Brevet FR2822132A1 — publié le 20020920

L'invention est relative à un procédé d'application de manchon thermorétractable sur un emballage, ainsi qu'à un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé, ainsi qu'à un emballage revêtu d'un manchon thermorétractable à l'aide d'un procédé selon l'invention. On connaît de nombreux procédés et appareillages d'application de manchon thermorétractable sur un emballage. Généralement, on enfile le manchon thermorétractable autour de l'emballage à revêtir, puis on effectue une thermorétraction par application de chaleur au manchon. Après thermorétraction complète, le manchon thermorétracté est solidaire de l'emballage. Cette technique connue donne satisfaction dans le cas où les emballages à revêtir présentent une forme régulière, par exemple cylindrique ou prismatique. Cependant, dans le cas d'emballages de formes irrégulières, tels que flacons, bouteilles, ou autres conteneurs présentant une section variable, la technique connue n'apporte pas satisfaction, en raison de la formation de plis, crevasses ou irrégularités diverses indésirables, en particulier dans le cas de manchons imprimés. En effet, dans le cas de manchons imprimés ou décorés, toute déformation du manchon lors de la thermorétraction ou toute irrégularité indésirable est préjudiciable à la présentation finale de l'emballage revêtu. Les emballages revêtus irrégulièrement doivent alors être écartés de la ligne de fabrication et font l'objet d'un traitement manuel difficile et coûteux. Un but de l'invention est de perfectionner l'état de la technique connu, en permettant l'application de manchons thermorétractables sur des emballages, même de section variable, en assurant une mise en place précise et répétitive des manchons et en évitant ainsi les mises au rebut ou les traitements manuels des emballages mal revêtus. L'invention a pour objet un procédé d'application de manchon thermorétractable sur un emballage, comportant en combinaison les étapes suivantes : a). mettre en place le manchon autour de l'emballage, b). rétracter localement le manchon pour le solidariser à l'emballage en un premier emplacement et rétracter partiellement le manchon en un deuxième emplacement espacé dudit premier emplacement pour former un étranglement de section, c). plonger l'emballage et le manchon solidarisés entre eux dans un milieu à une température homogène prédéterminée, de manière à rétracter radialement le manchon pour l'appliquer complètement contre l'emballage sans formation de plis ou d'irrégularités indésirables. Selon d'autres caractéristiques alternatives de l'invention : - le milieu à une température homogène prédéterminée est un bain-marie comportant une cuve remplie de liquide frémissant à température inférieure à la température d'ébullition, - le milieu à une température homogène prédéterminée est un bain-marie sec comportant des cavités adaptées au passage du ou des emballage (s) à revêtir, - le bain-marie sec peut être un bain-marie à air chaud comportant au moins une zone à température régulée. L'invention a également pour objet un dispositif d'application de manchon thermorétractable sur un emballage, comportant un poste de mise en place de manchon autour de l'emballage, caractérisé en ce que le dispositif comporte des moyens pour rétracter localement le manchon pour le solidariser à l'emballage en un premier emplacement et des moyens pour rétracter partiellement le manchon en un deuxième emplacement espacé dudit premier emplacement pour former un étranglement de section, ainsi que des moyens pour plonger l'emballage et le manchon solidarisés entre eux dans un milieu à une température homogène prédéterminée, de manière à rétracter radialement le manchon pour l'appliquer complètement contre l'emballage sans formation de plis ou d'irrégularités indésirables. Selon d'autres caractéristiques alternatives de l'invention : - le dispositif comporte un milieu à température homogène, par exemple un bain-marie liquide, dans lequel on plonge l'emballage et le manchon solidarisés entre eux, - le dispositif comporte un milieu de température homogène, par exemple un bain-marie sec, de manière à ne pas mouiller l'emballage, - le dispositif comporte un moyen de transfert d'emballage entre différents postes de mise en ouvre des étapes du procédé, - le moyen de transport d'emballage peut être un moyen de préhension d'emballage en partie supérieure de l'emballage. L'invention a enfin pour objet un emballage ou objet similaire revêtu d'un manchon thermorétracté grâce à un procédé d'application selon l'invention. L'invention sera mieux comprise grâce à la description qui va suivre donnée à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels : - La figure 1 représente schématiquement une vue en élévation latérale d'un premier mode de réalisation de l'invention. - La figure 2 représente schématiquement une vue en élévation latérale d'un deuxième mode de réalisation de l'invention. - Les figures 3 à 5 représentent schématiquement des étapes successives essentielles du procédé selon l'invention. - La figure 6 représente schématiquement une vue partielle en coupe par un plan vertical d'une partie de dispositif selon l'invention. - La figure 7 représente schématiquement une vue de dessus dans le sens de la flèche VII de la figure 6 de la partie de dispositif selon l'invention de la figure 6. - La figure 8 représente schématiquement une vue en section par un plan vertical d'une variante de partie de dispositif de mise en oeuvre de l'invention. En référence à la figure 1, un procédé selon l'invention peut s'exécuter par combinaison d'étapes manuelles et d'étapes automatisées. Dans la version simplifiée, un dispositif de mise en ouvre de l'invention comporte essentiellement un moyen de transfert, par exemple un moyen de transfert du genre convoyeur à rouleaux motorisés, des moyens de chauffage local, et un moyen d'application uniforme de température, par exemple un bain-marie avec agitateur. Le convoyeur comporte plusieurs rouleaux la, lb, lc, Id, le, If, 1g, lh, dont certains au moins sont motorisés pour entramer une bande transporteuse 2 dans le sens des flèches 3. Les rouleaux la à lh et la bande transporteuse 2 sont de préférence supportés par un châssis 4 de type connu en soi muni de vérins appropriés de mise à hauteur. Au moins une bouteille 5a est posée sur la bande 2 par un opérateur, pour être transportée en accomplissant successivement les étapes du procédé selon l'invention. A l'étape suivante, une bouteille 5b est en position de réception d'un manchon 6a, de manière à enfiler le manchon 6a autour de la bouteille. La pose du manchon 6a sur la bouteille 5b peut être manuelle ou automatisée. Pour l'automatisation de la pose, on peut prévoir une pose unitaire de manchon, ou une pose à partir d'un ou plusieurs rouleaux de manchon et d'un appareil associé pour découper au fur et à mesure un ou des manchons à partir du matériau enroulé sur le rouleau. Après cette opération, la bouteille 5c est revêtue du manchon 6a non thermorétracté. A l'étape suivante, on applique localement une source d'énergie à deux extrémités espacées du manchon posé sur la bouteille. Dans cette variante de réalisation, la bouteille 5d devient solidaire en sa partie inférieure du manchon 6b rétracté inférieurement par une source d'énergie de manière à être solidarisé à la bouteille 5d, et reste espacée de l'extrémité supérieure du manchon 6b. Cette extrémité supérieure du manchon 6b subit une rétraction partielle par une autre source d'énergie, de manière à réduire la section du manchon en formant un étranglement. L'application des sources de chaleur schématisées par les flèches 7 et 8 aux deux extrémités du manchon 6b peut être manuelle ou automatisée. On utilise avantageusement deux jets d'air chaud à une température comprise entre 100 et 600 C pour effectuer la rétraction aux extrémités du manchon 6b. Dans une variante automatisée, on peut prévoir un plateau tournant assurant une rotation de la bouteille lors de la rétraction par les sources de chaleur appliquées en 7 et 8. En variante, les sources d'énergie appliquées en 7 et 8 peuvent également comporter une source d'eau chaude ou de vapeur chaude ou de gaz chaud, ou un élément radiant, telle qu'une résistance rayonnante ou un émetteur de rayonnement infrarouge. L'essentiel est que la rétraction en 7 et 8 soit assurée de manière sensiblement uniforme en effectuant une rotation relative de la bouteille par rapport aux sources de chaleur 7 et 8 ou en appliquant une chaleur homogène sur le pourtour du conteneur dans le sens de la hauteur sans faire tourner le conteneur, par exemple au moyen d'un anneau chauffant entourant le pourtour du conteneur. Après cette étape de pré-rétraction, aboutissant à la formation d'un manchon 6b en forme de cheminée solidarisée à son extrémité inférieure à la bouteille 5d, on déplace l'ensemble du manchon et de la bouteille dans un bain-marie, comportant par exemple une cuve 9, un agitateur 10, et une résistance chauffante 11 régulée en température. Le niveau du bain-marie est déterminé pour ne pas faire entrer d'eau par le col de la bouteille et pour obtenir une mise en température complète de toute la hauteur du manchon 6b. La température du bain-marie est maintenue homogène, par l'action de l'agitateur 10 et par la régulation en température du chauffage au moyen de la résistance 11. De préférence, l'eau du bain-marie est maintenue chaude, au voisinage inférieur de l'ébullition. Pour éviter les dépôts indésirables de calcaire ou autres précipitées, l'eau du bain-marie est de préférence de l'eau déminéralisée, ou de pureté équivalente. Des essais ont montré que la température de régulation de l'eau est avantageusement supérieure à 90 , et de préférence comprise entre 92 et 98 C, de manière à éviter tout bouillonnement de l'eau susceptible d'influer sur la qualité de la rétraction du manchon. Dans le cas de bouteilles ou emballages fermés et remplis présentant une densité supérieure à celle de l'eau, il suffit de maintenir la bouteille en la descendant progressivement dans l'eau à l'aide d'un moyen de manutention quelconque schématisé par la flèche 12, ou manuellement en effectuant un déplacement dans le sens de la flèche 12. Le mouvement vertical de la bouteille descendant dans le bain d'eau chaude produit une rétraction nette, progressive et uniforme du manchon sur l'emballage, jusqu'à rétraction complète. L'air emprisonné entre la partie supérieure du manchon 6b et le corps de la bouteille 5d est chassé vers le haut par l'action conjuguée de la pression et de la température de l'eau chaude du bain-marie. On constate de manière surprenante que cette chasse de l'air emprisonné entre la bouteille et le manchon produit un lissage du manchon, en améliorant ainsi la qualité de la rétraction et l'apparence finale. En effet, le film du manchon est alors soumis à une contrainte verticale due à la chasse de l'air et une contrainte radiale due à la rétraction, ce qui produit un effet de tension verticale sur le film du manchon et évite toute formation de plis. L'invention peut être appliquée aux manchons constitués en toutes sortes de matières thermorétractables, communément appelées par les hommes de l'art "matières à mémoire". L'invention peut notamment être appliquée aux manchons fabriqués dans les matériaux suivants : polyester (PET), polyvinylique (PVC), styréniques (PS), oléfines (PP, PE) et autres matériaux équivalents-avec un taux de rétraction transversale inférieur à 80 % et un taux de rétraction longitudinale inférieur à 2 %. L'invention peut s'appliquer à des épaisseurs de matériau variables, notamment aux épaisseurs de matériau comprises entre 30 micromètres et 80 micromètres. Après rétraction complète d'un manchon 6c sur une bouteille 5e, la bouteille 5e revêtue du manchon 6c est extraite manuellement ou par un moyen de manutention dans le sens de la flèche 13 et est prête à être évacuée du tapis roulant, pour passer éventuellement dans une unité de séchage dans le cas où des traces d'eau subsistantes seraient à éliminer. Après cette sortie d'une unité de séchage non représentée et de type connu en soi, les bouteilles peuvent déboucher sur un tapis d'accumulation ou sur la ligne d'une chaîne d'embouteillage non représentée. En référence à la figure 2, une palette 14 supporte un ensemble de bouteilles 15a. La pluralité de bouteilles 15a est destinée à être saisie par un moyen de manutention A apte à saisir et maintenir les bouteilles par le col. Le moyen de manutention A est prévu, dans l'exemple représenté, pour saisir six bouteilles 15b sur une palette 14, les transporter, et les déplacer dans le sens de la flèche B jusqu'à une table de présentation où sont posées des bouteilles 15c déplacées précédemment. Un ensemble de dévidoirs 16, par exemple de rouleaux ou de piles de manchons, est commandé de manière à libérer six manchons 16a pour les mettre en place sur les bouteilles 15c. Le moyen de manutention A reprend ensuite les bouteilles 15c entourées des manchons 16a non encore rétractés, pour les déplacer dans le sens de la flèche C et les poser à hauteur prédéterminée par rapport à des sources de chaleur 17,18, sur des supports tournants aptes à entraîner les bouteilles 15c entourées des manchons 16a en rotation par rapport aux sources de chaleur 17 et 18. L'entraînement en rotation des bouteilles 15c entourées des manchons 16a s'effectue avantageusement grâce à des plateaux tournants 19, motorisés séparément ou entraînés simultanément par un train d'engrenages. D'autres moyens d'entraînement en rotation des bouteilles 15c équivalents à des plateaux tournants peuvent être utilisés pour la mise en oeuvre de l'invention. A cette étape, la source inférieure de chaleur 17 effectue une rétraction de l'extrémité inférieure de chaque manchon 16 a pour solidariser cette extrémité inférieure à la bouteille 15c, tandis qu'une source supérieure de chaleur 18 effectue une thermorétraction partielle de l'extrémité supérieure d'un manchon 16a. Après cette étape, le moyen de manutention A reprend les bouteilles 15d revêtues de manchons 16b partiellement rétractés en forme de cheminée, pour transporter les bouteilles dans le sens de la flèche D jusqu'à un bain-marie 20 comportant une cuve, une résistance chauffante 21 régulée en température et un agitateur 22. Le moyen de manutention A peut, dans le cas d'emballages ou de bouteilles vides, appliquer une force verticale à ces emballages ou bouteilles vides pour équilibrer la poussée d'Archimède, et appliquer les bouteilles sur le fond du bain-marie jusqu'à rétraction complète des manchons. Après sortie du bain-marie, les manchons 16c totalement rétractés et les bouteilles 15e sont dirigés vers un moyen de séchage, par exemple un tunnel de séchage, non représenté et de type connu en soi. En référence aux figures 3 à 5, les étapes essentielles du procédé selon l'invention sont les étapes d'enfilage d'un manchon autour d'un emballage, par exemple une bouteille 5, de manière à positionner un manchon 6 à une hauteur relative choisie par rapport à la bouteille 5 (figure 3). Dans l'étape suivante du procédé, on effectue à deux endroits espacés aux deux extrémités d'un manchon 6 une rétraction complète à l'extrémité inférieure pour solidariser le manchon 6 à la bouteille 5 et une rétraction partielle à l'extrémité supérieure, de manière à former une cheminée ou une conformation équivalente. Ces deux rétractions de types différents peuvent être obtenues par application en 7 ou 8 de sources d'énergie variées : soufflage d'air chaud pulsé, jet de vapeur, trempage de l'extrémité inférieure dans un liquide chaud, ou application locale de rayonnements infrarouges ou autres à l'aide de panneaux rayonnants, ou application locale de rayonnements à l'aide d'une résistance rayonnante (figure 4). La phase de mise en forme par thermorétraction décrite à la figure 4 est suivie d'une phase consistant à plonger la bouteille ou l'emballage 5 équipé du manchon en forme de cheminée dans un milieu à température homogène permettant d'obtenir une rétraction nette et complète du manchon 6 sur l'emballage 5, pour obtenir l'emballage manchonné représenté à la figure 5. A titre d'exemple, un milieu de température homogène pour mettre en oeuvre l'invention peut être constitué par un bain-marie du type décrit en référence à la figure 1 ou à la figure 2. Cependant, dans le cas d'un bain-marie du type humide décrit en référence aux figures 1 et 2, il est nécessaire de prévoir une phase de séchage naturel ou accéléré, ce qui peut être indésirable dans le cas de bouteilles ou conditionnements de produits à usage pharmaceutique, ou devant présenter un très haut degré de pureté dans des applications biologiques ou technologiques correspondantes. L'invention s'étend également au cas où le milieu de température homogène est obtenu sans mise en contact de la paroi de l'emballage ou du manchon avec un liquide. En référence aux figures 6 et 7, une autre variante de bain-marie selon l'invention est désignée dans son ensemble par 30 et comporte une enceinte contenant un liquide L apte à transmettre la chaleur, soumis à l'action d'une résistance chauffante 31 et d'un agitateur 32, de manière à chauffer le liquide L de manière régulée et homogène. En raison du chauffage régulier et homogène du liquide L, l'intérieur de l'enceinte contenant le liquide L se trouve à une température uniforme. L'enceinte 33 est constituée en forme de cuve comportant des cavités 34 de forme cylindrique solidaires du couvercle de l'enceinte 33. Chaque cavité 34 présente un fond obturé, de manière à éviter toute pénétration du liquide L à l'intérieur de la cavité. La température des parois de chaque cavité 34 est voisine ou légèrement inférieure à la température du liquide L. Lorsque les bouteilles portées par un moyen de manutention A et revêtues chacune d'un manchon en forme de cheminée sont insérées dans les cavités 34, ces bouteilles subissent dans le sens de la descente un gradient de température vertical en sens inverse provoquant simultanément une rétraction radiale et un léger étirement vertical du manchon entourant chaque bouteille. Ainsi, grâce à cette variante de l'invention, il est possible d'obtenir les mêmes effets qu'avec les bains-marie décrits en référence aux figures 1 et 2, tout en évitant de devoir sécher des emballages mouillés. Dans la suite de la présente demande ce type de puits de température homogène ne contenant pas de liquide est appelé"bainmarie sec". Cette variante de l'invention est préférée dans le cas où les applications correspondantes exigent un contrôle poussé de la cavité et une qualité microbiologique ou bactériologique excluant la présence d'eau chaude. En référence à la figure 8, une autre variante de bain-marie dite"bain-marie sec"constituant une partie de dispositif de mise en ouvre de l'invention comporte un caisson 40 subdivisé en plusieurs zones 41,42, 43,44 séparées verticalement par des cloisons ou des séparateurs appropriés. Chaque zone 41 à 44 est soumise à l'action d'un jet d'air chaud pulsé ou d'un jet de vapeur sèche ou autre jet gazeux produit par des générateurs correspondants 45 à 48. La température de chaque zone 41 à 44 peut être régulée indépendamment et séquentiellement en fonction du type d'emballage ou du type de manchon destiné à revêtir un emballage particulier. Lorsque l'on plonge dans le sens de la flèche 49 un ensemble de bouteilles ou d'emballages analogues revêtus d'un manchon prérétracté en forme de cheminée dans les zones 41 à 44, on obtient une rétraction progressive et nette des manchons correspondants, ce qui permet une présentation des motifs imprimés ou des motifs de décoration sans déformation et sans irrégularités indésirables. On constate en particulier, dans le cas de bouteilles de formes importantes et de manchons soudés, que les manchons après application présentent un alignement parfait de leur soudure sur une courbe directrice de la forme de révolution de la bouteille. Cet alignement est un indice de qualité de l'application régulière du manchon sur la bouteille, un autre indice étant l'aspect brillant et glacé du revêtement ainsi constitué. L'invention permet ainsi une qualité améliorée et des économies notables pour les décorations de bouteilles ou d'emballages similaires, qui devaient jusqu'ici être imprimées ou transférées directement sur la surface extérieure de l'emballage. L'invention permet également de supprimer les applications irrégulières, sources d'inefficacité entraînant un recyclage des emballages et éventuellement une perte de contenu. L'invention permet enfin d'obtenir une excellente reproductibilité assurant un aspect homogène des lots d'emballages revêtus de manchons grâce à l'invention. L'invention décrite en référence à plusieurs modes de réalisation particuliers n'y est nullement limitée, mais couvre au contraire toute modification de forme et toute variante de réalisation dans le cadre et l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé d'application de manchon thermorétractable sur un emballage, comportant en combinaison les étapes suivantes : a). mettre en place le manchon (6a, 16a) autour de l'emballage (5b, 15c), b). rétracter localement le manchon (6a, 16a) pour le solidariser à l'emballage (5b, 15c), en un premier emplacement (8,17) et rétracter partiellement le manchon en un deuxième emplacement (7,18) espacé dudit premier emplacement (8,17) pour former un étranglement de section, c). plonger l'emballage et le manchon solidarisés entre eux dans un milieu (9- 11,20-22, 34,41-44) à une température homogène prédéterminée, de manière à rétracter radialement le manchon (6c, 16c) pour l'appliquer complètement contre l'emballage (5e, 15e), sans formation de plis ou d'irrégularités indésirables. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le milieu à une température homogène prédéterminée est un bain-marie (9-11) comportant une cuve remplie de liquide frémissant à température inférieure à la température d'ébullition. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le milieu à une température homogène prédéterminée est un bain-marie sec comportant des cavités (34) adaptées au passage du ou des emballage (s) à revêtir. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le bain-marie sec est un bain-marie à air chaud comportant au moins une zone (41 à 44) à température régulée. 5. Dispositif d'application de manchon thermorétractable sur un emballage, comportant un poste de mise en place de manchon autour de l'emballage, caractérisé en ce que le dispositif comporte des moyens pour rétracter localement le manchon (6a, 16a) pour le solidariser à l'emballage (5b, 15c) en un premier emplacement (8,17) et rétracter partiellement le manchon en un deuxième emplacement (7,18) espacé dudit premier emplacement (8,17) pour former un étranglement de section, ainsi que des moyens pour plonger l'emballage et le manchon solidarisés entre eux dans un milieu (9-11,20-22, 34,41-44) à une température homogène prédéterminée, de manière à rétracter radialement le manchon (6c, 16c) pour l'appliquer complètement contre l'emballage sans formation de plis ou d'irrégularités indésirables. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le dispositif comporte un milieu à température homogène, par exemple un bain-marie liquide (9- 11), dans lequel on plonge l'emballage et le manchon solidarisés entre eux. 7. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le dispositif comporte un milieu à température homogène, par exemple un bain-marie sec (30,41- 44), de manière à ne pas mouiller l'emballage. 8. Dispositif selon la revendication 5, la revendication 6 ou la revendication 7, caractérisé en ce que le dispositif comporte un moyen de transfert (2, A) d'emballage entre différents postes de mise en oeuvre des étapes du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le moyen de transfert (A) d'emballage est un moyen de préhension d'emballage en partie supérieure de l'emballage. 10. Emballage revêtu d'un manchon thermorétracté, obtenu directement par mise en oeuvre d'un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, ou obtenu par utilisation d'un dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 9.