Brevet FR2659064A1 — publié le 19910906

Conteneur pour liquides, souple et réutilisable, et machine pour sa production de masse. La présente invention porte sur l'emballage de liquides Plus particulièrement, elle concerne un conteneur de faible coût et portable à la main, et concerne aussi la machine pour la fabrication en série de ce conteneur Spécifiquement, le conteneur en question est une outre souple pour un produit de consommation courante; le conteneur porte un ajutage ou un bec, normalement clos par le moyen d'un bouchon détachable, et est produit en grande série Le bouchon peut être du type à encliquetage, ou de préférence, à visser autour du bec La machine est entièrement automatique et produit les conteneurs à grande cadence et à faible coût, le conteneur lui-même étant de bonne qualité, notamment en ce qui concerne la finition, la durabilité, et la résistance structurale aux coups durant le transport, le stockage et l'usage. En particulier, l'invention concerne un conteneur souple, économique, écologique et recyclable, fabriqué en plastique et relativement plus simple à fabriquer. Les outres en plastique souple sont couramment utilisées pour les conteneurs jetables Quelques fois, un produit liquide est vendu scellé à l'intérieur du conteneur en forme d'outre Ce conteneur ne peut être rescellé, donc ne peut être réutilisé et doit être jeté Outre le gaspillage économique, cela pose un problème de gaspillage au sens écologique Les décharges d'ordures se raréfient et le contrôle de l'environnement devient une des préoccupations-clés dans la vie quotidienne. D'autres fois, le conteneur souple est muni d'un bec de versement Néanmoins jusqu'à présent, ce bec était nécessairement fixé à une partie plane du conteneur, ce qui n'est pas toujours pratique, ni désirable Pour de nombreuses applications, il serait désirable que le bec de versement soit exactement au point haut du conteneur et non approximativement à son voisinage. D'un autre côté, les conteneurs recyclables sont généralement fabriqués à partir de verre ou de plastique rigide, et avec un bec intégré au sommet, par exemple à un coin L'inconvénient réside alors dans le processus de leur fabrication, relativement lent, complexe, coûteux et impliquant l'utilisation de moules De plus, le conteneur résultant étant rigide, utilise beaucoup plus de matériau et n'a pas certains des avantages apportés par les conteneurs souples, comme la légèreté et la possibilité d'être pliés. La production de masse d'objets implique l'usage d'énergie, qui de nos jours vaut son prix La rapidité de la fabrication dans la ligne de production compte aussi beaucoup L'efficacité d'une industrie est dictée à la fois par sa consommation d'énergie et par sa production. A la lumière de ce qui précède, il semble qu'il y ait grand besoin d'un conteneur recyclable en plastique, souple et léger, consommant moins de place et de matériaux et qui puisse être fabriqué en grande série, avec une faible consommation d'énergie et un grand rendement. Un but de l'invention est de fournir un conteneur ayant un bec au sommet, similaire à celui d'un conteneur rigide conventionnel. Un autre objet de l'invention est de fournir un conteneur en forme d'outre souple, qui soit relativement léger et puisse être replié, afin par exemple de prendre moins de place une fois jeté après usage. Encore un autre objet de l'invention est de fournir un conteneur réutilisable, ayant sur le bec un bouchon détachable, normalement fermé, évitant qu'il ne produise des odeurs et les pertes de son contenu liquide. Un autre objet encore de l'invention est un conteneur en forme d'outre, pourvu d'une poignée intégrée pour faciliter le transport du conteneur plein et le versement de son contenu liquide. C'est aussi un objet de la présente invention de fournir une méthode et une machine automatisée pour la production dudit conteneur de façon efficace. Dans son principe, l'invention simplifie l'opération qui consiste à placer l'ajutage de sortie obturable ou bec, durant la fabrication du conteneur souple en forme de feuille Pour atteindre ce but, l'invention introduit une pièce plate thermoscellable, à laquelle le bec est soudé, puis qui est alors elle- même soudée sur le conteneur, à la position désirée. La machine selon l'invention est alimentée en feuille de matériau thermoscellable souple sous forme de bobines, afin de fabriquer les plaques intermédiaires et les corps des outres Une bande relativement étroite est tirée d'une première bobine, dans laquelle un trou est d'abord découpé, puis sert de guide d'alignement pour y fixer le tube du bec Cette bande est ensuite repliée et coupée en pièces unitaires Ces pièces sont alors introduites entre les deux feuilles déroulées depuis la seconde bobine pour former les parois de l'outre qui ont été préparées dans un poste de découpe précédent, pour recevoir l'assemblage du bec et de la plaque Ces deux feuilles convergent sur ledit assemblage qu'elles enserrent, puis sont serrées entre des pinces chauffantes qui les soudent, et enfin, sont formées et coupées en conteneurs individuels. On peut utiliser le même matériau pour faire le corps du conteneur et la plaque intermédiaire, par exemple un plastique thermoscellable De plus, le matériau peut comprendre un substrat de plastique souple, ayant une couche de substance thermoscellable; à la fabrication, le corps de l'outre présente la couche thermoscellable à l'intérieur et la plaque intermédiaire présente cette couche thermoscellable à l'extérieur, si bien qu'ils sont assemblés avec leurs couches thermoscellable en place adéquate pour être soudées entre elles. Toutes ces caractéristiques et d'autres de l'invention, seront mises en évidence dans la suite de la présente description, en référence aux dessins qui l'accompagnent et avec un exemple. La figure 1 est une vue latérale en élévation d'un conteneur souple avec un bec verseur, montré avec son bouchon non en place, selon une réalisation de la présente invention. La figure 2 correspond à une vue en élévation frontale du même conteneur, représenté plein de liquide. Les figures 3 A, 3 B, et 3 C montrent les étapes successives de la fabrication de la plaque intermédiaire portant le bec selon l'invention. La figure 4 montre une vue perspective et schématique des parties fondamentales de la machine de fabrication, selon une réalisation de l'invention. La figure 5 montre une vue latérale en élévation du conteneur selon une autre réalisation de l'invention, ayant le bec placé différemment de celui montré en figure 1 Les mêmes numéros de référence désignent les mêmes parties sur l'ensemble des figures. Le conteneur, ou sac, ou outre 1, selon l'invention comprend un corps de matériau souple en feuille, repliable Pour faciliter le porter, l'outre 1 peut éventuellement comporter une poignée, constituée par exemple d'un jeu de trous 1 ' près du milieu du sommet, pour le passage des doigts Le conteneur 1 peut servir typiquement à la vente de nombreux liquides de consommation courante, comme du détergent, du lait, de l'huile, du jus de fruit, etc Il dispose, et c'est une disposition caractéristique de l'invention, d'un ajutage de versement ou bec 2, soudé à une plaque intermédiaire 3, faite d'une feuille souple et thermoscellable La pièce 3 peut être une plaque pliée, qui peut ensuite être soudée au conteneur 1 Ainsi la plaque intermédiaire 3 sert à adapter le bec 2 au corps du conteneur 1, ce qui permet de le disposer à l'endroit désiré, qui n'est pas nécessairement une partie plane. De préférence, le corps du conteneur 1 et la pièce intermédiaire 3 sont tous deux faits du même matériau thermoscellable Ce matériau peut comprendre un substrat de plastique recouvert d'une couche thermoscellable, à l'intérieur du corps du conteneur 1. Le matériau de la pièce intermédiaire 3 est disposé en sens contraire, avec la couche thermoscellable à l'extérieur, ce qui permet de mettre en contact ces deux couches respectives lorsque les deux éléments 1 et 3 sont appliqués en position de recouvrement pour être thermosoudés de façon étanche dans des pinces chauffantes convenables. Par ailleurs, le bec 2 est fait de matériau rigide, et se compose d'un tube cylindrique 4, ou embout, pourvu d'une bride plate 5 du côté à souder, ainsi qu'il sera expliqué plus loin Le tube comporte de l'autre côté un pas de vis mâle 4 ' pour y visser un bouchon taraudé femelle 6, bien que cette dernière caractéristique soit optionnelle et puisse être remplacée par un moyen ou dispositif équivalent. La pièce intermédiaire 3 a un trou 7 en son centre, qui reçoit le bec 2, ainsi qu'illustré par la séquence des figures 3 A et 3 B, ce bec étant ensuite fixé en place par soudage de la bride 5 sur la plaque 3 Cette pièce 3 est ensuite pliée à environ 900, comme montré en figure 3 C, formant une paire de volets repliés l'un sur l'autre afin que ce sousensemble puisse ensuite être mis en place et soudé o on veut, de préférence au coin supérieur de l'outre 1 Bien entendu, le matériau de l'outre est choisi pour résister à la température et à la pression appliquées durant l'étape de soudage. De préférence, le matériau en feuille du conteneur 1 peut lui-même être formé de couches ou feuilles collées l'une à l'autre par le moyen d'un adhésif de contact convenable, du commerce La feuille externe peut être un polyester ("PET': polyester terephtalate), épais de 12 micromètres, choisi pour sa résistance et son aspect brillant et parce qu'il ne se ramollit pas à température de soudage La couche interne est faite de polyoléfine, comme du polyéthylène basse-densité non ramifié ("LLDPE") L'épaisseur de cette couche interne peut être dans l'intervalle de 100 à 200 micromètres, selon la taille du conteneur 1; typiquement 150 micromètres dans le cas d'un conteneur d'un litre De la sorte, un conteneur 1 de cette taille ne pèse que 15 grammes environ, sur lequel on peut poser un bouchon ne pesant pas plus de 2 grammes Il en résulte un produit attractif et léger mais résistant, selon l'invention. Il a été trouvé que les conteneurs selon l'invention sont aussi utilisables que les conteneurs de plastique rigide, et nécessitent 70 % de moins de matériau plastique, ce qui représente une réduction significative en ce qui concerne le problème du plastique dans l'environnement Le conteneur peut être réutilisé exactement comme un conteneur rigide ou jeté, auquel cas, contrairement au conteneur rigide, il peut être plié, ce qui prend bien moins de place. La figure 4 montre la disposition générale d'une machine automatique 8 et le procédé de fabrication de la plaque portant le bec 3-4 et du conteneur fini 1 Le matériau en feuille pour la plaque 3 est tiré depuis une bobine 9 >en passant sur les rouleaux 10 et 11 et se présente comme une bande 12 qui avance le long de la ligne d'assemblage Durant le trajet entre les rouleaux et 11, la bande 12 est d'abord perforée par le poinçon 14 et la matrice correspondante 13, pour pratiquer le trou central 7 Aussitôt après, le bec 2 est mis en place en face du trou 7, et la bride 5 est soudée à la bande 12 par pincement entre un outil chaud et le siège correspondant 16 La bande 12 de matériau thermoscellable est tirée par des galets ou rouleaux 17 qui replient la bande 12 en arrière, comme montré sur la figure 4 Ensuite, la machine intervient par une paire de couteaux 18 qui coupent la bande 12 à intervalles réguliers afin d'individualiser les plaques 3 à leur forme définitive, comme montrée sur la figure 3 C Puis un bras de transfert 19 qui pivote alternativement autour d'un axe 19 ', comme montré par l'arc 19 ", prend chaque plaque intermédiaire 3 et la transfère dans la ligne d'assemblage des conteneurs. La ligne d'assemblage des conteneurs comprend des bobines (non montrées) qui fournissent une paire de bandes 20 parallèles, en feuille de matériau thermoscellable Des ouvertures 21 sont pratiquées à intervalles réguliers près du bord supérieur 23 de chaque bande 20, en coupant trois côtés d'un trapèze approximatif, en repliant le volet résultant 22 d'environ 180 , en utilisant des moyens de découpe et de pliage bien connus (non représentés) Les bandes 20 sont avancées en discontinu, de façon à s'arrêter à l'instant et à la bonne position, o le bras de transfert 19 peut placer le sous-ensemble 3 dans l'intervalle entre les bandes 20 Les flèches X et Y montrent les directions d'avancement des bandes 12 et le long de leurs lignes d'assemblages respectives. Une paire de matrices 24-24 ', d'axes alignés, agissent d'abord ensemble puis séparément pour procéder à une première fixation partielle des feuilles 20, des volets 22 et du sous-ensemble 3, afin qu'ils tiennent en place ensemble pendant que le bras de transfert 19 reprend sa place, en laissant aller de l'avant l'assemblage des feuilles 20 et du sousensemble 3 Ensuite, une autre paire de matrices 25-25 ' termine l'opération de scellement, laissant ainsi le bec 2 fermement scellé au conteneur On procède enfin à une soudure périphérique des bandes 20 et à une coupe pour produire la forme finale de 1 outre 1, avec son bec verseur 2, selon la présente invention. En plus des objets et avantages déjà décrits de l'invention, il a été trouvé que l'énergie requise pour la fabrication du conteneur selon l'invention est d'environ un tiers de celle couramment utilisée pour une bouteille plastique et la moitié de celle nécessaire pour un conteneur de verre de même taille. De plus, il a été trouvé que cette machine a une production 6 d'environ 5000 conteneurs à l'heure, contre environ 2000 pièces à l'heure dans le cas de la fabrication de conteneurs traditionnels de même usage. La figure 5 montre un autre conteneur 26 réalisant les principes de l'invention Ses caractéristiques principales sont en général similaires à celles du conteneur 1 de la figure 1, excepté que le bec 2 est placé au milieu du sommet du conteneur 26, en sorte que ledit sommet est symétrique Il n'y a que des modifications minimes à faire à la machine 8 (figure 4) pour l'adapter aux différents emplacements de la découpe 21 et du sous-ensemble intermédiaire 3, relativement aux feuilles 20 formant le corps du conteneur. Bien que les caractéristiques essentielles de l'invention aient été exposées à travers une réalisation préférée, l'étendue de la protection ne lui est pas restreinte, mais au contraire recouvre toutes les variantes, couvertes par les revendications qui suivent. Revendications: 1 Conteneur incluant un corps ( 1, 26) pour contenir un liquide, et un bec ou ajutage ( 2) à son sommet pour le versement du contenu liquide, ledit conteneur étant caractérisé en ce qu'il inclut une pièce intermédiaire ( 3) à laquelle est fixé ledit bec ou ajutage, et qui est ensuite fixée et scellée audit corps, et en ce que ledit corps et ladite pièce intermédiaire forment en combinaison, une outre scellée. 2 Conteneur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit corps est fait d'un matériau souple et pliable. 3 Conteneur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite pièce intermédiaire est faite d'une plaque de matériau souple et thermoscellable, que ledit corps de conteneur est fait de matériau en feuille souple et soudable, et que ladite pièce intermédiaire est jointe et scellée audit corps, par le moyen d'un soudage appliqué sur un périmètre autour dudit bec ou ajutage. 4 Conteneur selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit corps de conteneur est formé d'une paire de feuilles, et que ladite plaque intermédiaire est repliée et posé entre les deux dites feuilles du corps. Conteneur selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit bec ou ajutage comprend un tube cylindrique et une bride plate du côté à appliquer et à souder autour du trou central ( 7) pratiqué au centre de la dite plaque intermédiaire, et que la bride est soudée par un cordon circulaire à la dite plaque intermédiaire. 6 Conteneur selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dit tube reçoit un bouchon amovible à son extrémité extérieure. il 7 Conteneur selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit corps de conteneur et la plaque intermédiaire sont faits du même matériau thermoscellable. 8 Conteneur selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit matériau comprend un substrat plastique ayant une couche de substance thermoscellable, que ledit corps a ladite couche à l'intérieur, et que ladite plaque intermédiaire a ladite couche thermoscellable à l'extérieur. 9 Conteneur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit substrat est une feuille de polyester d'environ 12 micromètres d'épaisseur, et que ladite couche est un matériau polyloéfine d'épaisseur entre et 200 micromètres. Conteneur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit bec est fixé à une surface du corps généralement non plane. 11 Conteneur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il inclut des moyens de portage, comprenant des orifices ( 1 ') près du bord supérieur dudit corps, pour le passage des doigts. 12 Procédé de fabrication d'une plaque intermédiaire ( 3) pour la fixation d'un bec verseur sur un conteneur flexible, caractérisé en ce que ledit procédé comprend les étapes suivantes: présenter ( 10, 11) une bande de matériau en feuille ( 12) déroulée depuis une bobine de matériau souple thermoscellable ( 9) selon les étapes suivantes: perforer ( 13, 14) des trous sensiblement centraux ( 7) à intervalles réguliers sur ladite bande, poser ( 15, 16) un bec en face de chaque trou central, et le pincer en place à chaud, pour le souder au matériau de la bande, replier ( 17) la bande en progression jusqu'à former une paire de volets symétriques, se touchant presque par leurs arêtes longitudinales opposées, et couper ( 18) la bande en pièces individuelles, ayant chacune un bec fixé au centre. 13 Procédé de fabrication d'un conteneur souple ayant un bec placé au sommet, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: présenter une paire de bandes de matériau en feuille ( 20) selon deux plans parallèles, couper une paire de trous ( 21) en vis à vis, près de l'arête supérieure de chaque feuille, le matériau de chaque trou étant laissé en volets ( 22) non détachés et repliés d'environ 180 sur le matériau en feuille, transférer ( 19) les plaques intermédiaires ( 3) ayant un bec ( 2) fixé au centre, et repliés à plat en forme de deux volets, positionner ( 19) chaque plaque intermédiaire entre lesdites bandes parallèles, en sorte que les volets repliés de la plaque soient entre les volets repliés ( 22) des bandes, souder ( 24, 24 ', 25, 25 ') la plaque intermédiaire à la paire de bandes dans la position susmentionnée et sceller et couper la paire de bandes en conteneurs individualisés et munis de becs. 14 Procédé de fabrication selon la revendication 13, caractérisé en ce que chaque étape de soudage ( 24, 24 ', 25, 25 ') est réalisé par pincement des feuilles et chauffage simultané avec le pincement. Machine ( 8) pour la fabrication en série de conteneurs ayant un corps souple en feuille ( 1, 26) un bec ( 2) au sommet et une pièce intermédiaire ( 3) soudée audit corps et ayant ledit bec fixé en son centre, ladite machine étant caractérisée en ce qu'elle comprend: une première ligne d'assemblage pour assembler le conteneur à partir de matériau souple en feuille, une seconde ligne d'assemblage pour assembler les plaques intermédiaires, chacune avec son bec étant repliée pour être assemblée à l'intérieur du corps du conteneur, et un moyen de transfert ( 19) pour transférer périodiquement les plaques intermédiaires prêtes, de la fin de la seconde ligne d'assemblage dans la première ligne d'assemblage. 16 Machine selon la revendication 15, caractérisée en ce que la dite seconde ligne d'assemblage comprend: des moyens de convoyage ( 10, 11) pour tirer la bande de matériau ( 12) depuis une bobine ( 9) de matériau souple thermoscellable, des moyens de découpe ( 13, 14) pour découper des trous ( 7) à intervalles réguliers au milieu de ladite bande de matière, des moyens de pinçage ( 15, 16) pour déposer les becs en face de chaque trou et les y fixer à la bande, des rouleaux ou galets ( 17) pour replier à plat et vers l'arrière ladite bande de plaques, avec les bords opposés se touchant, et des moyens de découpe ( 18) pour couper à la bonne longueur les plaques intermédiaires, portant leurs becs et prêts au transfert dans ladite première ligne d'assemblage par lesdits moyens de transfert, cette machine étant caractérisée encore en ce que ladite première ligne d'assemblage comprend: des moyens pour apporter et convoyer une paire de bandes parallèle de matériau en feuille ( 20) dans la direction (Y) de ladite première ligne d'assemblage, des moyens pour pratiquer une paire de découpes partielles dans lesdites bandes, ces détoupes ( 21) se faisant face, et découpant ainsi une paire de volets ( 22), des moyens de replier lesdits volets à plat sur leurs bandes respectives, des moyens pour pincer lesdites bandes avec la plaque intermédiaire ( 3) qui a été déposée entre elles par lesdits moyens de transfert depuis ladite seconde ligne d'assemblage, lesdits moyens de transfert étant réglés pour positionner ladite plaque intermédiaire en correspondance avec ladite paire de découpes ( 21) et de volets ( 22), des premiers moyens de chauffage ( 24, 24 ') pour un soudage partiel de la plaque intermédiaire entre lesdites bandes, afin de la maintenir en place, des seconds moyens de chauffage ( 25, 25 ') pour un soudage définitif et étanche de ladite plaque intermédiaire aux dites bandes, et des moyens pour accoler les bandes, y souder un périmètre étanche pour chaque outre, et découper lesdites bandes en outres ou conteneurs individualisés et terminés.