Brevet FR2513967A1 — publié le 19830408

La présente invention se rapporte à un procédé et à un dispositif pour obturer des paquets, et plus particu- lièrement à l'obturation de paquets contenant un ou plusieurs articles produits dans unl récipient flexible d'emballage en matière plastique, par l'application de chaleur rayonnante. L'utilisation de chaleur rayonnante pour obturer des récipients flexibles d'emballage est connue du brevet UIS No 3 330 716 (S Zelnick), ol deux groupes de barres de serrage maintiennent des panneaux suveiposés de matière plastique tandis que l'application de chaleur rayonnante le long d'un espace entre les paires de barres de serrage provoque une combustion et une fusion de la matière plastique à chaque paire de barres de serrage Chacun des deux paquets finis et obturés simultanément a un joint plat qui parcourt toute la largeur du récipient; par exemple, dans le cas o les panneaux sont les parois opposées d'un sac en matière plastique Qo 1 poche, le joint passe d'un bord latéral à l'autre Un agencement semblable est révélé dans le brevet U S Né 3 477 194 L (L Corrsin) La présente invention a pour objet un système d'obturation à chaleur rayonnante dans le cas d tun paquet formé en utilisant un recipient d'emballage avec un col qui est rassemblé à la fermeture (comme cela est particu- lièrement adapté si l'article produit ou les articles sont grands et si le joint plat formé en utilisant les enseigne- ments des brevets U S I s 3 330 716 et 3 477 194 ne peut s ' adapter). En conséquence, la présente invention concerne un procédé d'emballage d'au moins un ari cle produit dans tun récipient flexible, qui consiste a introduire l'article ou chaque article d ans le récipient et à soumettre une ouverture du récipient à de i La pression et de la chaleur pour obturer l'ouverture du récipient, caractérisé en ce que la cbaleur est appliqué,e à l'ouverthre aun recipient par un Iooyen produisant de la chaleur rayonnan e avan appli- cation de pression l 1 'ouverture du rcipient, et en ce l'application de pression à l'ouverture du récipient comprend une action de rassemblement d moyen de rassemble- ment après que le matériau du récipient a été amolli à la chaleur, et ainsi l'ouverture du récipient est forcée à prendre et à retenir, d'une façon permanente, la condition rassemblée qui lui est impartie par le moyen de rassem- blement. Selon un autre aspect de l'invention, on prévoit un dispositif pour emballer au moins un article produit dans un récipient flexible, comprenant un moyen pour appliquer de la chaleur et de la pression à une ouverture de ce récipient flexible afin de fermer le récipient d'une façon permanente, caractérisé en ce que le moyen pour appliquer de la chaleur comprend un moyen produisant de la chaleur rayonnante qui émet un rayonnement thermique pour amollir la région de la gueule de ce récipient; en ce que le moyen pour appliquer de la pression comprend un mécanisme de rassemblement pour rassembler la région de la gueule du récipient entre une configuration relativement ouverte o la gueule du récipient est proche du moyen chauffant rayonnant et une configuration totalement rassemblée o la gueule du récipient est fermée par le rassemblement; et en ce que des moyens de programmation sont prévus pour garantir le fonctionnement du mécanisme de rassemblement après fonctionnement du moyen chauffant rayonnant afin d'effectuer un amollissement sensible à la chaleurd'un tel récipient. Le procédé et le dispositif ci-dessus mentionnés permettent au paquet rassemblé d'être obturé en utilisant de la chaleur rayonnante, mais cela est fait dans un système particulièrement pratique parce que la chaleur peut être appliquée au récipient flexible d'emballage pendant les stades finals de l'évacuation dans une chambre sous vide Ainsi, de préférence, le dispositif comprend une chambre sous viderenfermant le moyen émettant la chaleur rayonnante et le moyen de rassemblement, et le procédé comprend de préférence l'étape d'effectuer l'opération de chauffage par rayonnement et l'opération de rassemblement dans une chambre sous vide. Comme la pression est appliquée à une partie déjà amollie à la chaleur du récipient, il est possible d'appli- quer, au récipient, pendant l'opération d'application de la pression, une impression telle qu'une marque de fabrique ou une description du contenu ou bien la date d'emballage ou bien l'identité de la station d'emballage Selon un autre aspect de l'invention, on prévoit un paquet qui contient un récipient flexible d'emballage renfermant au moins un article produit, le récipient d'emballage ayant une région d'ouverture rassemblée qui est fermée d'une façon étanche à l'air, caractérisé en ce que l'ouverture du récipient rassemblé a été obturée à la chaleur par fusion delaparcidu récipient afin d'accomplir une obtura- tion ou thermoscellement de la paroi rassemblée sans application d'aucune fermeture externe comme une pince ou un lien, au col rassemblé. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels: la figure 1 est une vue en coupe horizontale, faite suivant la ligne I-I de la figure 3, montrant un article produit et un sac en matière plastique dans une chambre sous vide o est incorporé le dispositif selon l'invention; la figure 2 est une vue semblable à la figure 1 (c'est-à-dire faite suivant la ligne II-II de la figure 4) mais montrant le sac après rassemblement de son col; la figure 3 est une vue schématique avant de la chambre à la configuration de la figure 1, montrant le moyen de rassemblement ouvert pour recevoir le col du sac avant rassemblement et pression; la figure 4 est une vue semblable à la figure 3 mais montrant la chambre à la configuration de la figure 2; et la figure 5 montre un col typique de sac obturé par le dispositif des figures 1 à 4. Sur la figure 1, la chambre sous vide 1 est définie par un couvercle 2 a et une base 2 b (figures 3 et 4) qui renferment l'article produit 3 et le sac 4 A la région de la gueule 4 a du sac, la matériau de celui-ci s'adapte entre des lampes à infra-rouges supérieure et inférieure émettant de la chaleur rayonnante 5 a et 5 b respectivement, et entre des barres supérieure et inférieure de pression 6 a et 6 b, respectivement Entre le plan vertical défini par les axes médians des deux lampes 5 a et 5 b et celui défini par les axes médians des barres de pression 6 a et 6 b se trouve un mécanisme de rassemblement qui comprend des bras 8 a et 8 b qui font saillie vers le haut à travers une fente 7. Comme on peut le voir sur la figure 3, chacun des bras 8 a et 8 b pivote à une extrémité, et à leurs autres extrémités ils ont des parties formant doigts 8 'a, 8 'b qui sont retournées vers l'intérieur, et qui commencent l'opération de rassemblement. Le fonctionnement du dispositif illustré sur les figures 1 à 3 sera mieux décrit en se référant à un exemple spécifique du produit et du récipient d'emballage. Un article produit 3 comprenant de la viande non cuite, dans ce cas un poulet frais, est introduit dans le sac 4 à une station précédente au moyen d'un chargeur qui gonfle pneumatiquement le sac et maintient le col du sac ouvert pour que le poulet puisse être introduit dans le sac. Un tel chargeur de sac est révélé dans les brevets U S. N Os 3 552 090 et 3 587 843 L'action d'enfoncement du poulet 3 dans le sac 4 au chargeur déplace le sac 4 au loin de la région de chargement et on peut l'utiliser pour le faire avancer (extrémité fermée menante) vers la chambre sous vide 2 qui est représentée sur la figure 1. 13967 Quand le poulet arrive à la position représentée sur la figure 1 (c'est-àdire qu'il vient de passer par le plan vertical défini par les axes médians des lampes 5 a et b un plus ample mouvement cesse et la chambre est alors fermée en abaissant son couvercle 2 a sur sa base 2 b La configuration à la fin de cette opération de fermeture de la chambre est représentée sur la figure 3 o la barre supérieure de pression 6 a est encore élevée au loin de la barre inférieure de pression 6 b mais néanmoins le couvercle 2 a est totalement fermé et est obturé sur la base 2 b de la chambre, et du vide peut être appliqué à l'espace intérieur 1 de la chambre pour attirer l'air se trouvant entre le poulet 3 et le sac 4 vers l'extérieur par l'orifice 9 du col de la gueule 4 a du sac. Le sac est formé en un feuilletage comprenant plusieurs matériaux différents de pellicule d'emballage qui sont choisis pour plusieurs propriétés souhaitées et séparées Par exemple,l Lne des couches est choisie pour ses caractéristiques particulièrement bonnes de barrière contre 1 oxygène afin d'empocher l'entrée dtoxygène dans le paquet apres son obturation (un tel matériau formant barrière approprié est le chlorure de polyvinyle), et au moins une autre couche est choisie pour ses propriétés de thermo-obturation (une telle couche thermoscellable ou thermo-obturable est un copolymère d'éthylène et d acétate de vinyle qui est particulièrement avantageusement chauffé par application de àcha ur rayonnante a une longueur d'onde de 3 à 4 /-) Ainsi, la la ff ie l'-ape d'évacuation, tandis que le vide attire encr= e gaz à travers l'oifice 9, de la gueule du col du sac r-assermi, la chaleur rayo-,mante commence à être appl c Luée par l as ' r,es supérieure et inférieure à chaleur rayonnan-te 5 a et 5 ou awol Lr, à la chaleur, la gueule du sac,A la fin de l"'a déca tion, c hoisie avec ois pour cc, d er aveo i a f in dlm l'étapet de ch uf-f'age ra yordanet i 3 c+n de rasse bleement est effectuée en,aissa t a obrro scr ^:îie-ur;le nression 6 e(a et en faisantt ui,'co: r 's ul ent vc X c;intrleur 9 les bras de rassemblement, (c'est-à-dire pivotement dans le sens des aiguilles d'une montre du bras gauche 8 a et dans le sens contraire des aiguilles d'une montre du bras droit 8 b), qui sont de préférence entra Xnés par camrepar le moyen d'entraînement fermant les barres supérieure et inférieure de pression 6 a et 6 b Cela force les deux bras de rassemblement 8 a et 8 b à arriver à la configuration totalement rassemblée (figure 4) sensiblement en même temps que les deux barres de pression 6 a et 6 b se sont fermées à la configuration de la figure 4 o elles appliquent une pression verticale sur la gueule rassemblée 9 ' du sac pour effectuer la fermeture finale Cependant, les actions de rassemblement et de pression peuvent, si on le souhaite, se produire de façon consécutive. La durée de l'étape de chauffage rayonnant est de préférence de 2 à 6 secondes. Les conditions ci-dessus produiront un chauffage approprié de la gueule 4 a du sac pour que la gueule pressée et rassemblée adopte une configuration obturée en permanence avec un aspect particulièrement propre à la gueule. Cependant, si la forme de l'article produit 3 demande plus de soin, une étape de rétrécissement peut être effectuée en prévoyant que la matière plastique flexible du sac comprenne au moins une couche ayant été réticulée par irradiation et subséquemment biaxialement orientée par étirage, afin que l'application subséquente de chaleur par tout moyen approprié (par exemple en soufflant de l'air chaud sur l'extréieur du sac 4 ou par un chauffage rayon- nant) effectue une opération de rétrécissement avant ou pendant l'évacuation. On comprendra bien entendu que le moyen pour fermer le couvercle 2 a de la chambre sur la base 2 b de la chambre ainsi que les moyens 10 et 11 pour abaisser la barre supérieure de pression 6 a et élever la barre inférieure de pression 6 b sont séparés mais fonctionnent grâce à un moyen commun de programmation pour garantir que le couvercle 2 a de la chambre sera fermé sur la base 2 b de la chambre avant tout rapprochement des deux barres de pression 6 a et 6 b afin qu'une évacuation appropriée à travers l'orifice 9 de la gueule du sac puisse avoir lieu après fermeture du couvercle 2 a de la chambre sur sa base 2 b mais bien avant que la configuration finale rassemblée et pressée illustrée sur la figure 4 ne soit atteinte. Quand le rassemblement et la pression ont été accomplis, ou pendant les stades finals de l'action de pression, le matériau en excès du col du sac peut être retiré par un couteau (non représenté). Le paquet résultant, avec ou sans l'opération de rétrécissement ci-dessus décrite, donne un aspect particu- lièrement plaisant et a un joint rassemblé qui ne nécessite pas la pince ou le ruban conventionnel de fermeture, et que l'on peut améliorer par application d'une impression au matériau du col rassemblé et amolli à la chaleur Comme on peut le voir sur la figure 5, la gueule obturée ou scellée 20 porte des impressions 21 qui peuvent indiquer la date de l'emballage, ou bien l'identité des stations d'emballage ou bien une marque de l'opération d'emballage ou bien toute autre information effectuée pext être imprimée par exemple, une information indiquant le contenu du produit Le joint a également un trou 22 qui y est percé pour permettre au paquet d'être pendu à une barre de présentation. L'opération d'emballage est complétée en séparant les barres de pression 6 a et 6 b en direction verticale et en ouvrant les bras de rassemblement 8 a et 8 b en les faisant pivoter autour de leur axe 13, quand le couvercle 2 a de la chambre est élevé Cette ouverture du mécanisme de rassemblement et de pression peut se produit simultanément avec l'ouverture de la chambre, ou juste avant cette ouverture de la chambre (c'est-à-dire dans la séquence inverse par rapport à ce qui a été utilisé pendant la fermeture de la chambre et le rassemblement du sac). Enfin, le paquet obture 12 (figure 2) est retiré de la chambre 1 et un sac subséquent 4 avec son poulet 3 est introduit dans la même chambre pour évacuation et obturation. Il n'est pas essentiel que le procédé et le - dispositif de l'invention comprennent l'utilisation d'une chambre sous vide, mais cela amène un avantage commercial particulièrement important du procédé et du dispositif selon l'invention, parce que l'étape de chauffage rayonnant peut être effectuée tandis que la gueule du sac est évacuée. -De même, il n'est pas essentiel d'utiliser une opération de rassemblement et de pression en deux stades. Le rassemblement peut à lui seul produire une pression suffisante sur le matériau préchauffé du sac pour fermer la gueule auquel cas les barres de pression 6 a et 6 b peuvent être superflues. Il n'est pas essentiel que le mécanisme de rassemblement ait la forme de bras pivotants, Par exemple, il est concevable que l'on emploie, dans le mécanisme de rassemblement, des tenons dressés de rassemblement qui se déplacent latéralement vers l'intérieur le long de la ligne de la barre inférieure de pression 6 b afin que le rassem- blement puisse être effectué par une opération en deux stades des barres de pression 6 a et 6 b avec les deux stades d'opération séparés par l'opération de fermeture des tenons de rassemblement Une fermeture initiale partielle des deux barres de pression 6 a et 6 b rassemble la gueule du sac en une configuration de fente relativement large Alors, tandis que les barres de pression 6 a et 6 b sont sensiblement stationnaires, les tenons de rassemblement (non représentés) se rapprochent (c'est-à-dire se déplacent vers l'intérieur, vers le centre de la barre inférieure de pression 6 b) pour fermer la configuration en fente de la gueule 4 a du sac à une configuration liée ou groupée du col Enfin, les barres supérieure et inférieure de pression 6 a et 6 b terminent leur opération de fermeture pour effectuer le joint thermique Pendant cette opération de rassemblement (ou au moins pendant la fermeture initiale partielle des barres de pression 6), les stades finals de l'opération d'évacuation peuvent être effectués et la chaleur peut toujours être appliquée par les lampes 5 a et 5 b. Les lampes 5 a et 5 b sont de préférence pulsées pour donner une impulsion de chaleur de forte intensité et relativement courte qui cesse pendant les stades finals de l'opération de rassemblement afin qu'il ne soit pas question d'application de chaleur rayonnante aux bras de rassemblement 8 a et 8 b de la figure 3 qui se déplacent vers l'intérieur, ou bien aux tenons de rassemblement de l'autre mode de réalisation Avec un moyen de rassemblement relativement froid contactant la gueule chauffée du sac, le collage du matériau du sac au moyen de rassemblement peut être maintenu à un minimum. Le joint fini peut résister à une exposition prolongée à la pression atmosphérique sans aucune fuite d'air à travers le joint vers l'intérieur évacué du sac sur des périodes prolongées (plusieurs mois) de conservation. En effet, les caractéristiques de barrière contre l'oxygène que possède le joint ne sont pas plus faibles que celles de la couche formant barrière contre l'oxygène du récipient d'emballage (dans ce cas le sac 4). Bien que cela ne soit pas représenté sur les dessins, on peut employer un certain mécanisme de projection autour des lampes 5 a et 5 b pour garantir qu'il n'y aura pas de possibilité que le matériau du sac, à la gueule 4 a, contacte les lampes chaudes à infra-rouges 5 a et 5 b, provoquant une br Clure et un percement du sac Comme on peut le voir, les lampes à infra-rouges 5 a et 5 b conservent un espace sensiblement constant quand le couvercle 2 a de la chambre s'est fermé sur la base 2 b de celle-ci, donc le moment o le contact du matériau du sac avec les lampes peut le plus probablement se produire est pendant les premiers stades de ' D'opération de rassemblement. Si on le souhaite, le procédé peut comprendre l'étape de choisir un matériau du sac ayant une pré- impression diun matériau absorbant le rayonnement, à la région de la gueule du sac afin d'amliorer la prise de la chaleur rayonnante dans la région de la gueule du sac. La gueule de sac obturée 20 que l'on peut voir sur la figure 5 a des nervures 23 qui sont formées en utilisant des barres de pression à nervures 6 a, 6 b. Cependant, toute autre configuration de surface (par exemple un joint plat ou un joint à nervures entrecroisées) peut être formée. il R E V E N D I C A T I 0 N S 1. Procédé d'emballage d'au moins un article produit dans un récipient flexible, consistant à introduire l'article ou chaque article produit dans le récipient, et à soumettre une ouverture du récipient à de la pression et de la chaleur pour obturer l'ouverture du récipient, caractérisé en ce que la chaleur est appliquée à l'ouverture du récipient par un moyen à chaleur rayonnante ( 5 a, 5 b) avant l'application de la pression à l'ouverture du récipient et en ce que l'application de pression à l'ouver- ture du récipient comprend une action de rassemblement d'un moyen de rassemblement ( 8 a, 8 %) quand le matériau du récipient a été amolli à la chaleur, et ainsi l'ouverture du récipient est forcée à adopter et à retenir, d'une façon permanente, la configuration rassemblée impartie par le moyen de rassemblement ( 8 a, 8 b). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'application de pression comprend de plus une action de pression d'un moyen de pression ( 6 a, 6 b) quand le rassemblement de la gueule chauffée du sac a été accompli. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé par l'étape d'appliquer une impression à l'ouverture rassemblée du récipient pendant le fonctionnement du moyen de pression. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que les opérations de chauffage et de rassemblement sont effectuées dans une chambre sous vide et tandis que l'intérieur du récipient ( 4) est soumis au vide. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'application de chaleur par le moyen chauffant ( 5) se produit pendant les stades finals de l'évacuation de la chambre ( 1) et de l'intérieur du récipient flexible ( 4). 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la chaleur rayonnante appliquée a une longueurd'onde de 3 à 4/- 7 Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le récipient d'emballage est formé d'un feuilletage de chlorure de polyvinyle et d'un copolymère d'éthylène- acétate de vinyle. 8 Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'excita- tion du moyen de chauffage-par rayonnement a une courte durée et en ce que ledit moyen de chauffage par rayonnement ( 5 a et 5 b) est désexcité avant la fin de l'opération de rassemblement. 9. Dispositif pour emballer au moins un article produit dans un récipient flexible, comprenant un moyen pour appliquer de la chaleur et de la pression à une ouverture dudit récipient flexible afin de fermer ledit récipient d'une façon permanente, caractérisé-en ce que le moyen pour appliquer de la chaleur comprend un moyen chauffant par rayonnement ( 5 a, 5 b) pour émettre un rayonnement thermique afin d'amollir la région de la gueule dudit récipient; en ce que le moyen pour appliquer de la pression comprend un moyen de rassemblement ( 8 a, 8 _) pour rassembler la région de la gueule du récipient entre une configuration relativement ouverte o la gueule du récipient est proche du moyen chauffant par rayonnement et une configuration totalement rassemblée o la gueule du récipient est fermée par le rassemblement; et en ce que des moyens de programmation sont prévus pour garantir un fonctionnement du mécanisme de rassemblement (Bs, 8 h) après opération du moyen de chauffage par rayonnement ( 5 a, 5 b) afin d'effectuer un amollissement sensible,à la chaleur> dudit récipient. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le moyen précité pour appliquer de la pression à l'ouverture du récipient comprend de plus un moyen de pression ( 6 a, 6 b) pour presser l'ouverture ( 4 a) du récipient amollie à la chaleur après rassemblement. 11. Dispositif selon la revendication 9 ou 10, caractérisé par une chambre sous vide ( 2 a, 2 b) renfermant le moyen de chauffage par rayonnement ( 5 a, 5 b) et le moyen de rassemblement ( 8 a, 8 b), 12. Paquet du type comprenant un récipient d'emballage flexible renfermant au moins un article produit, ledit récipient d'emballage ayant une région d'ouverture rassemblée fermée d'une façon étanche à l'air, caractérisé en ce que l'ouverture rassemblée du récipient a été thermo- scellée par fusion de la paroi du récipient afin d'accomplir une obturation à la chaleur de la paroi rassemblée sans application d'aucune fermeture externe comme une pince ou un lien, au col rassemblé. 13. Paquet selon la revendication 12, caractérisé en ce que la thermofusion a été accomplie en préchauffant la région d'ouverture du récipient ( 12) et en pressant subséquemment une partie ( 20) de la région préchauffée d'ouverture pour obtenir le joint. 14. Paquet selon l'une quelconque des revendications 12 ou 13, caractérisé par une impression ( 21) à l'extérieur de l'ouverture pressée et rassemblée. 15 Paquet selon l'une quelconque des revendications 12, 13 ou 14, caractérisé par un trou ( 22) formé dans la région d'ouverture thermoscellée pour faciliter la suspension du paquet pour sa présentation.