Brevet FR2305298A1 — publié le 19761022

La présente invention concerne la fabrication d'empaquesagesen canton, à plat, et en particulier d'empaquetages dans lesquels une feuille de carton est garnie d'une doublure tubulaire, souple, pouvant contenir des produits fluides. Différentes propositions ont déjà été faites pour ces empaquetages, mais leur aboption a été limitée par problèmes rencontrés dans la fabrication, le montage et la fermeture des empaquetages, sur les chaînes à cadence rapide que les nécessités économiques obligent à utiliser dans la plupart des secteurs de l'industri d l'emballage, aussi bien que par les problèmes posés par l récupération de leur contenu On a étudié des em- paquetages @@ @tinés à des applications variées, qui résolvent sensiblement les problèmes de montage, de fermeture et de récupération du contenu, mentionnés ci-dessus, mais ces empaquetages supposent l'em@l@i de artons aplatis sur lesquels un sac souple, de dimensions @ppropriéss, dépassant scuvent celles de la feuille carton, doit @t@@ pla@é av@@ p@éisi@@ @ur le carton, ce qui peut conduire à d@@@ @@l@ti@ @ent @ompl @e des zones à encoller. Les procédés @@r@us de prodtetion de ces emballages de carton, à plat, garnis d'une deublure, ne remplissent pas les conditions ci-dessus, et l'invention a pour objet de résoudre le problème. Un procédé de fabrication d'emballages de cartons à plat, suivant l'invention, consiste à : - appliquer de la colle à des feuilles successives de carton, présentant une pluralité de faces adjacentes et une pluralité de rabats dépassant de chaque extrémité de ces faces - appliquer successivement les feuilles, le bout en avant, tangentiel@ement sur un cylindre d'avance tournant - amener en continu in matériau tubulaire souple mis à plat, de largeur inférieure à la moitié de la plaque,et destiné à former des sacs, dans la direction longitudinale, autour du cylindre - préparer ce matériau sur le cylindre ;; - former dans ce matériau des sacs tubulaires, successifs, séparés par des coupes transversales, chacun de ces sacs ayant au moins une extrémité ouverte - appliquer les sacs successifs, venant du cylindre, à plat contre la colle des panneaux et des rabats choisis, sur les feuilles successives au fur et e mesure du passage de ces feuilles sur le cylindre, pour fixer les sacs aux feuilles de carton, et à coordonner et aligner le sortie des sacs et la son tie des feuilles pour s'assurer que les sacs sont posés avec précision sur les panneaux et les rabats choisis. Ce procédé permet de placer, avec précision, des sacs souples présentant un minimum de covtures sur les feuilles de carton qui peuvent recevoir de la colle suivant toute disposition souhaitée, et permet, en particulier, d'appliquer facilement sur les feuilles de carton des sacs qui sont plus étroits que les cartons, sur une dimension, et qui débordent de ces cartons sur l autre dimension, sans qu'il soit nécessaire de recourir à des moyens de repérage élaborés, en dehors des dispositifs nécessaire a la synchronisation de la délivrance des feuilles de carton et ne la rotaticn du cylindre Le cylindre d'avance est, de préférence perfora. et main. tient le matériau des sacs, grâce à un certain vide, réalisé à @'intérieur de ce cylindre. On évite ainsi de recourir à des mo yens complexes pour maintenir le sac en contact avec le eylindre. T!e matériau des sacs est de préférence assemblé et sectionné sur le cylindre, le long de lignes transversales adjacentes; mais non confondues, de préférence par l'action de coopération d'un cylindre adjacent, tournant en sens inverse, l'un des cylindres portant un outil tranchant et un outil de fermeture à chaud, et le second cylindre portant une enclume avec laquelle les outils ci-dessus cooptèrent Ce procédé conduit à la fabrication simple de sacs, suivant une relation prédéterminée avec le cylindre d'avance. Les feuilles de carton se composent habituellement de quatre panneaux adjacents constituant les parois d'un paquet rectangulaire s dans ce cas, le matériau des sacs à une largeur égale à celle de deux panneaux adjacents et on pose le sac formé à partir de ce matériau sur les deux panneaux correspondants de chaque feuille. Dans une réalisation préférée, les sacs ont une longueur et une position telles qu ils dépassent aux deux extrémités des panneaux, les extrémités fermées dépassent, de préférence, d'une longueur égale à la demi-diagonale de la boite en carton terminée. Ceci permet de former les boites en carton sans arracher le sac des parois de la boite et de remplir le carton jusqu'aux quatre angles inférieurs.De la même manière, l'extrémité ouverte du sac devrait dépasser au moins de la quantité nécessaire pour pouvoir former un joint lorsque la boîte a été remplie. L'invention s'étend aussi à l'appareil de fabrication des empaquetages en carton, aplatis, garnis d'une doublure tubulaire souple, lequel comprend - un dispositif d'avance, destiné à fournir des plaques successives de carton comprenant des panneaux latéraux adjacents et des rabats d'extrémité qui sortent des panneaux latéraux, un convoyeur faisant avancer les feuilles en bout le long d'un certain trajet ; - un applicateur de colle, voisin de ce trajet, destiné a appliquer une quantité de colle prédéterminée sur des panneaux choisis et sur les rabats associés de ces feuilles de carton, un cylindre:: tournant de distribution tangent et perpendiculaire a ce trajet - un dispositif appliquant une bande continue de matériau tubulaire pour sac mis à plat, sur la périphérie du cylindre d'avance ;; - un dispositif de coupe, associé au cylindre, pour découper des tronçons successifs dans le matériau à sacs et former des sacs tubulaires, distincts, ouverts à une extrémité, au moins - un dispositif faisant adhérer les sacs au cylindre d'avance de façon à ce que le cylindre entraîne les sacs tangen tellement aux feuilles de cerro',? le' fonctionnements du con voyeur, Qu dispositif d'application et du dispositif de coupe étant synchronisés et alignés de manière à ce que les sacs soient appliquée: sur les feuilles de carton en recouvrant leur; zones encellées anneaux et r': :;' .s chgoisis, les aut-es pan neaux et rabats dé@assant de chaque côté des sacs. Pour fa@@liter la compréhension de l'invention, on va maintenant décrire une réalisation préférée en se référant an@ dessins annexés dans lesquels : La fig t représente schématiquement l'appareil destiné a appliquer la colle sur les feuilles de carton, à former des sacs à partir d'un matériau tubulaire souple, et à assembler les feuilles de carton et les sacs La fig. 2 est une coupe longitudinale au travers des pièces de l'appareil de la fig 1 @ et, La fig. 3 montre schématiquement le pliage et l'encol- lage d'une feuille de carton et d'un sac assemblé pour former un empaquetage. Les plaques de cartons 10, représentées sur le dessin, sont formées d'une feuille de carton (terme qui désigne ici du carton ondulé ou du carton lisse) qui a été découpée et rainée sur une matrice (non figurée) pour délimiter quatre panneaux rectangulaires 11, 12, 13 et 14 formant les côtés de l'empaquetage. Les panneaux se prolongent à leurs deux extrémités par des rabats destinés à fermer ce qui sera en définitive le dessus et le dessous de l'empaquetage en carton. Le panneau 14 présente un rabat étroit 14c le long de son bord libre. On verra qu'à part certains caractères fondamentaux décrits ici, la forme exacte des feuilles de carton ne fait pas partie de l'invention9 et que les formes particulières de feuilles de carton et de boîtes aplaties, présentées ici, ne sont choisies qu'à titre d'exemple. Le procédé et l'appareil s'appliquent naturellement à la fabri- cation de boîtes en carton7 aplaties et doublées, de différentes formes, et en particulier à celles que l'on a déjà décrites. Au cours de la mise en forme des feuilles de carton en empaquetages aplatis, on a appliqué certains points de colles, selon une distribution qui varie avec la construction et l'application des empaquetages. Dans l'exemple donné, les panneaux 12 et 13 du centre de chaque plaque 10 de carton ont reçu une première ligne de colle 209 sur la largeur, le long de ce qu sera le dessus de l'empaquetage et une autre ligne de colle 21 près de l'extrémité opposée. La ligne 20 croise la jonction des panneaux 12 et 13 qui forme une arête de la boîte. Différents points ou taches de colle 33 sont aussi déposés sur certains des rabats. Au cours d'une étape ultérieure du processus de fabri cation, on étale une garniture souple 30 à plat sur 1' fouil@ 109 comme on le voit à gauche de la fig. 1, ou a droite de la fig. 3, sur les lignes de colle 20, 21 auxquelles est collée la garniture. La garniture est faite en un matériau pouvant retenir des liquides et on choisit ce matériau de faon a ce qu'il soit imperméable an liquide à contenir La garniture représentée peu être un sac en polyéthylène transparent fermé par- un joint tranh@ versal 31 à une extrémité et ouvert à l'autre extrémité 32.On choisit naturellement le matériau du sac en fonction du matériau liquide, granuleux ou autrement fluide à empaqueter. On pose le sac sur les panneaux 12 et 13 du centre ; une fois mis à plat, il a la même largeur que l'ensemble des deux panneaux adjacents, et dépasse aux extrémités de ces panneaux sur les rabats fixés aux panneaux.Comme on le verra, la distance longitudinale entre le joint 31 et la ligne de colle 20 (qui colncide avec les extrémités supérieures des panneaux 12 et 13) devrait être au moins égale à la demi-longueur de la diagonale de la boîte en carton terminée L autre extrémité 32 du sac devrait dépasser suffisam ment loin, au-delà de la ligne de colle 21,afin qu'il y ait assez de matériau pour fermer l'extrémité 32, lorsque le sac aura été rempli Les taches de colle 33, posées sur les rabats, fixent le sac à ces rabats. La fig.1 représente un appareil da fabrication des empaquetages aplatis. lies feuilles de carton 10, qui ont été découpées, rainées et perforées, prêtes a être encoliées, sont empilées sur un plateau d'alimentation 34 d'où un peigne tournant 35, de type lassique, les ait pasï successivement sur un convoyeur 36 suivant un alignement prédéterminé.Les feuilles passent sous un rouleau-encolleur 37 qui applique des lignes de colle 2C, 21 et des points ou tachas de colle 33, sur chaque feuille, par exemple à l'aide des éléments saillants 20', 211, 33 (fig. 2) qui sont alimentés en colle par des rouleaux 39, 40 à partir d'un bac 38. Les feuilles de carton passent, avec la ligne de colle, en avant, sous -un cylindra assembleur 41 d'une machine 42 qui prépare les sacs 30 et les dispose avec précision sur les cartons. Pour maintenir la feuille 10 sur le convoyeur 36, on peut prévoir des perforations sur le convoyeur et une cuve à vide (non représentée) au-dessous. La machine 42 est une machine, connue dans son princIpe, pour poser des fenêtres sur des ouvertures découpées dans des plaques de carton (par exemple, une machine à poser des fenêtres Nodel Triple A, de 1'International Paper Box Machine Company de Nashua, N.H. U.S.A.) mais avec des modifications importantes que l'on va décrire.Une réserve 30' de sac tubulaire extrudé, sans couture, venant d'un rouleau 43, passe en continu, avec un alignement prédéterminé entre des rouleaux moteurs d'arrivée 44, puis sur un rouleau fou 45 et autour d'un rouleau baladeur 46 pour arriver contre le cylindre d'assemblage 41, ce dernier étant perforé comme on ba indiqué en 41a, tandis qu'on établit un certain vide, à l'intérieur du cylindre, par une canalisation 41b de manière à ce que le matér 30' colle au cylindre d'assemblage sans s'en écarter quand le cylindre tourne (pour simplifier la représentation, on n'a pas représenté les perforations 41a, sur la fig. 2). Les propriétés électrostatiques du matériau tubulaire 30 peuvent aussi aider à maintenir le matériau tubulaire 30' contre le cylindre. Au-dessus du cylindre d'assemblage se trouve un cylindre de coupe et de scellement 47, portant des bagues 48 qui maintiennent un couteau allongé 49 et une barre électrisue de chauffage 50 qui coïncide à chaque tour des cylindres ,avec une enclume longitudinale 51 du cylindre d'assemblage.Le matériau tubulaire 30' arrive entre les cylindres 41, 47 et le couteau 49 tranche le matériau tubulaire 30 (an formant ainsi l'embou- chure 32 d'un sac 30) et sensiblement, en même temps9 la barre de chauffage 50 forme un joint transversal 31 suivant un ligne droite transversale 9 immédiatement derrière la ligne de coupe En emplacement de la barre de chauffage 50, on peut former des oints transversaux 31, écartés les uns des autres, sur le ma- tériau tubulaire avant- de l'enrouler sur la bobine 43, et le coupe teau 49 peut trancher les sacs à côté de ces joints.Pour garan tir entre les sacs successifs un espace égal à celui qui sépare les feuilles de carton successives 10, sur le convoyeur 36, lorsqu'un sac a été séparé du matériau 30' par le couteau 49, le e rouleau baladeur 46 est écarté jusqu'à la position 46t, représentée en lignes discontinues, en entraînant l'extrémité libre, fermée du matériau v01, de l'extrémité coupée du sac 30 qui vient d'être terminé ; ceci s'obtient en faisant passer un rou- leau 52 sur une came 53 du cylindre 47, le rouleau 52 et le rou- leau baladeur 46 étant aux extrémités opposées d'un balancier 54 qui pivote autour de l'axe du rouleau fou 45. Des longueurs suc- cessives de sac sont découpées au, cours des tours successifs du cylindre 47. Les sacs se déplacent, avec leurs extrémités fermées, en avant. L'arrivée des feuilles de carton 10 est synchronisée avec l'action de l'encolleuse et avec l'écartement entre les sacs formés sur le cylindre d assemblage pour amener les sacs ,dans la position précise, représentée sur la fig. 4, au fur et à mesure du passage des sacs sous le cylindre d'assemblage et de leur serrage contre les lignes de colle 20, 21 et les points de colle 33 des feuilles de carton 10. Il faut remarquer que les sacs couvrent les lignes de colle 20, 21 et les points de colle 33, qui sont les seules zones de collage sur la feuille, si bien qu aucune trace de colle n'est entraînée vers les mécanismes qui sont en contact avec la feuille.Suivant la nature des techniques de montage et de remplissage à utiliser pour les empaquetages on peut préférer des sacs laissés ouverts aux deux extrémités en vue d'une fermeture ultérieure, auquel cas, l opéra- tion de scellement sera omise, et la barre de chauffage sera supprimée ou bien restera inutilisée. La machine 42 peut assembler un sac 30 et une feuille de carton 10, a chaque tour du cylindre 41. La machine peut être assez large pour utiliser deux bobines parallèles de matériau 30' et pour traiter à la fois deux chaînes parallèles de feuilles de carton, ce qui doucie la cadence horaire, si bien que l'on peut fabriquer au moins six mille boîtes de carton, à plat, à l'heure. Ces éléments à plat n'ont pas de zones encollées apparentes et' on peut si on le désire les empiler en vue d'un traitement ultérieur suivant les besoins On peut encore, comme en l'indique schématiquement sur la fig 3, faire continuer les eléments à plat, pour les plier et les transformer en empaquetages.Dans ce dernier cas, il n'y a naturellement pas besoin de difie-ler l'application des points cu taches de colle qui peu- vent être @ecessaires et qui ne sont pas immédiatement couvertes par les saes ; en peut alors utiliser l'encolleuse 37 pour appliquer ces points de colle. La fig. 3 @llustre les opérations d'une plieuse-encolleuse rectiligne de @ype classique. Des empaquetages à plat, formés de feuilles de carton 10 auxquelles sont fixés des sacs 30, arrivent à l'extrémité droite dela fig. 3, et sont pliés le long de la rainure 123 entre les panneaux 12 et 13, pour briser cette rainure, les panneaux Il et 12 étant appliqués sur les panneaux 13 et 14 et puis rameenés à leur position originale. puis des dispositifs d'encollage, par exemple des rouleaux 50, appliquent de la colle en 60 et 61 sur la face supérieure (si cela n'a pas encore été fait) et sur la face inférieure du rabat 14c. D'autres points ou taches de @olle nécessaires 59 peuvent être appliqués sur les rabats des panneaux 11 et 14 par un distributeur de points de colle (non figuré), s'ils n ont pas encore été appliqués par l'encolleuse 370 Comme première étape de préparation de l'empaquetage on plie le panneau 14 qui porte le rabat 14c sur la garniture aplatie 30, si bien que la colle 60 de la face inférieure du rabat 14c, adhère à la garniture, comme le font des taches d'adhésifs 59. Lorsque le rabat 14c est dans la position représentée pour la seconde feuille à partir de la gauche de la fig. 3, il y a de la colle apparente 61 qui couvre l'autre côté du rabat 14c. Le panneau Il est alors replié, com- me l'indique la feuille de l'extrémité gauche de la fig. 3, pour reposer sur et adhérer à la colle 61 du rabat 14c A ce moment, on peut stocker les empaquetages à plat en vue d'une utilisation. ultérieure. REVENDICATIONS | - Procédé de fabrication d empaquetages à plat, à partir de feuilles de carton comprenant une pluralité de panneaux latéraux ajacents et une pluralité de rabats dépassant des extrémités des panneaux, consistant à appliquer de la colle sur les feuilles successives et à appliquer des sacs de garniture en matériau souple, sur ces feuilles de carton, caractérisé par - l'application successive des feuilles, tangentiellement et en bout, sur un cylindre d'avance tournant - l'application permanente du matériau tubulaire souple, pour sacs, aplati, ayant une largeur inférieure à la demi-largeur de la feuille de carton, dans le sens de la longueur, autour de la périphérie du cylindre ;; - la mise en forme de ce matériau sur le cylindre, en sacs tubulaires, successifs, séparés, dont chacun présente au moins une extrém@té orverte ; - l'aptlication des sacs successifs autour du cylindre ; la p@se des @acs @enant du cylindre, avec leurs faces à plat contre @@adhésif des panneaux e@ des rabats choisis des feuilles successives, au fur et à mesure du passage des feuilles sur le cylindre, pour fixer les sacs aux feuilles de cartons ; - la c@ordination de la pose dc' sacs sur les feuilles de carton, afin de de s' assurer que ces sacs sont posés, avec précison, en des positions prédéterminées sur la colle des panneaux et de rabats chgoisis; et - @ le traitement consécutif ou ultérieur des panneaux res- -tants par l'application de colle et pliage, de manière à les assembler entre eux et avec da autres surfaces des sacs, par col- lage. 2.- Procédé suivant la revendication 19 caractérisé en ce que le matériau des sacs est maintenu contre le cylindre par un vide appliqué au travers des perforations existant à la surface du cylindre. 3 - Procédé suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé an ce que, le matériau tubulaire est scellé, à chaud, en transverse du cylindre à Intervalles réguliers pour fermer une extrémité de chaque Rac, @ les découpes transversales formant les sacs étant réal.i.sée.s è proximité, mais non en coïncidence avec les extrémités fermées 4 - Procédé suivant l'une des revendications 1 à 3 dans lequel les feuilles de carton comportent chacune quatre panneaux rectangulaires adjacents, destinés à former les cotés d'une boîte rectangulaire en carton9 un rabat lateral sur l'un des panneaux pour relier les côtés du carton, caractérisé par l'application de colle sur les feuilles successives, en travers de deux pan.neaux jointifs et par l'application des feuilles de carton, successivement sur le cylindre d'avance avec un minutage tel que chaque sac recouvre deux panneaux jointifs de la feuille couvre la colle à laquelle elle adhère et dépasse au-delà des extré- mités des panneaux jointifs, par-dessus les rabats correspondant. 5 - Procédé suivant la revendication 4, dans lequel les sacs sont fermés à une extrémité, caractérisé en ce que l'application des sacs sur les feuilles de carton est minute0 de manière à à ce que les extrémités fermées des sacs dépassent des extrémités des panneaux jointifs d'une longueur au moins égale à une demi-diagonale de l'empaquetage terminé. 6 - Procédé suivant la revendi@@tion 5, caractérisé en que le matériau des sacs est fermé et découpé le long des @ignes adjacentes, mais non coïncidentes sur le cylindre d'avence, -r l'action conjuguée d'une enclume placée sur le cylindre et un m cylindre adjacent tournant en sens inverse, qui porte un outil de coupe et un outil de soudage. 7 - Procédé suivant l'une des revendications 4 à 6, @aractérisé en ce que les deux panneaux adjacents sont les panneaux du centre de la feuille de carton, la colle est appliquée des deux côtés du rabat du bord, et après application du sac sur la feuille de carton, le panneau portant le rabat d-u bord est plié pour faire appliquer l'une des faces du rabat du bord, recouvertes de colle, contre le sac pour coller à ce sac et le panneau restant est plié contre l'autre côté adhésif du rabat du bord pour y adhérer. 8 - Procédé suivant la revendication 7, caractérisé an ce que la colle, appliquée au travers de chaque paire de panneaux centraux, constitue deux zones de collage transversales adjacentes aux extrémités des panneaux du centre. 9 - Procédé suivant l'une des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que les points ou tacnes de colle sont ap pliquées sur les panneaux et sur les rabats des feuilles de carton. 10 - Procédé suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les empaquetages sont stockés avant le pliage des autres panneaux et en ce que la colle est initialement appliquée uniquement sur les parties des feuilles de carton qui sont recouvertes par les sacs. 11 - Appareil à réaliser des empaquetages à plat, garnis d'une doublure tubulaire, constitué par - un dispositif d'alimentation amenant des feuilles successives de carton, comprenant des panneaux latéraux adjacents et des rabats dépassant aux extrémités de ces panneaux latéraux - un convoyeur faisant progresser les feuilles de carton le long d'un trajet donné né - un applicateur de colle, voisin de ce trajet, destiné à appliquer une quantité prédéterminée de colle sur des panneaux et des rabats assotiés. choisis de ces feuilles; et, - un dispositif appliquant les garnitures sur ces feuilles, caractérisé en ce que le convoyeur fait avancer les empaquetages bout à bout, et en ce que le dispositif d'application des garnitures est consti@ué par un eylindre d'avance tournant, tangentiel et perpendiculaire au trajet, un dispositif appliquant une @@d @@ntinue de matériau trbulaire, pour sacs, mis à plat, sur @a périphérie du @ylindre d'eavance, un dispo sitif de dé@@upe t@ansversal, ass@@ @ au @ylindre, destiné à couper des tronçons successifs ru matériau pour sac, en formant des sacs tubulaires séparés, ouverts à une extrémité au moins, un dispositif faisa@t adhérer le@ @es au cylindre d'avance, de façon à ce qu'il@ t@urnent avec lu@ en arrivant tangentiellement sur ces @e@@lles, les fonctionnements du convoyeur, du dispositi@ d'ali @tion et du dispositif de dé@oupe étant synchronisés et @lig@és de façon à ce que les sacs soient ap pliqués s@ les feuilles de carton. par-dessus les zones de col- lage, créées sur des panneaux et de@ rabats ch@isis, les autres panneaux et rabats dépassant de l'un ou l'autre cöté des sacs. 12 - Appareil suivant la revendication 11, caractérisé en ce que le cylindre d'avan@@ est @renx et perferé et en ce que le dispositif faisant adhérer les sacs au cylindre est une source à vide. 13 - Appareil suivant l'une des revendications 11 ou 12, caractérisé en ce qu'un dispositif de soudure transversale est associé au cylindre, adjacent au dispositif de découpe sans coïn- cider avec lui, sur un cylindre tournant en sens inverse, et coo- pérant avec le cylindre d'avance- 14 - Appareil suivant l'une des revendications 11 à 13, caractérisé en ce qu'il comprend une plieuse-encolleuse rectiligne, adjacente au convoyeur, en aval du cylindre d'avance, la plieuse-encolleuse étant disposée de manière à venir en contact avec les panneaux qui dépassent de l'un ou l autre côté du sac, afin de les replier sur le sac et de les encoller de l'autre côté et au sac le long d'un rabot latéral débordant.