Brevet FR2765518A1 — publié le 19990108

L'invention concerne un procédé de fabrication d'un conteneur à base de papier. Le conteneur à fabriquer est une transposition d'un conteneur existant, déjà réalisé à partir de films complexes à base de matière plastique souple connu sous le nom de système "Doypack" (R), utilisant des films à base de papier. La figure.1 représente les trois parties constituant le conteneur suivant le système "Doypack" (R) avec en tirets successifs la limite des zones de fixation des parties entre elles. La figure.2 représente une vue perspective éclatée conteneur suivant le système "Doypack" (R), avec la face avant plus grande que la face arrière, lorsqu'il est déployé. La figure.3 représente le principe d'une machine selon l'invention fabriquant deux conteneurs simultanément utilisant du papier plastifié sur une face. La figure.4 représente le principe d'une machine selon l'invention utilisant des papiers fixés entre eux par de la colle. La figure.5 représente un détail moyen de fixation latérale du fond formant le soufflet. Le système "Doypack" (R) qui a été principalement conçu pour contenir des liquides propose un conteneur comportant une face avant 1 (figure.1) et une face arrière 2, rectangulaires, de même largeur et de même hauteur et d'un fond 3 formé d'une feuille rectangulaire, de même largeur et de hauteur sensiblement plus faible que les faces avant 1 et arrière 2, pliée en deux suivant sa largeur pour former un soufflet. Le film complexe constituant les faces avant 1 et arrière 2 comportent du côté extérieur un film d'un matériau plastique rendu semi-rigide en l'utilisant en épaisseur plus importante que strictement nécessaire, et côté intérieur un film contrecollé destiné à la soudure à une température sensiblement plus faible que la température de fusion du film extérieur; le film complexe composant le soufflet est au contraire très souple mais de structure semblable avec un film extérieur supportant un film contrecollé pour la soudure. Les faces avant 1 et arrière 2 sont fixées entre elles par soudure de leurs parties latérales 4 soit directement, dans leur partie supérieure , soit indirectement dans leur partie inférieure par l'intermédiaire du fond 3 formant soufflet. Les bords 14 du soufflet formant le fond 3 présentent latéralement, dans la largeur des soudures latérales 4, des découpes 5 (figure.5) qui se correspondent de manière à ce que les faces avant 1 et arrière 2 puissent entrer en contact directement à hauteur du fond 3 et se souder entre elles de manière à bloquer latéralement l'ouverture du soufflet formé par le fond 3. Chaque côté du soufflet du fond 3 est d'autre part fixé aux faces avant 1 et arrière 2, qui lui font respectivement face, dans la partie centrale située entre les parties latérales 4 sur la surface d'une zone de fixation 13 partant de la base d'appui 6 jusqu'à une courbe 7 en forme de "U" partant de la pliure supérieure 8 du fond 3 formant soufflet, au niveau de la partie latérale 4 gauche, pour se terminer de nouveau à la pliure supérieure 8 du fond 3 formant soufflet, mais au niveau de la partie latérale 4 droite; la partie centrale 9 de la courbe 7 étant à quelques millimètres de la base d'appui 6. Lorsqu'on déploie un tel sachet les faces avant 1 (figure.2) et arrière 2 s'écartent en se courbant en forme de semi-cylindre dont les génératrices sont verticales et dont la section est déterminée par la forme de la courbe 7 en forme de "U" précédemment décrite limitant la zone de fixation 13 du fond 3 formant soufflet qui est fixée aux faces avant 1 et arrière 2; le fond 3 formant soufflet se déploie jusqu'à ce que sa partie libre 10 soit tendue ce qui donne un écartement maximum, dans la partie centrale 9 de la courbe 7 qui est aussi la partie centrale des faces avant 1 et arrière 2; la partie libre 10 du fond 3 est proche dans cette zone de la base d'appui 6 et l'écartement des faces avant 1 et arrière 2 va en s'amenuisant au fur et à mesure qu'on se rapproche des bords et la partie libre 10 du fond 3 remonte progressivement jusqu'à arriver au niveau de la pliure 12 du fond 3 où les faces avant 1 et arrière 2 se rejoignent pour se souder entre elles. La base d'appui 6 est formée par la base des faces avant 1 et arrière 2 soudées aux parois du fond 3 formant soufflet ce qui donne une rigidité suffisante pour que le conteneur se tienne debout. Généralement ce conteneur est rempli notamment de liquide et les faces avant 1 et arrière 2 sont soudées entre elles à leur sommet pour le fermer de manière étanche. La soudure du film intérieur de ce conteneur est réalisée par rayonnement haute fréquence auquel le film extérieur est insensible. Le conteneur que nous proposons de fabriquer est de même configuration que celui que nous venons de décrire mais le film extérieur est remplacé par du papier. Ce papier peut être fixé par collage papier sur papier en enduisant de colle uniquement les aires de parties latérales 4 et la zone de fixation 13 précédemment décrites. Dans une autre version, il peut comporter intérieurement un film plastique tel que du polyéthylène qui permet de réaliser la soudure comme précédemment décrit à l'aide d'électrodes thermiques soudant à travers le papier. Pour ce qui est de la fixation des bords 14 du soufflet sur les bords latéraux des faces avant 1 et arrière 2 elle peut être réalisée par des encoches 5 (figure.5) comme précédemment décrit, mais aussi par collage papier contre papier suivant une zone 41 rectangulaire permettant de fixer le soufflet latéralement. Comme le papier a la propriété de se fixer sur du polyéthylène en fusion le papier constituant le fond 3 formant soufflet peut ne pas comporter de film polyéthylène interne et se fixer néanmoins sur les face avant 1 et arrière 2 qui sont elles enduites d'un film polyethylène. Dans une version préférée de l'invention, et à titre d'exemple non limitatif, le conteneur sert au conditionnement d'une quantité de frites de l'ordre de 100 grammes à 150 grammes; la face arrière 2 (figure.2) est plus haute que la face avant 1 de lOmm à 25mm pour faciliter l'ouverture manuelle du conteneur; le soufflet du fond 3 (figure.1) a une profondeur 21, allant de 25mm à 50mm, qui croit avec la largeur du conteneur; le papier recouvrant l'extérieur des faces avant 1 et arrière 2 est de préférence de même épaisseur située de préférence entre 35 grammes et 50 grammes par mètre carré tandis que le papier constituant le fond 3 formant soufflet a une épaisseur plus faible de préférence de l'ordre de 20 grammes à 30 grammes par mètre carré; lorsque les papiers sont enduits de polyéthylène sur leur face interne, l'enduction est faite à raison de 6 grammes à 10 grammes par mètre carré. La machine, objet de l'invention, permet de fabriquer simultanément deux conteneurs 15 et 16, reliés entre eux par leur base, qui sont ensuite séparés par découpe; ces conteneurs 15 et 16 qui sont de même largeur peuvent être de hauteur différentes. Dans ce qui suit nous allons décrire le cas le plus simple qui consiste à fabriquer simultanément deux conteneurs 15 et 16 identiques avec des papier enduits sur toute la surface d'une de leurs faces, d'une matière plastique à base de polyoléfine ou d'un produit équivalent pour la soudure. On part de trois bobines dont la première délivre une bande inférieure 17 (figure.3) de papier enduit qui a une largeur 18 correspondant à la somme des hauteurs de la face arrière 2 (figure.1) des conteneurs 15 et 16 et qui est positionnée de manière à pouvoir dérouler la bande inférieure 17 de papier dans une direction, par exemple, horizontale, avec la face comportant une enduction tournée vers le haut; la deuxième bobine délivre une bande intermédiaire 19 (figure.3) qui a une largeur 20 qui est sensiblement égale à quatre fois la profondeur 21 (figure.1) du soufflet est positionnée pour dérouler la bande intermédiaire 19 horizontalement avec l'enduction tournée vers le bas et après conformage, comme nous allons le décrire ci-après, venir se placer, avec son plan de symétrie axial situé dans le plan de symétrie axial de la bande inférieure 18, au-dessus et au contact de cette dernière; la troisième bobine délivre une bande supérieure 22 qui a une largeur 23 égale à la somme des hauteurs de la face avant 1 (figure.1) des conteneurs 15 et 16, est positionnée de manière à pouvoir dérouler la bande supérieure 22 au-dessus des deux autres bandes avec son plan de symétrie axial confondu avec celui des deux autres. En ce qui concerne la bande intermédiaire 19, on fait une enduction sous la forme par exemple d'un rectangle de colle 24, servant à la fixation des bords 14 du soufflet, sur la face de papier qui est située dessus dans l'exemple choisi, à intervalles réguliers, correspondant à la largeur 25 d'un conteneur, sur une surface rectangulaire disposée coaxialement avec la bande intermédiaire 19 sur une largeur perpendiculairement à l'axe de la bande intermédiaire 19 de l'ordre de deux à quatre centimètres et sur une longueur de préférence inférieure ou égale à deux fois la largeur 28 des parties latérales 4 (figure.1); on forme une gaine avec un conformateur, par exemple du type col de marin, en ramenant les bords latéraux 26 (figure.3) de la bande intermédiaire 19 à se toucher au-dessus de la partie centrale de cette dernière et dans le plan de symétrie axial de manière à ce que le film plastique soit à l'extérieur de la gaine; ensuite la gaine est écrasée de manière à ce que les bords latéraux 26 se retrouvent dans l'axe 27 de la bande intermédiaire 19 et se fixent de proche en proche sur les rectangles de colle 24 préalablement déposés sur la partie centrale de la bande intermédiaire et qui se trouvent à l'intérieur de la gaine; le même résultat peut être obtenu en retournant chacun des deux bords latéraux 26 par des guides convenablement espacés afin de former un pli longitudinal de chaque côté de profondeur correspondant à la profondeur du soufflet telle que les bords latéraux 26 se rejoignent sur l'axe 27 comme précédemment décrit; la bande intermédiaire 19 ainsi conformée est déposée sur la bande inférieure 17 et elle est ensuite recouverte par la bande supérieure 22. Dans une variante de l'invention les bords latéraux 26 fermant le tube suivant l'axe 27 peuvent se recouvrir de un à deux centimètres ce qui rend plus simple les réglages et comme nous le verrons plus loin renforce la résistance verticale du conteneur; la partie axiale de la zone de recouvrement est de préférence sensiblement dans le plan de symétrie axiale des bandes inférieure 17, intermédiaire 19 et supérieure 22; dans ce cas il est préférable que les parties qui se recouvrent soient fixées sur toute leur longueur; lorsqu'on emploie une bande intermédiaire 19 de papier enduite d'un film plastique thermosoudable, il n'y a pas de précaution particulière à prendre; en contrepartie si la bande intermédiaire n'est pas enduite, il est préférable d'enduire de colle la partie supérieure de la bande latérale 26 de la bande intermédiaire qui va venir recouvrir l'autre bande latérale 26 en même temps qu'on dépose les rectangles de colle 24 précédemment décrits. L'ensemble des trois bandes superposées passent ensuite entre une électrode chaude 28 et une contre-électrode ( non représentée sur la figure.3) ou deux électrodes chaudes (dont un seul est représenté sur la figure.3)) qui sont des cylindres rotatifs autour d'axes horizontaux chauffés électriquement; le ou les cylindres chauffants présentent la forme de la zone à souder 29 en relief, en forme de "H" couchés successifs au pas correspondant à la largeur 25 du conteneur; les branches verticales 30 du "H" réalisent les soudures latérales 31 de deux conteneurs consécutifs; la partie horizontale 32 du "H" permet de réaliser simultanément les fonds zones de soudure 33 de deux conteneurs placés en opposition par leur fond; le rectangle de colle 24 doit être déposé sur la bande intermédiaire de manière à ce que lors de la soudure par le ou les cylindres chauffants, il se place au niveau des branches verticales 30 du "H" correspondant aux soudures latérales 31. Il reste ensuite à faire une découpe dans le plan axial des trois feuilles soudées pour séparer les fonds des conteneurs en opposition, par exemple à l'aide d'un disque de découpe 34 dont le plan principal est dans l'axe des bandes, puis à faire une découpe transversale pour séparer les conteneurs successifs reliés par leurs soudures latérales 31, par au moins un barreau de coupe 35 perpendiculaire à l'axe des bandes fixé sur un cylindre rotatif 36. Dans une variante de l'invention, lorsque le papier utilisé n'est pas enduit de plastique sur toute sa surface, on encolle la bande inférieure 37 (figure.4) sur sa partie supérieure, et la bande supérieure 38 sur sa partie inférieure, avant leur assemblage avec la bande intermédiaire 39 conformée, sur une surface identique à la surface de soudure précédemment décrite grâce à des cylindres d'encollage 42 et 43 et les trois bandes sont pressées entre deux cylindres 40 (dont un seul est représenté sur la figure.4) chauffés ou non suivant qu'il s'agit de colles chaude ou froide. Comme nous l'avons précisé précédemment, lorsque la bande intermédiaire 39 présente une zone de recouvrement des bords latéraux après conformage, il est préférable que bordures latérales qui se recouvrent soient fixées entre elles. On peut procéder aux découpes longitudinale et transversale comme précédemment décrit. Dans le cas où l'on a un recouvrement des partie latérales de la bande intermédiaire, lors de son conformage, on retrouve ce recouvrement sous forme d'une troisième épaisseur de papier à la base 6 (figure.2) de la face avant 1 ce qui en augmente la rigidité du conteneur de manière significative. REVENDICATIONS 1-Procédé de fabrication de conteneurs en film complexe souple comportant une face avant (1) et une face arrière (2), rectangulaires, de même largeur et de même hauteur fixées entre elles, soit directement par leurs parties latérales (4), dans leur partie supérieure, soit indirectement dans leur partie inférieure à un fond (3) constitué d'une feuille rectangulaire, pliée en deux suivant sa largeur pour former un soufflet, qui est fixée aux faces avant (1) et arrière (2) qui lui font respectivement face sur la surface d'une zone de fixation (13) dont la limite supérieure en forme de "U" délimite la partie libre (10) du fond (3) du conteneur, les bords (14) du soufflet étant fixés entre eux, caractérisé en ce qu'il consiste à fabriquer simultanément deux conteneurs (15) et (16), reliés entre eux par leur base, composés de papier associé à des moyens de fixation, à partir, d'une bande inférieure (17) ou (37) qui a une largeur (18) correspondant à la somme des hauteurs de la face arrière (2) des conteneurs (15) et (16) avec la face comportant des moyens de fixation tournée vers le haut, d'une bande intermédiaire (19) ou (39) qui a une largeur (20) qui est sensiblement égale à quatre fois la profondeur (21) du soufflet avec son plan de symétrie axial situé dans le plan de symétrie axial de la bande inférieure (17) ou (37), placée au-dessus et au contact de cette dernière, qui est conformée de manière à ce que les bords (26) de la bande forment une gaine applatie, en se rejoignant ou en se recouvrant au niveau du plan de symétrie axial commun, comportant des moyens de fixation internes constitués de rectangles de colle (24) de fixation des bords (14) des soufflets et des moyens de fixation externes, enfin à partir d'une bande supérieure (22) ou (38) qui a une largeur (23) égale à la somme des hauteurs de la face avant (1) des conteneurs (15) et (16), placée au-dessus, et, avec son plan de symétrie axial confondu avec celui des deux autres bandes (17) ou (37) et (19) ou (39), qui comporte des moyens de fixation tournés vers le bas, les trois bandes étant ensuite assemblées entre elles par des moyens d'assemblage pour obtenir les conteneurs qui sont ensuite séparés les uns des autres par des moyens de découpe. 2-Dispositif en réalisation du procédé, suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de fixation des bandes supérieure (22), intermédiaire (19) et inférieures (17) sont constitués d'une enduction de matière plastique sur toute la surface d'une face, l'enduction de la bande intermédiaire (19) étant tournée vers l'extérieur de la gaine obtenue après conformage. 3-Dispositif en réalisation du procédé, suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens d'assemblage des trois bandes, supérieure (22), intermédiaire (19) et inférieure (17), superposées sont constitués d'une électrode chaude (28) et d'une contre-électrode ou de deux électrodes chaudes, les électrodes chaudes étant des cylindres rotatifs chauffés électriquement présentant la forme de la zone à souder (29) en relief, en forme de "H" couchés successifs au pas correspondant à la largeur (25) des conteneurs (15) et (16), les branches verticales (30) du "H" réalisant les soudures latérales (31) de deux conteneurs consécutifs, la partie horizontale (32) du "H" permettant de réaliser simultanément les zones de soudure (33) des deux conteneurs (15) et (16) placés en opposition par leur fond. 4-Dispositif en réalisation du procédé, suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de fixation des bandes supérieure (38) et inférieure (37) sont réalisés par des cylindres d'encollage (43) et (42) sur une surface identique à celle suivant laquelle les faces avant (1) arrière (2) et le fond (3) doivent être assemblés par des moyens d'assemblage constitués par deux cylindres (40) chauffés ou non suivant qu'il s'agit de colles chaude ou froide. 5-Dispositif en réalisation du procédé, suivant la revendication 4, caractérisé en ce que lorsque la bande intermédiaire (39) présente une zone de recouvrement des bords latéraux (26) après conformage de la gaine, ceux-ci sont assemblés entre eux grâce à un moyen de fixation constitués d'une enduction de colle, de la partie supérieure de la bande latérale (26) de la bande intermédiaire (39) qui recouvre l'autre bande latérale (26), qui est déposée en même temps qu'on dépose les rectangles de colle (24). 6-Dispositif en réalisation du procédé, suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'un moyen de découpe pour séparer les fonds des conteneurs (15) et (16) en opposition, est constitué d'un disque de découpe (34) dont le plan principal est dans l'axe des bandes. 7-Dispositif en réalisation du procédé, suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'un moyen de découpe pour séparer les conteneurs successifs reliés par leurs soudures latérales (31), est constitué par au moins un barreau de coupe (35) perpendiculaire à l'axe des bandes fixé sur un cylindre rotatif (36).