Brevet FR2672033A1 — publié le 19920731

"Sac polygonal à paroi transversale plane et dispositif pour sa mise en oeuvre". L'invention est relative aux sacs à soufflets réalisés à partir d'une gaine en matière thermo-soudable et dans lesquels le fond est délimité par, au moins, une soudure. Traditionnellement, le fond du sac est réalisé au moyen de l'unique soudure qui est effectuée transversalement, c'est à dire perpendiculairement à l'axe longitudinal de la gaine. I1 en résulte que, lorsque le sac est remplis son fond a une forme similaire à celle d'un berlingot et présente donc latéralement des parois curvilignes qui, non seulement, sont défavorables à sa stabilité verticale lorsqu'il est posé, mais aussi favorisent la transmission du poids du contenu aux parois du sac proprement dit. I1 en résulte que celles-ci doivent être suffisamment épaisses pour résiter à cette charge, ce qui intervient de manière sensible sur le coût du sac. Un autre inconvénient provenant de ce mode de fabrication, est que les soufflets, dont les plis sont fermés par la soudure de fond, forment sous le fond du sac rempli, trois couches de matière, dont deux couches n'apportent rien à la résistance générale du fond, mais par contre consomment de la matière. Cette consommation est d'autant plus importante que le sac a de grandes dimensions et qu'il est réalisé dans un film épais, ce qui est le cas pour les sacs constituant silos de stockage et de transport pour des produits pulvérulents et réalisés dans des films ayant une épaisseur de 300 micromètres. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en fournissant un sac polygonal à fond plat qui soit stable à l'état replié, et puisse être réalisé dans des films moins épais, tout en procurant une même résistance. Selon l'invention, le fond du sac est constitué par une paroi transversale plane comportant au moins quatre soudures qui, assurant chacune la liaison des bords découpés de l'un des plis du soufflet de la gaine, forment, d'une part, vue de côté et lorsque le sac est à plat, un angle de sensiblement 45" par rapport à l'axe longitudinal de la gaine et, d'autre part, vue de dessus et lorsque le sac est formé, au moins les quatre branches d'un X allant des angles du sac en direction du centre de cette paroi plane. En d'autres termes, dans ce sac, chacun des plis de chacun des soufflets est découpé et soudé à 45 , afin que, lorsque le sac est formé, le déploiement de ce pli forme une fraction de surface plane. Grâce à cela, le sac est stable et la charge qu'il contient est essentiellement supportée sur le fond. Elle exerce donc des efforts transversaux réduits sur les parois longitudinales, ce qui permet de réduire l'épaisseur de ces parois dans une proportion comprise entre 10 et 20 %. Par ailleurs, grâce à la section polygonale régulière du fond, et notamment carrée ou rectangulaire, et la disposition de ce fond presque ortogonalement à l'axe longitudinal de la gaine, le sac ainsi obtenu a une configuration parallèlépipédique qui, pour une consommation de matière moindre qu'un sac traditionnel à fond fermé par une soudure transversale, procure un plus grand volume de stockage et un volume similaire à celui du récipient en carton ou autre qui doit le contenir. Ce gain de volume réduit le coût volumique du transport et du stockage, dans une proportion de 10 à 20 %. Enfin, la supression par découpage des parties de plis inutiles, parties qui sont récupérées et en conséquence déduites du coût de la matière constituant le sac, entraîne une réduction du coût du sac de l'ordre de 10 à 20 % selon sa capacité et l'épaisseur du film le constituant. Selon les formes d'exécution du sac, le fond peut être carré ou rectangulaire et la paroi plane, ainsi formée, peut également constituer paroi supérieure associée à une valve de remplissage, ou paroi de fond associée à une valve de vidage. De même, les soudures contribuant à la formation de cette paroi plane peuvent être associées à des soudures complémentaires ménagées sur les angles des soufflets pour former renforts d'angles, moyens d'accrochage à un support, ou moyens de fixation d'une cloison intermédiaire. L'invention concerne également un dispositif pour la fabrication de ce sac, dispositif comprenant, d'une part, dans la zone de passage d'une gaine aplatie à soufflets , deux plaques isolantes, coplanaires et espacées, insérées chacune dans l'un des soufflets de la gaine jusqu'au contact avec le fond de celui-ci, d'autre part et de part et d'autre de ces plaques, deux cylindres rotatifs d'axes parallèles et transversaux à la trajectoire de la gaine, et comportant, chacun et en saillie de leur périphérie, des mâchoires de soudage et de découpage dont le développement correspond aux soudures et découpes devant être réalisées dans la gaine pour former au moins un sac, et de plus, des moyens pour faire défiler longitudinalement la gaine entre les cylindres avec la même vitesse linéaire que celle de ces cylindres. Ce dispositif simple permet de réaliser les sacs en continu à partir d'une gaine à soufflets en défilement. Avantageusement, chacun des cylindres comporte aussi une mâchoire transversale de prédécoupage réalisant dans la gaine, une ligne de prédécoupage entre deux sacs successifs. Grâce à cet agencement, les sacs sont fournis en rouleaux prédécoupés, ce qui permet de les utiliser sur des chaînes automatiques d'emballage. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant à titre d'exemples non limitatifs plusieurs formes d'exécution du sac selon l'invention, une forme d'exécution du dispositifpour sa mise en oeuvre. Figure 1 est une vue en perspective montrant un sac à fond rectangulaire selon l'invention, Figure 2 est une vue partielle de côté de la bobine de sacs de la gaine aplatie préformée de laquelle est issu le sace de figure 1, Figure 3 est une vue partielle en perspective du fond d'un sac carré à fond plat, Figure 4 est une vue partielle de côté de la gaine préformée de laquelle est issu le sac de figure 3, Figure 5 est une vue en perspective montrant un sac à fond plat avec valve de remplissage, Figure 6 est une vue partielle de côté montrant la gaine préformée de laquelle est issu le sace de figure 5, Figure 7 est une vue en perspective montrant un sac à fond plat avec valve de remplissage et valve de vidage, Figure 8 est une vue partielle de côté montrant la gaine de laquelle est issu le sac de figure 7, Figure 9 est une vue en perspective montrant un sac avec valve de vidage et cloison de séparation, Figure 10 est une vue partielle de côté montrant la gaine de laquelle est issu le sac de figure 9, Figure 1 1 est une vue partielle en coupe suivant XI-XI de figure 9 et à échelle agrandie, Figure 12 est une vue en perspective d'une forme d'exécution du dispositif pour la fabrication du sac. Le sac selon l'invention est réalisé à partir d'une gaine tubulaire 2 comportant deux soufflets latéraux, respectivement 3 et 4, et formés chacun par deux plis 3a-3b-4a-4b. Les plis de chaque soufflet sont liés l'un à l'autre par une zone de pliage 5 et comportent chacun une zone de pliage 6 avec la paroi du sac, zone constituant le bord de la gaine aplatie. Selon l'invention, et comme le montre la figure 3, le fond du sac est délimité par au moins quatre soudures 7a-7b-7c-7d qui sont réalisées sur chacun des plis 3a-3b-4a-4b des soufflets, en même temps que ces soufflets sont découpés, comme montré par les parties hachurées 8 aux figures 2 et 4. Lorsque le sac est à plat, ces soudures forment, par rapport à l'axe longitudinal de la gaine, un angle a de sensiblement 45". Dans la forme d'exécution représentée aux figures 1 et 2, montrant la réalisation d'un sac à fond rectangulaire, les soudures 7a-7b sont reliées par une soudure 9 qui est transversale, c'est à dire perpendiculaire à l'axe longitudinal de la gaine aplatie et qui assure la liaison entre les parois longitudinales de la gaine dans l'intervalle entre les soufflets 3 et 4. Lorsque le sac est formé, comme montré à la figure 1, les soudures 7a-7b et 7c-7d forment, de part et d'autre de celle 9, deux V dont les pointes sont reliées par la soudure 9 et qui s'étendent depuis les angles externes du sac en direction du centre du fond de celui-ci. Grâce à leur orientations ces soudures obligent les parties de soufflets à se développer parfaitement entre les parties de parois formant le fond et permettent ainsi d'obtenir un fond plat, régulier, donnant une bonne stabilité au sac. Le découpage des parties excédentaires 8 des soufflets élimine toute formation de bourrelets sous le fond du sac et réduit la quantité de matière consommée pour réaliser ce sac. La figure 2 montre qu'en associant la soudure 9 à une ligne de prédécoupage 10, il est possible en même temps qu'on réalise le fond d'un sac, de réaliser la tête du sac suivant tout en maintenant les deux sacs par une ligne de prédécoupage permettant leur séparation au moment de l'utilisation et en conséquence, permettant leur conditionnement en bobines continues prédécoupées. Le sac, représenté à la figure 3, se différencie de celui de figure 1, par le fait qu'il comporte un fond carré. Pour parvenir à ce résultat, et comme le montre la figure 4, le sac est issu d'une gaine dont les plis 5 des soufflets se touchent, lorsque la gaine est aplatie, et dont les soudures 7a-7d s'étendent chacune sur la totalité du pli concerné, c'est à dire vont sensiblement de l'axe longitudinal de la gaine aplatie jusqu'au bord longitudinal du sac. En d'autres termes, les quatre soudures 7a-7b-7c et 7d ont un point commun qui, lorsque le fond du sac sera formé comme montré à la figure 3, sera au centre du fond et constituera le centre d'une soudure en X dont les branches vont jusqu'aux angles extérieurs du sac. Bien entendu, les soudures sont réalisées sur le bord de découpes 8 pratiquée dans la gaine aplatie, pour éliminer l'excédent de matière. Dans la forme d'exécution représentée aux figures 3 et 4, les soudures sont formées en retrait du bord des découpes 8 pour ménager, dans chaque pli, une languette 12 pouvant être utilisée pour accrocher le fond du sac dans un emballage en carton le recevant. Lorsque le sac est livré en bobines prédécoupées, ces languettes assurent la liaison avec le sac suivant dont elles sont séparées par une ligne de prédécoupage 10. Le sac, représenté aux figures 5 et 6, présente un fond plat carré identique à celui représenté à la figure 3, et en partie supérieure, une paroi plane 13 se raccordant à une valve de remplissage 14. Pour réduire la quantité de matière, et le coût du sac, la paroi plane est réalisée de la même façon que le fond plat de la figure 3. Comme le montre la figure 6, les soudures 17a à 17d, assurant la liaison des plis des soufflets, sont inclinées de 45" par rapport à l'axe longitudinal de la gaine, ne s'étendent pas sur la totalité de chacun des plis des soufflets, mais seulement sur une partie de la largeur de chaque pli. Elles sont prolongées chacune par une soudure longitudinale 18a à 18d qui est parallèle à l'axe longitudinal de la gaine.Les soudures 17a-17d et 18a-18d sont bien entendu réalisées sur le bord d'une découpe 19, hachurée à la figure 6 et ménagée sur chacun des plis de chaque soufflet. Grâce à cet agencement, lorsque le sac est formé, comme montré à la figure 5, la valve de remplissage 14 est soutenue par une paroi plane 13 rigidifiée par les soudures 17a-17d et 18a18d. Comme montré à la figure 5, le sac est ceinturé par une barette 21 formée par une bande pliée en U avec sa concavité tournée vers le bas. L'aile interne de cette bande est soudée sur les parois constituant les faces latérales du sac. Lorsque le sac est disposé dans un récipient parallèlépipédique, sa barette 21 coopère avec le bord de ce dernier pour assurer le maintien du sac. Le sac, représenté aux figures 7 et 8, comporte, comme à la figure 5, une valve de remplissage 14 et, dans son fond, une valve de vidage 20. La figure 8 montre que, pour réaliser cette valve de vidage 20, il suffit de réaliser dans la gaine aplatie, les mêmes soudures et découpes que celles utilisées à la figure 6 pour réaliser la valve de remplissage. Le sac de figure 7 présente également, deux différences consistant en la présence de languettes d'accrochage 22 et de soudures longitudinales 23. Les languettes 22 sont formées en ménageant une réserve lors du découpage de chacun des plis des soufflets de la gaine. Grâce à cela, après réalisation de la soudure 17a-17d, chaque soudure est solidaire d'une languette 22 qui, lorsque le sac est formé, est en saillie de la face plane 13 et permet l'accrochage du sac à une paroi de fond, si ces languettes sont disposées en partie inférieure, ou à un support, si ces languettes sont disposées en partie supérieure. Quant aux soudures longitudinales 23, elles sont réalisées sur la zone de pliage 6 de chaque pli de chaque soufflet et de manière à être dans le prolongement des soudures 17a à 17d. Lorsque le sac est formé, comme montré à la figure 7, les soudures 23 sont disposées sur les quatre angles du sac qu'elles renforcent tout en constituant moyens d'accrochage à un support. En d'autres termes, pour un faible surcoût, ces soudures améliorent l'ancrage du sac dans un emballage rigide ou sur un support. Dans la forme d'exécution représentée aux figures 9 à 11, le sac comporte un fond plat avec valve de vidage 20 et les soudures longitudinales ménagées sur ses bords ne sont pas continues, mais discontinues comme représenté en 24. Grâce à cela, lorsque le sac est formé et, comme le montrent les figures 9 et 11, chacun de ses angles est renforcé par une succession de canaux 25 communiquant avec le contenu du sac et pouvant, lorsque ce contenu est pulvérulent ou sous forme de granules, être rigidifié par ce contenu. Le sac de figure 9 est également muni d'une cloison interne de séparation 26 lui permettant de recevoir deux produits différents. Comme le montre la figure 10, cette cloison 26 est disposée transversalement dans la gaine aplatie de manière que ses bords longitudinaux pénètrent dans les plis diagonalement opposés des deux soufflets. La liaison de cette paroi avec le corps du sac est assurée par les soudures 24, 17a à 17d et 18a à 18d réalisées dans les plis des soufflets pour former le fond plat et la valve de vidage 20. Enfin, le sac de figures 9 à 11 est muni, en partie supérieure et dans le prolongement de ses angles, de pattes d'accrochage 27. Comme le montre la figure 10, les pattes sont formées lors du découpage dans les plis de l'excédent de matière et en ménageant, lors de ce découpage, une réserve correspondant à chacune des pattes 27. Une forme d'exécution du dispositif pour la fabrication de ce type de sacs est représentée à la figure 12. Ce dispositif comprend, dans la zone de passage de la gaine 2, deux plaques isolantes 30, coplanaires et espacées, disposées entre les plis des soufflets et de manière que leurs bords, en vis à vis, soient en contact avec le fond de chaque soufflet. Le dispositif comprend aussi de part et d'autre de ces deux plaques, c'est à dire de part et d'autre du plan médian horizontal du dispositif, deux cylindres rotatifs 33 reliés à des moyens aptes à les entraîner en rotation dans le sens des flèches 34 avec une vitesse linéaire égale à celle de défilement de la gaine aplatie entre eux. Chaque cylindre est muni, en saillie de sa périphérie, de mâchoires 35 de soudage et de découpage dont le développement correspond aux soudures et découpes pouvant être réalisées dans la gaine. On conçoit aisément que, lorsque la gaine aplatie 2 passe entre les cylindres 33, les mâchoires de ceux-ci coopèrent avec les plaques 30, constituant contre-mâchoires, pour découper et souder chacun des plis 3a-3b4a-4b des soufflets 3-4. Les cylindres 33 peuvent comporter des couteaux, sectionnant transversalement chaque sac de la gaine, ou une mâchoire transversale de prédécoupage réalisant, dans la gaine, une ligne de prédécoupage transversale entre chacun des sacs réalisés, ce qui permet d'obtenir une bobine de sacs préformés pouvant être utilisés sur une machine de remplissage automatique. Un tel dispositif peut être disposé directement en sortie des moyens fabriquant la gaine aplatie. I1 ressort de ce qui précède que le sac, selon l'invention, et le dispositif pour sa fabrication, permettent d'obtenir des contenants de section polygonale comportant un fond plat ou des parois planes, orthogonales à l'axe longitudinal, à partir d'un film en matière synthétique moins épais, tout en augmentant la capacité, et réduisant la quantité de matière utilisée et les coûts de stockage et de transport. I1 est bien évident que l'enveloppe constitutive du sac selon l'invention peut être utilisée pour former tout autre réceptacle et, par exemple, des housses ou des serres, en combinaison avec une armature disposée à l'intérieur de l'enveloppe ou dans les canaux formés par les soudures. Cette housse ou serre peut comporter uniquement un toit plat, ou deux parois transversales dont au moins l'une est orthogonale à son axe vertical, cas dans lequel elle est équipée d'une porte d'accès. REVENDICATIONS 1. Sac polygonal à paroi transversale plane, du type composé d'une gaine (2) en matière synthétique thermosoudable comportant deux soufflets longitudinaux (3'-4), caractérisé en ce que le fond du sac est constitué par une paroi transversale plane comportant au moins quatre soudures (7a-7b-7c-7d) qui, assurant chacune la liaison des bords découpés de l'un des plis (3a à 3d) du soufflet de la gaine, forment, d'une part, vue de côté et lorsque le sac est à plat, un angle de sensiblement 45" par rapport à l'axe longitudinal de la gaine et, d'autre part, vue de dessus, et lorsque le sac est formé, au moins les quatre branches d'un X allant des angles du sac en direction du centre de cette paroi plane. 2. Sac selon la revendication 1, caractérisé en ce que les quatre soudures de liaison (7a à 7d) des plis découpés (3a à 3d) des soufflets forment, vue de dessus et lorsque le sac est formé, deux V dont les pointes en vis à vis sont liées par une soudure transversale (9) liant les parois du sac dans l'intervalle entre soufflets. 3. Sac selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lorsqu'il comporte une valve tubulaire axiale, de remplissage (14) ou de vidage (20), sa partie jouxtant la valve est constituée, à l'état formé, par une paroi transversale plane (13) sensiblement orthogonale à l'axe longitudinal du sac et comportant quatre soudures (17a à 17d) qui, inclinées chacune de sensiblement 45" par rapport à l'axe longitudinal du sac, lorsque ce dernier est à plat, assurent la liaison de bords de découpes (19) ménagées dans chaque soufflet et s'étendent, entre les angles externes du sac et la valve, ou elles sont prolongées par des soudures longitudinales (18a à 18d) délimitant cette valve et ménagées aussi dans chaque pli des soufflets. 4. Sac selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chacune des quatre soudures de liaison (7a à 7d, 17a à 17d) des plis découpés des soufflets, est prolongée, dans la zone de pliage (6) du pli correspondant (3a-3b, 4a-4b) du soufflet (3-4), par une soudure longitudinale (23-24) formant, lorsque le sac est formé, renfort d'angle et moyen d'accrochage à un support. 5. Sac selon la revendication 4, caractérisé en ce que les soudures longitudinales (24) réalisées dans la zone de pliage (6) de chacun des plis (3a3b, 4a-4b) des soufflets, sont en retrait de cette zone de pliage et sont discontinues pour former, dans les angles du sac formé et avec l'aide de la matière le remplissant, des canaux verticaux (25) de rigidification de ces angles. 6. Sac selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte, saillant de sa paroi transversale plane et en débordement extérieur des soudures (7a à 7d, 17a à 17d), des languettes d'accrochage (22) formées lors du découpage des plis des soufflets correspondants. 7. Sac selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte une cloison interne (26) qui, le divisant en deux compartiments égaux, est constituée par un film en matière synthétique thermosoudable disposé transversalement dans la gaine aplatie avec ses bords longitudinaux introduits dans des plis diagonalement opposés des soufflets et est liée à la gaine par les soudures (7a-7d, 17a-17d, 18a-18d) liant les bords découpés des soufflets et par les soudures longitudinales (23-24) réalisées dans les zones de pliage (6) des soufflets (3-4). 8. Dispositif pour la fabrication du sac selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend, d'une part, dans la zone de passage d'une gaine aplatie (2) à soufflets, deux plaques isolantes (30), coplanaires et espacées, insérées chacune dans l'un des soufflets (3-4) de la gaine (2) jusqu'au contact avec le fond de celui-ci, d'autre part, et de part et d'autre de ces plaques, deux cylindres rotatifs (33), d'axes parallèles et transversaux à la trajectoire de la gaine et comportant, chacun et en saillie de leur périphérie, des mâchoires de soudage (35) et de découpage dont le développement correspond aux soudures et découpes devant être réalisées dans la gaine pour former au moins un sac, et, de plus, des moyens pour faire défiler longitudinalement la gaine (2) entre les cylindres (33) avec la même vitesse linéaire que celle rotative de ces cylindres. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que chacun des cylindres (33) comporte aussi une mâchoire transversale de prédécoupage, réalisant dans la gaine (2) une ligne de prédécoupage entre deux sacs successifs.