau à la fois près des ferme-

tures à glissière et partout dans ses portions restantes s'effectue

en y appliquant simultanément à la fois la chaleur et la pression.

La température utilisée lors de l'autocollage du maté-

riau est inférieure à la température utilisée lors du

préchauffage des portions du matériau présentant la fermeture à glis-

sière. L'estampage s'effectue en appliquant la pression sur les por-

tions épaissies aux bords coupés et soudés du matériau.

Précisons encore que la préparation de l'autocollage du ma-

tériau se fait à un endroit qui se trouve à trois largeurs du maté-

riau coupé de l'endroit o se fait la mise en contact du matériau

avec l'élément chauffé de coupe et de soudure. L'autocollage du maté-

riau se fait à un endroit qui est à une distance de deux largeurs

du matériau coupé de l'endroit o se fait la mise en contact du ma-

tériau. Le préchauffage des fermetures à glissière se fait à un en-

droit qui est à une distance d'une largeur du matériau coupé de l'en-

droit o se fait la mise en contact du matériau. Les dispositifs caractéristiques que comporte l'appareil de coupe et de soudure pour effectuer les étapes opératoires précitées sont un dispositif de préparation de l'autocollage, undispositif

d'autocollage,un disoositif de préchauffage de la fermeture à glis-

sière et un composant de postestampage.

La présente invention se rapporte également à undispositif de préchauffage pour emploi dans le préchauffage des portions de fermeture à glissière des plis multiples du matériau thermoplastique

avant la coupe des plis et la soudure de leurs bords coupés. Le dispo-

sitif de préchauffage comporte: (a) une paire d'éléments du type

patin conçus pour chauffer les portions du matériau pré-

sentant la fermeture a glissière dans les zones à couper et à souder; (b) une paire d'éléments de guidage conçus pour recevoir entre eux les portions des matériaux présentant la fermeture à glissière et pour les guider en alignement avec les éléments du type patin; et (c) des moyens de montage pour disposer les élémentsdutype patin et

les éléments de guidage sur des côtés opposés du matériau, pour sup-

porter les éléments du type patinpour qu'ils effectuent un mouvement en direction l'un de l'autre et en s'écartant l'un de l'autre, et pour supporter les éléments de guidage pour qu'ils effectuent un mouvement relatif en direction l'un de l'autre et en s'écartant l'un de l'autre. Au moins l'un des éléments du typepatin est conçu pour

être chauffé.

De façon plus particulière, les moyens de montage comportent

une paire de bras conçus pour être montés aux mêmes extrémités res-

pectives pour effectuer un mouvement de pivotement en direction l'un de l'autre et en s'écartant l'un de l'autre. Les bras supportent les éléments respectifs du type patin en des positions espacées des mêmes

extrémités respectives des bras. Le dispositif de préchauffage compor-

te en outre des moyens de manoeuvre disposés près des bras et pou-

vant fonctionner pour provoquer le mouvement de pivotement des bras et des éléments du type patin avec eux. Les bras portent à leurs extrémités respectives, des saillies de came

inclinées en sens opposé. Des moyens de manoeuvre comportent une com-

mande qui peut fonctionner pour effectuer un mouvement entre une position en extension et une position en rétraction, ainsi qu'un élément en coin relié à la commande et disposé entre les saillies de came sur les bras. L'élément en coin est conçu pour venir en prise avec les saillies des cames et provoquer le mouvement de pivotement

des bras pour les écarter l'un de l'autre et pour autoriser le mou-

vement de pivotement des bras en direction l'un de l'autre lors du

mouvement correspondant de la commande entre sa position en exten-

sion et sa position en rétraction.

Par conséquent, un but de la présente invention est de pro-

poser un procédé et un appareil de coupe et de soudure incorporant

une combinaison de caractéristiques qui améliore forte-

ment la qualité finale du sac en améliorant l'aspect global des sou-

dures des bords latéraux, en réduisant les fuites aux soudures des bords latéraux, les fuites aux soudures d'extrémité de la fermeture

à glissière et les fuites par le profilé de la fermeture à glissière.

D'autres buts et avantages de l'invention ressortiront des descrip-

tions suivantes et des dessins joints.

La figure 1 est une vue schématique en plan de dessus d'un appareil de coupe et de soudure conforme aux principes de la présente

invention.

La figure 2 est une vue schématique en élévation latérale

de l'appareil de la figure 1.

La figure 3 est une vue en élévation latérale, à échelle agrandie, d'un dispositifde préparation de l'autocollage, faisant

partie de l'appareil de la figure 1.

La figure 4 est une vue en élévation en bout du dispositif

de préparation de l'autocollage vu selon la ligne 4-4 de la figure 3.

La figure 5 est une vue en élévation en bout, à échelle agrandie, d'undispositif d'autocollage faisant partie de l'appareil

de la figure 1.

La figure 6 est une vue en élévation latérale partielle, à

échelle agrandie, dudispositif d'autocollage de la figure 5.

La figure 7 est une vue en élévation latérale, à échelle agrandie, d'une réalisation d'un dispositif de préchauffage de la fermeture à glissière, faisant partie de l'appareil de la figure 1. La figure 8 est une vue en élévation latérale, à échelle agrandie, d'une autre réalisation du dispositif de préchauffage de

la fermeture à glissière de l'appareil de la figure 1.

La figure 9 est une vue en plan de dessus du dispositif de préchauffage de la fermeture à glissière vu selon la ligne 9-9 de

la figure 8.

La figure 10 est une vue en élévation en bout du dispositif de préchauffage de la fermeture à glissière vu selon la ligne 10-10

de la figure 8.

La figure 11 est une vue en élévation latérale, à échelle agrandie, d'un dispositif de postestampage de l'appareil de la figure 1. On se rapporte aux figures 1 et 2 du dessin qui représentent schématiquement un appareil pour couper et souder simultanément les

plis multiples d'un matériau thermoplastique, l'appareil étant dési-

gné de façon générale par le repère 10. L'appareil 10 de coupe et de soudure comporte un dispositifde préparation de l'autocollage 12, un dispositifd'autocollage 14, un dispositif depréchauffage de la fermeture à glissière 16, un dispositif decoupe et de soudure 18 et un dispositifd'estampage 20. Le terme "estampage" utilisé ici se rapporte à l'écrasement, sous pression, de la soudure d'extrémité

de la fermeture, alors que la soudure retient encore la chaleur four-

nie par le dispositif de préchauffage 16, pour réduire la quantité

de matière pour la coupe et la soudure des plis multiples.

Les dispositifs précités sont généralement disposés en série, chaque dispositif étant situé à une distance

du composant voisin égale à la largeur d'un sac plas-

tique B, comme représenté sur les figures 1 et 2. Par conséquent les dispositifsde préparation de l'autocollage, et de préchauffage de la

fermeture à glissière 12-16 sont situés en des positions ou des en-

droits qui sont respectivement à trois, deux, et une largeur(s) de sac en amont de la position ou de l'endroit du dispositifde coupé et de soudure 18, tandis que le dispositifd'estampage-20 est situé à une position ou à un endroit à légèrement plus d'une largeur de sac en aval de l'endroit o se trouve le dispositifde coupe et de

soudure 18.

Les dispositifs de l'appareil sont représentés schématique-

ment sur les figures 1 et 2 et avec davantage de détails sur les autres figures. Toutefois on n'a pas représenté sur les dessins le bâti d'ensemble de l'appareil pour y monter les dispositifs ainsi

qu'un dispositif d'alimentation pour faire avancer de façon inter-

mittente un film continu de matériau thermoplastique dans l'appa-

reil et devant les endroits o se trouvent les différents dispo-

sitifs. Les modes de construction d'un tel bâti et d'un tel dispo-.

sitif d'alimentation de l'appareil 10 sont connus en soi.

Comme représenté sur la figure 1, des plis multiples, par exemples deux plis, d'un film en matériau thermoplastique F ont été obtenus par une opération de pliage effectuée à un poste antérieur en amont (non représenté). Par conséquent le film est fermé et plié

le long de son bord inférieur 22 et ouvert le long de ses bords su-

périeurs 24 lorsqu'il atteint ledispositif de préparation de l'auto-

collage 12, le premier dans la disposition de série représentée des dispositifs. Le film présente des portions épaissies formées par des moitiés ou parties 26, susceptibles de coopérer, d'une fermeture du type

à glissière 28. Exceptédans la zonede la fermeture dutype à glis-

sière, le film a une épaisseur généralement uniforme. Par exemple le film peut avoir une épaisseur de 1,75 mm à la fermeture à glissière tandis que le reste du film peut avoir une épaisseur de 0,05 mm. De préférence, avant que le film atteigne le composant de préparation de l'autocollage 12, les parties coopérantes 26 desa fermeture 28 auront été fermées ou seront en relation d'interverrouillage l'une

avec l'autre.

Les dispositifs amont de préparation à l'autocollage, d'auto-

collage et de préchauffage de la fermeture à glissière 12-16 de l'ap-

pareil collaborent pour préconditionner le film et la fermeture du type à glissière 28 de façon que les soudures latérales soient étanches aux fluides après que les plis multiples du film ont été coupés et soudés par le composant de coupe et de soudure 18 pour

donner des sacs individuels en plastique B à partir d'un film plié.

Le sac terminé B présente des soudures le long de ses bords laté- raux opposés 30 et aux extrémités 32 les parties coopérantes 26 de sa fermeture 28. Le composant aval d'estampage 20 postconditionne

les extrémités 32 de la fermeture 28 pour garantir que leur étan-

chéité est obtenue.

Dans le procédé mis en oeuvre par l'appareil, la première étape préparation de l'encollage du matériau thermoplastique du

film près de la fermeture 28 - s'effectue par application de cha-

leur sur le matériau par le dispositif 12 de préparation de l'auto-

collage.

On applique la chaleur uniquement dans les zones du maté-

riau du film à couper et à souder qui sont situées près de la ferme-

ture 28 et sous cette fermeture, par exemple dans une zone s'éten-

dant jusqu'à environ 1,25 cm en-dessous de la fermeture. La chaleur est appliquée par le dispositif12 de préparation de l'autocollage à une température située sur une plage allant de 88 C à 105 C et,de

préférence,à une température d'environ 93 C. Cette zone du film voi-

sine de la fermeture 28 est ordinairement plus épaisse que le reste

du film, par exemple d'une épaisseur allant de 0,1 mm à 0,15 mm com-

parée à une épaisseur de 0,05 mm par ailleurs. Par conséquent la pré-

paration à l'autocollage dans cette zone ajoute un complément de cha-

leur uniquement dans la zone voisine de la fermeture 28. Ce complé-

ment de chaleur aide à éliminer les fuites ou soudures du bord laté-

ral. C'est-à-dire que l'on a trouvé qu'une préparation réussie de l'autocollage, si elle est suivie d'un autocollage réussi, élimine

toutes les fuites aux soudures du bord latéral du film.

Comme on le voit sur les figures 1 et 2, et plus en détail

sur les figures 3 et 4, le dspositif 12 de préparation à l'autocol-

lage est disposé près des bords supérieurs 24 du film et comporte un arbre de montage 34 présentant des éléments supports supérieur et

inférieur, de forme allongée, 36, 38 montés verticalement l'un au-

dessus de l'autre à son extrémité supérieure. L'élément support supérieur 36 supporte à son extrémité aval un élément du type patin et, à son tour, il est monté en 42 sur l'arbre 34 avec liberté de pivoter. L'élément support intérieur 38 supporte à son extrémité aval un élément dutype patin 44 et, à son tour, il est monté fixe sur l'arbre 34. Par conséquent la paire d'éléments dutypepatin 40, 44 sont montés pour effectuer un mouvement relatif en direction l'un de l'autre et en s'écartant l'un de l'autre et sont disposés des côtés opposés du film. En outre, les éléments du type patin 40, 44 font face aux zones du film à couper et à souder qui sont situées

près de la fermeture 28 du type à glissière, et sous cette ferme-

ture, et, par leurs bords 46, peuvent venir en contact avec ces zones.

Une encoche 48 et une fente 50 sont définies par les éléments du type

patin 40, 44 pour empêcher que les éléments 40, 44 ne viennent en con-

tact, respectivement, avec la fermeture et avec une bande de prise épaissie (non représentée), prévue le long du bord supérieur 24 du film.

Au moins l'un des éléments du type patin40, 44 est chauffé.

Dans la réalisation représentée sur les figures 3 et 4, les deux élé-

ments 40, 44 sont chauffés au moyen d'éléments chauffants 52 qui y sont enrobés. En opérant sur la plage de température précitée, on peut appliquer une chaleur suffisante sur cette zone tout en opérant un point de réglage suffisamment bas pour que la fusion du film ne se produise pas si l'appareil s'arrête alors que les éléments du type patin 40,44 restent en contact avec le film au cours de l'arrêt. S'il fallait des valeurs plus élevées de la chaleur, les deux éléments 40, 44 pourraient être réétudiés pour être mis hors contact avec le film

lorsque l'appareil s'arrête.

La seconde étape - autocollage du film - s'effectue par application, simultanément, à la fois de la chaleur et de la pression au film par le dispositif d'autocollage 14. On applique la chaleur et

la pression dans les zones du film à couper et à souder qui sont si-

tuées à la fois près de la fermeture 28 et s'étendant à environ 1,25 cm en-dessous de cette fermeture, comme décrit ci-dessus, et également partout dans les autres portions du matériau qui s'étendent Jusqu'à son bord inférieur 22. La chaleur est appliquée par le dispositif d'autocollage 14 à une température comprise entre 121 C et 149 C et de préférence à une température d'environ 132oC. Par conséquent la température d'autocollage est suffisamment élevée pour rendre collant le matériau thermoplastique et provoquer

le collage temporaire des plis multiples entre eux dans ces zones.

De préférence la pression est comprise entre 34 et 103 kPa

(5 à 15 psi).

Comme représenté sur les figures 1 et 2, et plus en détail sur les figures 5 et 6, undispositifd'autocollage 14 comporte une paire d'éléments du type barreau, supérieur et inférieur, de forme

allongée, 54, 56 montés pour effectuer un mouvement relatif en direc-

tion l'un de l'autre et en s'écartant l'un de l'autre et disposés des côtés opposés du film. Les éléments du type barreaux 54, 56

font face aux zones précitées du film à couper et à souder. L'élé-

ment supérieur du type barreau 54 est supporté par une superstruc-

ture 58 montée pour effectuer un mouvement vertical à l' intérieur

d'une palre de portées 60 pour mouvement linéaire et reliée à un dispo-

tif d'actionnement 62, tel qu'un vérin àair comprimé, qui peut fonc-

tionner pour déplacer la superstructure 58 et l'élément 54 en direction

de l'élément du type barreau inférieur 56 et en s'en écartant. Ce der-

nier élément 56 est disposé fixe sur une sous-structure 64.

De préférence, lélément supérieur du type barreau 54 du dispositif d'autocollage 14 est chauffé par tout moyen convenable, tandis que l'élément inférieur du type barreau 56 comporte sur lui un revêtement 66 d'un matériau qui peut se déformer élastiquement, tel qu'une garniture de caoutchouc, faisant face à l'élément supérieur 54, le film s'étendant entre eux. Le revêtement 66 présente une fente

68 qui y est définie, alignée pour recevoir la fermeture plus épais-

se 28. (De telles fentes 68 sont représentées sur la figure 5 car la réalisation du dispositif d'autocollage illustrée est conçue pour

assurer le traitement de deux films côte à côte).

Dans l'intervalle detempérature précité, le dispositif d'auto-

collage 14 est prévu de fonctionner à une température suffisamment élevée pour rendre les couches pliées ou les plis du film collants et pour les faire se coller ensemble sans réellement se souder l'un à l'autre. Du fait de la chaleur ajoutée par l'étape antérieure de préparation à l'autocollage, cette condition concerne le matériau allant du bord inférieur de la fermeture 28 au bord inférieur 22 du film plié. De préférence la largeur des éléments du type barreau

54, 56 est d'environ 1,9 mm, bien que l'on puisse utiliser des lar-

geurs plus faibles. L'élément inférieur 56 peut également être chauf-

fé. La présence de la fente 68 dans le revêtement 66 permet la fixa-

tion d'une pression uniforme d'un bout à l'autre du matériau du film, ce qui améliore également l'autocollage du film dans la zone qui

doit être ultérieurement coupée et soudée par le composant 18.

L'emploi du dispositif d'autocollage 14 améliore l'intégri-

té des soudures longitudinales des bords latéraux du sac B. Les trous de l'angle inférieur sont éliminés car les couches ou les plis

sont maintenant collés ensemble. Les plissements aux soudures laté-

rales,bien qu'encore présents dans le film, ne fuient pas car un

cordon de soudure uniforme s'est formé autour d'eux.

La troisième étape - préchauffage de la fermeture épaissie 28 du film s'effectue par application de la chaleur à la fermeture 28 par ledispositif de préchauffage 16. On applique la chaleur dans les zones de la fermeture 28 à couper et à souder qui sont alignées longitudinalement avec les zones, décrites ci-dessus, du reste du matériau du film à couper et à souder. La chaleur est appliquée par le dispositif de préchauffage 16 à une température comprise entre 177 C et 288 C (selon la dimension et l'épaisseur de la fermeture). Par conséquent la température de préchauffage est supérieure à la fois aux températures de preparation de l'autocollage

et de l'autocollage.

Comme représenté sur les figures 1 et 2, et plus en détail sur la figure 7, ledispositif de préchauffage 16 comporte une paire d'éléments dutype patin supérieur et inférieur, 70, 72, conçus pour appliquer la chaleur des côtés opposés de la fermeture épaissie 28

dans ses zones à couper et à souder. En outre, le dispositif16 pré-

sente une paire d'éléments de guidage supérieur et inférieur 74, 76présentant des cannelures ou creux périphériques respectifs 78, 80 conçus pour recevoir entre eux la fermeture 28 pour la guider en alignement avec les éléments dutype patin 70,72 d'applicationde la chaleur. Un bras 82 supporte l'élément supérieur du typepatin 70 pour qu'il effectue un mouvement de pivotement en direction de, et en s'écartant de, l'élément inférieur dutype patin 72 qui est sup-

porté de façon fixe par un bras 84. Un levier 86 supporte, avec li-

berté de rotation, l'élément supérieur de guidage 74 pour qu'il ef-

fectue un mouvement de pivotement en direction de, et en s'écartant de, l'élément de guidage inférieur 16 qui est également supporté, avec liberté de rotation, par le bras 84. Les éléments supérieur

et inférieur de type patin 70, 72 et les éléments correspondants su-

périeur et inférieur de guidage 74, 76, situés en aval des éléments , 72, sont respectivement disposés des cStés opposés du film. Au moins l'un, et de préférence les deux, des éléments dutypepatin

* sont chauffés par tout moyen convenable.

Les figures 8 à 10 représentent une réalisation améliorée du dispositif de préchauffage 16A qui a sensiblement le même dessin de base que celui de la figure 7. Toutefois. aussi bien l'élément supérieur que l'élément inférieur detype patin 70, 72 sont supportés sur des paires respectives de bras pivotants, supérieur et inférieur,

88, go90.

De façon plus particulière, les bras supérieur et inférieur 88, 90 sont montés aux mêmes extrémités respectives pour effectuer

un mouvement de pivotement en direction l'un de l'autre et en s'écar-

tant l'un de l'autre et supportent les éléments respectifs du type

patin 70, 72 en des positions espacées de leurs extrémités respectives.

Le dispositif depréchauffage 16A comporte également un moyen formant actionneur, disposé près des extrémités des bras 88, 90 et pouvant fonctionner pour provoquer le mouvement de pivotement des bras et des éléments dutype patin 70, 72 avec eux en direction l'un de

l'autre et en s'écartant l'un de l'autre.

Les bras supérieur et inférieur 88, 90 présentent, définies sur eux, à leurs mêmes extrémités, des saillies de came, supérieure

et inférieure, 96, 98 inclinées en sens opposé. Les moyens de ma-

noeuvre comportent un actionneur 100 qui peut se déplacer entre une position en extension et une position en rétraction, ainsi qu'un élément encoin 102 relié au dispositif d'actionnement 100

et disposé entre les saillies de came 96, 98 sur les bras 88, 90.

L'élément en coin 102 vient en prise avec les saillies de came 96, 98 pour provoquer le mouvement de pivotement des bras 88, 90 pour

s'éloigner l'un de l'autre et pour autoriser le mouvement de pivo-

tement des bras en direction l'un de l'autre lors du mouvement cor-

respondant du dispositif d'actionnement 100 entre sa position en exten-

sion et sa position en rétraction. Un ressort 104 interconnecte les bras 88, 90à leurs mêmes extrémités situées en face l'une de l'autre et les contraint dans le sens d'un mouvement de pivotement en direction l'un de l'autre. Les leviers supérieurs et inférieurs 92, 94 sont montés aux mêmes extrémités respectives pour effectuer un mouvement de pivotement en direction de, et en s'écartant de, l'un de l'autre et supportent, avec liberté de rotation, les éléments respectifs de guidage 74, 76 à leurs mêmes extrémités respectives, situées en face l'une de l'autre. Un ressort 106 interconnecte les leviers 92, 94

et les contraint dans le sens d'un mouvement de pivotement en direc-

tion l'un de l'autre.

L'avantage de cette réalisation par rapport à la réalisa-

tion de la figure 7 est qu'elle permet le recul des éléments du

type patin, chauffés 70, 72 pour s'écarter du matériau du film lors-

que l'appareil est arrêté. Tandis que ce recul s'obtient en utili-

sant l'élément en coin 102, le même effet final pourrait s'obtenir en utilisant des vérins pneumatiques individuels. Le dispositifde préchauffage 16 ou 16A améliore les soudures aux extrémités opposées 32 de la fermeture 28 tout en réduisant au minimum les fuites par le profilé. La quatrième étape - la mise en contact des zones du film à couper et à souder - est effectuée par le dispositif de coupe et de soudure 18. Comme schématiquement représenté sur les figures 1 et 2, le dispositifde coupe et de soudure 18 comporte un couteau supérieur

chaud 108 et un rouleau inférieur de soudure 110 conçus pour colla-

borer pour découper les plis du film et, simultanément, souder en-

semble leurs bords coupés pour former les soudures sur les bords la-

téraux longitudinaux 30 du sac.

Pour améliorer la capacité de coupe du couteau chaud 108 à la fermeture 28, on applique sur le rouleau inférieur de soudure , uniquement dans sa région circonférentielle alignée avec la fermeture 28 du film, plusieurs tours d'un ruban élastiquement défor- mable, tel qu'un ruban en "TEFLON" (polytétrafluoroéthylène) ou un

ruban de fibres de verre imprégné de polytétrafluoroéthylène) (non repré-

senté). Ceci augmente la valeur de la pénétration du couteau et se traduit par une capacité de coupe améliorée. A titre d'exemple, la quantité de ruban peut être de deux tours de 2,5 cm en largeur et de deux tours de 1,25 cm en largeur. En utilisant cette quantité de ruban, on a expérimenté un accroissement de pénétration d'environ 0,7 mm. Cette quantité de ruban permet également de couper et de

fixer des profilés de fermeture 28 plus grands tout en faisant fonc-

tionner l'appareil à la cadence désirée d'environ 60 cycles par mi-

nute et tout en maintenant la température du couteau chaud 108 à une va-

leur comprise entre 270 C et 345 C, de préférence à une température comprise entre 307 C et 310 C, selon le matériau du ruban placé sur le

rouleau de soudure 110.

La cinquième étape - estamper les soudures aux extrémités 32 de la fermeture 28 pour en garantir l'étanchéité - est effectuée par un dispositif de postestampage 20. L'action d'estampage applique la pression sur la fermeture épaissie 28 aux bords coupés et soudés

du film.

De façon plus particulière, comme représenté sur les figures

1 et 2, et plus en détail sur la figure 11, le dispositif d'estampa-

ge 20 comporte une paire de rouleaux supérieur et inférieur 112, 114 situés en aval du couteau chaud 108, disposés des côtés opposés du matériau du film et conçus pour collaborer ensemble pour appliquer la pression nécessaire sur les extrémités coupées et soudées 32 de la fermeture 28. Le rouleau supérieur 112 est monté, avec liberté de rotation, à l'extrémité d'un élément supérieur pivotant 116 qui est contraint élastiquement par un ensemble formant ressort réglable 118 en direction du rouleau inférieur 114, qui lui-même est monté,

avec liberté de rotation, à l'extrémité d'une console 120 sur la-

quelle il est placé en position fixe. Du fait de la chaleur et du polymère fondu restant sur les extrémités 32 de la fermeture coupée

28, les rouleaux supérieur et inférieur d'estampage 114, 116 col-

laborent pour laminer leurs bords fermés, garantissant ainsi l'étan-

chéité des soudures aux extrémités de la fermeture. Sur la figure 11 sont également représentés une paire de tapis transporteurs, supérieur et inférieur, d'enlèvement qui, lorsque les sacs sont fermés transportent les sacs terminés sous les rouleaux d'estampage

114, 116 et de là à une station d'empilage.

On a trouvé que le dispositif d'estampage 20 est particulière-

ment efficace lorsqu'il est utilisé en combinaison avec le dispositif

de préchauffage 16. Par conséquent le concept pour l'emploi du dispo-

sitif d'estampage 20 consiste à utiliser la chaleur restante de la

chaleur appliquée par le dispositif de préchauffage 16 et par le cou-

teau chaud 108 pour fermer les soudures d'extrémité de la fermeture si ceci n'a pas été fait de façon satisfaisante en amont, par le

couteau chaud 108.

Le dispositif d'autocollage 14 opère enrelation synchronisée avec le mouvement cyclique du dispositifde coupe et de soudure 18 de l'appareil. De façon spécifique, pendant que le film avance, l'élément supérieur du type barreau 54 du disDositif d'autocollage 14 se trouve dans sa position supérieure, rétractée, hors du chemin du film qui avance. Ensuite, lorsque l'avancement du film s'arrête et que le couteau chaud 108 et le rouleau de soudure 110 du composant de coupe et de soudure 18 opèrent ensemble pour couper et souder les

plis du matériau pour former la soudure sur le bord latéral longitu-

dinal 30 du sac, ledispositif est mis sous tension pour effectuer les

fonctions décrites ci-dessus. Le mouvement de pivotement du disposi-

tif de préchauffage permet aux éléments du type patin 70 ou 72 de

reculer chaque fois que le dispositif de soudure s'arrête.

On a effectué un cycle contrôlé pour identifier l'effet de

chacun des dispositifs de préparation de l'autocollage, de préchauf-

fage et de postestampage 12, 14, 16 et 20 en ce qui concerne la quali-

té globale des soudures latérales. Le tableau 1 ci-dessousmontre les

résultats. On a testé un total de 20 sacs. On a effectué les expé-

17 2629755

riences en enlevant un dispositif particulier et en enregistrant les résultats concernant les fuites. Puis on a remis le dispositif en service et on a établi à nouveau les conditions de contr8le. Les

différents paramètres des conditions opératoires étaient les sui-

vants: - Température de préparation de l'autocollage = 93,3 C (200 F) Température d'autocollage = 137,8 C (280 F) - Température de préchauffage = 360 C (6800F) - Cadence de cycle = 63 cycles/min - Vitesse du transporteur = 40 mètres/min (134ft/min) - Pénétration = 0,5 mm (0,020 pouce) - Rouleau d'estampage en place - Ruban en fibres de verre imprégnées de "TEFLON"OE sur le rouleau de soudure à la fermeture à glissière,

2 tours, largeur 2,5 cm, 2 tours, largeur 1425 cm.

- Proportion de fuites = 2/20 fuites à la soudure d'extrémité de la

fermeture à glissière.

TABLEAU I

Soudure longitudinale Soudure d'extrémité de du bord latéral du film la fermeture à glissière Nombre de fuites* Nombre de fuites* Contrôle/Pas de préparation de l'autocollage 0/3 2/1 Contrôle/Pas d'autocollage 0/20 3/3 Contrôle/Pas de préchauffage 0/0 3/19 Contrôle/Pas d'estampage 0/0 3/8 Contrôle/Pas 4e ruban 0/0 4/19

"TEFLON ")

*nombre de fuites dans le nombre de soudures qui ont fuit sur 20 qui

ont été testées.

Ayant ainsi décrit l'appareil et le procédé de l'invention en détail et en se référant à l'une de ses réalisations préférées, il apparaltra que des modifications et des variantes sont possibles,

sans s'écarter de l'esprit de l'invention.

Claims (14)

REVENDICATIONS

1. Procédé pour couper des plis multiples d'un matériau thermoplastique présentant des portions épaissies résultant de la présence de fermetures du type à glissière et pour, simultanément, souder leurs bords coupés, la combinaison se caractérisant en ce qu'elle comporte les étapes consistant à: (a) préparer l'autocollage dudit matériau thermoplastique dans des zones dudit matériau à couper et à souder, lesdites zones étant situées près de leur portion de fermeture; (b) autocoller ledit matériau thermoplastique dans des zones dudit matériau à couper et à souder, lesdites zones étant situées à la fois près desdites portions de fermeture et partout dans ses

portions restantes pour rendre ledit matériau thermoplastique col-

lant et faire coller temporairement ensemble lesdits plis multiples dans lesdites zones; et (c) mettre en contact toutes lesdites zones dudit matériau thermoplastique à couper et à souder avec un élément chauffé de

coupe et de soudure de façon à couper la totalité desdits plis mul-

tiples et, simultanément, souder ensemble leurs dits bords coupés.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il

comporte, après l'étape (b) mais avant l'étape (c), l'étape consis-

tant à préchauffer lesdites portions de fermeture dudit matériau dans lesdites zones du matériau à couper et à souder en y appliquant la

chaleur, étant précisé que le préchauffage desdites portions de fer-

meture s'effectue en y appliquant la chaleur à une température supé-

rieure à la température de la chaleur appliquée audit matériau près de ses dites portions de fermeture dans ladite étape de préparation

de l'autocollagedudit matériau.

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'autocollage dudit matériau s'effectue en appliquant la chaleur sur lesdites zones à une température supérieure à la température de la chaleur appliquée dans ladite étape de préparation de l'autocollage et inférieure à la température de la chaleur appliquée dans ladite

étape de préchauffage.

4. Procédé selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il comporte, après l'étape (c), l'étape consistant à estamper lesdites portions de fermeture auxdits bords coupés et soudés dudit matériau pour en garantir l'étanchéité, ledit estampage s'effectuant

par application de la pression sur lesdites portions de fermeture.

5. Appareil pour couper des plis multiples d'un matériau thermoplastique présentant des portions de fermeture à glissière et pour, simultanément, souder ses bords coupés, la combinaison se caractérisant en ce qu'elle comporte:

(a) des moyens (12) pour préparer l'autocollage dudit maté-

riau thermoplastique dans les zones dudit matériau à couper et à

souder, lesdites zones étant situées près desdites portions de fer-

meture;

(b) des moyens (14) pour autocoller ledit matériau thermo-

plastique pour rendre ledit thermoplastique collant et pour faire coller temporairement ensemble lesdits plis multiples dans lesdites zones; et (c) des moyens (18) pour mettre en contact et chauffer la

totalité desdites zones pour couper la totalité desdits plis multi-

ples et, simultanément, souder lesdits bords coupés.

6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits moyens (12) de préparation de l'autocollage comportent une paire d'éléments dutype patins (40, 44) montés pour effectuer un mouvement relatif en direction l'un de l'autre et en s'écartant l'un de l'autre, au moins l'un desdits éléments du type patin étant

chauffé.

7. Appareil selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que lesdits moyens d'autocollage (14) comportent une paire d'éléments du type barreaux (54, 56), de forme allongée, montés pour prendre un mouvement relatif en direction l'un de l'autre et en s'écartant l'un de l'autre, au moins l'un desdits éléments du type barreau étant chauffé.

8. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'un desdits éléments du type barreau (56) comporte un revêtement

(66) d'un matériau élastique faisant face audit matériau, ledit re-

vêtement présentant une fente (68) qui y est définie, ladite fente

étant alignée pour recevoir lesdites portions de fermeture (28) du-

dit matériau thermoplastique.

9. Appareil selon l'une quelconque des revendications 5 à

8, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (16) pour préchauf-

fer lesdites portions de fermeture (28) dudit matériau thermoplas- tique dans ses dites zones à couper et à souder, lesdits moyens de

préchauffage ayant pour fonction d'y appliquer la chaleur, la cha-

leur appliquée par lesdits moyens d'autocollage (14) étant à une température supérieure à celle de la chaleur appliquée par lesdits moyens (12) de préparation de l'autocollage et inférieure à celle

de la chaleur appliquée par lesdits moyens de préchauffage (16).

10. Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce que lesdits moyens de préchauffage (16) comportent une paire d'éléments (70, 72), du typepatin, conçus pour appliquer la chaleur auxdites portions de fermeture (28);

une paire d'éléments de guidage (74, 76) conçus pour rece-

voir entre eux lesdites portions de fermeture et pour les guider en alignement avec lesdits éléments du type patin; et des moyens de montage pour disposer lesdits éléments du

type patin et lesdits éléments de guidage sur les côtés opposés du-

dit matériau thermoplastique, pour supporter au moins l'un desdits éléments du type patin pour qu'il effectue un mouvement relatif en direction de l'autre élément du type patin et en s'en écartant, et pour supporter au moins l'un desdits éléments de guidage pourqu'il

effectue un mouvement relatif en direction de l'autre élément de gui-

dage et en s'en écartant.

11. Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce que lesdits moyens de montage comportent une paire de bras (88, 90) qui sont montés aux mêmes extrémités respectives pour effectuer un mouvement de pivotement en direction l'un de l'autre et en s'écartant l'un de l'autre, lesdits bras supoortant lesdits éléments respectifs dutypepatin (70, 72) en des positions espacées desdites extrémités

de pivotement, ainsi que des moyens de manoeuvre disposés près des-

dits bras et pouvant fonctionner pour provoquer ledit mouvement ce

pivotement desdits bras et lesdits éléments du type dispo-

sitif avec eux, lesdits bras portant des saillies de came

(96, 98) inclinées en sens opposé, lesdits moyens de manoeuvre com-

portant: un dispositif d'actionnement (100) qui peut se déplacer entre une position en extension et une position en rétrac- tion; un élément en coin (102)relié audit dispositif d'actionnement entre lesdites saillies de came (96, 98) prévues sur lesdits bras, ledit élément en coin provoquant le mouvement de pivotement deadits

bras (88, 90) pour s'écarter l'un de l'autre et autorisant le mouve-

ment de pivotement desdits bras en direction l'un de l'autre lors du

mouvement correspondant dudit actionneur entre sa position en exten-

sion et sa position en rétraction, et des moyens formant ressorts (106) interconnectant lesdits bras et les contraignant dans le sens

d'un mouvement de pivotement en direction l'un de l'autre.

12. Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce que lesdits moyens de montage comportent une paire de leviers (84, 86) qui sont montés aux mêmes extrémités respectives pour effectuer

un mouvement de pivotement en direction l'un de l'autre et en s'écar-

tant l'un de l'autre, lesdits leviers supportant lesdits éléments respectifs de guidage (74, 76) en des positions espacées de leurs

dites mêmes extrémités respectives, ainsi que des moyens formant res-

sorts interconnectant lesdits leviers et les contraignant dans le

sens d'un mouvement du pivotement en direction l'un de l'autre.

13. Appareil selon l'une quelconque des revendications 5 à

12, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (20) pour estamper

lesdites portionsépaissies auxdits bords coupés et soudés dudit maté-

riau pour en assurer l'étanchéité, lesdits moyens d'estampage com-

portant une paire de rouleaux (112, 114) disposés sur les côtés oppo-

sés dudit matériau et conçus pour collaborer ensemble pour appliquer une pression sur lesdites portions de fermeture auxdits bords coupés et soudés dudit matériau, l'un desdits rouleaux étant élastiquement

contraint en direction de l'autre.

14. Appareil selon l'une quelconque des revendications 5 à

13, caractérisé en ce que lesdits moyens prévus pour mettre en contact

et chauffer lesdites zones comportent un couteau chaud et un rou-

leau de soudage conçus pour collaborer pour couper lesdits plis et, simultanément, en souder les bords coupés, ledit rouleau de soudage

présentant, sur sa circonférence, dans la région alignée avec les-

dites portions de fermeture dudit matériau thermoplastique, un enroulement d'un ruban qui peut reculer élastiquement, ledit ruban étant

constitué de fibres de verre imprégnées de polytétrafluoroéthylène.