Brevet FR2580986A1 — publié le 19861031

La présente invention concerne essentiellement un procédé et un dispositif pour réaliser des soudures de film en matériau plastique thermosoudable, avec de préférence des découpes concomitantes. Actuellement, on réalise des soudures de film en matériau plastique thermosoudable à l'aide d'éléments chauffants montés sur un support déplaçable entre une position hors contact et une position en contact avec le film thermoplastique et le déplacement dudit support déplaçable en position en contact pour réaliser chaque soudure. Ces éléments chauffants sont alimentés au moins pendant la période de temps où ils sont en contact avec le film thermoplastique. Dans ces conditions, lors d'un fonctionnement pendant plusieurs heures consécutives, il peut se produire une surchauffe de ces éléments chauffants aboutissant à un endommagement du film en matériau plastique thermosoudable et donc à la réalisation de mauvaises soudures. D'autre part, certains éléments chauffants actuellement connus sont réalisés sous la forme de fils ronds qui réalisent simultanément une soudure et une découpe du film thermosoudable. Cette soudure et découpe est linéaire de sorte que la soudure peut être facilement détruite lors des manipulations du produit en général emballé dans le film thermosoudable. Pour remédier à cet inconvénient, on a déjà utilisé des éléments chauffants consacrés uniquement à réaliser des soudures ainsi que des éléments chauffants destinés à réaliser des découpes. Les éléments chauffants de soudure sont chauffés à une température inférieure aux éléments chauffants de découpe. Cependant, dans ce dernier cas, lors d'un fonctionnement pendant des périodes de temps prolongées, il se produit en général des surchauffes des éléments chauffants de sorte que l'on aboutit en général à des détériorations du film thermoplastique soit par une surchauffe de celui-ci soit encore par le fait que la surchauffe a abouti à une découpe partielle de la soudure. On comprendra aisément que ce risque de surchauffe est encore plus grand lorsque l'on augmente la cadence de fonctionnement car dans ce cas les éléments chauffants fonctionnent presque en permanence. La présente invention a donc pour but de remédier aux inconvénients de la technique antérieure. La présente invention a en outre pour but de résoudre le nouveau problème technique consistant à réaliser des soudures die film en matériau plastique thermosoudable, avec de préférence des découpes concomitantes quelle que soit la cadence de fonctionnement. Egalement, la présente invention a pour but de résoudre le nouveau problème technique consistant en la fourniture d'une solution qui permette de réaliser des soudures de film en matériau plastique thermosoudable, avec de préférence des découpes concomitantes, avec une maitrise des différents paramètres de réglage de façon à les maintenir sensiblement constants, même à des cadences élevées. Par cadence élevée, on entend notamment la réalisation de huit à vingt soudures par minute, sans caractère limitatif. Les inconvénients de la technique antérieure sont évités et les problèmes techniques ci-dessus énoncés sont résolus simultanément pour la première fois par la présente invention. Ainsi, selon un premier aspect, l'invention fournit un procédé pour réaliser des soudures de film en matériau plastique thermosoudable, avec de préférence des découpes concomitantes, comprenant la prévision d'éléments chauffants montés sur un support déplaçable entre une position hors contact et une position en contact avec ledit film thermosoudable, et le déplacement dudit support déplaçable en position en contact pour réaliser chaque soudure, caractérisé en ce que, en vue de réaliser des soudures, avec de préférence des découpes à cadence élevée, on refroidit ledit support de manière à maintenir lesdits éléments chauffants à une température sensiblement constante. Selon un mode de réalisation préféré, ledit support comprend un circuit interne de refroidissement dans lesquels on fait circuler un fluide de refroidissement, de préférence un liquide, tel que l'eau. Selon un mode de réalisation préféré du procédé selon l'invention, on refroidit la soudure, de préférence par soufflage sur celle-ci d'un jet de gaz approprié, avantageusement de l'air. Selon un deuxième aspect, la présente invention fournit également un dispositif pour réaliser des soudures de film en matériau plastique thermosoudable, avec de préférence des découpes concomitantes, comprenant des éléments chauffants montés sur un support lui-même monté déplaçable relativement à un bâti, entre une position hors contact et une position en contact avec ledit film thermosoudable, des moyens de déplacement dudit support étant prévus pour le déplacer entre chaque position, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de refroidissement agencés sur ledit support de manière à maintenir lesdits éléments chauffants à une température sensiblement constante. Selon un mode de réalisation particulier actuellement préféré, lesdits moyens de refroidissement comprennent des canaux réalisés dans la masse dudit support et dans lesquels circule un fluide de refroidissement, de préférence un liquide, tel que'de l'eau. Selon une caractéristique particulièrement préférée, ce dispositif est en outre caractérisé en ce qu il comprend des moyens de refroidissement de la soudure, de préférence comprenant des moyens de soufflage sur ladite soudure d'un jet de gaz approprié, avantageusement de l'air, de préférence tandis que le film est maintenu pressé. Selon un mode de réalisation avantageux, ces moyens de refroidissement de la soudure comprennent des rampes capillaires perforées disposées à proximité des éléments chauffants. Selon un mode de réalisation particulier, ce dispositif est-caractérisé en ce qu'il comprend au moins un élément chauffant de soudure et au moins un élément chauffant de découpe. Selon une variante de réalisation particulière, ce dispositif est aussi caractérisé en ce que, au moins dans le sens transversal par rapport au sens de déroulement du film thermosoudable, il comprend au moins deux éléments de soudure latéralement espacés, et un élément chauffant de découpe disposé entre lesdits éléments chauffants de soudure. Selon encore une variante de réalisation particulière, les moyens de refroidissement de la soudure sont de préférence disposés dans des rainures prévues entre l'élément chauffant de soudure et l'élément chauffant de découpe. En outre, dans le cas particulier de l'utilisation d'un film en matériau plastique thermosoudable disposé sur la table de travail de manière repliée en formant ainsi en coupe un U couché, dans lequel est introduit un ou plusieurs produits à emballer, le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce que le support précité est réalisé en L, ledit support comprenant un élément d'angle pour réaliser une soudure continue notamment à l'intérieur du L. Enfin, le dispositif comprend des moyens de mise en fonctionnement des moyens de refroidissement de la soudure, déclenchés à la fin de la soudure. On comprend ainsi que le procédé et le dispositif selon l'invention précédemment énoncés permette de maitriser les différents paramètres de réglage de façon à les maintenir sensiblement constants, même à des cadences élevées, notamment de huit à vingt soudures par minute, sans caractère limitatif. Ceci est obtenu en particulier par le refroidissement du support qui permet de la maintenir à une température sensiblement constante. D'autre part, par le refroidissement de la soudure, on peut également accélérer le processus de soudage D'autre part et ceci est également essentiel, l'invention est en particulier applicable au soudage et à la découpe de films cristallisables et/ou rétractables tels que les films réalisés en polymère à base d'éthylène par exemple du polyéthylène ou un copolymère éthylène acétate de vinyle qui ont une forte tendance à coller et qui sont très difficile à ouvrir et à souder ainsi qu'à découper. L'invention permet ainsi de souder et de cristalliser le film instantanémment après la soudure en obtenant ainsi de manière inattendue une bonne résistance de la partie soudée tout en évitant également de manière inattendue la rétraction du film. On comprend ainsi que l'invention procure des avantages techniques particulièrement importants, tout à fait inattendus pour un homme du métier. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention appara#tront clairement à la lumière de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins annexés représentant le mode de l'invention actuellement préféré, donné simplement à titre d'illustration et qui ne saurait donc en aucune façon limiter la portée de l'invention.Dans les dessins - la figure 1 représente en perspective le mode de réalisation actuellement préféré du dispositif pour réaliser des soudures de film en matériau plastique thermosoudable, avec de préférence des découpes concomitantes, avec le support des éléments chauffants en position hors contact - la figure 2 représente une vue en coupe selon la ligne de trace Il-Il de la figure 1 - la figure 3 représente une vue en coupe selon la ligne de trace III-III de la figure 1 ; et - la figure 4 représente une vue en coupe selon la ligne IV-IV de la figure 1. En référence aux figures 1 à 4, un dispositif pour réaliser des soudures de film en matériau plastique thermosoudable désigné par le numéro de référence général 1, avec de préférence des découpes concomitantes, comprend des éléments chauffants 2, 4, 6 que l'on voit particulièrement bien aux figures 2 à 4 montés sur un support représenté par le numéro de référence général 8 lui-même monté déplaçable relativement à un châssis 10, par exemple en étant monté pivotant autour d'un axe de pivotement 12 horizontal comme cela est clairement visible à la figure 1. Ce support B est monté déplaçable entre une position hors contact telle que représentée à la figure 1 et une position en contact avec ledit film.On conçoit aisément que cette position en contact est la position pour laquelle le support 8 est abaissé pour venir presser le film thermosoudable 1 contre la surface d'une table de travail 14 incorporée dans la partie supérieure du châssis 10. Ce dispositif comprend aussi des moyens de déplacement du support pour le déplacer entre chaque position (non représentés). Ces moyens de déplacement peuvent être manuels, dans ce cas un opérateur effectue les mouvements d'abaissement et de relèvement du support 8, ou être commandé automatiquement par exemple à l'aide de vérins. Ce dispositif est caractérisé selon l'invention en ce qu'il comprend des moyens 16 de refroidissement agencés sur ledit support 8 de manière à maintenir les éléments chauffants 2, 4, 6 à une température sensiblement constante. Comme on le voit bien aux figures 2 à 4, les moyens de refroidissement 16 comprennent des canaux 18 réalisés dans la masse du support 8 et dans lesquels circule un fluide de refroidissement, de préférence un liquide tel que l'eau qui est préalablement refroidi à une température adéquate. Selon un mode de réalisation encore préféré du dispositif selon l'invention, celui-ci est caractérisé en ce qu'il comprend des moyens 20 de refroidissement de la soudure, de préférence comprenant des moyens de soufflage 22 d'un jet de gaz approprié, de préférence de l'air, sur ladite soudure. Selon le mode de réalisation réprésenté aux figures 1 à 4, ces moyens de soufflage comprennent avantageusement des rampes capillaires 24 perforées, comportant une pluralité d'orifices 26, disposées à proximité des éléments chauffants 2, 4, 6. Selon une variante de réalisation particulière, ce dispositif comprend au moins un élément chauffant de soudure (2, 4) et au moins un élément chauffant de découpe 6. On observera en outre que selon une caractéristique particulière, les éléments chauffants de soudure 2, 4 sont formés par des barres plates 28, 30 et les éléments chauffants de découpe 6 sont formés par des fils ronds. A titre d'exemple, la barre de soudure est chauffée à une température de soudage de l'ordre de 1200C et présente une largeur de 3/10 mm et une épaisseur de 1/10 mm tandis que le fil rond formant l'élément chauffant de découpe présente un diamètre de 6/10 mm et est chauffé à une température de découpe de 1600C à l700C. L'eau de refroidissement est à une température telle que le support 8 est maintenu à une température maximum de l'ordre de 300C ce qui permet d'aboutir à une température des éléments chauffants sensiblement constante. D'autre part, l'air utilisé pour les moyens de refroidissement de la soudure est habituellement de l'air ambiant qui est transmis par simple ventilation dans les rampes capillaires. On observera à ce propos que lorsque ce dispositif est utilisé dans des abattoirs pour effectuer l'emballage de viande de découpe ou d'abats, la température ambiante dans l'abattoir est de l'ordre de 5 à 80C de sorte que la température de l'air ambiant est tout à fait favorable pour réaliser un refroidissement des soudures. Selon une autre caractéristique préférée, conforme au mode de réalisation représenté aux figures 1 à 4, au moins dans le sens transversal par rapport au sens de déroulement du film thermosoudable 1, ce dispositif est caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux éléments chauffants de soudure 2, 4 latéralement espacés et au moins un élément de découpe 6 disposé entre lesdits éléments chauffants de soudure. D'autre part, les moyens de refroidissement de la soudure précitée 20 sont disposés dans des rainures 34 prévues entre l'élément chauffant de soudure 2, 4 et l'élément chauffant de découpe 6, comme cela est clairement visible notamment à la figure 2. On observera que selon l'invention, de préférence, ce dispositif comprend également des moyens de mise en fonctionnement des moyens de refroidissement de la soudure 20 déclenchés à la fin de la soudure. Cette soudure peut être réalisée par l'envoi d'impulsions de sorte que les moyens de refroidissement de la soudure seront déclenchés par la fin de l'impulsion réalisant la soudure. Les moyens de refroidissement de la soudure envoient donc, dans le mode de réalisation préféré, un flux d'air dirigé sur les parties soudées du film qui est encore maintenu à l'état pressé, c'est-à-dire que le support est encore en position en contact contre le film 1 appliqué contre la surface de travail 14. De préférence, et comme représenté aux figures 1 à 4, le film thermosoudable 1 est préenroulé en un rouleau 36 ayant une forme repliée, ayant en coupe la forme d'un U couché. Le pli supérieur la est séparé du pli inférieur lb en passant sur un dispositif de séparation 40 avant de rejoindre le pli inférieur lb en définissant ainsi une ouverture de forme sensiblement triangulaire comme cela est clairement visible à la figure 1, permettant l'insertion dans le sens de la flèche P d'un ou plusieurs produits P entre les plis supérieur la et inférieur lb du film thermosoudable 1. Ce film thermosoudable 1, entre les plis supérieur la et inférieur lb desquels sont introduits les produits P, est ensuite amené sur la table de travail 14 de manière habituelle pour y réaliser la soudure avec de préférence les découpes concomitantes, conformément au procédé de l'invention précédemment décrit. Dans ce cas particulier de l'utilisation d'un film replié en U couché, on prévoit de préférence le support 8 en L, comme représenté. Ce support 8 en L comprend un élément d'angle 42 permettant de réaliser une soudure continue à l'intérieur du L. Ce L est réalisé de manière à ce que l'angle du L 42 soit disposé du côté d'où provient le film thermosoudable 1, c'est-à-dire ici du côté du rouleau 36. De préférence, on utilise comme film thermosoudable 1 un polymère à base d'éthylène par exemple du polyéthylène ou un copolymère d'éthylène acétate de vinyle, qui peut par exemple être constitué par un film plastique thermosoudable commercialisé par la Société GRACE sous la dénomination commerciale XDR. Ce film est particulièrement collant. Ainsi, de manière à permettre un déroulement correct notamment du pli supérieur la, l'élément de séparation 40 comprend un rouleau 44, ayant une surface anti-adhérente monté rotatif sur un axe 46, ainsi qu'une sphère 48 de déroulement d'angle pour permettre le déroulement du fond du U formé par les plis supérieur la et inférieur lb du film thermosoudable 1. Selon l'exemple représenté, la partie transversale 8a du support est pourvue de deux éléments chauffants de soudure 2, 4 latéralement espacés entre lesquels est disposé un élément chauffant de découpe 6. D'autre part, le côté longitudinal 8b du support 8 ne comprend qu'un élément chauffant de soudure 2 et un élément chauffant de découpe 6 puisque l'on conçoit que sur le côté longitudinal, il suffit de réaliser une seule soudure pour réaliser un emballage correct. On conçoit ainsi que lors du fonctionnement de ce dispositif, les moyens de refroidissement 16 des éléments chauffants 2, 4, 6, par la présence des canaux de refroidissement 18, permettent de maintenir les éléments chauffants 2, 4, 6 à une température sensiblement constante, en refroidissant le support 8 et de là les éléments chauffants, par convexion et/ou conduction. D'autre part, les moyens de refroidissement de la soudure 20 sont déclenchés par des moyens appropriés de mise en fonctionnement réagissant à la fin de la soudure, par exemple à la fin de l'impulsion envoyée aux éléments chauffants de soudure. Ainsi, les rampes 24 émettent un fluide d'air qui est temporisé et qui est dirigé sur les parties soudées du film qui est toujours maintenu pressé. On obtient ainsi un refroidissement sensiblement immédiat des soudures ce qui provoque une cristallisation de la partie soudée du film et évite sa rétraction. On obtient en conséquence une bonne résistance de la partie soudée. D'autre part, le refroidissement des éléments chauffants de soudure et de découpe permet, même à une cadence élevée, de maintenir des paramètres initiaux de réglage de sorte que le dispositif peut fonctionner à cadence élevée. De préférence, la table de travail 14 constitue un contre-support au support 8 de manière à appliquer de manière serrée le film thermoplastique 1, et est pourvue de moyens de refroidissement similaires comprenant des canaux 50 réalisés dans la masse de la table de travail 14 en position appropriée dans lesquels circule un fluide de refroidissement, de préférence un liquide tel que de l'eau, de manière à maintenir aussi la table de travail 14 ou contre-support à une température faible, sensiblement constante, voisine ou proche de la température ambiante, de préférence ne dépassant pas 300C. La surface de travail 14 est de préférence une surface anti-adhérente, par exemple en téflon. On a représenté à la figure 1 la ligne de soudure transversale précédente sur le film référencée 52.A la figure 3 la chute longitudinale de découpe est renrésentée par le repère général 54. On voit que l'on effectue une soudure à distance du bord du film et une découpe entre la soudure et le bord du film. Naturellement on peut utiliser avec l'invention des films plastiques thermosoudables de divers types bien connus à l'homme de l'art. On préfère cependant utiliser des films enpolymère à base d'éthylène qui sont encore de préférence linéaires et/ou irradiés. L'application préférée concerne l'emballage de produits alimentaires et dans ce cas on préfère que le film ait une propriété anti-buée par l'adjonction d'additifs anti-buée bien connus à l'homme de l'art. Ainsi, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. L'invention comprend par conséquent tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs diverses combinaisons. REVENDICATIONS 1.- Procédé pour réaliser des soudures de film en matériau plastique thermosoudable, avec de préférence des découpes concomitantes, comprenant la prévision d'éléments chauffants (2, 4, 6) montés sur un support (8) déplaçable entre une position hors contact et une position en contact avec ledit film thermosoudable, et le déplacement dudit support déplaçable en position en contact pour réaliser chaque soudure, caractérisé en ce que, en vue de réaliser des soudures, ainsi que de préférence des découpes, à cadence élevée, on refroidit ledit support (8) de manière à maintenir lesdits éléments chauffants à une température sensiblement constante. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit support (8) comprend un circuit interne de refroidissement dans lequel on fait circuler un fluide de refroidissement, de préférence un liquide, tel que de l'eau. 3.- Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on refroidit la soudure, de préférence par soufflage sur celle-ci d'un jet de gaz approprié, avantageusement de l'air, de préférence tandis que le film est maintenu pressé. 4.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caracté-risé en ce qu'on effectue des soudures plates avec des éléments plats et des découpes avec un élément en forme de fil. 5.- Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'on effectue, dans le sens transversal par rapport au sens de déroulement du film thermosoudable, deux soudures latéralement espacées et une découpe entre lesdites deux soudures. 6.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que, pour l'emballage à l'aide d'un film thermosoudable replié en U couché entre lequel on insère un produit quelconque à emballer, le support précité (8) a une forme en L, et dans le sens longitudinal par rapport au sens de déroulement du film (1), on effectue une soudure à distance du bord du film et une découpe entre la soudure et le bord du film. 7.- Dispositif pour réaliser des soudures de film en matériau plastique thermosoudable, avec de préférence des découpes concomitantes, comprenant des éléments chauffants (2, 4, 6) montés sur un support (8) lui-même monté déplaçable relativement à un châssis (10), entre une position hors contact et une position en contact avec ledit film (1), des moyens de déplacement dudit support étant prévus pour le déplacer entre chaque position, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (16) de refroidissement agencés sur ledit support (8) de manière à maintenir lesdits éléments chauffants (2, 4, 6) à une température sensiblement constante. 8.- Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens de refroidissement précités 16 comprennent des canaux (18) réalisés dans la masse dudit support (8) et dans lesquels circule un fluide de refroidissement, de préférence un liquide tel que de l'eau. 9.- Dispositif selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens (20) de refroidissement de la soudure, de préférnce comprenant des moyens de soufflage (22) sur ladite soudure dlun jet de gaz approprié, de préférence de l'air. 10.- Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens de soufflage précités (22) comprennent des rampes capillaires (24) perforées disposées à proximité des éléments chauffants (2, 4, 6). 11.- Dispositif selon l'une des revendications 7 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un élément de soudure (2, 4) et au moins un élément chauffant de découpe (6) ; de préférence les éléments chauffants de soudure sont formés par des barres plates (28, 30), les éléments de découpe (6) sont formés par des fils ronds (32). 12.- Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que, au moins dans le sens transversal par rapport au sens de déroulement du film thermosoudable, il comprend au moins deux éléments chauffants de soudure (2, 4) latéralement espacés et un élément chauffant de découpe (6) disposé entre lesdits éléments chauffants de soudure (2, 4). 13.- Dispositif selon l'une des revendications 9 à 12, caractérisé en ce que les moyens de refroidissement de la soudure précitée sont disposés dans des rainures (34) prévues entre l'élément chauffant de soudure (2, 4) et l'élément chauffant de découpe (6). 14.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 à 13, caractérisé en ce que le support précité (8) est en forme de L, et en ce qu'il comprend un élément d'angle (42) pour réaliser une soudure continue à l'intérieur du L. 15.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 à 14, caractérisé en ce qu'il comprend une surface de travail (14) aménagée dans la partie supérieure du châssis (10) formant un contre-support, qui comprend de préférence également des moyens de refroidissement similaires aux moyens de refroidissement du support (8), par la présence de canaux (50) de refroidissement. 16.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 à 15, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de mise en fonctionnement des moyens de refroidissement de la soudure (20), déclenchés à la fin de la soudure. 17.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 à 16, caractérisé en ce que le film en matériau plastique, thermosoudable est réalisé en polymère à base d'éthylène, par exemple un polyéthylène ou un copolymère éthylène-acétate de vinyle.