Brevet FR2819482A1 — publié le 20020719

La présente invention concerne un procédé de fabrication de sachets d'emballage successifs, à partir d'au moins une feuille d'emballage compre- nant une couche primaire associée à une couche soudante entre lesquelles est interposée une couche d'un adhésif permanent, le sachet présentant une soudure transversale supérieure et une soudure transversale inférieure, le procédé comportant, pour chaque sachet, les étapes consistant en : - mettre en forme la ou chaque feuille d'emballage ; - réaliser la soudure transversale inférieure ; - remplir le sachet par une extrémité supérieure ouverte ; et - réaliser la soudure transversale supérieure. L'invention concerne également un sachet d'emballage obtenu par ce procédé. Les emballages et les sachets comportant une feuille d'emballage permettant une ouverture facile et une refermeture sont actuellement utilisés, par exemple, pour conditionner des produits alimentaires. La structure de telles feuilles est décrite notamment dans la demande de brevet FR-A- 95-14117. Dans ce document, la feuille stratifiée utilisée pour permettre l'ouverture et la refermeture de l'emballage comporte-deux couches de polymère entre lesquelles une couche d'adhésif permanent est interposée. L'une des couches, dite"couche soudante ou soudable"est destinée à être orientée vers l'intérieur de l'emballage. Elle est adaptée pour être soudée sur le bord périphérique d'une barquette. L'autre couche, dite"couche support", est destinée à former la face externe de l'emballage, cette couche pouvant être imprimée. Une feuille de ce type peut être utilisée également pour former des sachets comme cela est décrit dans le document EP-A-0. 516.276. Lors de l'ouverture du sachet, la couche soudante de la feuille se déchire de part et d'autre de la région soudée. Après ouverture du sachet, il subsiste, sur la face interne de la feuille en regard, un cordon soudé résiduel, constitué de la partie soudée de la couche soudante. L'adhésif permanent mis à jour sous le cordon soudé résiduel permet une refermeture ultérieure du sachet. Le conditionnement des produits emballés dans des sachets s'effectue sur des machines automatiques de conditionnement permettant la fabri- cation successive de sachets et leur remplissage par gravité. Dans une telle machine automatique, une bande constituée de deux couches de polymère entre lesquelles une couche d'adhésif permanent est interposée est enroulée autour d'un conformateur tubulaire disposé vertica- lement. La bande est disposée autour du conformateur, de sorte que sa longueur s'étende suivant une génératrice du conformateur. Une soudure longitudinale est formée avec les bords latéraux de la bande pour constituer un tube autour du conformateur. A la base du conformateur tubulaire sont disposées successivement suivant l'axe du conformateur, deux mâchoires de soudage entre lesquelles est disposé un outil de coupe. Ces deux mâchoires de soudage permettent de réaliser simultanément la soudure transversale supérieure d'un sachet rempli et la soudure transversale inférieure d'un sachet non encore rempli. Le remplissage des sachets s'effectue par gravité au travers du conformateur tubulaire après réalisation de la soudure transversale inférieure. La soudure transversale supérieure est réalisée après déplacement du sachet rempli vers le bas. Les deux mâchoires de soudage mises en oeuvre pour le scellage des sachets sont constituées de barrettes chauffantes apportant de la chaleur en continu aux deux parties de la feuille de polymère devant être soudées, lorsque les feuilles sont tenues enserrées entre les mâchoires. Les températures de chauffage des mâchoires sont couramment comprises entre 125OC et 180OC. Dans la pratique, on constate que lorsqu'un sachet est rempli avec une quantité de produit ayant une masse supérieure à 400g, la soudure inférieure du sachet a tendance à se rompre sous l'action du poids des produits, immédiatement après le remplissage du sachet. En effet, les produits emplissent le sachet alors que la soudure est encore chaude. Toutefois, l'utilisation de mâchoires de soudage à apport continu de chaleur s'avère particulièrement efficace pour réaliser la soudure supérieure du sachet, laquelle nécessite une très bonne cohésion de soudage entre les deux films, afin de permettre une déchirure de la couche soudante de l'un des films lors de l'ouverture du sachet et non une rupture de la soudure. L'invention a pour but de proposer un procédé de fabrication de sachets permettant de réaliser des sachets pouvant être refermés, mais dont le remplissage peut s'effectuer sans rupture de la soudure inférieure du sachet, même avec une charge du sachet supérieure à 400 g. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de fabrication d'un sachet du type précité, caractérisé en ce que la soudure transversale inférieure est réalisée par mise en oeuvre d'un procédé de soudage à impulsions, et en ce que la soudure transversale supérieure est réalisée par un procédé de soudage à apport continu de chaleur. Suivant des modes particuliers de mise en oeuvre, le procédé comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - la soudure transversale inférieure est réalisée par mise en oeuvre d'une phase initiale d'apport de chaleur, suivie d'une phase finale d'évacuation forcée de chaleur de la soudure, avant remplissage du sachet ; - ladite phase initiale d'apport de chaleur a une durée comprise entre la moitié et le double de ladite phase finale d'évacuation forcée de chaleur ; et - la soudure transversale inférieure est réalisée simultanément à la soudure transversale supérieure. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en se référant aux dessins sur lesquels : - la figure 1 est une vue en élévation d'un sachet d'emballage selon l'invention ; - la figure 2 est une vue en section de la région soudée d'obturation du sachet de la figure 1 prise suivant la ligne ll-ll ; - les figures 3 et 4 sont des vues en section analogues à celle de la figure 2, prises respectivement après ouverture initiale du sachet, et après refermeture de celui-ci ; - la figure 5 est une vue schématique en coupe d'une installation de fabrication selon l'invention ; - la figure 5A est une vue schématique à plus grande échelle d'un mors de soudage d'une mâchoire de l'installation de la figure 5 ; et - la figure 6 est un diagramme illustrant un cycle de soudage lors de la réalisation de la soudure transversale inférieure d'un sachet. Le sachet 10 représenté sur la figure 1 est réalisé à partir d'une unique feuille 11 repliée sur elle-même. Les deux bords longitudinaux de la feuille sont soudés l'un à l'autre suivant une soudure longitudinale médiane 12. A son extrémité inférieure, le sachet présente transversalement une bande rectiligne de soudure 14. Cette soudure est réalisée par une technique de soudage à impulsions, comme cela sera décrit ultérieurement. Le sachet comporte, à son extrémité supérieure, une bande de soudure 16 obturant un accès 18 à un logement 20 délimité à l'intérieur du sachet. Cette soudure est réalisée par une technique de soudage à apport de chaleur permanent. Ainsi, le sachet présente deux pans s'étendant parallèlement entre lesquels est défini un espace clos. La feuille 11 du sachet se prolonge à son extrémité supérieure audelà de la bande de soudure 16 sur une plage de 1 à 3 cm de largeur, formant des plages de préhension facilitant l'ouverture du sachet. Comme représenté sur la figure 2, la feuille constituant le sachet 10 présente une structure stratifiée. Elle comporte une couche primaire 30 tournée vers l'extérieur et une couche soudante 32 tournée vers l'intérieur du sachet. Entre la couche primaire 30 et la couche soudage 32 est disposée une couche 34 d'un adhésif permanent. La soudure longitudinale 12, réalisée entre les deux faces en regard de la couche soudante 32, est par exemple une soudure du type chair contre chair. Les deux bords d'extrémité opposés de la couche soudante 32 sont soudés l'un contre l'autre par thermosoudage. La feuille constituant le sachet 10 est par exemple constituée de la manière suivante. La couche primaire 30 est formée de polyamide bi-orienté de 15 microns d'épaisseur, alors que la couche soudante 32 est formée de polyéthy- lène de densité moyenne de 40 microns d'épaisseur. La couche d'adhésif permanent est formée par exemple de "hot melt" appliqué avec une masse surfacique de 17 g/m2. Suivant une autre variante, la couche de polyamide bi-orienté est remplacée par une couche de polyéthylène téréphtalate de 12 microns. Cette couche peut être simple, métallisée ou revêtue avec du latex formant barrière. Dans un autre mode de réalisation, la feuille constituant le sachet est formée d'un film co-extrudé intégrant la couche soudante 32 et la couche primaire 30. Ce film co-extrudé comporte une couche de polyéthylène de densité moyenne de 10 microns constituant la couche soudante contre laquelle est co-extrudée une couche de polyéthylène basse densité de 50 microns, une couche de 15 microns d'un adhésif permanent activé par pression ("PSA") étant interposée entre les deux couches. En outre, une couche de"film bi-orienté"est rapportée par collage à l'aide d'un adhésif adapté contre la couche de polymère. La couche de polymère peut être par exemple en polyéthylène basse densité de 50 g d'épaisseur pour former la couche primaire 30 avec une couche de poly- éthylène téréphtalate. Pour procéder à l'ouverture du sachet, l'opérateur saisit dans chaque main un prolongement de la feuille 11 situé au-delà de la bande de soudure 16. Il écarte alors les pans opposés du sachet en vue de provoquer l'ouverture du sachet. Sous l'action de ces contraintes, la couche soudante 32 se déchire. Lors de la phase suivante d'écartement des deux prolongements, la portion de la couche soudante 32, restée liée aux pans opposés, se sépare progressivement de l'adhésif permanent 34, lequel reste lié à la couche primaire 30. De manière analogue, la couche soudante 32 se déchire suivant le contour intérieur de la région soudée 32 lors de la traction des deux prolongements en des sens opposés. Ainsi, comme illustré sur la figure 3, les deux pans du sachet sont alors séparés, l'un comportant toujours sur la face intérieure une bande sou- dée 46 issue de la couche soudante 32 et l'autre pan présentant une saignée 48 correspondant à l'empreinte de la bande portée par l'autre pan. On conçoit, comme illustré sur la figure 4, que le rapprochement des deux pans et la remise en place de la bande soudée 46 dans la saignée 48 permet la refermeture de l'emballage, par action de l'adhésif permanent. Pour la fabrication d'un sachet selon l'invention, on utilise une instal- lation dite verticale de mise en forme de sachets telle qu'illustrée sur la figure 5. Une telle installation comporte un conformateur cylindrique 100 de mise en forme de la feuille complexe. Cette dernière est définie dans une bande notée 101 déroulée depuis une bobine de stockage. En regard du conformateur cylindrique 100 est disposé un fer de soudage chauffant 102 s'étendant parallèlement à une génératrice du cylindre. Le fer de soudage 102 est déplaçable entre une position à l'écart du conformateur cylindrique 100 et une position en contact avec celui-ci, afin de réaliser la soudure longitudinale 12 du sachet. A la base du conformateur cylindrique 100 est disposée une paire de mors 104,106 adaptés pour le soudage transversal de deux sachets consécutifs et pour leur séparation par tronçonnage. Les mors 104 et 106 sont adaptés pour réaliser simultanément les soudures transversales 16 et 18 de deux sachets successifs et forment à cet effet deux mâchoires de soudage superposées désignées par la référence générale 109. Les deux mors 104 et 106 sont déplaçables en translation dans un plan perpendiculaire à l'axe du conformateur cylindrique 100. Ils sont dépla- çables entre une position escamotée, en dehors du prolongement du conformateur cylindrique 100, et une position en contact l'un avec l'autre dans un plan médian du conformateur cylindrique 100. Les mors 104 et 106 de la mâchoire de soudage comportent, dans leur partie inférieure en considérant l'axe vertical du conformateur cylindrique 100, deux pannes de soudage complémentaires 108,110 propres à assurer un soudage par apport permanent de chaleur. Ces pannes sont cons- tituées chacune d'une barrette rectiligne chauffante. Elles sont formées d'éléments métalliques intégrant des résistances chauffantes alimentées en continu. Leur température est maintenue sensiblement constante, de préférence à une valeur comprise entre 125OC et 180oC. Les pannes 108 et 110 sont adaptées pour réaliser la soudure supérieure 16 de chacun des sachets après leur remplissage. Dans leur partie supérieure, les mors de soudage 104 et 106 comportent des éléments 112,114 complémentaires de soudage à impulsions. Ces éléments sont identiques et disposés symétriquement en regard l'un de l'autre. Un tel élément est représenté seul sur la figure 5A. Il comporte une surface métallique de pression complémentaire 116 propre à s'appliquer sur la face externe de la feuille devant être soudée. Cette surface intègre un filament chauffant 120 relié à une source de tension pilotée de manière séquentielle. En outre, chaque élément 112,114 comporte des moyens de refroidissement constitués par exemple d'un réseau 124 de transport de fluide frigorigène tel que de l'eau froide. Ces réseaux de refroidissement sont alimentés séquentiellement par des moyens d'alimentation adaptés. Entre les pannes de soudage 108 et 110 et les éléments de soudage à impulsions 112 et 114, les mors 104 et 106 comportent des éléments complémentaires de découpe. Ainsi, une lame tranchante 130 est disposée entre la panne 110 et l'élément 114. Une empreinte complémentaire en creux est ménagée dans une enclume 132 disposée entre la panne 108 et l'élément de soudage à impulsions 112. Au-dessus des mâchoires 109 est disposé un support 140 destiné à maintenir le sachet en formation lors de son remplissage. Ce support 140 comporte deux panneaux de support convergents 142 pouvant être escamotés et contre lesquels s'appuient les deux pans parallèles du sachet, lors de sa mise en forme. En outre, au-dessous des mâchoires 109, est disposé un plateau basculant 150 de recueil des sachets achevés. Pour la fabrication d'un sachet, la bande 101 est déroulée progressivement et est amenée depuis une extrémité du conformateur cylindrique 100 à s'enrouler longitudinalement autour de celui-ci. Par des moyens connus en soi, les plages d'extrémité opposées de la bande sont appliquées l'une sur l'autre suivant la couche soudante 32 et repliées sur la partie de la feuille enroulée autour du conformateur cylindrique 100 en regard du fer de soudage 102. L'application du fer contre le conformateur cylindrique 100, audessus des plages d'extrémité opposées appliquées l'une sur l'autre provoque l'échauffement des surfaces en contact de la couche soudante, donnant naissance à la soudure longitudinale 12. Les soudures transversales inférieure et supérieure de deux sachets successifs sont réalisées simultanément par les mâchoires 109. A cet effet, les deux mors 104,106 sont appliqués l'un contre l'autre, enserrant entre eux les deux pans des deux sachets successifs. Les cycles de soudage mis en oeuvre entre les pannes 108,110 d'une part et les éléments de soudage à impulsions 112,114 d'autre part sont illustrés sur la figure 6. Pendant le maintien en contact des deux mors 104,106, la chaleur apportée par les deux pannes 108 et 110 est sensiblement constante depuis l'instant de mise en contact, noté t1 jusqu'à l'instant d'écartement des deux mors, noté t2. Ainsi, le flux de chaleur, noté Pendant toute la phase de soudage, la température des pannes 108 à 110 est sensiblement constante, celle-ci étant de préférence comprise entre 125OC et 180OC. Les éléments 112 et 114 de soudage à impulsions sont commandés de telle sorte que, lors d'une phase initiale suivant la mise en contact des mors, cette phase durant de l'instant t1 à un instant t3, les éléments chauffants 120 et 122 sont alimentés depuis des générateurs de courant adaptés afin de fournir un flux de chaleur sensiblement constante notée ()) 2. Pendant cette phase initiale, la circulation du fluide frigorigène est interrompue. A partir de l'instant t3, l'alimentation des éléments chauffants est interrompue et le fluide frigorigène est mis en circulation. Ainsi, un flux de chaleur négatif, noté La phase initiale de soudage et la phase finale de soudage ont des durées comprises chacune entre 0,5 seconde et 3 secondes. La durée de la phase initiale est comprise entre la moitié et le double de la durée de la phase finale. Lors du rapprochement des deux mors, les deux sachets consécutifs se trouvent séparés du fait de l'action simultanée des organes coupants complémentaires 130,132. On constate que, par la mise en oeuvre d'un tel procédé de soudage ayant recours à un soudage à impulsions pour créer la soudure inférieure 14, le sachet ne se rompt pas lors de sa fabrication, même s'il est empli avec une charge ayant une masse supérieure à 400 g. REVENDICATIONS 1.-Procédé de fabrication de sachets d'emballage successifs, à partir d'au moins une feuille d'emballage (11) comprenant une couche primaire (30) associée à une couche soudante (32) entre lesquelles est interposée une couche (34) d'un adhésif permanent, le sachet présentant une soudure transversale supérieure (16) et une soudure transversale inférieure (14), le procédé comportant, pour chaque sachet, les étapes consistant en : - mettre en forme la ou chaque feuille d'emballage (11) ; - réaliser la soudure transversale inférieure (14) ; - remplir le sachet par une extrémité supérieure ouverte ; et - réaliser la soudure transversale supérieure (16), caractérisé en ce que la soudure transversale inférieure (14) est réalisée par mise en oeuvre d'un procédé de soudage à impulsions, et en ce que la soudure transversale supérieure (16) est réalisée par un procédé de soudage à apport continu de chaleur. 2.-Procédé de fabrication selon la revendication 1, caractérisé en ce que la soudure transversale inférieure (14) est réalisée par mise en oeuvre d'une phase initiale d'apport de chaleur, suivie d'une phase finale d'évacuation forcée de chaleur de la soudure, avant remplissage du sachet. 3.-Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite phase initiale d'apport de chaleur a une durée comprise entre la moitié et le double de ladite phase finale d'évacuation forcée de chaleur. 4.-Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la soudure transversale inférieure (14) est réalisée simultanément à la soudure transversale supérieure (16).