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La présente invention concerne la formation de scellements ou de joints pour des films ou feuilles de matériau soluble dans un alcali et insoluble dans l'eau, par exemple certains éthers de cellulose qui peuvent être rendus collants par l'application d'une solution alcaline aux surfaces des feuilles ou films à réunir.
Lorsque des films ou feuilles, des enveloppes, des des bandes ou autres articles comprenant un matériau mince
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contenant un ingrédient soluble dans un alcali, sont; réunis en unissant des surfaces traitées à l'alcali, il est généralement désirable, en raison de la solution alcaline utilisée, de neutraliser l'alcali après un tel scellement de façon à renforcer le joint, éliminer le caractère collant non désirable et empêcher la contamination d'autres marchandises qui peuvent être mises en contact avec d'autres aires des joints. La présence d'un fort alcali, s'il n'est pas neutralisé, est particulièrement indésirable dans l'enveloppement de la viande.
De plus, si par exemple des enveloppes comportant des joints contenant une quantité appréciable d'alcali sont emmagasinées à plat, l'alcali s'écoulera dans les enveloppes voisines mises en contact avec les parties réunies et provoquera la cohésion de l'ensemble. La neutralisation de l'alcali peut être obtenue par des substances acides telles que de l'acide acétique dilué ou du vinaigre mais, à moins que les enveloppes ne soient utilisées immédiatement, tout acide doit être chassé des enveloppes ou celles-ci deviendront cassantes et affaibliront le matériau soluble dans l'alcali.
Un des principaux objets de la présente invention est de prévoir un procédé pour sceller ou réunir des feuilles solubles dans l'alcali, le procédé pouvant être mis en oeuvre avec une concentration d'alcali suffisamment faible pour rendre inutile la neutralisation dans les conditions usuelles d'usage de telles feuilles ou films.
Un autre objet de l'invention est de prévoir un procédé dans lequel un haut degré d'adhésion est obtenu pratiquement instantanément, lorsque les parties de matériau formant le joint sont amenées en contact.
Un autre objet encore de l'invention est de prévoir un procédé dans lequel une simple dilution alcaline ne
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oontenant aucun autre ingrédient peut être utilisée.
D'autres objets, caractéristiques et avantages apparaîtront à la lecture de la description suivante de l'invention basée sur les dessins ci-joints dans lesquels :
La figure 1 est une vue latérale en élévation partiellement en coupe d'une forme d'appareil avec lequel l'invention peut être mise en oeuvre;
La figure 2 est une vue en plan d'une forme de l'appareil montré sur la, figure 1;
La figure 3 est une vue en coupe de l'appareil représenté dans le figure 1, la coupe étant faite le long de la ligne 3-3 dans la figure 1;
La figure 4 est une vue fragmentaire en coupe le long de la ligne IV-IV de la figure 2 de parties adjacentes de l'équipement de formation de tube; et,
La figure 5 est un plan fragmentaire du bord creux du dispositif de formation de tube montré dans la figure 4.
En résumé, l'invention comprend la prévision d'une feuille ou film de matériau cellulosique soluble dans u alcali et imprégné d'urée grâce à quoi un joint peut être obtenu entre n'importe quelles surfaces désirées dudit matériau simplement en mouillant de telles surfaces avec une solution ayant une concentration en alcali comprise entre 1 et 6% puis en pressant les surfaces ensemble et en les sédhant. Dans une autre mise en oeuvre de l'invention, des solutions alcalines à très faibles concentrations peuvent être utilisées plus efficacement en refroidissant les matériaux qui forment le joint. L'urée peut aussi être utilisée comme plastifiant pour la feuille ou pour le film et substituée partiellement ou totalement dans le film ou feuille
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aux plastifiants classiques.
Dans beaucoup de cas, la solution alcaline peut être appliquée en quantité réduite, pour éliminer l'opération de séchage suivant l'opération de scellement.
Ainsi que le suggèrent les dessins, le procédé de scellement enseigné par la présente description est aisément adapté à la fabrication de produits constitués par de la viande emballée, étant dohné que le procédé est particu- lièrement utile pour former des enveloppes tubulaires dans lesquelles les bords de la feuille sont amenés de façon continue à se recouvrir, puis humectés au moyen d'une solution alcaline diluée et scellés ensemble pour former un tube. Comme-le scellement est instantané, de telles enveloppes peuvent être remplies de viande et fermées sous forme de paquets au cours d'une même opération.
Cependant, des enveloppes non remplies et complètement sèches peuvent être préparées et conservées à plat pour le transport chez l'usager ou pour être emmagasinées pendant des périodes indéfinies suivant les enseignements de la demande de brevet déposée aux Etats-Unis d'Amérique sous le N 460.571 le 6 Octobre 1954. Des parties de l'appareillage décrit dans ladite demande sont prévues pour appliquer un neutralisant et ces parties ne seraient pas normalement' utilisées pour fabriquer des enveloppes suivant des caractéristiques de la présente invention.
Cependant, si un neutralisant est utilisé, il peut être appliqué par-la partie de l'appareil destinée à appliquer le neutralisant mais en quantités ou concentrations considérablement réduites, comparées à celles nécessaires pour lé scellement d'un matériau cellulosique ne contenant pas d'urée.
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Les articles pourvus de coutures ou de joints cons titués au moyen de matériaux minces et fabriqués conformément à des caractéristiques de la présente invention, comprennent des matériaux cellulosiques solubles dans l'alcali et insolubles dans l'eau, tels que les alkyl-
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hydro:!y-alkyls inférieurs' ou alcoyle-h%drJxfi-alcoyle ou l'éther de carboxy-alkyl ou carboxy-alcoyle de cellulose;
les matériaux spécifiques préférés étant les éthers de cellulose méthyl, éthyle, hydroyéthyle et carboxyméthyl mélangés avec des éthers de cellulose de cette classe et aussi des feuilles obtenues à partir des xanthates-éthers de cellulose, des xantho-éthers de cellulose, des thiou- réthanes de cellulose et des acides gras-xantho de cellulose.
De tels matériaux cellulosiques peuvent être utilisés en combinaison avec une base flexible telle qu'un papier poreux.
Un matériau préféré, par exemple, et susceptible d'être utilisé dans la mise en oeuvre de la présente invention, est une feuille mince de papier poreux complètement imprégné avec un matériau cellulosique soluble dans l'alcali, tel que 1'hydroxyéthyl de cellulose. Un tel matériau est rendu immédiatemetn collant par une solution alcaline et en état de réaliser des joints au moyen d'une solution alcaline à
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plas de 6 'l'alcali<.
Cependant, desjoint peuvent être faits dans un
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matériau d'enveloppement castitué y:ur ,n ou plusieurs de ces rr.tc:ri^v.: cel 1u.7¯a.ßue ; en utilisant des solutions collantes contenant moins, de 6/ d'alcali lorsque de tels, matéri'lux contiennent un petit pourcentage tlutr,e.
La solution collante ou adhésive utilisée pour sceller les bords ou les parties d'un matériau imprégné d'urée et soluble dans un alcali peut être une solution d'hydroxyde de sodium ou de potassium ou d'une autre base forte ayant une concentration plus faible que 6% et qui peut contenir
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en addition, mais ceci n'étant pas absolument indispensable, une des substances cellulosiques solubles dans l'alcali; préférablem cette substance comprend les parties à réunir sous forme de joints.
Dans une manière préférée de mettre en oeuvre l'invention, la quantité de solution collante appliquée aux parties à réunir est contrôlée avec soin, de façon à éviter qu'un excès de solution ne soit pas chassé du joint et rende de ce fait nécessaire d'utiliser un neutralisant et/ou une opération de séchage. La quantité de solution alcaline appliquée peut par exemple être soigneusement contrôlée par le moyen d'une mèche ou d'un autre distributeur maintenu en contact avec les surfaces à réunir et en y appliquant seulement suffisamment de solution pour humecter lesdites surfaces.
Après que les parties de la feuille ou du film ont été réunies grâce à l'adhésion développée par la solution collante, ces parties sont préférablement soumises à la pression pour assurer une bonne réunion des parties à joindre. Si le joint tend à devenir cassant après complet séchage, comme par exemple au cours de la fabrication, de l'emmagasinage ou de la vente dans le commerce d'enveloppes vides, une petite quantité de plastifiant tel que l'un des alcools polyhydriques peut être incorporée dans la solution collante pour fournir une plastification suffisante dans le joint.
Bien que l'urée seule puisse être utilisée comme plastifiant pour les feuilles de matériau traitées suivant la présente invention, il est normalement plus économique d'utiliser l'urée en une.quantité telle qu'elle permette d'obtenir de bons joints en combinaison avec une quantité de plastifiant telle qu'avec l'urée, il en résulte un bon adoucissement de la feuille ou du film.
Bien que l'urée puisse être utilisée suivant des quantités aussi faibles que
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li du poids du film sec pour réduire 110ta!llement la concen-- tration de l'alcali nécessaire dans la solution collante,, pour la mise en oeuvre effective de l'invention des concen- trations d'au moins sont nécessaires et l'urée peut être incorporée dans le film ou feuille suivant des quantités pouvant atteindre jusqu'à 30% de son poids à l'état sec pour la plastification et le scellement.
Pour obtenir descontenus en urée dans cette gamme, le bain plastifiant à travers lequel la feuille ou film est amené à passer devra avoir une concentration en urée dans la gamme de 1,5à 12,la En utilisant une quantité d'urée qui produit la formation efficace et instantanée de joints, le reste de la plastification du matériau peut être fourni au moyen de l'un des plastifiants classiques pour les films de cellulose tels que les alcools polyhydri-ques par exemple la glycérine, le glycol, le di- éthylène glyool, le sortio. et le butylène glycol ou un alkloamine Un exemple de matériau d'emballage contiendra un total de 15 à 25% de plastifiant (sur la base du poids du film à l'état sec).
Dans cette quantité, l'urée peut s'élever de 3 à 20%, le reste étant constitué par un autre plastifiant pour fournir des scellements de joints satisfai- sants, conformément à la présente invention.
Les exemples suivants sont représentatifs de joints établis conformément à la présente invention ainsi que de joints faits avec des matériaux qui ne conitennet pas d'urée si bien que des comparaisons peuvent être faites ce qui démontre l'efficacité de la présente inventin.
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Et:¯v'Ii, I A V
Des films ont été préparés à partir d'une solution comprenant 7,5% d'hydroxyéthyl de cellulose soluble dans l'alcali etinsoluble dans l'eau, 7,5% d'hydroxyde de sodium
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et 85% d'eau déposée sur une courroie en polyéthylène au moyen d'un rouleau de revêtement à mouvement inverse.
L'hydroxyéthyl de cellulose était du type à faible éthérification dans lequel les unités d'oxyde éthylène étaient attachées à la cellulose dans le rapport d'environ 1 à 4 ou 6 unités de glucose, c'est à dire avec un facteur de substitution d'environ 0,2. Le film a été coagulé dans une solution comprenant de 11 à 15% d'acide sulfurique . et 24,5à 26,3% de .sulfate de sodium à 40 C. Après la coagulation, le film a été.lavé à l'eau à 70 C. et plastifié à 75 C. dans des bains de plastification dont les ,ingrédients sont énumérés dans le tableau A ci-dessous.
Après la plastification, le film a été séché sur des rouleaux chauffés à 75 C. La composition des bains de plastification et du film après séchage est.la suivante :
TABLEAU A
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<tb> EXEMPLE <SEP> 1 <SEP> II <SEP> III <SEP> IV <SEP> V
<tb>
<tb> COMPOSITION <SEP> DU <SEP> BAIN
<tb> PLASTIFIANT
<tb> Glycérine <SEP> 7,5% <SEP> 7,5% <SEP> 2,5% <SEP> 2,5% <SEP> 2,5%
<tb> Urée <SEP> 0 <SEP> 6,0% <SEP> 6,0% <SEP> 4,0 <SEP> %
<tb> 2-éthyl <SEP> hexy <SEP> sulfate
<tb> de <SEP> sodium <SEP> à <SEP> 38% <SEP> 0 <SEP> 0,5% <SEP> 0 <SEP> 0,5% <SEP> 0,5%
<tb> (Agent <SEP> tensio-actif)
<tb>
<tb> COMPOSITION <SEP> DU <SEP> FILM
<tb> Urée <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 15,1% <SEP> 16,0% <SEP> 10,0%
<tb> Glycérine <SEP> 19,9% <SEP> 19,5% <SEP> 6,4% <SEP> 7,4% <SEP> 6,6%
<tb>
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Humidité 9,3% 9,0 8,1% 8,4 8,8;
0
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<tb> Matériau <SEP> cellulosique <SEP> 70,8% <SEP> 71,5% <SEP> 70,4% <SEP> 68,2% <SEP> 74,6%
<tb>
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TABLEAU B COMPARIASON DE LA FORCE DES JOINTS A 24 Ce
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<tb> EXEMPLE <SEP> 1 <SEP> II <SEP> III <SEP> IV <SEP> V
<tb>
<tb>
<tb> NaOH <SEP> en <SEP> solution
<tb>
<tb> collante
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 2% <SEP> Très <SEP> médiocre <SEP> Très <SEP> médiocre <SEP> Médiocre <SEP> Médiocre <SEP> Médi-
<tb>
<tb>
<tb> ocre
<tb>
<tb> 4% <SEP> Médiocre <SEP> Médiocre <SEP> Très <SEP> bon <SEP> Très <SEP> bon <SEP> Très <SEP> Bon
<tb>
<tb> 6% <SEP> Bon <SEP> Bon <SEP> Excellent <SEP> Excellent <SEP> Excellen
<tb>
<tb> 8% <SEP> Excellent <SEP> Excellent <SEP> Excellent <SEP> Excellent <SEP> Excellent
<tb>
Explication des termes utilisés dans le tableau B :
Excellent ; le film se déchire en d'autres endroits que le joint
Très bon : bon scellement, légère tendance à la déchirure du film ou bien du joint
Bon Scellement accetpable
Médiocre : Scellement médiocre, une légère traction suffisant pour séparer le joint
Très médiocre :Médiocre scellement, le joint se séparant sous une légère tractibn et même sans traction
Dans les exemples ci-dessus, des joints commercialement satisfaisants ont été obtenus avec des films ayant un contenu en urée de 10% ou plus avec des solutions collantes ayant des ' concentrations en alcali aussi réduites que 3 à 4% D'autre part, les échantillons de ;films des exemples I et II ne contenaient pas d'urée et ;
conduisaient à de médiocres scellements, lorsque le joint était fait en utilisant une solution collante à 4% d'alcali. Des joints commercialement acceptables ont été obtenus seulement lorsque la cjncentration en alcali a été augmentée au-dessus de 6%
Les exemples ci-dessus, bien que représentatifs de l'efficacité de scellement fait au moyen d'un matériau cellulosique soluble dans l'alcali et contenant dans un cas un
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peu d'urée et dans l'autre cas pas d'urée, ne remplissent pas les conditions, conduisant à l'emploi le plus économique de l'alcali et de l'urée. Par exemple, les scellements des exemples ci-dessus ont été effectués à la température ambiante.
La concentration de la solution d'alcali utilisée pour réunir un hydroxyéthyl de cellulose contenant de l'urée peut aisément être réduite à 1% si des températures suffisamment basses sont employées; par exemple, une température de 10 C. ou inférieure. Un équipement pour fahriquer des "scellement froid" sera décrit ciéaprès. Le refroidissement peut être obtenu en appliquant une réfrigération à l'alcali dans son réservoir, en refroidissant les surfaces (à l'état'sec ou humide) juste avant leur réunion pour former le joint et/ou par refroidisse- ment du joint immédiatement après sa formation.avant que l'eau de la solution d'alcali ne se soit évaporée ou ait eu la possibilité d'une façon quelque peu notable de s'écouler des surfaces mouillées avec la solution.
Les exemples qui précèdent ont été établis en utilisant des films d'hydroxyéthyl de cellulose ayant une éthérification faible pour obtenir une faible sensibilité à l'eau. Cependant, le scellement de tels films peut être obtenu avec de très faibles concentrations en alcali en mettant la présente invention en oeuvre, en augmentant l'importance de la substitution, sans solubilité dans leau, des unités oxyde d'éthylène sur les unités de glucose de la cellulose dans la préparation d'origine de l'hydroxyéthyl de cellulose par exemple, jusqu'à'des substitutions de 0,4 unité d'oxyde d'éthylène par unité de glucose. L'hydroxyéthyl de cellulose jusqu'à ce degré d'éthérification demeure insoluble dans l'eau.
Dans cette gamme d'éthérification, des solutions de scellement n'ayant pas plus de 1% d'alcali peuvent être utilisées.
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En se reportant maintenant aux figures 1, 2 et 3 des dessins dans lesquels on a représenté une forme d'appareil.-- lage avec lequel la présente invention peut être mise en oeuvre, la référence 10 indique un ajutage ayant une extrémité filetée 11 adaptée pour être vissée sur le tube de sortie, 12 d'un réceptacle classique 9 contenant de la chair à saucisse pour remplacer l'ajutage utilisé normalement. Etant donné que la viande dans le réceptacle 9 est ordinairement placée sous pression hydraulique, la valve 8 est adaptée et disposée pour contrôler l'écoulement de la viande à travers l'ajutage à la manière usuelle. Sur la face inférieure de l'ajutage 10 est montée une pièce 13 adaptée à supporter un rouleau de matériau 14 en forme de feuille destiné à former enveloppe, ce matériau étant hydrophile et contenant de l'urée.
De chaque côté de l'ajutage se trouve monté un dispositif de formation de tube 15 entourant l'ajutage et disposé pour conformer le matériau en feuille en un tube 16 autour de l'ajutage. On a également monté sur l'ajutage 10 un réservoir à liquide 27 contenant une solution alcaline ayant un couvercle 7 et des moyens tels qu'une mèche 17 pour appli- quer cette solution sur au moins une des surfaces de recouvrement de la feuille hydrophile pour former un joint longitudinal 18. Un rouleau arqué ou sabot 19 est supporté par Lui ressort fourchu 20 et est disposé pour appliquer de la pression sur le joint longitudinal 18.
Il est désirable d'alimenter le matériau en feuille dans une position telle que le centre et les bords de la feuille soient déplacés d'une distance égale de part et d'autre de l'axe longitudinal de l'ajutage. Ceci est obtenu cornue représenté dans Ion Figures 1 et 2, en conformant l'aju- tage avec une courbe inversée à l'extrémité voisine du réceptacle contant la viande et on a prévu un rouleau guide
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28 qui est placé de façon que la surface supérieure se trouve dans le même plan que l'axe à l'extrémité libre de l'ajutage 10.
Ainsi, lorsque le rouleau de matériau en feuille passe sur ce rouleau, elle se trouve grossièrement au même niveau que le centre de l'ajutage et il est convenablement placé pour la formation du tube. Il doit être entendu que l'ajutage peut être inversé de façon que le rouleau 14 soit¯placé sur la partie supérieure de l'ajutage alors que le réservoir de solution alcaline se trouve sur la partie inférieure et dans ce cas, le scellement ou joint est formé sur la partie infé- rieure de l'ajutage. Au lieu d'utiliser une mèche 17, un moyen équivalent tel q'un rouleau ou un disque qui plonge dans le réservoir de solution alcaline puis vient en contact avec un bord du matériau en feuille peut être utilisé et de tels moyens. conviennent particulièrement lorsque l'ajutage est inversé.
La figure 3 est une vue en coupe de l'ajutage montré dans la figure 1, coupe faite le long de la ligne 3-3 et dans laquelle est représenté l'ajutage 10 et le matériau en feuille 16 entourant l'ajutage et se recouvrant à la partie supérieure pour former un joint 18. On a également représenté un rouleau ou sabot 19 qui presse les bords se recouvrant du joint 18 contre l'ajutage 10. Le rouleau 19,comme représenté, est établi agec une partie creuse de façon qu'il puisse être refroidi par le moyen par exemple d'un fluide refroidi circulant de façon à aider à l'opération de scellement. Un dispositif d'écrou de verrouillage 29 maintient en place les tubes réfrigérant sur les extrémités des arbres coaxiaux creux du rouleau 19.
Dans la formation d'une "scellement froid", un refroidis- sement complémentaire du matériau formant le scellement peut être obtenu en prévoyant un serp entin de refroidissement 30
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à l'intérieur du réservoir contenant la solution alcaline, sont reliées serpentin dont les extrémités/avec l'alimentation en fluide réfrigérant et avec les tubes de retour 31 et 32. En se référant aux figures 1, 2, 3, 4 et 5 des dessins, le bord inférieur creux 34 du dispositif de formation de tube 15 (en recouvrement avec le bord extérieur 35) possède une chambre 36. Le bord 34 possède un passage délimité par ses parois vers la chambre, comme indiqué en 37 et 38 pour permettre l'admission et l'évacuation de réfrigérant dans et hors de la chambre.
Dans la mise en oeuvre de l'invention, le matériau en forme de feuille 14 passe sur un rouleau guide 28 à travers des moyens de conformation 15 et est conformé par ceux-ci en un tube 16 comportant des bords se recouvrant pour former un joint ou couture 18. Entre les bords se recouvrant, on applique une solution alcaline aqueuse au moyen d'une mèche 17 et les bords sont alors pressés l'un contre l'autre au moyen d'un rouleau refroidi ou sabot 19, de profil arqué et pressant sur la surface supérieure de l'ajutage.
Apres cette opération, le tube 16 passe au-delà de l'extrémité de l'ajutage 10, le tube est fermé et peut alors être rempli de chair à saucisse. Le débit de chair à sauçasse est contrôlé au moyen d'une valve 8 et, si on le désire, les enveloppes remplies sont toronnées de distance en distance pour fournir des saucisses associées les unes aux autres.
Divers changements et modifications peuvet être apportées dans la mise en oeuvre de la présente invention sans sortir de ses limites. C'est ainsi que l'invention protège à titre de pruidts industriels nouveaux, tout produit mettant en oeuvra une ou plusieurs des caractéristiques de la présente ainventin.