Brevet FR2276915A1 — publié le 19760130

La présente invention se rapporte à un procédé pour augmenter la solidité des soudures et la résistance à l'éclatement de sacs soudés en feuilles tubulaires de polyester étirées biaxialement par un post-traitement de la zone s'étendant le long de la soudure, ainsi qu'à un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. Par le modèle d'utilité allemand 7 145 927, on connaît des sacs soudés en tubes de polyester étirés biaxialement dont les soudures présentent une résistance améliorée, comparativement aux sacs classiques, en particulier en ce qui concerne les impacts. On utilise principalement ces sacs pour emballer des marchandises qui sont introduites par à-coups ou qui, pendant le transport, sont retournées plusieurs fois. Du fait de la grande solidité de leurs joints soudés, ces sacs, qui sont ainsi soumis à des forces d'impact considérables, ont donné des résultats très satisfaisants. Pour certaines applications, il est néanmoins souhaitable d'augmenter encore davantage la solidité des soudures et, partant, la résistance à l'éclatement qui en découle; ceci est notamment le cas pour l'emballage des volailles, car les parties saillantes de ces marchandises exercent des forces d'impact accrues sur la zone s'étendant le long de la soudure des sacs. En conséquence, la présente invention s'est fixe pour but de développer un procédé qui améliore la solidité de la zone s'étendant le long du joint soudé des sacs soudés unilatéralement, faits de feuilles tubulaires de polyester étirées biaxialement, de façon à atteindre des degrés de solidité et, partant, des resistances à l'éclatement, plus élevées. Selon l'invention, un procédé pour augmenter la solidité de la soudure et, partant, la résistance à l'éclatement de la soudure du fond d'un sac fait d'une feuille tubulaire de polyester étirée biaxialement est caractérisé en ce qu'on fixe le sac préfabriqué en position, on forme un coussin de gaz à l'intérieur de celui-ci en y introduisant un gaz et en fermant hermétiquement l'extrémité ouvertè du sac, et en ce qu'on produit, dans une zone de quelques millimètres de largeur s'étendant le long de la soudure, par échauffement à l'encontre de la pression du coussin de gaz, une orientation dans la matière du sac. Pour former le coussin de gaz, on peut utiliser n'importe quel gaz qui, aux températures de retrait du polyester, ne réagit pas avec celui-ci, mais, pour des raisons économiques, on utilise de préférence l'air. Le chauffage peut être réalisé avec n'importe quelle source de chaleur, mais, dans la pratique, les meilleurs résultats ont été obtenus avec des courants de gaz chauds et avec des radiateurs, par exemple à rayons infra-rouges. La largeur de la zone chauffée le long de la soudure dépend, d'une part, du polyester ou de l'épaisseur des parois du sac et, d'autre part, de la longueur ou de la taille de celui-ci. Dans la pratique, on s'efforce de limiter I'orientation par chauffage à une zone très étroite, étant considérées comme des zones étroites, pour des sacs dont la longueur est comprise entre 20 et 70 cm, des zones dont la largeur peut atteindre 25mm. Pour des sacs plus courts, on peut aller jusqu'à la limite inférieure actuelle de la largeur de la zone chauffée, qui se situe à environ 1 mm. La largeur préférée de cette zone est comprise entre 2 et 5 mm. La durée du chauffage est fonction du polyester, de son degré d'orientation, c'est-à-dire des conditions dans lesquelles s'est effectué l'étirage biaxial précédent, de l'épaisseur des parois du sac, de la largeur désirée de la zone de retrait, ainsi que de la température utilisée. En général, cette opération demande 0,5 à 10 secondes. Pour réduire à un minimum la durée de ce traitement, le temps de chauffage est, de préférence, compris entre 0,5 et 3 secondes. La température de chauffage utilisée est, elle aussi, fonction de la composition de la matière du sac, de l'épaisseur de ses parois, de la largeur désirée de la zone traitée, ainsi que des durées de chauffage ci-dessusz Habituellement, on utilise une température comprise entre 90 et 1500 C, la zone préférée se situant entre 95 et 1150C. Dans le tableau ci-après, on trouvera quelques exemples numériques qui montrent que le procédé selon l'invention permet d'améliorer sensiblement la solidité des soudures et, partant, la résistance à l'éclatement des sacs. Des mesures de résistance à l'éclatement ont été faites en gonflant un sac fait d'un tube de polyéthylène téréphthalate étiré biaxialement, dont le fond comportait une soudure incurvée.Les pressions d'éclatement indiquées sont celles auxquelles la soudure du fond du sac s'est déchirée. Les valeurs indiquées sont des moyennes résultant d'une série de 100 mesures. Sac non triaté Sac traité selon l'invention taille (mm) taille (mm) 100 p 150 p 200 p 300 p 100 p 150 p 200 p 300 p Epaisseur de paroi 20 0,78 20 0,54 20 0,40 20 0,26 20 20 20 20 simple ( m) Longueur (cm) 50 150 60 70 50 50 60 70 Durée de chauffage : - 1 sec. 0,90 0,65 0,48 0,32 - 3 sec. 0,97 0,72 0,57 0,36 - 5 sec. 1,05 0,80 0,63 0,45 Température ( C) 100 100 100 100 Largeur de la fzone traitée = Espacement de la soudure (mm) 2 2 2 2 La pression d'éclatement p est indiquée en bars. I1 ressort de ce tableau que le procédé selon l'invention permet d'augmenter très sensiblement la résistance à l'éclatement des sacs, l'amélioration pouvant atteindre plus de 50 -, ce qui représente un progrès technique considérable. Ces sacs à soudure renforcée et plus grande résistance à l'éclatement sont plus particulièrement adaptés pour des marchandises difficiles, telles que des oies, des canards, des pou- les, des cuisses de volailles, ainsi que pour des viandes fraîches, du gibier et des marchandises analogues. Ils conviennent aussi pour de grands emballages, car,tant pendant la procédure d'erbal- lage elle-même que pendant l'opération de retrait auxiliaire, où des forces de retrait considérables sont libérées, ils produisent des pourcentages réduits de déchets, comparativerlent aux sacs antérieurs.Les pourcentages de déchets qui, jusqu'à présent, étaient d'environ 3 à 5%, sont ainsi abaisses au-dessous de le, chiffres pour lesquels on a considéré les défauts dans la région de la soudure du fond, en faisant abstraction de ceux des parois. Cette diminution considérable des déchets se traduit par un deroulement plus économique et plus rapide des opérations d'emballage. L'invention comprend aussi un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. Dans le cas le plus simple, le dispositif est caractérisé en ce qu'il comprend un châssis en deux parties, au moins, dans lequel le sac peut être placé et immobilisé, une sonde qui est reliée à une source de gaz, des moyens pour réaliser l'étanchéité de l'extrémité ouverte du sac,et une source de chaleur. Comme source de gaz, on utilise de préférence des bouteilles de gaz comprimé, en particulier des bouteilles d'air comprimé ou des compresseurs. L'étanchéité de l'extrémité ouverte du sac est, de préférence, réalisée à l'aide de plaques ou de bandes élastiques comprimables, par exemple en caoutchouc, en matière plastique ou autres. Afin de permettre de fixer, de façon sûre, les sacs en position, une forme de réalisation préférée du dispositif prévoit, pour les deux parties du châssis, une largeur supérieure à celle correspondant au diamètre d'un sac tubulaire gonflé. Dans une autre forme de réalisation préférée, l'une des parties, au moins, du châssis est reliée à des moyens permettant de modifier l'espacement des plaques. Cette variation d'espacement peut être réalisée par des broches, des poussoirs, ou bien à l'aide de pistons pneumatiques ou hydrauliques. Afin de pouvoir ouvrir facilement les sacs, des ventouses sont fixées au châssis, et sont reliées à un dispositif d'aspiration. De cette manière, le sac placé dans le châssis est plus facile à ouvrir qu'à la main, car les parois de celui-ci ont généralement tendance à se coller l'une à l'autre sous l'action de 1 'é- lectricité statique. Comme dispositif d'aspiration, les meilleurs résultats ont été obtenus avec des pompes à vide. Afin de ne pas être obligé de déplacer la sonde manuellement par rapport au châssis fixe, ou inversement, de déplacer ce dernier par rapport à une sonde fixe, il faut que cette dernière, ou bien les composants du châssis, soient pourvus de moyens qui permettent un mouvement relatif entre eux.A cette fin aussi, des résultatssat1sfaisants ont été obtenus avec des poussoirs, des broches filetées, ou des dispositifs à actionnement pneumatique ou hydraulique, ou encore des pignons entraînés par un moteur qui engrène sur des crémaillères. Dans une forme de réalisation préférée, la source de chaleur est constituée par une soufflerie de ga chauds ou par un radiateur à rayons infra-rouges. Pour.assurer un fonctionnement accéléré du dispositif et pour éviter une introduction manuelle des sacs dans le châssis, on prévoit de préférence, un dispositif qui assure le transport des sacs à plat dans le châssis. A cette fin,des résultats satisfaisants ont surtout été obtenus avec des pinces à ouverture et fermeture commandées, qui sont reliées, de préférence, à des moteurs ou à des dispositifs pneumatiques ou hydrauliques qui commandent les opérations d'ouverture et de fermeture. Afin que les sacs puissent être enlevés rapidement du châssis, dans la direction opposée à celle dans laquelle ils ont été introduits, on prévoit, de préférence, de pourvoir la source de chaleur de dispositifs permettant de la lever ou de l'abaisser par rapport audit châssis. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple nullement limitatif, en référence au dessin annexé, dans lequel: - la Fig. 1 est une coupe longitudinale à travers un dispositif adapté à la mise en oeuvre du procédé selon l'invention; - les Fig. la à le illustrent les étapes successives de ce procédé; - la Fig. 2 est une vue en coupe suivant la ligne Il-Il de la Fig. 1; - la Fig. 3 est une coupe partielle suivant la ligne III III de la Fig. 1, montrant une variante de réalisation de l'entraînement et des éléments de fixation; - la Fig. 4 est une vue schématique d'une source de chaleur; et, - la Fig. 5 est une vue de détail à grande échelle de la région V de la Fig. 1, montrant l'utilisation d'une source de chaleur à rayons infra-rouges. Sur la Fig. 1, on voit un sac gonflé B, placé entre les deux parties 1 et la d'un châssis. Comme le montrent les Fig. 1 et lc, le gonflage et, partant, la formation du coussin de gaz, s'effectuent, par exemple, au moyen d'une bouteille de gaz comprimé 8, par un tuyau 7 et une sonde 4. Le coussin de gaz est retenu dans le sac par un joint élastique 2. Au moyen d'un cylindre pneumatique 9, un mouvement alternatif par rapport aux parties de châssis 1 et la peut être imprimé à la sonde 4 , (comme l'indique la flèche), ce qui permet de l'introduire dans l'orifice du sac (Fig. lob). Pour faciliter l'ouverture du sac B avant l'introduction de la sonde 4 (Fig. lb), des ventouses pneumatiques 10 et 11 sont fixées aux tiges de deux cylindres pneumatiques verticaux 5 et 6.La partie supérieure 1 du châssis peut être levée et abaissée au moyen d'un cylindre pneumatique 12,avec le concours de guides 27, ce qui permet d'établir un espacement prédéterminé (pour le traitement ou l'enlèvement). Devant les joints soudés N du sac B est disposée une source de chaleur 13, fixée à un support 14, et qui peut être déplacée verticalement, au moyen d'un cylindre pneumatique 15, afin de permettre d'enlever le sac du châssis (Fig. le). Au moyen des deux rouleaux 18 et 19, qui sont reliés à des cylindres pneumatiques verticaux 16 et 17, l'air contenu dans le sac est expulsé (Fig.le) lors de son enlèvement des châssis 1 et la, aplatissant ainsi à nouveau celui-ci. Le sac B est effectivement retire au moyen de pinces à mouvement alternatif horizontal 21, dont l'ouverture et la fermeture sont commandées et dont les mouvements de va-et-vient sont produits par un cylindre pneumatique 20. Sur la Fig. 2, les mêmes références désignent les mêmes composants. On voit sur cette figure, en plus, que le rouleau 19, ainsi que le rouleau 18, sont montés sur un arbre 19a ou 18a, qui est fixé dans des paliers 19b et 18b Il est bien évident que les cylindres pneumatiques sont pourvus des dispositifs nécessaires à leur actionnement. Sur la Figure 3, le mécanisme de commande de la partie su périeure 1 du châssis est réalisé sous la forme d'un système roue dentée 25 - Crémaillêre 28. Les pièces 26 permettent de limiter latéralement le sac B. La Figure 4 montre une source de chaleur 29, permettant de diriger un jet de gaz chaud sur le bord antérieur du sac B, et sur le joint soudé N. La Figure 5 montre comment agissent la pression P, représentée par des flèches, et la source de chaleur 13 qui, dans cet exemple de réalisation, est constituée par un dispositif de rayonnement à infra-rouge. Il demeure bien entendu que cette invention n'est pas limitée aux divers exemples de réalisation décrits et représentés, mais qu'elle en englobe toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Procédé pour augmenter la solidité des soudures et la résistance aux pressions d'éclatement d'un sac présentant une soudure à son fond, fait d'une feuille tubulaire de polyester étirée biaxialement, caractris en ce qu'on fixe le sac préfabriqué en position, on y forme un coussin de gaz en insufflant un gaz et en fermant hermétiquement l'extrémité ouverture du sac,et en ce qu'on réalise une orientation de la matière dans une zone de quelques millimètres de largeur s'étendant le long de la soudure par chauffage, à l'encontre de la pression du coussin de gaz. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le gaz utilisé pour fermer le coussin est l'air. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on chauffe la zone s'étendant le long de la soudure au moyen d'un courant de gaz chaud. 4. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on chauffe La zone s'étendant le long de la soudure au moyen d'un radiateur à rayons infra-rouges. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la zone chauffée s'étendant le long de la soudure a une largeur de 1 à 25 mm, de préférence de 2 à 5 mm. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'on chauffe ladite zone pendant une période de temps-comprise entre 0,5 et 10 secondes, de préférence entre 0,5 et 3 secondes. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'on chauffe ladite zone à une température comprise entre 90 et 1500C, de préférence entre 95 et 1150C. 8. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un châssis en deux parties au moins (l,la), dans lequel on place le sac (B) et où on le fixe en position (26), une sonde (4) qui est reliée une source (8) pouvant fournir un courant de gaz, un moyen (2) pour fermer hermétiquement l'extremite ouverte du sac, ainsi qu'une source de chaleur (13). 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les deux parties (1, la) du châssis sont constituées par deux plaques, dont la largeur est supérieure au diamètre du sac (B) quand il a été gonflé. 10. Dispositif selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que l'une, au moins, des parties du châssis comporte des moyens (12) pour modifier l'espacement entre lesdites plaques. 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que les ventouses (10, 11) reliées à des cylindres pneumatiques (5, 6) sont prévues pour ouvrir le sac. 12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 à 11, caractérisé en ce que la sonde (4) est pourvue d'un dispositif (9) qui lui imprime un mouvement de va-et-vient par rapport à la partie fixe du châssis (1 ou la). 13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 à 12, caractérisé en ce que les deux parties (1, la) du châssis sont pourvues d'un dispositif qui leur imprime un mouvement alternatif par rapport à la sonde fixe (4). 14. Dispositif selon la revendication 12 ou 13, caractérisé en ce que les dispositifs imprimant des mouvements alternatifs ou de va-et-vient sont des poussoirs animés par des moteurs, ou par des dispositifs électromécaniques ou pneumatiques. 15. Dispositif selon la revendication 12 ou 13,caractérisé en ce que les dispositifs qui impriment les mouvements alternatifs sont des pignons (25) entraînés par des moteurs et qui coopèrent avec des crémaillères(28). 16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 à 15, caractérisé en ce que la source (8) fournissant un courant de gaz à la sonde (4) est un compresseur. 17. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 à '16, caractérisé en ce que les moyens pour fermer hermétiquement l'extrémité ouverte du sac sont constitués par des bandes élastiques (2). 18. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 à 17, caractérisé en ce que la source de chaleur (13) est une soufflerie à air chaud (29). 19. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 à 17, caractérisé en ce que la source de chaleur (13) est un radiateur à rayons infra-rouges (30). 20. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 à 19, caractérisé par un dispositif auxiliaire pour transporter le sac dans le châssis (1, la). 21. Dispositif selon la revendication 20, caractérisé en ce que le dispositif pour transporter le sac est constitué par des pinces tractrices !21) à ouverture et fermeture commandées. 22. Dispositif selon l'une des revendications 20 ou 21, caractérisé en ce que lesdites pinces sont reliées à des moteurs ou à des dispositifs pneumatiques (20) qui commandent leur ouverture et leur fermeture, ainsi que leur mouvement de traction. 23. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 à 22, caractérisé en ce que la source de chaleur (13) est pourvue de dispositifs (15) qui lui impriment un mouvement d'élévation ou d'abaissement par rapport au châssis (1, la).