FR2817175A1 - Method of spray painting small packaging capsules uses spray nozzle with slot shaped outlet to project line of paint onto capsule - Google Patents
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Abstract
Description
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PROCEDE DE LAQUAGE D'ELEMENTS D'EMBALLAGE DE PETITE DIMENSION TELS QUE DES CAPSULES
DOMAINE DE L'INVENTION L'invention concerne le domaine du laquage des éléments d'emballage de petite dimension tels que des capsules, et plus particulièrement le laquage des capsules métalliques, typiquement en aluminium, en étain, en complexe ou en polymère. METHOD FOR LAMINATING SMALL DIMENSION PACKAGING ELEMENTS SUCH AS CAPSULES
FIELD OF THE INVENTION The invention relates to the field of lacquering small packaging elements such as capsules, and more particularly the lacquering of metal capsules, typically aluminum, tin, complex or polymer.
ETAT DE LA TECHNIQUE Les capsules, en particulier les capsules de sur-bouchage métalliques en aluminium sont fabriquées par emboutissage ou emboutissage et étirage de flans métalliques suivi d'un recuit de l'aluminium, puis décorées, et enfin soumises à un traitement thermique du décor La décoration comprend d'abord un laquage extérieur, puis l'impression d'un décor ou d'indications diverses. STATE OF THE ART The capsules, in particular the metal overcaping capsules made of aluminum, are manufactured by stamping or stamping and drawing of metal blanks followed by annealing of the aluminum, then decorated, and finally subjected to a heat treatment of decor The decoration consists of exterior lacquering, then the impression of a decoration or various indications.
En ce qui concerne l'étape de laquage des capsules, elle est effectuée à l'aide de quatre têtes de laquage, dont deux mobiles parallèlement à l'axe longitudinal des capsules, et deux en poste fixe et faisant face à la capsule placée sur un support tournant sur luimême : une première tête envoyant un cône de laque sur la tête de la capsule, deux autres têtes envoyant chacun un cône de laque sur le jupe de la capsule, et une quatrième tête assurant le raccordement entre la laque déposée sur la tête et la laque déposée sur la jupe. As regards the step of lacquering the capsules, it is carried out using four lacquering heads, two of which are movable parallel to the longitudinal axis of the capsules, and two in stationary position and facing the capsule placed on a support rotating on itself: a first head sending a lacquer cone on the head of the capsule, two other heads each sending a cone of lacquer on the skirt of the capsule, and a fourth head ensuring the connection between the lacquer deposited on the head and lacquer deposited on the skirt.
Chaque tête est constituée par un pistolet à buse à orifice circulaire, buse à travers laquelle est projetée la laque entraînée par de l'air comprimé selon un cône de laque dispersée ou micronisée dans l'air sous pression servant de propulseur. Each head is constituted by a nozzle nozzle with a circular orifice, nozzle through which is projected the lacquer driven by compressed air in a cone of lacquer dispersed or micronized in pressurized air serving as a propellant.
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PROBLEMES POSES Les problèmes posés par les pistolets à buse utilisés sont de plusieurs ordres : - d'une part, l'installation de laquage est complexe compte tenu de la présence de quatre têtes de laquage par poste de laquage. Cette complexité se traduit à la fois par un investissement de départ élevé, notamment compte tenu des installations de captage des brouillards de laque , également par des coûts de maintenance élevés, et aussi par des coûts de main d'oeuvre élevés pour le réglage, la surveillance du bon fonctionnement de ces têtes et le nettoyage de l'installation de laquage. PROBLEMS POSED The problems posed by the nozzle guns used are of several types: on the one hand, the lacquering installation is complex, given the presence of four lacquering heads per lacquering station. This complexity is reflected both by a high initial investment, especially in view of the lacquers fog collection facilities, also by high maintenance costs, and also by high labor costs for the adjustment, monitoring the proper functioning of these heads and cleaning the lacquer installation.
- d'autre part, le rendement en laque déposée sur capsule est faible, très inférieur à 50%, ce rendement étant défini par le rapport quantité de laque effectivement déposée sur capsule/quantité de laque projetée . Les conséquences en sont doubles : en premier lieu, le coût matière en laque consommée est très élevé compte tenu des pertes, et en second lieu, des quantités très importantes de laque sont projetées et se sont déposées ailleurs que sur la capsule, ce qui entraîne des coûts élevés pour d'abord nettoyer les postes de laquage, pour récupérer ces résidus de laque et puis pour les éliminer. - On the other hand, the yield of lacquer deposited on the capsule is low, much less than 50%, this yield being defined by the ratio of the amount of lacquer actually deposited on the capsule / amount of spray applied. The consequences are twofold: in the first place, the material cost in lacquer consumed is very high in view of the losses, and secondly, very large quantities of lacquer are projected and deposited elsewhere than on the capsule, which results in high costs to first clean the lacquering stations, to recover these residues of lacquer and then to eliminate them.
- enfin, les capsules laquées selon ce procédé peuvent présenter des problèmes de qualité, la technique de projection par air comprimé n'excluant pas parfois le bouchage d'une buse et conduisant ainsi à une épaisseur de laque irrégulière d'une extrémité à l'autre de la capsule. - Finally, the capsules lacquered according to this process may have quality problems, the technique of compressed air projection does not sometimes exclude the clogging of a nozzle and thus leading to an uneven lacquer thickness from one end to the other. other of the capsule.
L'invention vise à résoudre l'ensemble de ces problèmes posés. The invention aims to solve all of these problems.
DESCRIPTION DE L'INVENTION Selon l'invention, le procédé de laquage de la surface d'un élément d'emballage, non plan, de petite dimension, et présentant un axe de symétrie, typiquement d'une capsule ou d'une coiffe, métallique, métalloplastique ou en polymère, formée d'une tête et d'une jupe, comprend la projection sous pression, grâce à au moins une buse typiquement montée sur un pistolet de laquage, d'un flux de laque sur la surface dudit élément d'emballage pour former une couche de laque, ladite buse et ledit élément d'emballage DESCRIPTION OF THE INVENTION According to the invention, the method of lacquering the surface of a packaging element, non-planar, of small dimension, and having an axis of symmetry, typically of a capsule or a cap, metal, metalloplastic or polymer, formed of a head and a skirt, comprises the projection under pressure, thanks to at least one nozzle typically mounted on a lacquering gun, a lacquer flow on the surface of said element d packaging for forming a lacquer layer, said nozzle and said packaging member
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étant en mouvement relatif soit de rotation d'au moins un tour ou 3600 selon ledit axe de symétrie, soit de translation selon la longueur dudit élément ou de ladite surface à laquer, puis le séchage éventuel de ladite couche de laque, de manière à recouvrir la totalité de la surface dudit élément à laquer, et est caractérisé en ce que : a) on utilise une seule buse projetant un flux de laque sur ladite surface, ladite surface étant une surface intérieure ou extérieure, b) ladite buse présente un orifice en forme de fente, de longueur FL plus grande que sa largeur ou épaisseur maximale FEM, ledit flux de laque projeté formant un flux lamellaire ou un rideau, de manière à ce que ledit flux de laque soit projeté sur ladite surface intérieure ou extérieure à laquer selon une ligne dite de balayage, c) la fente de ladite buse et ledit élément d'emballage sont orientés et positionnés l'un par rapport à l'autre de manière à ce que ladite ligne de balayage s'étende sur la totalité d'une génératrice G de ladite surface à laquer, la totalité de cette surface étant laquée en la balayant par déplacement relatif de ladite buse ou dudit rideau et dudit élément d'emballage.
being in relative motion or rotation of at least one turn or 3600 along said axis of symmetry, or translation along the length of said element or said surface to be lacquered, then the possible drying of said lacquer layer, so as to cover the entire surface of said element to be lacquered, and is characterized in that: a) using a single nozzle projecting a lacquer flow on said surface, said surface being an inner or outer surface, b) said nozzle has an orifice in slot shape, of length FL greater than its width or maximum thickness FEM, said projected lacquer flow forming a lamellar flow or a curtain, so that said lacquer flow is projected onto said inner or outer surface to lacquer according to a so-called scanning line, c) the slot of said nozzle and said packaging element are oriented and positioned relative to each other so that said scanning line is tends over an entire generatrix G of said surface to be coated, all of which surface is lacquered in the scanning by relative movement of said nozzle or of said curtain and of said package member.
Cette combinaison de moyens résout l'ensemble des problèmes posés. This combination of means solves all the problems posed.
En effet, d'une part, une seule buse suffit là où 4 buses de pulvérisation traditionnelles étaient utilisées, du moins dans le cas où il s'agit d'appliquer une laque sur la totalité de la surface extérieure de l'élément d'emballage. Indeed, on the one hand, a single nozzle is sufficient where 4 traditional spray nozzles were used, at least in the case where it is a question of applying a lacquer on the entire external surface of the element of packaging.
D'autre part, on a pu vérifier que ce procédé permet des économies substantielles de laque, la consommation étant diminuée d'au moins 30 %, ainsi que des économies importantes dans les coûts de production : moins de temps de nettoyage, moins de déchets, etc... On the other hand, it has been verified that this process allows substantial savings in lacquer, consumption being reduced by at least 30%, as well as significant savings in production costs: less cleaning time, less waste , etc ...
Enfin, l'invention permet une production de qualité constante en ce qui concerne la régularité d'épaisseur et d'aspect de la couche de laque déposée. Finally, the invention allows a production of constant quality as regards the regularity of thickness and appearance of the deposited lacquer layer.
Dans l'ensemble, on estime que la diminution des coûts globaux du laquage (matière, main d'oeuvre, amortissement des équipements) d'environ 20%. Overall, it is estimated that the overall cost of lacquering (material, labor, equipment depreciation) will decrease by approximately 20%.
DESCRIPTION DES FIGURES DESCRIPTION OF THE FIGURES
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Toutes les figures sont relatives à l'invention et sont des coupes axiales. Comme élément d'emballage (1), on a pris une capsule de sur-bouchage, d'axe de symétrie (10), formée d'une tête (11) et d'une jupe (12). All the figures relate to the invention and are axial sections. As a packaging element (1), an over-capping capsule having an axis of symmetry (10) formed of a head (11) and a skirt (12) has been taken.
Les figures 1 à 5 sont des vues schématiques, en coupe axiale, illustrant la position relative de la buse de projection (2) avec sa fente axiale (20) fortement agrandie, par rapport à la capsule (1). Figures 1 to 5 are schematic views, in axial section, illustrating the relative position of the spray nozzle (2) with its axial slot (20) greatly enlarged relative to the capsule (1).
Sur la figure 1, on a représenté le laquage de la totalité de la surface extérieure (13), la buse (2) à fente axiale (20) étant fixe et la capsule (1), placée sur un support (6) en rotation selon l'axe de symétrie (10). FIG. 1 shows the lacquering of the entire external surface (13), the axial slot (2) being fixed and the capsule (1) placed on a rotating support (6). along the axis of symmetry (10).
La figure 2, analogue à la figure 1, en diffère en ce qu'on a représenté le laquage de le totalité de la surface intérieure. Figure 2, similar to Figure 1, differs in that it shows the lacquering of the entire inner surface.
Les figures 3 à 5 sont relatives à trois modalités de laquage de la partie de la surface intérieure de la capsule correspondant à la zone d'ouverture (18) de la capsule (1). Figures 3 to 5 relate to three methods of lacquering the portion of the inner surface of the capsule corresponding to the opening area (18) of the capsule (1).
Sur la figure 3, la buse (2) comprend une fente axiale (20) formant un flux (30), la totalité de la surface à laquer étant obtenue par un rotation relative d'un tour selon l'axe (10). In Figure 3, the nozzle (2) comprises an axial slot (20) forming a flow (30), the entire surface to be lacquered being obtained by a relative rotation of a lathe along the axis (10).
Sur la figure 4, la buse (2) comprend une fente annulaire (31) de profil annulaire 8 < 5 formant donc un flux annulaire étroit (31, 310), de sorte que, si ladite rotation est optionnelle, la translation relative de la buse est nécessaire pour que le flux (310) balaie la totalité de la zone d'ouverture (18). In FIG. 4, the nozzle (2) comprises an annular slot (31) of annular profile 8 <5 thus forming a narrow annular flow (31, 310), so that, if said rotation is optional, the relative translation of the Nozzle is required for the stream (310) to sweep the entire opening area (18).
Par contre, sur la figure 5, la buse (2) comprend une fente annulaire (31) de profil annulaire 8 voisin de 450 eut formant donc un flux annulaire large (31,311), de sorte que, ladite rotation étant optionnelle, la translation relative de la buse n'est plus est nécessaire pour que le flux (310) balaie la totalité de la zone d'ouverture (18). On the other hand, in FIG. 5, the nozzle (2) comprises an annular slot (31) with an annular profile 8 close to 450 eut thereby forming a wide annular flux (31, 31), so that, said rotation being optional, the relative translation Nozzle is no longer needed for the stream (310) to sweep the entire opening area (18).
La figure 6 illustre schématiquement, dans le cas de la figure l, la variation de l'angle a, en ordonnée, angle formé par l'inclinaison d'un élément de flux (300) sur la surface rencontrée, en fonction d'une coordonnée angulaire psi, en abscisse, repérant chaque FIG. 6 schematically illustrates, in the case of FIG. 1, the variation of the angle α, in ordinate, angle formed by the inclination of a flow element (300) on the surface encountered, as a function of a angular coordinate psi, on the abscissa, spotting each
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élément de flux (300), l'angle a étant maximum et noté aM lorsque P,, vaut ssM, c'est- à-dire pour l'élément de flux (301) projeté sur la ligne de jonction (120) de la tête (11) et de la jupe (12), jonction qui forme le sommet d'un angle y égal à 90 . Lorsque cet élément de flux (301) est également la bissectrice de l'angle y, alors il n'y a pas de discontinuité dans l'épaisseur de la fente FE, comme illustré sur la figure 7 où l'épaisseur FE est portée en ordonnée en fonction de l'angle a en abscisse, cet angle
variant dans le cas de la figure 1 entre une valeur minimum ap et une valeur maximum aM.
flow element (300), the angle a being maximum and noted aM when P ,, is ssM, that is to say for the flow element (301) projected on the connecting line (120) of the head (11) and the skirt (12), junction which forms the vertex of an angle y equal to 90. When this flow element (301) is also the bisector of the angle y, then there is no discontinuity in the thickness of the slot FE, as illustrated in FIG. 7 where the thickness FE is carried by ordinate as a function of the angle α on the abscissa, this angle
varying in the case of Figure 1 between a minimum value ap and a maximum value aM.
Les figures 8a à 11 b sont des illustrations schématiques de variantes du procédé selon l'invention, les figures 8a, 9a, lOa et lia schématisant le procédé et les figures 8b, 9b, lOb et 11 b schématisant le produit correspondant obtenu. FIGS. 8a to 11b are diagrammatic illustrations of variants of the method according to the invention, FIGS. 8a, 9a, 10a and 11 diagrammatically the process and FIGS. 8b, 9b, 10b and 11b schematizing the corresponding product obtained.
Les figures 8a et 8b correspondent à la modalité de la figure 1, la ligne de balayage du flux (3,30) se confondant avec la génératrice G de la capsule selon la rotation R. FIGS. 8a and 8b correspond to the modality of FIG. 1, the scanning line of the flow (3, 30) merging with the generatrix G of the capsule according to rotation R.
Les figures 9a et 9b correspondent à la figure 4, la génératrice G étant dans ce cas le cercle qui, par sa translation T sur une distance h parallèle à l'axe de symétrie (10) va engendrer la surface intérieure (14) de hauteur h. FIGS. 9a and 9b correspond to FIG. 4, the generatrix G being in this case the circle which, by its translation T over a distance h parallel to the axis of symmetry (10), will generate the inner surface (14) of height h.
Les figures 1 Oa et 1 Ob correspondent à la figure 5, et sont une variante des figures 9a et 9b, la présence d'une buse), le profil annulaire voisin de 450 étant suffisamment large pour qu'une translation T ne soit plus nécessaire, une rotation R, optionnelle, pouvant être cependant avantageuse. FIGS. 1 Oa and 1 Ob correspond to FIG. 5, and are a variant of FIGS. 9a and 9b, the presence of a nozzle), the neighboring annular profile of 450 being large enough for a translation T to be no longer necessary , an optional rotation R, which may however be advantageous.
Les figures lia et 11 b correspondent à la figure 3, le segment de droite de hauteur h étant dans ce cas la génératrice G, de la partie à laquer, selon la rotation R, génératrice qui se confond avec la ligne de balayage du flux (3,30) émis par la fente axiale (20). FIGS. 11a and 11b correspond to FIG. 3, the line segment of height h being in this case the generator G, of the portion to be lacquered, according to the rotation R, which generator merges with the line of scanning of the stream ( 3.30) emitted by the axial slot (20).
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION Selon une première modalité de procédé selon l'invention illustrée sur les figures 1, 2, 8a et Il a : - ladite fente est une fente axiale (20), DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION According to a first process modality according to the invention illustrated in FIGS. 1, 2, 8a and 11a: - said slot is an axial slot (20),
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- ledit flux lamellaire (3) présente une ouverture angulaire p inférieure à 120 , - ledit flux lamellaire (3) présente un plan moyen comprenant ledit axe de symétrie (10), et se projette sur la distance Lo séparant les points extrêmes (16,17) de ladite génératrice, afin qu'essentiellement, seule la surface (13,14) dudit élément d'emballage (1) soit recouverte par une couche mince (130, 140) de ladite laque, - ledit déplacement relatif de ladite buse (2) et dudit élément d'emballage (1) est une rotation R d'au moins un tour, afin de laquer la totalité de la surface intérieure (14) ou extérieure (13) dudit élément d'emballage (1). said lamellar flow (3) has an angular aperture p less than 120, said lamellar flux (3) has a mean plane comprising said axis of symmetry (10), and projects on the distance Lo separating the extreme points (16, 17) of said generator, so that essentially only the surface (13,14) of said packaging element (1) is covered by a thin layer (130, 140) of said lacquer, - said relative displacement of said nozzle ( 2) and said packaging element (1) is a rotation R of at least one turn, in order to lacquer the entire inner (14) or outer (13) surface of said packaging element (1).
Ainsi, comme ladite ligne de balayage s'étend sur la totalité d'une génératrice G de ladite surface à laquer, le flux lamellaire (3) balaye, grâce à la rotation R, la totalité de la surface à laquer. Thus, as said scan line extends over a whole generatrix G of said surface to be lacquered, the lamellar flux (3) sweeps, thanks to the rotation R, the entire surface to be lacquered.
Dans cette modalité, ledit flux lamellaire (3) se projette sur ladite surface intérieure (14) ou extérieure (13) avec un angle a variable selon le point d'impact dudit flux sur ledit élément, et, en conséquence, la largeur ou épaisseur FE de ladite fente axiale (20) varie avec ledit angle a selon une fonction f (a), tout comme, en conséquence, la largeur ou épaisseur RE de tout élément de flux EF, (300) du flux lamellaire (3) correspondant passant par une fraction de fente d'épaisseur FEi, ladite fonction f (a) étant sensiblement proportionnelle à 1/sin a, de manière à assurer une couche de laque (130,140) d'épaisseur constante quel que soit l'angle a. In this embodiment, said lamellar flow (3) is projected on said inner (14) or outer (13) surface with a variable angle α according to the point of impact of said flow on said element, and, consequently, the width or thickness FE of said axial slot (20) varies with said angle α according to a function f (a), just as, consequently, the width or thickness RE of any flow element EF, (300) of the lamellar flow (3) passing through by a slit fraction of thickness FEi, said function f (a) being substantially proportional to 1 / sin a, so as to ensure a lacquer layer (130, 140) of constant thickness whatever the angle a.
De préférence, lorsque ladite fonction f (a) présente un point de rebroussement, ce qui est fréquent notamment parce que ledit emballage comprend deux parties, typiquement la tête (11) et la jupe (12), se raccordant selon une ligne de jonction (120), sommet d'un angle y, ladite buse (2) et ledit élément d'emballage (1) sont positionnés l'un par rapport à l'autre, de manière à ce que l'élément de flux EFM (301) de laque rencontrant ladite ligne de jonction (120) soit orienté selon la bissectrice de l'angle y, et qu'ainsi, la fonction f (a) étant une fonction continue, la largeur variable FE=f (a) de la fente le soit également, et ne présente donc pas de discontinuité, ce qui est nettement avantageux pour la fabrication par usinage de ladite fente (20). Preferably, when said function f (a) has a cusp, which is frequent in particular because said package comprises two parts, typically the head (11) and the skirt (12), connecting along a connecting line ( 120) at an angle y, said nozzle (2) and said packaging member (1) are positioned relative to each other so that the EFM flow element (301) lacquer encountering said junction line (120) is oriented along the bisector of the angle y, and thus, the function f (a) being a continuous function, the variable width FE = f (a) of the slot or also, and therefore has no discontinuity, which is clearly advantageous for the manufacture by machining of said slot (20).
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Comme illustré sur le figure 1, ledit flux lamellaire (3) peut présenter, dans son plan moyen, une ouverture angulaire d'angle P au moins égal à l'angle ssr correspondant à l'angle sous lequel la distance Lo est vue depuis ladite fente (20).
As illustrated in FIG. 1, said lamellar flow (3) may have, in its mean plane, an angular aperture with an angle P at least equal to the angle ssr corresponding to the angle at which the distance Lo is seen from said slot (20).
La différence entre les angles PT et ss peut être comprise entre 1 et 5 , de manière à garantir le dépôt de ladite laque sur la totalité de ladite surface (13,14) dudit élément d'emballage (1), tout en limitant la perte de laque. The difference between the angles PT and ss can be between 1 and 5, so as to guarantee the deposition of said lacquer on all of said surface (13, 14) of said packaging element (1), while limiting the loss. lacquer.
La différence entre les angles PT et P doit être aussi petite que possible pour autant que cela n'entraîne pas de défaut de production par manque de laque aux extrémités de la génératrice G, aux points (16) et (17), de manière à minimiser la perte de laque. The difference between the angles PT and P must be as small as possible provided that it does not lead to a production defect due to lack of lacquer at the ends of the generator G, at points (16) and (17), so as to to minimize the loss of lacquer.
Le facteur de forme FL/FE de la fente axiale (20), et en conséquence celui de la section du flux laminaire (3), est au moins égal au facteur de forme de ladite surface (13,14) dudit élément d'emballage, pris égal à Lo/Eo, Lo et Eo étant les distances, respectivement axiale et radiale selon ledit axe, entre points extrêmes de ladite surface à laquer (13,14), ceci notamment afin d'être sûr de ne pas avoir de perte latérale de laque. The form factor FL / FE of the axial slot (20), and consequently that of the section of the laminar flow (3), is at least equal to the form factor of said surface (13, 14) of said packaging element , taken equal to Lo / Eo, Lo and Eo being the distances, respectively axial and radial along said axis, between end points of said surface to be lacquered (13,14), this in particular in order to be sure of not having a loss Lateral lacquer.
Le facteur de forme FIFE est au moins égal à 3. The FIFE form factor is at least 3.
Il est avantageux, quoique non obligatoire, que ladite buse (2) soit à poste fixe et que ledit élément d'emballage (1) soit porté par un support (6) tournant selon l'axe de symétrie (10), comme illustré sur la figure 1. It is advantageous, although not obligatory, for said nozzle (2) to be stationary and for said packaging element (1) to be carried by a support (6) rotating about the axis of symmetry (10), as illustrated in FIG. Figure 1.
Selon le procédé de l'invention, on peut ne laquer que tout ou partie de la surface intérieure (14) ou extérieure (13) de ladite jupe (12) dudit élément d'emballage (1). According to the method of the invention, it is possible to lacquer only all or part of the inner (14) or outer (13) surface of said skirt (12) of said packaging element (1).
On peut ne projeter ladite laque que sur une fraction de l'intérieur de ladite jupe, typiquement celle qui correspond à une zone d'ouverture de ladite capsule, fraction de forme cylindrique ou tronconique de hauteur h, typiquement comprise entre 5 mm et 50 mm, de manière à ce que, dans cette zone d'ouverture, ladite capsule présente sur une hauteur h, une couche de laque, ladite zone d'ouverture pouvant comprendre un moyen d'ouverture facile. It is possible to project said lacquer only on a fraction of the inside of said skirt, typically that which corresponds to an opening zone of said capsule, fraction of cylindrical or frustoconical shape of height h, typically between 5 mm and 50 mm. , so that, in this opening zone, said capsule has a lacquer layer over a height h, said opening zone possibly comprising an easy opening means.
A cette fin, on peut mettre en oeuvre une première variante de procédé selon l'invention dans laquelle : For this purpose, it is possible to implement a first variant of the method according to the invention in which:
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- ladite fente est une fente axiale (20), et projette ladite laque sur la surface intérieure (14) de ladite capsule sur une hauteur h, - ledit flux lamellaire (3) présente une ouverture angulaire ss inférieure à 120 , - ledit déplacement relatif de ladite buse (2) et dudit élément d'emballage (1) est une rotation R d'au moins un tour, afin de laquer la totalité de la surface intérieure (14) sur une hauteur h. said slit is an axial slit (20), and projects said lacquer onto the inner surface (14) of said capsule over a height h, said lamellar flux (3) has an angular opening ss less than 120, said relative displacement said nozzle (2) and said packaging element (1) is a rotation R of at least one turn, in order to lacquer the entire inner surface (14) over a height h.
Cette variante de procédé a été illustrée sur les figures 3, lia et 11 b. Dans ce cas, la surface intérieure à laquer et de hauteur h, peut être engendrée par une génératrice G correspondant à un segment de hauteur h et par une rotation R d'un tour, comme illustré sur les figures 1 la et 11 b, la ligne de balayage du flux lamellaire se confondant avec ce segment de hauteur h. This process variant has been illustrated in FIGS. 3, 11a and 11b. In this case, the inner surface to be lacquered and of height h may be generated by a generator G corresponding to a segment of height h and by a rotation R of a lathe, as illustrated in FIGS. 1a and 11b, FIG. scanning line of lamellar flux merging with this segment of height h.
On peut aussi mettre en oeuvre une seconde variante de procédé selon l'invention dans laquelle : - ladite fente est une fente annulaire (21), centrée par rapport audit axe de symétrie ou de rotation, et formant un faisceau annulaire de profil annulaire 8 typiquement < 5 , - ledit flux lamellaire (3) présente une ouverture angulaire P de 360 , - ledit déplacement relatif de ladite buse (2) et dudit élément d'emballage (1) est une translation T sur la distance h parallèlement audit axe de symétrie (10), afin de laquer la totalité de la surface intérieure (14) sur une hauteur h. It is also possible to implement a second variant of the method according to the invention in which: said slot is an annular slot (21), centered with respect to said axis of symmetry or rotation, and forming an annular beam of annular profile 8 typically <5, - said lamellar flow (3) has an angular aperture P of 360, - said relative displacement of said nozzle (2) and said packaging element (1) is a translation T on the distance h parallel to said axis of symmetry (10) to lacquer the entire inner surface (14) to a height h.
Cette variante de procédé a été illustrée sur les figures 4,9a et 9b. Dans ce cas, la surface intérieure à laquer et de hauteur h, peut être engendrée par une génératrice G formant un cercle, dans le cas d'une capsule cylindrique, et une translation T sur une distance h parallèle à l'axe de symétrie (10), comme illustré sur les figures 9a et 9b, la ligne de balayage du flux lamellaire se confondant avec le cercle de la génératrice G. This process variant has been illustrated in FIGS. 4, 9a and 9b. In this case, the inner surface to be lacquered and of height h can be generated by a generatrix G forming a circle, in the case of a cylindrical capsule, and a translation T over a distance h parallel to the axis of symmetry ( 10), as illustrated in FIGS. 9a and 9b, the scanning line of the lamellar flux merging with the circle of the generator G.
Toutefois, cette seconde variante peut présenter une modalité selon laquelle ladite fente (21) peut former un faisceau annulaire (ss = 360 ) de profil annulaire 8 supérieur à 50 due manière à ce que ladite ligne de balayage soit en fait une surface de projection s'étendant sur ladite hauteur h, et qu'ainsi on puisse se passer de tout mouvement de translation T. Cependant, il est possible dans ce cas d'avoir un mouvement de rotation However, this second variant can have a modality according to which said slot (21) can form an annular beam (ss = 360) of annular profile 8 greater than 50 so that said scanning line is in fact a projection surface. extending on said height h, and thus one can do without any translational movement T. However, it is possible in this case to have a rotational movement
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R, de manière à obtenir un effet d'égalisation de la surface de la couche de laque formée.
Selon l'invention, on peut mettre en oeuvre toutes les modalités et variantes de l'invention avec l'axe de symétrie (10) en position quelconque, notamment en position horizontale ou verticale. Dans ce dernier cas, l'élément d'emballage peut être orienté avec sa tête en haut ou en bas. R, so as to obtain an equalizing effect of the surface of the lacquer layer formed.
According to the invention, it is possible to implement all the modalities and variants of the invention with the axis of symmetry (10) in any position, in particular in a horizontal or vertical position. In the latter case, the packaging element can be oriented with its head up or down.
Dans le procédé selon l'invention, ladite projection sous pression de laque est de préférence du type airless , la laque elle-même étant dans ce cas projetée sous pression, sans air comprimé. In the process according to the invention, said projection under lacquer pressure is preferably of the airless type, the lacquer itself being in this case sprayed under pressure, without compressed air.
Chaque fois qu'un mouvement de rotation d'au moins un tour est nécessaire, ledit mouvement de rotation peut comprendre au plus 5 tours, et typiquement de 2 à 4 tours, ce qui contribue à former une couche de laque d'épaisseur régulière et constante. Whenever a rotational movement of at least one turn is required, said rotational movement may comprise at most 5 turns, and typically 2 to 4 turns, which contributes to forming a lacquer layer of regular thickness and constant.
Pour mettre en oeuvre la projection de type airless , ladite pression peut être maintenue constante et comprise entre 20 et 100 bars, soit entre 2 et 10 MPa. To implement the airless type projection, said pressure can be kept constant and between 20 and 100 bar, or between 2 and 10 MPa.
Selon l'invention, la longueur FL de ladite fente axiale (20) peut être typiquement comprise entre 200 um et 500 um, et le rapport Lo/FL est au moins égal à 50, de sorte que ledit flux lamellaire forme un secteur angulaire d'angle ss compris entre 20 et 60 . According to the invention, the length FL of said axial slot (20) can be typically between 200 μm and 500 μm, and the ratio LO / FL is at least 50, so that said lamellar flow forms an angular sector of angle ss between 20 and 60.
Quelle que soit la variante de procédé de l'invention, ladite buse de projection (2) peut être alimentée en laque thermostatée et/ou climatisée, de manière à ce que ladite laque présente une viscosité constante, comme illustré sur la figure 1. Whatever the method variant of the invention, said spray nozzle (2) can be supplied with thermostatically controlled lacquer and / or air-conditioned, so that said lacquer has a constant viscosity, as illustrated in FIG.
Ainsi, ladite laque peut être maintenue, selon sa nature et selon la viscosité recherchée, à une température comprise entre 30 et 65 C et de préférence entre 35 et 45OC. Thus, said lacquer may be maintained, depending on its nature and the desired viscosity, at a temperature of between 30 and 65 ° C. and preferably between 35 and 45 ° C.
Selon l'invention, ledit élément d'emballage peut être une coiffe, une capsule de bouchage ou de sur-bouchage métallique, aluminium ou en étain, métalloplastique, ou en polymère. According to the invention, said packaging element may be a cap, a closure cap or metal overcap, aluminum or tin, metalloplastic, or polymer.
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Ladite laque peut être une laque de fond ou d'accrochage, une cire, ou un couché destiné à masquer la surface extérieure dudit élément, et à former éventuellement la couche sur laquelle un décor sera imprimé. Said lacquer may be a basecoat or hook, a wax, or a layer intended to mask the outer surface of said element, and possibly to form the layer on which a decoration will be printed.
Ladite laque peut être un vernis de surimpression appliqué sur la surface extérieure dudit élément comprenant préalablement un décor ou une impression, de manière à protéger ledit décor ou ladite impression. Said lacquer may be an overprint varnish applied to the outer surface of said element previously comprising a decoration or printing, so as to protect said decoration or said printing.
Ladite laque peut un vernis appliqué sur la surface intérieure dudit élément. Said lacquer can a varnish applied to the inner surface of said element.
Ladite laque ou le vernis intérieur peut se présenter sous la forme d'une solution ou une émulsion, aqueuse ou en milieu solvant, d'une matière thermoplastique ou thermodurcissable, qui conduit à la formation d'une couche ou d'un film après séchage. Said lacquer or the interior varnish may be in the form of a solution or an emulsion, aqueous or in a solvent medium, of a thermoplastic or thermosetting material, which leads to the formation of a layer or a film after drying .
Ladite laque peut présenter une viscosité, mesurée à 35 C et sous un taux de cisaillement de 103 s-l, comprise entre 0,001 Pa. s et 0,01 Pa. s, et présente un extrait sec compris entre 20% et 45%. Said lacquer may have a viscosity, measured at 35 ° C. and at a shear rate of 103 s -1, of between 0.001 Pa · s and 0.01 Pa · s, and has a solids content of between 20% and 45%.
Le procédé selon l'invention s'applique à des éléments d'emballages de petite dimension, comme des capsules, dans lequel la distance Lo entre les point extrêmes de la génératrice G dudit élément est comprise entre 20 mm et 120 mm. The method according to the invention applies to small packaging elements, such as capsules, in which the distance Lo between the end points of the generatrix G of said element is between 20 mm and 120 mm.
La demanderesse a observé que, grâce aux moyens de l'invention, il était possible de résoudre l'ensemble des problèmes posés même avec des surfaces à laquer d'aussi petite dimension. The applicant has observed that, thanks to the means of the invention, it was possible to solve all the problems posed even with lacquered surfaces of such a small size.
En particulier, avec ce procédé, l'épaisseur de ladite laque, typiquement mesurée selon une génératrice dudit élément, peut être comprise dans la plage EM 0,3. EM, EM étant l'épaisseur moyenne comprise entre 5um et 35 um. In particular, with this method, the thickness of said lacquer, typically measured along a generatrix of said element, can be in the range EM 0.3. EM, EM being the average thickness of between 5 μm and 35 μm.
Un autre objet de l'invention concerne une coiffe, ou une capsule de bouchage ou de sur-bouchage, typiquement en aluminium, revêtue de laque sur la totalité de sa surface extérieure, et fabriquées selon le procédé de l'invention. Another object of the invention relates to a cap, or a closure cap or over-capping, typically aluminum, coated with lacquer on the entire outer surface, and manufactured according to the method of the invention.
Un autre objet concerne les capsules de sur-bouchage, typiquement en aluminium, revêtue de laque ou de vernis sur une partie annulaire de sa surface intérieure formant la zone d'ouverture de ladite capsule, de hauteur h typiquement comprise entre 5 et 30mm. Another object relates to overcaping capsules, typically made of aluminum, coated with lacquer or varnish on an annular portion of its inner surface forming the opening zone of said capsule, of height h typically between 5 and 30mm.
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Ces dernières capsules de sur-bouchage peuvent être aussi revêtue de laque sur la totalité de leur surface extérieure, et être fabriquées selon le procédé de l'invention. These last overcaping capsules can also be coated with lacquer on their entire outer surface, and be manufactured according to the method of the invention.
Un autre objet de l'invention concerne l'utilisation du procédé de projection de laque ou de vernis du type airless pour l'appliquer sur tout ou partie de la surface extérieure et/ou intérieure d'une coiffe ou d'une capsule de bouchage ou de surbouchage, la laque elle-même, ou le vernis, étant dans ce cas projetée sous pression, sans air comprimé. Another object of the invention relates to the use of the lacquer or varnish projection method of the airless type for applying it to all or part of the outer and / or inner surface of a cap or a closure cap. or over-coating, the lacquer itself, or the varnish, being in this case projected under pressure, without compressed air.
Plus spécifiquement, l'invention concerne l'utilisation de ce procédé pour laquer des éléments d'emballage de petite dimension, typiquement de 120 mm de longueur ou hauteur dans le cas de coiffes de sur-bouchage pour vins de Champagne, de 50 à 60 mm de longueur ou hauteur pour les capsules de bouchage ou de sur-bouchage. More specifically, the invention relates to the use of this process for lacquering small packaging elements, typically 120 mm in length or height in the case of caps for over-capping for Champagne wines, from 50 to 60 mm length or height for capping or over-capping capsules.
ESSAIS DE REALISATION Les figures 1 à 1 lb correspondent à des essais de réalisation de l'invention. TESTS OF EMBODIMENT FIGS. 1 to 1 lb correspond to embodiments of the invention.
Tous les essais ont été réalisés sur des ébauches de capsules de sur-bouchage en aluminium nu, à l'état recuit, de 50 mm de longueur ou hauteur et tronconiques avec une diamètre de tête ou de haut de jupe de 29,5 mm de diamètre, et un diamètre d'ouverture en bas de jupe de 31 mm, soit une distance maximale Lo entre points extrêmes (16,17) de la génératrice G d'environ 65 mm dans la variante de procédé selon la figure 1. All the tests were carried out on blanks of overcaping capsules made of bare aluminum, in the annealed state, of 50 mm length or height and frustoconical with a diameter of head or skirt top of 29.5 mm. diameter, and a bottom opening aperture diameter of 31 mm, a maximum distance Lo between the end points (16,17) of the generator G of about 65 mm in the process variant according to FIG.
Dans cette variante de procédé, on a placé la buse à une distance X de 50 mm, et à une hauteur Y de 60 mm, l'ébauche de capsule étant placée sur un mandrin tournant (6) à 2000 tours/min. In this process variant, the nozzle was placed at a distance X of 50 mm, and at a height Y of 60 mm, the capsule blank being placed on a rotating mandrel (6) at 2000 rpm.
Le flux lamellaire (3) présentait une ouverture angulaire p d'environ 45 , l'angle PT correspondant à un angle d'environ 40 . The lamellar flow (3) had an angular aperture p of about 45, the angle PT corresponding to an angle of about 40.
La laque qui a été utilisée est une cire rouge à base de polyamide du commerce habituellement utilisée pour revêtir extérieurement les capsules de sur-bouchage. The lacquer that has been used is a commercial polyamide-based red wax usually used to externally coat the overcap capsules.
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La projection de laque a été réalisée avec une buse du commerce de marque Nordson (R) fonctionnant sous une pression de 4, 3 MPa.
The lacquer spray was performed with a Nordson (R) brand commercial nozzle operating at a pressure of 4.3 MPa.
Cette buse présentait une fente axiale (20) de longueur FL égale à 500 u. m et de largeur maximale FEM égale à 250 ! lm. Des essais ont été également réalisés avec une buse pour laquelle la longueur FL était égale à 270 um et la largeur maximale FEM était égale à 160 um. This nozzle had an axial slot (20) of length FL equal to 500 u. m and maximum width FEM equal to 250! lm. Tests were also carried out with a nozzle for which the length FL was equal to 270 μm and the maximum width FEM was equal to 160 μm.
Les essais ont été réalisés à la température ambiante à 18-20oC, avec une humidité relative de 70 à 80%. The tests were carried out at room temperature at 18-20 ° C., with a relative humidity of 70 to 80%.
Le laquage a été effectué durant 2,3 ou 4 tours, chaque tour correspondant à une durée de laquage de 30 ms, et à un dépôt de 25 mg de laque, le débit de laque est réglé pour que la valeur nominale de l'épaisseur (ou du grammage par capsule) à atteindre corresponde à 3 ou 4 tours. The lacquering was carried out during 2.3 or 4 turns, each turn corresponding to a lacquering time of 30 ms, and at a deposit of 25 mg of lacquer, the lacquer flow rate is adjusted so that the nominal value of the thickness (or weight per capsule) to achieve corresponds to 3 or 4 rounds.
On a ensuite séché les ébauches de capsules dont toute la surface extérieure a été recouverte d'une couche de laque, avec le cycle de séchage suivant : 75 s à 50OC, puis 75 s à 75OC, puis 75 s à 95OC, enfin 75 s à 110OC. The blanks of capsules were then dried, the whole outer surface of which was covered with a layer of lacquer, with the following drying cycle: 75 s at 50 ° C., then 75 s at 75 ° C., then 75 ° C. at 95 ° C., finally 75 ° C. at 110OC.
On a observé qu'avec 3 tours, soit une projection de laque pendant 90 ms, on obtenait un dépôt de 70 mg de laque qui couvrait totalement de manière homogène ladite ébauche de capsule. It has been observed that with 3 turns, ie a lacquer projection for 90 ms, a deposit of 70 mg of lacquer was obtained which completely homogeneously covered said capsule blank.
Les mesures d'épaisseurs effectuées en différents points de la capsule ont montré que l'on obtenait une faible dispersion de l'épaisseur, avec une épaisseur moyenne EM égale à 10,8 um, toutes les valeurs étant comprises dans EM +/-0,3. EM. Measurements of thicknesses made at different points of the capsule showed that a low dispersion of the thickness was obtained, with a mean thickness EM equal to 10.8 μm, all values being in EM +/- 0 3. EM.
Ces essais ont permis de confirmer la possibilité de diminuer d'au moins 30% la consommation de laque. These tests have confirmed the possibility of reducing the consumption of lacquer by at least 30%.
AVANTAGES DE L'INVENTION ADVANTAGES OF THE INVENTION
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L'invention constitue pour l'homme du métier un grand bouleversement dans la mesure où elle va changer considérablement les ateliers ou lignes de laquage, en divisant par quatre le nombre de pistolets et buses de laquage et donc les investissements et les frais de fonctionnement, en réduisant considérablement à la fois les pertes de laque en tant que telles et les dépenses afférentes au nettoyage et au traitement de toute la fraction de laque non déposée sur les capsules.
The invention is for the skilled person a great upheaval in that it will significantly change the workshops or lacquering lines, dividing by four the number of spray guns and nozzles and therefore the investment and operating costs, by considerably reducing both the losses of lacquer as such and the expense of cleaning and treating all the lacquer fraction not deposited on the capsules.
En outre, le procédé selon l'invention permet d'assurer un laquage de qualité constante, l'épaisseur de laque, son tendu et son brillant restant inchangés au cours du temps, ce qui améliore encore la qualité des capsules par rapport à celles de l'état de la technique. In addition, the method according to the invention makes it possible to ensure a lacquering of constant quality, the thickness of lacquer, its tension and its gloss remaining unchanged over time, which further improves the quality of the capsules compared to those of the state of the art.
En définitive, le procédé selon l'invention réduit considérablement le coût de laquage des capsules tout en améliorant leur qualité. Ultimately, the process according to the invention considerably reduces the cost of coating the capsules while improving their quality.
LISTE DES REPERES Elément d'emballage......................................... 1 Axe de symétrie........................................... 10 Tête.............................................................. 11 Jupe 12 Ligne de jonction de 11 et 12........... 120 Surface extérieure....................................... 13 Couche mince de laque ou de vernis 130 Surface intérieure....................................... 14 Couche mince de laque ou de vernis. 140 Fraction de surface intérieure de hauteur h.. 15 Couche de laque ou de vernis.............. 150 Points extrêmes de la génératrice............... 16, 17 Zone d'ouverture....................................... 18 Ligne d'affaiblissement 19 Buse de projection............................................. 2 Fente axiale................................................ 20 LIST OF NOTES Packing element ......................................... 1 Axis of symmetry ................................................. 10 Head ... .................................................. ......... 11 Skirt 12 Junction line 11 and 12 ........... 120 Outside surface ................. ...................... 13 Thin layer of lacquer or varnish 130 Inner surface ................. ...................... 14 Thin layer of lacquer or varnish. 140 Fraction of interior surface height h .. 15 Layer of lacquer or varnish .............. 150 Extreme points of the generator ............. .. 16, 17 Opening area ....................................... 18 Line of weakening 19 Projection nozzle ........................................... .. 2 Axial slot ............................................. ... 20
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Fente annulaire............................................
Annular slot ............................................
21 Flux lamellaire-rideau...................................21 Lamellar curtain flow ...................................
3 Flux formant un secteur d'angle ss < 120 ...3 Flux forming an angle sector ss <120 ...
30 Elément de flux..................................Flow element ..................................
300 Flux annulaire (ss = 360 )..........................300 Annular flux (ss = 360) ..........................
31 Flux annulaire étroit 310 Flux annulaire large 311 Laque ou vernis thermostaté...........................31 Narrow ring flow 310 Wide ring flow 311 Lacquer or varnish thermostatic ...........................
4 Moyen de compression pour projection airless 5 Support de l'élément d'emballage.....................4 Compression medium for airless projection 5 Packing element support .....................
6 Pistolet de laquage............................................ 76 Lacquering gun ............................................ 7
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