Brevet FR2230484A1 — publié le 19741220

La présente invention se rapporte à un procédé de soudure tour films thermosoudables, par exemple des films en polyéthylène, et à un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. Elle concerne plus particAièrement la soudure sur des machines automatiques, dites du type "transwarp", destinées à conditionner Q:s produits liquidez, granulés ou en poudre. Dans les machines du type "transwarp", le conditionnement des matériaux s'effectue à partir d'un ou de deux films que des soudures longitudinales transforment en gaines. D'autres soudures, transversales, sont réalisées ensuite pour fermer les sachets obtenus à partir de la gaine. On rencontre toujours des difficultés importantes pour la réalisation des soudures transversales ; ces soudures se fnt en effet dans es conditions difficiles du fait que le produit à emballe souille légèrement les patois et qu'il crée un effort tendant à affaibli et à décoller la soudure. C'est en particulier le cas lorsque la produit contient de l'huile ou des Poudres : les mâchoires chauffantes tradItionnelles sont alors pratiquement inopérantes. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients, et a pour but de permettre l'ohtention d'une soudure de qualité, eme dans des conditions difficiles. A cet effet, le procédé de soudure pour films thermosoudables selon l'-nve tion consiste à exercer dans un premier temps une pression à la fois dans la région centrale de la ture soudure et sur les tords de la future soudure, en chauffant la région centrale jusqu'au point de fusion du film et en refroidissant ses bords, puis dans un second temps à cesser d'exercer la pression et le chauffage dans la région centrale, tout en maintenant la pression et le refroidissement sur les bords. Le dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé est constitué par des mâchoires de soudure composées chacune d'un élément chauffant encadré par deux serre-flancs en matériau conducteur de la chaleur munis de moyens de refroidis serment, l'élément chauffant étant déplaçable en direction de la soudure par rapport à l'ensemble des deux serre-flancs qui E encadrent De référence, les moyens de refroidissement des serre Flancs, EoNt- constituée par un circuit d'eau froide, ou même glacée. Dans une forme de réalisation particulière, il est prévu de petits vérins à membranes pour commander le déplacement des éléments chauffants par rapport aux serre-flancs. Pour effectuer une soudure, on approche les deux mâchoires avec les serre-flancs du sachet à souder, puis on exerce une pression à la fois sur les éléments chauffants et sur les serre-flancs. Dans un deuxième temps, on écarte les éléments chauffants, en maintenant en pression les serre-flancs. Il se produit alors le phénomène recherché qui est le refroidis se- ment de la soudure aux deux bords très proches des serreflancs refroidis, ce qui permet de figer la soudure aux points critiques. Enfin, les ddux mâchoires s'ouvrent complètement ; à ce moment, le milieu de la soudure est encore chaud, et il se produit une contraction de la matière plastique qui n'est peut être pas très esthétique, mais qui donne une soudure d'une très grande solidité. Ce perfectionnement permet, par la création d'un fort bourrelet, l'obtention d'une soudure d'une qualité exceptionnelle, plus solide que le film lui-même. D'autre part, la largeur de la soudure étant forte, on peut souder efficacement des sachets remplis d'huile ou d' autres produits pour lesquels les soudures traditionnelles sont insuffisantes. Un autre avantage du perfectionnement selon l'invention est de permettre la réalisation rapide d'une soudure de qualité, alors que les soudures rapides amènent habituellement la formation de points faibles. A cet égard, il est préférable de réaliser une soudure "thermique", au moyen d'éléments chauffants portés à une température constante, et non pas une soudure "par impul sion Il convient de noter que les mâchoires selon l'invention sont de préférence recouvertes d'un produit anti-adhérent, et peuvent en outre comporter un dispositif de coupe permettant de sectionner la soudure en son milieu. De toute façon, l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution, de ce dispositif de soudure. Figure 1 est une vue en coup s transversale des mâchoires de soudur@ Figure 2 est une vue en coupe, à échelle agrandie, expliquant le fonctionnement de ces mâchoires Figures 3 et 1 sont des schémas montrant deux fermes de réalisation du dispositif de coupe des mâchoires selon 1' nvention. Le dispositif de soudure selon l'invention est constitué par deux mâchoires désignées par les références générales A et B. Lacune de ces mâchoires est composée d'un élément chauffant 2, encadré par deux serre-flancs 3 et 4 disposés symétriquement. Les éléments chauffants 2 des mâchoires A et B sont métalliques. L'un au noins, par exemple celui de la mâchoire B, est recouvert d'une légère pièce souple 5 en caoutchouc silicone. Ces éléments chauffants 2 sont associés à des moyens de régulation a aptes à maintenir leur température à une valeur constante aussi précise que possible Les serre-flancs 3 et 4 sont réalisés en un matériau conducteur de la chaleur, et munis de moyens de refroidissement très énergiques. Ces moyens sont constItués par un circuit d'eau froide, pouvant à la limite être glacée, visible en 6 sur le dessin. Les deux serre-flancs 3 et 4 d'une même mâchoire sont rendus solidaires l'un de autre i par contre l'élément chauffant 2 est déplaçable en direction de la soudure par rapport à l'ensemble des deux serre-flancs 2 et 4 qui l'encadrent. Pour commander le déplacement des éléments chauffants 2 par rapport aux serre-flancs 3 et 4, il est prévu de petits vérins à membranes. Le dispositif précédemment décrit est destiné à la mise en oeuvre d'un procédé de soudure faisant également l'objet de la présente invention. Suivant ce procédé, on exerce dans un premier temps une e pression à la fois dans la-région centrale de la future soudure et sur les bords de cette future soudure, en chauffant la région centrale jusqu'au point de fusion du film et en refroidissant les bords. Fuis, dans un second temps, on cesse d'exercer la pression et le chauffage dans la région centrale, tout en maintenant la pression et le refroidis sent sur les bords de la soudure. Pour réaliser selon ce procédé la soudure de deux films 2 et 8 en polyéthylène, on introduit ces derniers entre les deux mâchoires À et B, et dans un premier temps on approche ces deux mâchoires l'une de l'autre. Les éléments chauffants 2 exercent une pression dans la région centrale 9, de la future soudure, tout en amenant le polyéthylène à son point de fusion, tandis que les serre-flancs 3 et 4 exercent une pression sur les bords 10 et 11 de la future soudure, tout en les refroidissant. Le polyéthylène fondant est chassé par les deux éléments chauffants 2, en direction des serre-flancs 3 et 4. Cette migration de la matière plastique est arrêtée par les serre-flancs, d'où la formation de renforts 12, de grande épaisseur, sur les bords de la soudure. Dans un second temps, on maintient en pression les serre-flancs 3 et 4, mais, par l'intermédiaire des petits vérins à membrane, on écarte les éléments chauffants 2 l'un de l'autre. Les bords de la soudure continuent d'être refroidis, et les renforts 12 situés aux points critiques sont figés. Enfin, les deux mâchoires À et B sont ouvertes com piètement, les serre-flancs 5 et 4 étant sépafés. La région centrale de la soudure étant encore chaude à ce moment, il se produit une contraction de la matière plastique, d'où une augmentation de l'épaisseur contribuant à améliorer la solidité de la soudure. Ce procédé permet, par la création d'un fort bourrelet, l'obtention d'une soudure d'une qualité exceptionnelle, et, de plus, d'une largeur importante. Cette soudure est réalisée rapidement, et permet de souder dans des conditions différentes, et en particulier lorsque le produit présent entre les deux films 7 et 8 comporte de l'huile ou des poudres. De préférence, ces mâchoires de soudure sont recouvertes d'un produit anti-adhérent, tel que du "verre téflon' ou kapton, En outre, les mâchoires de soudure comportent un dispositif de coupe, mécanique ou thermique, apte à sectionner la soudure en son milieu. Ce dispositif de coupe peut être réalisé de différentes façons. En particulier, l'une des mâchoires, par exemple la mâchoire A, peut comporter un profil biseauté, comme montré à la figure 3, ou un profil avec une arête centrale 13, comme montre a la figure 4. On peut encore placer sur l'une des mâchoires l-tia précisément celle B portant un revêtement 2 de caoutchouc silicone, un fil 14 de section ronde dans lequel on envoie Zt impulsich électrique, comme montré à la figure 1. Bien entendu, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de ce dispositif de soudure décrite ci-dessus a titre d'exemple non limitatif; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation. REVEBDICBTIONS 1. - Procédé de soudure pour films thermosoudables, caractérisé en ce qu'il consiste à exercer dans un premier temps une pression à la fois dans la région centrale de la future soudure et sur les bords de la future soudure, en chauffant la région centrale jusqu'au point de fusion du film et en refroidissant les bords, puis dans un second temps à cesser d'exercer la pression et le chauffage dans la région centrale, tout en maintenant la pression et le refroidissement sur les bords. 2. - Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de soudure selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est constitué par deux mâchoires de soudure composées chacune d'un élément chauffant encadré par deux serre-flancs en matériau conducteur de la chaleur munis de moyens de refroidissement, l'élément chauffant étant déplaçable en direction de la soudure par rapport à l'ensemble des deux serre-flancs qui l'encadrent. 3. - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de refroidissement des serre-flancs sont constitués par un circuit d'eau froide, ou même glacée. 4. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce qu'il est prévu de petits vérins à membranes pour commander le déplacement des éléments chauffants pour rapport aux serres -Elancsf 5. - Dispositif selon líune quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les éléments chauffants sont métalliques et en ce que l'un au moins est recouvert d'une pièce souple, telle qu'en caoutchouc silicone. 6. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que les deux mâchoires de soudure sont recouvertes d'un revêtement anti-adhérent. 7. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que les mâchoires de soudure comportent un dispositif de coupe, mécanique ou thermique, apte à sectionner la soudure en son milieu. 8. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que les éléments chauffants sont associés à des moyens de régulation aptes à maintenir leur température à une valeur constante0