Brevet FR3113034A1 — publié le 20220204

La présente invention concerne une machine (1) de préparation d’une bande équipée pour la fabrication de systèmes de sachets pour infusion, la machine (1) comprenant : un dispositif d’alimentation (10) de la machine (1) avec une bande vierge ayant une largeur comprise entre 6 et 10 cm ; un dispositif de guidage (20) de la bande vierge puis de la bande équipée prolongeant la bande vierge ; un dispositif de liaison (30) d’étiquettes avec un fil ; un dispositif de fixation (40) d’étiquettes et de segments de fil issus du fil sur la bande vierge pour former la bande équipée, comprenant une série d’étiquettes et de segments de fil fixés à intervalles réguliers suivant une direction longitudinale de la bande équipée, chaque étiquette étant solidaire d’un segment de fil ; et un dispositif de réception (50) de la bande équipée. Figure de l’abrégé : Fig. 2 Machine de préparation d’une bande équipée d’étiquettes et segments de fils pour la fabrication de systèmes de sachets pour infusion La présente invention concerne les machines de fabrication de systèmes de sachets pour infusion, comprenant un sachet faisant office de contenant, une étiquette, et un segment de fil reliant le sachet et l’étiquette. Art antérieur Différents systèmes de sachet pour infusions de plantes sont connus de l’art antérieur. Les sachets peuvent être constitués de différents matériaux et fabriqués selon différentes techniques, avec différentes formes. Une étiquette et un fil peuvent être fixés au sachet, également selon différentes techniques. Par exemple, le fil peut être cousu manuellement au sachet, ce qui est peu adaptée à une production en grande série. En variante, le système peut être dépourvu de fil, et l’étiquette est directement fixée au sachet. WO2018213544 décrit un exemple de système de sachet, comprenant un sachet de forme allongée, une étiquette et un fil. L’étiquette est utilisée pour présenter des informations à l’utilisateur, par exemple sur la nature et l’origine du thé, ainsi que pour manipuler le système de sachet. Lorsque le sachet est introduit dans une bouteille, le fil repose en appui sur le goulot et l’étiquette est située hors de la bouteille. Le bouchon est refermé sur le fil pour assurer le maintien du système en position dans la bouteille. Dans ce cas, l’usager doit penser à retenir le système lorsqu’il dévisse le bouchon, afin que le système ne tombe pas dans la bouteille. Dans un mode de réalisation particulier, le système de sachet est muni d’un crochet solidaire du fil. Lorsque le sachet est introduit dans une bouteille, le crochet repose en appui sur le goulot et l’étiquette est située hors de la bouteille. Le crochet permet d’assurer le maintien du système en position dans la bouteille, sans refermer le bouchon. Cependant, le système muni d’un crochet est plus complexe, encombrant et coûteux. Le but de la présente invention est de proposer une machine destinée à la fabrication de systèmes de sachet pour infusion. A cet effet, l’invention a pour objet une machine de préparation d’une bande équipée pour la fabrication de systèmes de sachets pour infusion, la machine comprenant : - un dispositif d’alimentation de la machine avec une bande vierge ayant une largeur comprise entre 6 et 10 cm ; - un dispositif de guidage de la bande vierge puis de la bande équipée prolongeant la bande vierge ; - un dispositif de liaison d’étiquettes avec un fil ; - un dispositif de fixation d’étiquettes et de segments de fil issus du fil sur la bande vierge pour former la bande équipée, comprenant une série d’étiquettes et de segments de fil fixés à intervalles réguliers suivant une direction longitudinale de la bande équipée, chaque étiquette étant solidaire d’un segment de fil ; et - un dispositif de réception de la bande équipée. Ainsi, l’invention permet la fabrication de bande équipée d’étiquettes et segments de fil, selon une configuration adaptée pour la fabrication de sachets allongés, au lieu des sachets carrés classiques. L’invention permet la fabrication automatisée de sachets, avec une cadence de production élevée et une grande simplicité de mise en œuvre. La bande équipée peut être envoyée à une seconde machine, pour replier la bande, délimiter, remplir, refermer et emballer les sachets. Selon d’autres caractéristiques avantageuses de l’invention, prises isolément ou en combinaison : - Le dispositif d’alimentation est conçu sous forme de dérouleur. - Le dispositif de réception est conçu sous forme d’enrouleur. - Le dispositif de guidage achemine la bande vierge jusqu’au dispositif de fixation suivant une première direction de déplacement, tandis que le dispositif de liaison achemine le fil solidarisé aux étiquettes jusqu’au dispositif de fixation suivant une deuxième direction de déplacement, parallèle à la première direction de déplacement, en sens opposé à la bande vierge. - Le dispositif de liaison comprend une sonde de soudage ultrason, destinée à souder les étiquettes au fil. - Dans le dispositif de liaison, le fil muni des étiquettes suit un virage, de manière à ce que sa direction d’acheminement soit parallèle à la bande vierge. - En alternative, le dispositif de liaison peut être configuré pour que le fil suive directement une direction d’acheminement parallèle à la bande vierge - Le dispositif de guidage achemine la bande vierge jusqu’au dispositif de fixation suivant une première direction de déplacement, puis achemine la bande équipée jusqu’au dispositif de réception suivant une deuxième direction de déplacement parallèle à la première direction de déplacement, en sens opposé à la bande vierge. - Le dispositif de guidage achemine la bande équipée jusqu’au dispositif de réception en passant sous le dispositif de fixation. - Le dispositif de fixation comprend deux sondes de soudage ultrason, destinées à souder le fil et/ou le segment de fil sur la bande vierge, et un système de découpe du fil à intervalles réguliers pour former les segments de fil, chacun muni d’une étiquette. - Le dispositif de fixation comprend un système de pliage conçu pour replier le segment de fil sur lui-même, le segment de fil ayant une première extrémité et une seconde extrémité soudées à la bande vierge au moyen respectivement d’une première soudure et d’une deuxième soudure, et une partie médiane correspondant à la pliure du segment de fil soudée à la bande vierge au moyen d’une troisième soudure, positionnée à l’opposé de la première soudure et la deuxième soudure suivant la direction longitudinale de la bande équipée. - Le système de pliage comprend un soufflet à air comprimé. - Le système de pliage peut comprendre un obstacle positionné pour faire contre appui à un système de soufflage, lorsque le segment de fil est replié. - Le système de pliage comprend un bras de prise mécanique de la deuxième extrémité, pour la placer sous l’étiquette. - Dans un mode de réalisation particulier, l’étiquette n’est pas préfixée sur le fil. Le système de pliage replie le segment de fil, puis positionne l’étiquette par-dessus. - Le dispositif de fixation est configuré pour effectuer une seule soudure assurant la fixation de la deuxième extrémité du segment de fil et de l’étiquette solidaire de la première extrémité du segment de fil à la bande vierge. - Selon un mode de réalisation particulier, la deuxième soudure est confondue avec la première soudure. - Le dispositif de fixation comporte un contre appui, pour permettre la soudure du segment de fil comprenant l’étiquette avec la bande vierge L’invention a également pour objet un procédé de mise en œuvre d’une machine telle que décrite ci-dessus. Le procédé est caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes : - alimentation de la machine avec une bande vierge ayant une largeur comprise entre 6 et 10 cm ; - liaison d’étiquettes avec un fil ; - fixation d’étiquettes et de segments de fil issus du fil sur la bande vierge pour former la bande équipée, comprenant une série d’étiquettes et de segments de fil fixés à intervalles réguliers suivant une direction longitudinale de la bande équipée, chaque étiquette étant solidaire d’un segment de fil. Ces étapes sont réalisées en continu. L’étape de liaison est préalable à l’étape de fixation. En outre, le procédé peut comprendre les étapes suivantes : - guidage de la bande vierge vers le dispositif de fixation suivant une première direction de déplacement ; et - guidage du fil solidarisé aux étiquettes vers le dispositif de fixation suivant une deuxième direction de déplacement parallèle à la première direction de déplacement, en sens opposé à la bande vierge. L’étape de liaison peut comprendre une sous-étape de soudage d’une étiquette sur le fil, cette sous-étape étant répétée le long du fil. L’étape de fixation peut comprendre les sous-étapes suivantes : - découpe du fil solidarisé aux étiquettes de manière à former des segments de fil, ayant une première extrémité soudée à une étiquette ; - fixation du segment de fil et de l’étiquette à la bande vierge. L’étape de fixation peut comprendre les sous-étapes suivantes : - soudage de la deuxième extrémité du segment de fil sur la bande vierge ; - pliage du segment de fil au niveau d’une partie médiane ; - soudage de l’étiquette solidaire de la première extrémité du segment de fil sur la bande vierge, à proximité de la deuxième extrémité ; - soudage de la partie médiane du segment de fil sur la bande vierge, à l’opposé de la première extrémité et la deuxième extrémité suivant la direction longitudinale de la bande équipée. Lors de l’étape de fixation, la seconde extrémité du segment de fil peut être positionné sous l’étiquette fixée à la bande vierge. Dans un mode de réalisation particulier, le soudage de la deuxième extrémité et le soudage de la partie médiane du segment de fil sur la bande vierge sont simultanés. De préférence, le soudage est réalisé par ultrasons dans les différentes étapes. Le procédé peut comprendre une étape finale d’enroulement de la bande équipée sous forme de bobine. Description des figures L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : est une vue en perspective par-dessus d’une machine conforme à l’invention. est une représentation schématique de la machine. est une vue de dessus d’une bande équipée d’étiquettes et segments de fils. est une vue à plus grande échelle de la bande, montrant une étiquette et un segment de fil. Description détaillée de l’invention Sur les figures 1 et 2 est représentée une machine (1) conforme à l’invention, conçue pour la transformation d’une bande vierge (2) en une bande (3) équipée d’étiquettes (4) et de segments de fils (5), pour la fabrication de systèmes de sachets pour infusion. Sur les figures 3 et 4 est représentée la banque (3) équipée d’étiquettes (4) et de segments de fils (5). La machine (1) comprend un dispositif d’alimentation (10), un dispositif de guidage (20), un dispositif de liaison (30), un dispositif de fixation (40), et un dispositif de réception (50). Le dispositif d’alimentation (10) est conçu pour alimenter la machine (1) avec la bande vierge (2), de préférence sous forme de bobine. La bande (2) a une largeur comprise entre 6 et 10 cm, adaptée pour la fabrication de sachets longs. Le dispositif d’alimentation (10) peut être conçu sous forme de dérouleur. Le dispositif de guidage (20) est conçu pour guider la bande vierge (2), puis la bande équipée (3) prolongeant la bande vierge (2), à travers la machine (1), depuis le dispositif d’alimentation (10) jusqu’au dispositif de réception (50). Le dispositif de guidage (20) achemine la bande vierge (2) jusqu’au dispositif de fixation (40) suivant une première direction de déplacement (21), puis achemine la bande équipée (3) jusqu’au dispositif de réception (50) suivant une deuxième direction de déplacement (22) parallèle à la première direction de déplacement (21), en sens opposé à la bande vierge (2). Selon un mode de réalisation particulier, le dispositif de guidage (20) achemine la bande équipée (3) jusqu’au dispositif de réception (50) en passant sous le dispositif de fixation (40). Le dispositif de liaison (30) est conçu pour lier des étiquettes (4) avec un fil (5) déroulé en continu. Le dispositif de liaison (30) comprend une sonde de soudage ultrason (31), destinée à souder les étiquettes (4) au fil (5). L’opération de soudage est répétée pour chaque étiquette (4) fixée le long du fil (5). Le dispositif de liaison (30) achemine le fil (5) solidarisé aux étiquettes (4) jusqu’au dispositif de fixation (40) suivant une direction de déplacement (32), parallèle à la direction de déplacement (21) de la bande vierge (2), en sens opposé à la bande vierge (2). Dans le dispositif de liaison (30), le fil (5) muni des étiquettes (4) suit un virage, de manière à ce que sa direction d’acheminement soit parallèle à la bande vierge (2). En alternative, le dispositif de liaison (30) peut être configuré pour que le fil (5) suive directement une direction d’acheminement parallèle à la bande vierge (2) Le dispositif de fixation (40) est conçu pour fixer les étiquettes (4) et des segments de fil (6) issus du fil (5) sur la bande vierge (2) pour former la bande équipée (3). Les étiquettes (4) et les segments de fil (6) sont fixés à intervalles réguliers suivant une direction longitudinale de la bande équipée (3). Chaque étiquette (4) est solidaire d’un segment de fil (6). Le dispositif de fixation (40) comprend deux sondes de soudage ultrason (41, 42), destinées à souder le fil (5) et/ou le segment de fil (6) sur la bande vierge (2), et un système de découpe (43) du fil (5) à intervalles réguliers pour former les segments de fil (6), chacun muni d’une étiquette (4). Le dispositif de fixation (40) comprend un système de pliage (44) conçu pour replier le segment de fil (6) sur lui-même, le segment de fil (6) ayant une première extrémité (61) et une seconde extrémité (62) soudées à la bande vierge (2) au moyen respectivement d’une première soudure (71) et d’une deuxième soudure (72), et une partie médiane (63) correspondant à la pliure du segment de fil (6) soudée à la bande vierge (2) au moyen d’une troisième soudure (73), positionnée à l’opposé de la première soudure (71) et la deuxième soudure (72) suivant la direction longitudinale de la bande équipée (3). En fixant la première extrémité (61), on fixe également l’étiquette (4) qui y est attachée sur la bande (2). Le dispositif de fixation (40) est configuré pour effectuer une seule soudure (72) assurant la fixation de la deuxième extrémité (62) du segment de fil (6) et de l’étiquette (4) solidaire de la première extrémité du segment de fil (6) à la bande vierge (2). Selon un mode de réalisation particulier, la deuxième soudure (72) est confondue avec la première soudure (71). Le dispositif de réception (50) est conçu pour recevoir la bande équipée (3), de préférence sous forme de bobine. Le dispositif de réception (50) peut être conçu sous forme d’enrouleur. Le procédé de fabrication de systèmes de sachets (1) peut être décomposé en deux phases, réalisées sur deux machines différentes. La machine (1) selon l’invention permet de réaliser la première phase, consistant à transformée la bande vierge (2) en bande équipée (3). A la fin de la première phase, les étiquettes (4) et les segments de fils (6) sont répartis et fixés régulièrement sur toute la longueur de la bande équipée (2), pour la formation des systèmes de sachets successifs. La banque équipée (3) peut ensuite être transférée vers une seconde machine, permettant de réaliser la seconde phase, comprenant les étapes suivantes : e) déroulement de la bande équipée (3) de largeur comprise entre 6 cm et 10 cm inclus, équipée des étiquettes (4) et segments de fil (6) ; f) glissement de la bande équipée (6) autour d’un tube cylindrique de formage, afin que la bande équipée (3) se plie en deux ; g) réalisation d’une soudure longitudinale latérale connectant deux bords latéraux de la bande équipée (3), formant ainsi une enveloppe de forme tubulaire ; h) réalisation d’une première soudure transversale sur l’enveloppe pour délimiter le fond du sachet; i) remplissage de l’enveloppe avec une quantité prédéterminée de matière végétale infusable ; j) réalisation d’une deuxième soudure transversale pour fermer l’enveloppe et séparer le sachet du reste de la bande équipée (3). Les étapes e) et f) sont réalisées en continu. Les étapes g) à j) sont réalisées successivement et répétées pour fabriquer une série de systèmes de sachets (1). L’étape j) d’un premier sachet correspond à l’étape h) d’un second sachet venant juste après. Après l’étape j), le procédé peut comprendre une étape k) d’emballage du sachet. Avantageusement, cette étape k) peut être réalisée sur la même machine assurant le remplissage et la fabrication des systèmes de sachets, selon les précédentes étapes e) à j). De préférence, l’emballage extérieur du sachet est une enveloppe comportant trois soudures, réalisée selon une technique d’emballage de produits à partir d’une seconde bobine de film, le principe étant de former une enveloppe autour du produit, en l’espèce une enveloppe gaine autour du système de sachet. Le procédé selon l’invention permet d’obtenir une cadence et une qualité de production élevées, avec une chaîne de production optimisée. De préférence, les différentes opérations de fixation et de soudure peuvent être réalisées par ultrasons. Cette technique de soudage est particulièrement adaptée pour une fabrication industrielle, avec un gain de temps substantiel et une précision de réglage de l’adhérence mécanique. Le sachet allongé fabriqué grâce à la machine (1) selon l’invention est bien adapté pour réaliser une infusion glacée de plantes dans une bouteille d’eau minérale. A titre d’exemple non limitatif, le sachet est adapté pour être introduit dans une bouteille d’eau minérale de 33 cl, de 50 cl, d’1 litre ou de 2 litres. Par ailleurs, la machine (1) peut être conformée différemment des figures 1 et 2 sans sortir du cadre de l’invention, qui est défini par les revendications. En outre, les caractéristiques techniques des différents modes de réalisation et variantes mentionnés ci-dessus peuvent être, en totalité ou pour certaines d’entre elles, combinées entre elles. Ainsi, la machine (1) peut être adaptée en termes de coût, de fonctionnalités et de performance. Machine (1) de préparation d’une bande équipée (3) pour la fabrication de systèmes de sachets pour infusion, la machine (1) comprenant : - un dispositif d’alimentation (10) de la machine (1) avec une bande vierge (2) ayant une largeur comprise entre 6 et 10 cm ; - un dispositif de guidage (20) de la bande vierge (2) puis de la bande équipée (3) prolongeant la bande vierge (2) ; - un dispositif de liaison (30) d’étiquettes (4) avec un fil (5) ; - un dispositif de fixation (40) d’étiquettes (4) et de segments de fil (6) issus du fil (5) sur la bande vierge (2) pour former la bande équipée (3), comprenant une série d’étiquettes (4) et de segments de fil (6) fixés à intervalles réguliers suivant une direction longitudinale de la bande équipée (3), chaque étiquette (4) étant solidaire d’un segment de fil (6) ; et - un dispositif de réception (50) de la bande équipée (3). Machine (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif de guidage (20) achemine la bande vierge (2) jusqu’au dispositif de fixation (40) suivant une première direction de déplacement (21), tandis que le dispositif de liaison (30) achemine le fil (5) solidarisé aux étiquettes (4) jusqu’au dispositif de fixation (40) suivant une deuxième direction de déplacement (32), parallèle à la première direction de déplacement (21), en sens opposé à la bande vierge (2). Machine (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le dispositif de guidage (20) achemine la bande vierge (2) jusqu’au dispositif de fixation (40) suivant une première direction de déplacement (21), puis achemine la bande équipée (3) jusqu’au dispositif de réception (50) suivant une deuxième direction de déplacement (22) parallèle à la première direction de déplacement (21), en sens opposé à la bande vierge (2). Machine (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le dispositif de liaison (30) comprend une sonde de soudage ultrason (31), destinée à souder les étiquettes (4) au fil (5). Machine (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le dispositif de fixation (40) comprend deux sondes de soudage ultrason (41, 42), destinées à souder le fil (5) et/ou le segment de fil (6) sur la bande vierge (2), et un système de découpe (43) du fil (5) à intervalles réguliers pour former les segments de fil (6), chacun muni d’une étiquette (4). Machine (1) selon la revendication 5, caractérisée en ce que le dispositif de fixation (40) comprend un système de pliage (44) conçu pour replier le segment de fil (6) sur lui-même, le segment de fil (6) ayant une première extrémité (61) et une seconde extrémité (62) soudées à la bande vierge (2) au moyen respectivement d’une première soudure (71) et d’une deuxième soudure (72), et une partie médiane (63) correspondant à la pliure du segment de fil (6) soudée à la bande vierge (2) au moyen d’une troisième soudure (73), positionnée à l’opposé de la première soudure (71) et la deuxième soudure (72) suivant la direction longitudinale de la bande équipée (3). Machine (1) selon la revendication 5, caractérisée en ce que le dispositif de fixation (40) est configuré pour effectuer une seule soudure (72) assurant la fixation de la deuxième extrémité (62) du segment de fil (6) et de l’étiquette (4) solidaire de la première extrémité du segment de fil (6) à la bande vierge (2). Procédé de mise en œuvre d’une machine (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le procédé comprend les étapes suivantes : - alimentation de la machine (1) avec une bande vierge (2) ayant une largeur comprise entre 6 et 10 cm ; - liaison d’étiquettes (4) avec un fil (5) ; - fixation d’étiquettes (4) et de segments de fil (6) issus du fil (5) sur la bande vierge (2) pour former la bande équipée (3), comprenant une série d’étiquettes (4) et de segments de fil (6) fixés à intervalles réguliers suivant une direction longitudinale de la bande équipée (3), chaque étiquette (4) étant solidaire d’un segment de fil (6). Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le procédé comprend les étapes suivantes : - guidage de la bande vierge (2) vers le dispositif de fixation (40) suivant une première direction de déplacement (21) ; et - guidage du fil (5) solidarisé aux étiquettes (4) vers le dispositif de fixation (40) suivant une deuxième direction de déplacement (32) parallèle à la première direction de déplacement (21), en sens opposé à la bande vierge (2). Procédé selon l’une quelconque des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce l’étape de liaison comprend une sous-étape de soudage d’une étiquette (4) sur le fil (5), répétée le long du fil (5). Procédé selon l’une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce l’étape de fixation comprend les sous-étapes suivantes : - découpe du fil (5) solidarisé aux étiquettes (4) de manière à former des segments de fil (6), ayant une première extrémité (61) soudée à une étiquette (4) ; - fixation du segment de fil (6) et de l’étiquette (4) à la bande vierge (2). Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce l’étape de fixation comprend les sous-étapes suivantes : - soudage de la deuxième extrémité (62) du segment de fil (6) sur la bande vierge (2) ; - pliage du segment de fil (6) au niveau d’une partie médiane (63) ; - soudage de l’étiquette (4) solidaire de la première extrémité (61) du segment de fil (6) sur la bande vierge (2), à proximité de la deuxième extrémité (62) ; - soudage de la partie médiane (63) du segment de fil (6) sur la bande vierge (2), à l’opposé de la première extrémité (61) et la deuxième extrémité (62) suivant la direction longitudinale de la bande équipée (3).