Brevet FR2088433A1 — publié le 19720107

La présente invention concerne la perforation des films thermoplastiques et les films ainsi Produits munis de perforations. On utilise de façon courante les films thermoplastiques en particulier pour l'emballage de produits comestibles ou de denrées alimentaires. Les films thermoplastiques non perforés n'ont qu'une perméabilité limitée lr) vapeur d'eau et, pour un Grand nombre d'applications de conditionnement ou d'emballage, en particulier pour les produits corestibles ou alimentaires, une perméabilité la vapeur d'eau dépassant 5C0 g/m2/jour est désirable. L'emploi de films perforés permet d'obtenir facilement des perméabilités nettement plus grandes à la vapeur d'eau.A titre d'exemples de produits comestibles ou alirtentaires pour lesquels les films perforés sont intéressants a des fins d'emballage, on peut citer le pain et les autres produits de boulangerie, en particulier ceux du tybe croustillant ou comportant une croûte, étant donné que les perforations du film d'emballage penettent l'échappement de la vapeur d'eau . artir du pain, de sorte que la croûte demeure ferne et ne devient pas pâteuse ou lourde, et que par ailleurs le pain lui-même ne rassit pas, ainsi que les denrées en pâte telles que les saucisses en croûte, les p9tés, à la fois du type renfermant de la viande et des fruits, ainsi que les fruits eux-mêmes et les légumes. La taille requise pour les perforations du film dépend de la nature du produit enveloppé ou emballé, et il est par conséquent extrêmement désirable de créer un moyen simple pour contrôler ou déterminer la taille des penorations du film, de telle sorte que par un réglage simple on puisse obtenir des films munis de perforations ayant des tailles désirées. L'invention est matérialisée dans un procédé pour la perfo- ration d'un film de matière thermoplastique consistant à faire passer le film sous tension autour d'au moins une partie de la surface d'un rouleau, cette surface portant des protubérances qui sont disposées selon une distribution correspondant à- celle qui est recuise or les perforations du film et cui sont maintenues une température suffisante pour faire fondre le film, ce film étant maintenu contre ce rouleau simplement sous l'effet de la tension dont il est le siège. l'invention concerne également un dispositif pour perforer un film en matière thermoplastique comportant un rouleau portant des protubérances sur sa surface, disposées selon une distribution correspondant celle qui est requise pour les perforations du film, des organes pour chauffer ces protubérances à une tempéra- ture supérieure à la température de fusion du film et d'autres organes pour maintenir le film sous tension autour d'une partie au moins de la surface du rouleau, de telle sorte que ce film soit maintenu contre ce rouleau simplement sous l'effet de la tension dont il est le siège. Les protubérances prévues la surface du rouleau sont chauffées à une tenpérature supérieure à la température de fusion du film, et ainsi la taille des perforations de ce film dépend du laps de temps pendant lequel le film est en contact avec une protubérance quelconque. En conséquence, en réglant simplement le degré auquel le film s'enroule sur la surface du rouleau, on peut régler ou contrôler la taille des perforations du film. De même, la taille des trous peut être contrtlée ou réglée par la vitesse de déplacement du film, et le degré auquel ce film est enroulé sur le rouleau peut être réglé pour fournir la taille de trous requise pour une vitesse spécifiée quelconque du film.Normalement, la production d'un film convenablement perforé exige que le film soit en contact avec la surface du rouleau perforateur sur un arc d'au moins 100, et il est préférable que l'étendue du contact corresponde à un arc d'au moins 45 . Judicieusement, l'étendue maximum de la zone de contact correspond à un arc de 1800, bien Que cette valeur puisse être dépassée dans certains cas. Le rouleau est de préférence un rouleau en métal et il peut être chauffé = la température requise de toute manière convenable. Toutefois, il est préférable que le rouleau soit creux et soit chauffé électriquement de l'intérieur pour maintenir les protubérances à la température désirée. les protubérances prévues à la surface du rouleau peuvent avoir des tailles ou formes désirées quelconques, selon la fone requise pour les perforations. Des recliercnes ont montré que des films particulièrement utiles peuvent être obtenus si les protubérances ont la forme de pyrarides tronquées ou de troncs de cônes. les pyramides tronquées peuvent être des pyramides - base carrée ou triangulaire et elles peuvent être produites facilement > la surface des rouleaux par une opération d'usinage convenable. Des pyroenides à base carrée peuvent être judicieusement produites par l'usinage de rainures circonférentielles et longitudinales espacées à la surface du rouleau, la profondeur des rainures étant limitée pour fournir le plat requis à ltextrérmité de chaque protubérance. I1 est important que le film soit maintenu contre le rouleau perforateur simplement par la tension de ce film et qu'il n'existe pas de rouleau d'appui pour maintenir le film contre ce rouleau perforateur. Ceci pressente l'avantage que le degré auquel le film est enroulé autour du rouleau peut être modifié facilement simplement en réglant la position des rouleaux de tension qui maintiennent le film contre le rouleau perforateur. En outre, le système présente cet autre avantage qutil n'existe pas de cormissure traversée par le film et qu'en conséquence l'appareil ne peut pas subir de bourrage sous 11 effet d'une accumulation du film dans cette commissure. L'invention peut être utilisée pour perforer des films de n'importe quelle matière thermoplastique. En particulier, l'in vention concerne la perforation de fils en polymères cristallins d'alpha-oléfines, plus spécialement de films orientés de polyproxylène et de polyéthylène haute densité. Dans les applications d'emballage au moyen d'un film, il est généralement désirable d'effectuer mécaniquement l'opération d'emballage. b'une façon générale, la méthode la plus judicieuse pour fermer l'emballage par voie mécanique consiste à réunir des parties du film formant enveloppe par thermoscellage. L'invention convient particulièrement bien à la formation de films perforés thermoscellables ou soudables à chaud, de sorte qu'ils peuvent être utilisés pour emballer ou envelopper des objets est geant une ventilation ou aération dans des machines d'emballage automatiques. Ces films thermoscellables peuvent être formés à partir d'une matière tïiermoscellable, comme un film de polyéthylène basse densité, JU bien d'autres films, qui ne sont pas thermoscella- bles ou qui ne peuvent être scellés à c'naud qu'avec difficulté ou dans des conditions de travail critiques, peuvent recevoir un revêtement thermoscellable. Ainsi, un film formant support en polyoléfine cristalline, tel qu'un film de polypropylène, peut recevoir un revêtement par exemple en polyéthylène ou en copoly- mère de chlorure de vinylidène, afin de permettre son scellage ou soudage à cieud. Ces méthodes d'enduisage sont bien connues et comprennent un enduisage en fusion, un enduisage en solution et un enduisage a partir de dispersions aqueuses. Suivant une variante, au lieu d'enduire un film préformé, on peut provoquer la coextrusion du revêtement thermoscellable, par exemple en polyéthylène ou en un copolymère propylène/éthylène, avec le film formant support. Ce film formant support peut être enduit sur une face ou de préférence sur les deux faces. Le procédé de perforation suivant l'invention est particulièrement avantageux dans le cas de fils portant un revêtement thermoscellable, étant donné que ces revêtements ont généralement des points de ramollissement inférieurs à celui du film formant support et qu'ainsi, pour perforer le film formant support, il peut être nécessaire de prévoir des températures dépassant considérablement la température de ramollissement du revêtement. Dans les procédés dans lesquels on utilise un rouleau d'appui pour appliquer à force le filn1 contre le rouleau perforateur, des dépôts de revêtement thermoscellable tendent à se former au voisinage de la commissure entre le rouleau d'appui et le rouleau perforateur, ainsi que sur les rouleaux eux-mêmes, ce qui fournit un mauvais fonctionnement pour le système perforateur.Lors de la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention, qui s'effectue sans utiliser de rouleau d'appui, ces difficultés peuvent être nettement réduites ou supprimées. Ainsi, bien que le procédé suivant l'invention soit egale- ment applicable à la perforation de fils enduits et non enduits, il trouve une application particulière dans l'industrie de l'em- ballage lorsqu'un film enduit perforé est utilisé. l'invention concerne donc encore un procédé d'emballage consistant à prélever un film thermoscellable à une source pour l'amener a K dispositif perforateur, à perforer le film dans un dispositif par passage du film sous tension autour d'une partie au moins de la surface d'un rouleau comportant des protubérances qui sont disposées selon une distribution correspondant à celle qui est requise pour les perforations du film, ces protubérances étant maintenues & une température suffisante pour faire fondre le film, ce film étant maintenu contre ce rouleau simpleme-nt sous l'effet de sa propre tension, et à amener le film perforé s une position dans laquelle l'objet ou les objets à emballer dans le film sont enveloppés, à enrouler par enveloppement le film erforé autour de l'objet ou des objets, puis & réunir des parties du film par thermoscellage pour fermer 11 emballage. Des recherches ont montré également que le procédé de ner formation de ils suivant l'invention peut être utilisé pour perforer et superposer simultanément deux ou plusieurs films de matière thermoplastique. Suivant ce mode de mise en oeuvre, les deux films sont amenés séparément au rouleau perforateur, et ils sont maintenus ensemble contre ce rouleau par la tension des films, de sorte que la chaleur des protubérances portées par le rouleau assure a la ois la perforation des films et la réunion des deux films par superposition. Le procédé de perforation du film suivant l'invention peut également être utilis en combinaison avec un dispositif de refente, pour produire d'étroites bandes de film perforé et fendu, par refente longitudinale d'une large bande de film perforé en deux ou plusieurs bandes étroites. Germe indiqué précédemment, le film doit être maintenu contre le rouleau perforateur simplement par suite de le tension dont il est le siège. Les recherches ont montré qu'un moyen particulièrement judicieux pour parvenir a ce résultat consiste i faire passer d'abord le fila autour d'un rouleau de renvoi monté fou, puis autour du rouleau perforateur, et ensuite autour d'un second rouleau de renvoi ont fou. Les deux rouleaux de renvoi doivent être disposés de telle sorte que le film soit obligé de s'enrouler au moins sur une partie de la surface du rouleau perforateur.Ce sys tème de rouleaux convient particulièrement bien, étant donné que le degré selon lecuel le film entoure la surface du rouleau perf o- rateur peut être commandé en réglant la position de l'un au moins des rouleaux de renvoi. Geci constitue un moyen extrêmement pratique pour régler la taille des perforations formées dans le film. Les techniques suivant l'invention présentent en outre cet avantage que, si désiré, le degré de réglage de la position des rouleaux de renvoi peut être tel que, dans certaines positions de ces rouleaux de renvoi, le film passe à l'écart du rouleau perforateur. De cette manière, le rouleau perforateur peut être monté dans une chaîne d'emballage et amené simplement dans une condition de service quand il est désirable d'emballer ces produits dans un film perforé. Le rouleau perforateur peut être entraîné positivement ou bien, de préférence, il neut être monté fou. La description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés, donnes titre no limitatif, permettra de mieux comprendre l'invention. La fig. 1 est une représentation schématique d'un appareil pour la perforation d'un film suivant l'invention. La fig. 2 montre une partie de la surface du rouleau per forateur. la fig. 3 est une représentation schématique d'une machine d'emballage comportant un dispositif perforateur. Si l'on se reporte - la fig. 1, on voit qu'un film thermoplastique 1 est acheminé dans la direction des flèches à partir d'un rouleau d'alimentation 2, pour passer autour d'un rouleau de renvoi monté fou 3, puis autour d'un autre rouleau de renvoi 4. Après passage autour du rouleau 4, le film est maintenu sous tension par le rouleau de renvoi 5, qui est disposé de telle sorte que la tension dans le film applique celui-ci contre le rouleau perforateur 6. Ce rouleau perforateur 6 est entraîne d'une façon générale à la même vitesse que celle à laquelle le film se déplace, il est chauffé de l'intérieur (ar des organes non représentés), et il est muni d'une série de protubérances 7 sur sa surface, qui provoauent la fusion du film et le perforent lorsqu'il vient en contact avec ces protubérances. le système représenté sur la fig. 1 est étudié en vue d'une utilisation sur une machine d'emballage automatique, et après passage autour du rouleau de renvoi 5, le film passe entre des rouleaux de guidage 8 et 9, de telle sorte que le film perforé soit astreint a suivre le trajet désiré. Suivant le mode de réalisation représenté sur la fig. 1, le rouleau de renvoi 5 est monté sur un bras 10 qui est lui-même moins té à pivotement autour de l'axe du rouleau perforateur 6 et qui peut être maintenu dans des positions désirées quelconques. Ainsi, en déplaçant simplement le bras 10, on peut régler facilement la position du rouleau de renvoi 5 et le degré auquel le film entoure le rouleau perforateur, ce qui fouruit une commande aisée de la taille des perforations du film. La fig. 2 montre la distribution des protubérances 7 à la surface du rouleau perforateur 6. Corme on peut le voir, les protubérances sont formées par des pyrmides tronquées à base carrée, dont chacune présente un sommet plat 11 et qui s'étendent en ran- gées à la lois axialement et circonférentiellement autour du rouleau perforateur. Sur la fig. 3, sur laquelle les divers éléments sont représentés schématiquement et non à l'échelle, les produits à emballer sont amenés par un transporteur 12 à un poste d'emballage qui est désigné d'une façon générale par la référence 13, où ils sont enveloppés ou emballés dans un film thermoscellable perforé provenant d'un dispositif perforateur du type général représenté sur la fig. 1. Le dispositif perforateur est modifié par la présence d'un rouleau de renvoi monté fou 14, porté par un bras pivotant 15 de façon à constituer une barre compensatrice pour maintenir le film UT arrive u ension. Te rouleau de renvoi 3 n'est ps utilisé. Dans ce dispositif, le rouleau perforateur 6 n'est pas entraîné de façon positive. second rouleau fournisseur 16 est prévu, de telle sorte oue, lorsque l'alimentation en film à partir du rouleau fournisseur 2 est épuisée, vn fil ou une pellicule puisse être fourni à partir du rouleau 16; ainsi, l'alimentation en film du poste d'emballage 13 est interrompue pendant un laps de temrs mini@um. quand le rouleau 16 est utilisé comme rouleau fournisseur, le film arrive en passant sur des rouleaux de renvoi montés fous 3 et 17 et passe autour du rouleau de renvoi 14 forant barre de compensation, avant de venir en contact avec le rouleau perforateur. Le trajet du film suivi lorsquton utilise le rouleau fournisseur 16 est représenté en pointillé sur la fig. 3. Le film perforé, qui est de préférence en polypropylène à orientation biaxiale, enduit sur ses deux faces avec un copolymère de chlorure de vinylidène pour lui conférer des propriétés de scellage à chaud, est ensuite amené au poste d'emballage en passant sur des rouleaux de renvoi 18 et 19 et sur un rouleau de renvoi 20 monté sur un bras 21 dont la position est réglable pour satisfaire aux conditions de travail du poste d'emballage 13. Le poste d'emballage 13 est classique et n'est pas représen- té en détail. Quand les produits ont été enveloppés dans le film, l'emballage est fermé par réunion par thermoscellage de parties du film enduites dans un poste de thermoscellage 22 auquel les emballages sont également séparés les uns des autres par sectionnement. On comprendra que n'importe quel type de machine d'embal lg- utilisant un fil peut être employé et que sa nature précise ne fait pas partie de l'invention. L'autres modifications peuvent être apportées au mode de réalisation décrit, dans le domaine des équivalences techniques, sans s'écarter de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Procédé pour la perforation d'un film de iatière ther moplastique, selon lequel on fait passer le film sous tension autour d'une partie au moins de la surface d'un rouleau, cette surface portant des protubérances qui sont disposées selon une distribution correspondant à celle requise pour les perforations du film et qui sont maintenues à une température suffisante pour fondre le film, caractérisé en ce que le film est maintenu contre ce rouleau sinplement par suite de la tension dont il est le siège, 2.- rocd de perforation d'un film suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le rouleau perforateur tourne fou pendant l'opération de perforation. 3.- Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le film est amené dans une position dans laquelle il entoure la surface du rouleau perforateur par passage d'un film autour d'un premier rouleau de renvoi monté fou, puis autour du rouleau perforateur, et ensuite autour d'un second rouleau de renvoi monté fou, les rouleaux de renvoi étant disposés de telle sorte que le film soit obligé de passer autour d'une partie au moins de la surface du rouleau perforateur. 4 Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le degré selon lequel le film entoure le rouleau perforateur est commandé en réglant la position de l'un au moins des rouleaux de renvoi montés fous par rapport au rouleau perforateur. 5.- procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, c-roctérisé en ce que le film entoure la sur acte du rouleau perforateur sur un arc d'au moins 100. 6.- Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce que l'arc est compris entre 45 et 1800. 7.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on règle la vitesse du film pour commander le taille des trous formés dans le film par le rouleau perforateur. 8.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que plusieurs films sont amenés séparément au rouleau perforateur, et en ce qu'ils sont maintenus en semble contre ce rouleau perforateur par la tension régnant dans ces films, de sorte que la chaleur des protubérances portées par le rouleau provoque la perforation des films et assure en même temps leur réunion par superposition. 9.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le film perforé est ensuite refendu ou coupe. 10.- Dispositif pour perforer un film de matière thermoplastique, caractérisé en ce qu'il comprend un rouleau comportant des protubérances prévues sur sa surface, disposées selon une distribution correspondant à celle qui est requise pour les perforations du film, des organes pour chauffer ces protubérances à une température supérieure à la température de fusion du fila et des orgaces pour maintenir le film sous tension autour d'une partie au soins de la surface du rouleau, de sorte que le film est maintenu contre ce rouleau simplement par suite de la tension dont il est le siège. 11.- LiSi-Ositif uivant la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend un premier et un second rouleaux de renvoi montés fous, disposés rar rapport au rouleau perforateur de telle sorte que, lorsque le film passe autour du premier rouleau ae renvoi, puis autour du rouleau perforateur, et ensuite autour du second rouleau de renvoi, ce fil soit obligé de s'enrouler autour d'une partie au moins de la surface du rouleau perforateur. 12.- Dispositif suivant la revendication 11, caractérisé en ce que la position os l'un au moins des rouleaux de renvoi montés fous est réglable par rapport au rouleau perforateur. 13.- Dispositif suivant la revendication 12, caractérisé en ce que le rouleau ae renvoi réglable cst monté de façon à pouvoir pivoter autour de l'axe du rouleau perforateur. 14.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1C à 13, caractérisé en ce que le rouleau perforateur est un rouleau en métal. 15.- dispositif suivant la revendication 14, caractérisé en ce que le rouleau perforateur est creux. 16.- Dispositif suivant la revendication 15, caractérisé en ce que des organes de chauffage électriques sont pre'vus à l'inté- rieur du rouleau pour chauffer les protubérances à la température désirée. 17.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 10 16, 10 caractérisé en ce que les protubérances du rouleau perforateur se présentent sous la forme de pyramides tronquées ou de troncs de cônes. 18.- procédé d'emballage, caractérisé en ce qu'on amène un film thermoscellable provenant d'une source appropriée à un dispositif perforateur, on perfore le film dans ce dispositif par passage du film sous tension autour d'une tartie au moins de la surface d'un rouleau portant des protubérances aui sont disPosées selon une distribution correspondant à celle qui est recuise pour les perforations du film, ces protubérances étant maintenues à une température suffisante pour fondre le film, ce film étant maintenu lui-même contre ce rouleau simplernent par suite de la tension dont il est le siège, et on amène le film erforé dans une position dans laquelle l'objet ou les objets à emballer dans le film sont enveloppés, on enroule le film perforé autour de ltobjet ou des objets à emballer, puis on réunit par thermoscellage des portions du film pour fermer l'emballage. 19.- Procédé suivant la revendication 18, caractérisé en ce qu'on fait passer le film autour du premier rouleau de renvoi monté fou, puis autour du rouleau perforateur, et ensuite autour du second rouleau de renvoi monté fou, la position de l'un au moins des rouleaux de renvoi étant réglable par rapport au rouleau perforateur. 20.- Procédé suivant la revendication 19, caractérisé en ce que la position des rouleaux de renvoi est r~glable par rapport au rouleau perforateur pour permettre au film de passer à l'écart de ce rouleau perforateur. 21.- tachine de perforation et d'emballage, caractérisée en ce qu'elle comporte des dispositifs pour la mise en oeuvre des différentes opérations du rocédé suivant l'une quelconque des revendications 18 à 2G. 22.- Fila perforé, caractérisé en ce qu'il est produit par le procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, ou bien par un dispositif suivant l'une quelconque des revendications 10 à 17 et 21. 23.- Film perforé en polymère cristallin d'alpha-oléfine, caractérisé en ce qu'il est produit par le procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 a 9 ou par un dispositif suivant l'une quelconque des revendications 10 à 17 et 21. 24.- Film perforé revêtu d'une couche de matière thermoscel labile, caractérisé en ce qu'il est produit par le procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9 ou par un dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1C à 17 et 21.