Brevet FR2645839A1 — publié le 19901019

La présente invention concerne un procédé de production continue de sacs en papier-filtre pour infu- sions, chacun desdits sacs étant pourvu d'un fil sur lequel est mise en place une petite étiquette. Par l'expression "procédé de production conti- nue", on entend un procédé de fabrication d'une pluralité de sacs en papier-filtre qui ne sont pas réalisés un à la fois dans un lot, mais simultanément. Un exemple typique mcntrant l'application du procédé conforme à l'invention concerne la fabrication de sacs pour infusions, comme du thé ou d'autres plantes, ces sacs contenant une dose de produit, et étant pourvus géné- ralement d'un fil à l'autre extrémité duquel est. placée une petite étiquette portant l'indication du produit proprement dit. Différents systèmes sont connus dans ce domaine et utilisent chacun une machine spécifique pour la fabri- cation et le remplissage du sac correspondant. Tous les systèmes connus opèrent avec fabrication d'un seul sac à la fois; jusqu'à maintenant, toutes les tentatives de diminution des temps de production ont eu pour objectif d'augmenter la vitesse opératoire et, en correspondance, la capacité de production des machines de fabrication. Il est aisé d'imaginer combien de difficultés ont été rencontrées pour la réalisation de machines capa- bles d'avoir une grande cadence de production horaire tout en fabricant un seul sac à la fois. Toutes les tentatives pour essayer de trouver une solution à ce problème, aussi nombreuses soient elles, n'ont donné aucun résultat positif: en fait, pour obtenir une cadence de production suffisamment élevée par heure ( environ 400 à 500 sacs par minute), il faudrait utiliser des machines très volumineuses, complexes, bruyantes et coûteuses. Conformément à un procédé connu de production de sacs en papier filtre, on part d'un rouleau de papier- filtre à partir duquel sont formées une série de feuilles, chacune destinée à la fabrication d'un sac et qui sont pliées autour d'une lame qui, à mesure qu'elle avance, entraîne chaque feuille le long d'une voie o ladite feuille est pliée également le long de ses bords latéraux, de façon à obtenir un sac qui, après remplissage, est fermé également sur le côté restant et est scellé au moyen d'une agrafe appropriée tandis que, simultanément, un fil est mis en place de manière à recevoir à son extrémité opposée une petite étiquette qui est fixée par agrafage. Selon un autre procédé connu, une bande de papier-filtre est pliée en deux dans le sens longitudinal à mesure qu'elle est déroulée d'une bobine et elle est insérée entre deux roues moletées qui scellent ensemble les deux couches de papier de façon à obtenir une série de sacs, joints l'un avec l'autre et comportant chacun un côté ouvert. Immédiatement après le remplissage de chaque sac, le quatrième côté est scellé et ensuite les sacs sont séparés par découpage. Selon ce procédé, le fil - sur lequel l'étiquet- te a déjà été fixée en même temps que la fabrication du sac - est inséré entre les deux muches de papier en corres- pondance au côté encore ouvert du sac, juste avant le scellement, de telle sorte que l'extrémité de tête du fil soit fixée entre les deux couches de papier. Selon un autre procédé connu, les sacs, préparés comme décrit ci-dessus, sont reliés au moyen d'une agrafe avec un fil continu, sur lequel l'étiquette est fixée en même temps. Le fil précité, sur lequel sont suspendus plusieurs sacs en alternance avec un nombre équivalent d'étiquettes, est coupé pendant une opération successive. Selon un autre procédé connu, les étiquettes, découpées dans une bande de papier recouvert d'un côté d'une matière thermoplastique, sont pliées autour d'un fil et sont fixées thermiquement. Une bande de papier- filtre avance dans une direction orthogonale à celle du fil portant les étiquettes, ce fil étant appliqué ccntre le papier sur lequel il adhère. Ensuite la bande de papier pourvue du fil et des étiquettes mises en place est pliée longitudinalement pour la fabrication des sacs, qui sont ultérieurement remplis, scellés et découpés. Comme on peut le voir, tous les procédés connus décrits concernent la fabrication d'un seul sac à la fois et ils présentent par conséquent les inconvénients qui en résultent. Mises à part les différentes solutions propo- sées, en fait l'augmentation de la productivité des machines a toujours été entravée puisque, même avec des structures compliquées et perfectionnées, lesdites machi- nes, qui doivent travailler à des vitesses élevées, posent toujours des problèmes considérables. Il n'existe à l'heure actuelle aucun procédé connu pour la fabrication continue de sacs en papier- filtre qui soient pourvus d'un fil et d'une étiquette. Une telle solution serait évidemment extrême- n-mcnt utile, du fait qu'elle permettrait une augmentation considérable de la productivité, tout en utilisant des machines "lentes". Dans ce but, la présente invention concerne un procédé de fabrication de sacs en papier-filtre, pourvus chacun de leur propre fil et de leur propre étiquette, :0 ledit procédé permettant une production continue, c'est-à- dire la fabrication simultanée de plus d'un sac à chaque cycle. Le procédé conforme à l'invention prévoit la mise en place sur une bande de papier-filtre d'une série d'étiquettes, pourvues d'un adhésif sur une partie de leur surface et qui sont fixées sur le fil qui avance en même temps que la bande de papier. La bande de papier est découpée en correspondance à la zone de collage de chaque étiquette de façon à obtenir un nombre équivalent de bandes, comportant chacune un fil appliqué sur les deux côtés opposés, au moyen de la partie collante d'une étiquette et de la partie collante de l'étiquette contiguë. La bande de papier pourvue de son fil et de son étiquette est ensuite pliée et scellée pour former le sac. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels: les figures 1 à 4 représentent des étapes de fabrication des étiquettes et elles montrent leur mise en place sur le fil; la figure 5 montre l'étape de mise en place du fil et des étiquettes sur une bande de papier-filtre; la figure 6 représente schématiquement un appareillage de fabrication et de scellement des sacs; la figure 7 représente un sac, pourvu d'un fil et d'une étiquette et qui a été obtenu de cette manière; les figures 8 à 10 montrent les étapes du procédé de fabrication de sacs correspor.dant à une autre réalisation préférée de l'invention. La nouveauté du procédé conforme à l'invention consiste dans la manière dont le fil et les étiquettes sont préparés et mis en place sur la bande de papier- filtre, dans ce but, la partie collante de la surface d'étiquette est exploitée. Les étiquettes sont fabriquées conformément à l'invention en partant d'une couche de papier qui est revêtu, d'un côtè,d'une matière thermo- scellable, comme par exemple du polypropylène, en perforat le papier comme indiqué sur la figure 1 et en découpant les zones en pointillé. La bande est ensuite découpée le long des lignes en pointillé de la figure 1 de façon à obtenir une série de bandes 1 ( cf. figure 2), chacune étant pourvue de perforations ou dents 2 qui sont espacées l'une de l'autrc. Un fil de coton 3 ( cf.figure 3), situé sur le côté de la bande qui est revêtu de polypropylène, avance parallèlement à chaque bande 1. Les dents 2 sont ensuite pliées, une à la fois, en correspondance à la ligne en trait mixte 4 au moyen d'une barre chauffée qui fait en sorte que les deux couches de polypropylène adhèrent l'une avec l'autre de façon à maintenir le fil entre elles. En même temps ou après que chaque dent 2 a été pliée autour du fil, la bande 1 est découpée en correspon- dance aux lignes en trait interrompu 5 de manière à déga- ger l'étiquette correspondante; cette dernière peut par conséquent être tirée par le fil, qui avance à une vitesse supérieure à celle de la-bande de papier. On obtient ainsi une série de fils sur lesquels 2C. plusieurs étiquettes convenablement espacées sont fixées, comme le montre la figure 4. Une partie de la surface de chaque étiquette - désignée par la référence 6 - est revêtue de polypropy- lène et la largeur de ladite surface est égale à la distance entre des dents ou perforations 2 dans la bande 1. La première étiquette de chaque bande est scellée sur la bande de papier devant former les sacs par pression sur la surface d'étiquette revêtue de polypro- pylène. La figure 5 montre la bande de papier qui avance dans la direction de la flèche A et à laquelle sont suspendus les fils 3 et les étiquettes correspondantes. La bande de papier portant les étiquettes est découpée le long des lignes 6 et cn obtient ainsi de nombreuses bandes indépendantes qui sont chacune pourvues d'un fil et de la série correspondante d'étiquettes. Le découpage le long des lignes 6 peut être réalisé même après la fabrication et le remplissage du sac. Ensuite chacune desdites bandes est découpée le long des lignes 7 en vue de la fabrication du sac comme le montre schématiquement la figure 6. A cet effet, le bord d'une bande, désigné par la référence 27, est saisi par des pinces 8 qui le tirent vers l'avant à chaque fois d'un échelon ( dans la direc- ticn de la flèche A) correspondant à la distance entre deux étiquettes consécutives. Après que la bande 27 a été avancée jusqu'au point déterminé, deux éléments de référence 11 avancent, du bas vers le haut, jusqu'à ce qu'ils entrent en contact avec la bande et l'appliquent contre la partie inférieure d'un entonnoir 10, qui est pourvu d'un bord inférieur de profil approprié. A ce moment, une lame ou organe analogue 12 découpe la bande le long de la zone adhésive de l'étiquet- te suivante. L'entonnoir 10 est déplacé vers le bas, avec les éléments de référence 11 et la bande de papier-filtre découpée, la feuille 27 étant maintenue entre les éléments 11 et l'entonnoir 10 étant placé en liaison avec la zone centrale qui formera le fond du sac. Au même moment, ou un peu après, un récipient 13 se composant de deux parties mobiles 14 est déplacé vers le haut. L'entonnoir 10, associé à la feuille 27, est inséré entre les élément's 14 du récipient 13 qui agissent comme des éléments de référence et la feuille 27 est pliée vers le haut autour de l'entonnoir 10. Ensuite le récipient est fermé et les éléments 14, lorsqu'ils sont entraînés à proximité l'un de l'autre, déplacent la bande de papier- filtre en la pliant autour de l'entonnoir, même sur les côtés de ce dernier, de façon à former effectivement le sac. A ce moment, le produit est versé par l'inter- médiaire de l'entonnoir 10 et il remplit le sac qui est maintenu immobile par le récipient 13, tandis que l'enton- noir se déplace vers le haut jusqu'à ce qu'il sorte du sac, les éléments de référence 11 étant dégagés par glisse- rent à partir du fond et étant enlevés. L'autre étape consiste à sceller le sac sur son bord supérieur et sur les deux bords latéraux au moyen d'une paire de mâchoires 9. Les mâchoires 9 peuvent être placées en dessous de l'entonnoir 10, comme le montre la figure 6 ( dans ce cas le récipient 13 passera entre lesdites mâchoires) ou bien, en variante, elles peuvent être placées dans un poste situé à la suite. Un sac tel que celui représenté sur la figure 7 est ainsi obtenu, le fil étant plié autour des côtés et étant scellé sur la bande de papier-filtre sur son bord supérieur, sur les deux côtés. Lorsque le scellement est terminé, les mâchoires 9 s'ouvrent et le récipient 13 descend et s'ouvre ulté- rieurement pour décharger le sac. Conformément à une autre réalisation préférée de l'invention, les sacs sont réalisés par scellement de deux bandes de papier-fiitre placées mutuellement en recouvre- ment et par fixation des étiquettes sur lesdites bandes. Dans ce but, les deux bandes de papier-filtre sont sollicitées par une roue moletée ( cf. figure 8) qui effectue un scellement sur les bords du sac, le rem- plissage étant réalisé immédiatement avant la fermeture des sacs. En même temps, les étiquettes sont fabriquées et fixées sur le fil, comme précédemment décrit. Dans ce cas également, les étiquettes sont fixées sur une des bandes de papier-filtre au moyen de la surface libre de l'étiquette qui est revêtue de polypro- pylène. A mesure que la bande de papier avance, elle entraîne avec elle les fils et les étiquettes jusque dans une zone o des barres opposées entrent en contact avec chaque fil et l'incurvent comme indiqué sur la figure 9. Les barres sont reliées, à l'opposé de la couche de papier, à une plaque perforée et chauffée, qui est maintenue sous une légère pression et qui fixe le fil en position jusqu'à ce qu'une plaque chauffée opposée soude par pression le fil sur la bande de papier, en scellant simultanément l'étiquette suivante. On obtient ainsi une bande de papier-filtre sur laquelle sont mises en place des séries d'étiquettes qui sont espacées l'une de l'autre d'une distance égale aux dimensions des sacs à fabriquer, ladite bande avançant jusque dans la zone o des sacs sont fabriqués et remplis. Les sacs sont découpés le long des lignes en trait interrompu 15 et 16 de la figure 9 de façon à obte- nir les sacs en papier-filtre qui sont chacun munis de leur propre étiquette. Les lignes de découpage 15 sont agencées de façon à séparer en deux la zone 6 de telle sorte qu'une bande mince reste collée sur un sac tandis qu'une autre bande plus épaisse colle sur le sac suivant, en vue de la fixation du fil et de la partie d'étiquette correspondants. Un sac obtenu de cette manière est représenté sur la figure 10. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication de sacs en papier-filtre pour infusions, chaque sac étant pourvu d'un fil sur lequel est placée une étiquette, caractérisé en ce qu'une partie de la surface d'étiquette est adhésive et cette propriété est exploitée pour la mise en place de l'étiquet- te et du fil (3) sur le sac. 2. Procédé de fabrication de sacs en papier-filtre, pourvus d'un fil et d'une étiquette, pour infusions, carac- térisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes consistant a: poinçonner une bande de papier dévidée d'une bobine et dont un côté est revêtu d'une 1atière thermo-scellable et effectue ultérieurement un découpage pour obtenir une série de bandes perforées; - plier la première dent, formée par les perforations (2), desdites bandes (1) autour d'un fil de coton (3) qui avance en même temps que la bande (1) de manière à obtenir une étiquette dont une partie de sa surface est adhésive, et découper ultérieurement l'étiquette ainsi obtenue; - entrainer le fil (3) vers l'avant d'un échelon égal à la longueur du fil à mettre en place sur le sac et faire avancer la bande d'un échelon égal aux dimensions d'une étiquette; - mettre en place l'étiquette ainsi obtenue sur une bande de papier-filtre qui avance en même temps que ledit fil (3) de façon à obtenir une bande de papier continue sur laquelle sont mises en place, à intervalles réguliers, une série d'étiquettes fixées sur un fil; découper ladite bande de papier le long de lignes croisant la zone adhésive de chaque étiquette de façon à obtenir une série de bandes pourvues chacune d'une éti- quette fixée d'un côté, un fil de coton (3) étant mis en place sur chaque étiquette et étant fixé sur la bande.de papier reliée avec le côté opposé: 2-645839- - plier lesdites bandes pour la fabrication du sac et, apres remplissage, sceller les bords pour obtenir un sac pourvu d'un fil, dont les extrémités de tête sont fixées sur la bande de papier sur un bord de celle-ci, sur des côtés opposés. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la feuille de papier, sur laquelle ont été mis en place le fil et l'étiquette, est pliée en deux dans la zone centrale, elle est scellée sur les deux côtés et, après remplissage, elle est scellée sur le côté libre. 4. Procédé selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la bande de papier-filtre sur laquelle ont éé mis en place le fil et les étiquettes: - est appliquée contre le bord inférieur d'un entonnoir (10), dans une zone située entre deux étiquettes consé- cutives; - est découpée pour obtenir une bande destinée à former le sac ou une rangée de sacs: - est pliée autour de l'entonnoir (10) et est fermée sur les bords latéraux par des moyens de serrage; - après remplissage, l'entonnoir (10) est écarté et le sac ainsi formé est scellé thermiquement en correspondance sur les trois côtés libres. 5. Machine pour la mise en oeuvre du procédé selon une des revendications 2 à 4, caractérisée en ce qu'elle comprend: - un moyen pour saisir la partie extrême des bandes de papier qui portent le fil et les étiquettes; - un moyen pour appliquer ladite bande contre le bord inférieur d'un entonnoir (10), en correspondance à une zone située entre deux étiquettes consécutives - un moyen pour découper ladite bande; - un moyen pour plier ladite bande autour dudit entonnoir (10) et pour la maintenir sur ses bords latéraux; - un moyen pour écarter ledit entonnoir (10) et lesdits éléments de référence (11) après que le produit a été introduit dans le sac pendant que ce dernier est maintenu sur ses bords latéraux - un moyen pour effectuer, après le remplissage, le scellement des bords latéraux et du bord supérieur. 6. Machine selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'il est prévu des moyens conçus pour remplir les sacs avant que leurs bords latéraux soient scellés. 7. Procédé de fabrication de sacs en papier-filtre, pourvus d'un fil et d'une étiquette, pour infusions, ca- ractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes consistant à: poinçonner une bande de papier dévidée d'une bobine et dont un côté est revêtu d'une matière thermo-scellable et effectuer ultérieurement un découpage pour obtenir une série de bandes perforées; - plier la première dent, formée par les perforations (2), desdites bandes (1) autour d'un fil de coton (3) qui avance en même temps que la bande (1) de manière à obtenir une étiquette dont une partie de sa suFace est adhésive, et découper ultérieurement l'étiquette ainsi obtenue; - entraîner le fil (3) vers l'avant d'un échelon égal à la longueur du fil à mettre en place sur le sac et faire avancer la bande d'un échelon égal aux dimensions d'une étiquette; - plier le fil à l'aide d'une série de barres opposées et mettre en place à chaud le fil et les étiquettes correspondantes sur une bande de papier-filtre; - effectuer la fabrication continue des sacs par scelle- ment de ladite bande de papier sur une seconde bande placée sur sa partie supérieure - remplir et fermer les sacs; - découper les bandes de papier pour séparer les sacs l'un de l'autre, ledit découpage faisant également intervenir la partie adhésive de chaque étiquette de telle sorte qu'une portion de cette partie adhésive soit exploitée pour maintenir l'étiquette collée sur son propre sac, et la portion adhésive restante servant à la fixation du fil du sac suivant sur le sac proprement dit. 8. Sacs pour infusions, avec fil et étiquette, obtenus par le procédé selon une quelconque des revendica- tions 1, 2, 3, 4 et 7. 9. Sacs pour infusions selon la revendication 8 obtenus au moyen de la machine selon une quelconque des revendi- cations 5 et 6.