Procédé et appareil pour l'empaquetage d'un produit
et paquet obtenu par ce procédé
Le présent brevet concerne un procédé et un appareil pour l'empaquetage d'un produit et un paquet obtenu par ce procédé.
Dans le commerce moderne, il est important que les produits soient empaquetés d'une manière attractive. Pour l'empaquetage de nombreux produits, il est important que ces derniers soient protégés à Pégard de l'atmosphère et que le paquet soit vide de telle sorte qu'aucun air oxydant n'y reste enfermé.
On peut aussi le vider d'air et y introduire alors un gaz inerte ou un gaz protecteur. Cela est particulièrement le cas pour beaucoup de produits alimentaires, mais également pour d'autres articles tels que balles de golf ou de tennis, articles en caoutchouc et analogues. I1 est désirable pour beaucoup de genres de commerce d'empaqueter ces produits dans des sachets flexibles transparents de sorte que le produit soit nettement visible pour le client.
C'est pourquoi des tentatives ont été faites pour réaliser des empaquetages qui répondent aux exigences ci-dessus. Toutefois, les empaquetages connus à ce jour présentent certains inconvénients. C'est ainsi qu'ils sont très coûteux ou bien le matériau est froissé, présente une apparence non transparente empêchant la visibilité du produit. Dans bien des cas l'air n'est pas évacué suffisamment et reste en trop grande quantité enfermé à l'intérieur. Une partie des difficultés provient de l'emploi d'enveloppes formées à l'avance. Les empaquetages de ce genre ont l'inconvénient d'être exagérément coûteux, d'exiger des stocks importants de dimensions différentes d'enveloppes. Ils ne conviennent pas toujours exactement à la dimension des produits à y placer, ce qui leur donne un aspect flasque non attrayant.
La présente invention a pour but de surmonter les difficultés ci-dessus.
Le procédé pour l'empaquetage d'un produit faisant l'objet du brevet est caractérisé en ce qu'on enroule autour du produit une feuille d'une matière d'empaquetage flexible ayant une largeur supérieure à la périphérie du produit et une longueur supérieure à sa longueur, de telle sorte que les bords marginaux opposés de ladite feuille se recouvrent intimement et que les deux extrémités dépassent au-delà des extrémités du produit, après quoi on évacue l'excès d'air à travers l'une des extrémités et on ferme et scelle les deux extrémités dépassantes de l'enveloppe, ce qui permet de réaliser un paquet vide d'air et d'aspect net et attrayant.
L'appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé, et faisant également l'objet du brevet, est caractérisé en ce qu'il comprend un arbre tubulaire rotatif présentant à proximité de l'une de ses extrémités des moyens de couplage avec l'empaquetage, des moyens agencés pour connecter ledit arbre tubulaire à un dispositif à vide, une pièce de support agencée pour supporter l'arbre dans son mouvement rotatif, cette pièce étant susceptible d'être déplacée d'une position de travail à une position de repos, et une vanne destinée à commander la connexion entre le dispo- sitif à vide et l'arbre tubulaire, cette vanne étant en relation fonctionnelle avec ladite pièce de support de manière à être fermée quand la pièce de support est dans sa position de repos et ouverte quand ladite pièce est dans sa position de travail.
Le paquet obtenu peut être exempt d'air, il est relativement simple et peu coûteux, il présente un aspect net et attrayant, la matière de l'empaquetage pouvant être enroulée serrée sur le contenu sans plis ou fronces compromettant sa transparence.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'appareil pour une mise en oeuvre du procédé objet du brevet.
La fig. 1 en est une vue en plan;
la fig. 2 est une coupe longitudinale d'une partie de l'appareil de la fig. 1, montrant l'opération de scellement à chaud;
la fig. 3 est une coupe transversale par 3-3 de la fig. 1 ;
la fig. 4 est une vue en perspective d'une feuille flexible montrant les bords à recouvrement;
La fig. 5 est une vue partielle en élévation suivant 5-5 de la fig. 6 de l'appareil servant à l'évacuation de l'air et au scellement des extrémités saillantes de la feuille d'empaquetage, montrant l'opération d'évacuation de l'air;
la fig. 6 est une vue en élévation d'extrémité de l'appareil de la fig. 5, vu par la gauche de cette figure;
la fig. 7 est un détail en coupe par 7-7 de la fig. 5 montrant une forme du mécanisme d'accouplement entre l'extrémité du sac et l'appareil d'évacuation d'air et de scellement;
la fig. 8 est une vue en élévation latérale de la portion d'extrémité de l'appareil montrant un paquet sur cet appareil après évacuation et les bords étant scellés
la fig. 9 est une vue en élévation latérale d'un paquet terminé après plissage du matériau d'empa quetage;
la fig. 10 est une vue partielle d'une forme modifiée d'appareil servant à évacuer l'air et à sceller.
Le paquet représenté en 1, fig. 9, comprend un produit à emballer 2 enveloppé dans une enveloppe 3 faite d'une feuille mince flexible de préférence transparente, de matière plastique qui peut être scellée directement et qui, de préférence, peut être hermétiquement appliquée par froissement autour du produit, de telle sorte que le paquet soit net, d'aspect compact sans plis ou froissements et adapté sur les contours du produit. Le paquet a été vidé de son air.
Le produit emballé peut être un produit alimentaire tel que de la viande fumée, du jambon, des mets, de la charcuterie ou analogue ou diverses sortes de fruits et de légumes. Le produit peut aussi être une denrée non comestible telle que balles de tennis ou de golf, articles en caoutchouc ou autres articles susceptibles d'être affectés par un contact prolongé avec l'air.
I1 est préférable d'utiliser une enveloppe en plastique scellable à la chaleur telle qu'une feuille de chlorure de polyvinyle ou de caoutchouc chloruré. Il a été constaté que les plastiques de ce genre contiennent généralement des plastifiants qui deviennent gluants et visqueux lorsqu'ils sont chauffés à une température légèrement inférieure au point d'ébullition de l'eau, c'est-à-dire aux environs de 951 > . Si l'on met en contact deux surfaces d'un tel matériau et qu'on les chauffe, par exemple, à l'eau bouillante avec application de pression, elles adhèrent l'une à autre. Cela constitue un procédé directement applicable de scellement de deux surfaces de matériau d'emballage sans risque de volatilisation ou de brûlage à travers toute l'épaisseur de la feuille.
Pour cette raison, il est avantageux d'employer un matériau d'emballage plastique en feuille du type ci-dessus avec des plastifiants qui deviennent visqueux et collants lorsqu'on les soumet à une température comprise entre 85" et 100t.
Il a été constaté que le chlorure de polyvinyle convient parfaitement. Toutefois, on peut également employer d'autres matériaux d'emballage plastiques ayant les caractéristiques ci-dessus tels que le caoutchouc chloruré.
Les différentes opérations d'une mise en oeuvre du procédé d'empaquetage ainsi que l'appareil à employer sont montrés dans les fig. I à 8. La première phase opératoire est de prélever une feuille de matériau d'emballage ayant les caractéristiques cidessus, d'une largeur plus grande que la circonférence du produit à empaqueter et d'une longueur plus grande que sa longueur. La feuille 3 est enroulée autour du produit 2, de telle sorte que les portions des bords longitudinaux viennent en recouvrement en 4 et que les extrémités dépassent au-delà des extrémités du produit en 5. Ensuite, on scelle de manière appropriée les bords en contact entre les extrémités.
Etant donné le matériau d'emballage, cela peut être effectué directement en soumettant les parties en recouvrement à la chaleur, par exemple avec de l'eau chaude à une température inférieure à l'ébullition, de préférence entre 85 et 100o C. L'eau chaude peut être appliquée de manière appropriée quelconque, par exemple au moyen de l'appareil représenté fig. 1, 2 et 3. L'appareil représenté consiste en un réservoir ou récipient 7 contenant l'eau 8, chauffée, par exemple, par un élément électrique 9 relié à une source par des fils conducteurs 10 et contrôlé par un thermostat 11. L'eau peut être amenée dans le réservoir par une conduite d'alimentation 12 et, si on le désire, un dispositif de contrôle automatique (non représenté) peut maintenir le niveau de l'eau dans le réservoir.
Un galet 14 ayant une surface élastique et absorbante de l'eau, en éponge ou caoutchouc mousse ou matière plastique est supporté à rotation dans des paliers 15 montés sur les côtés opposés du réservoir près d'une de ses extrémités. Le galet est disposé (fig. 2) de telle sorte que la portion inférieure est immergée dans l'eau du réservoir, tandis que la portion supérieure de sa périphérie fait saillie audessus du réservoir. Lorsque le galet tourne, la surface absorbante absorbe l'eau pendant le parcours inférieur de sa rotation de sorte qu'elle peut l'appliquer sur les parties marginales se recouvrant du matériau lorsque cette surface arrive à son parcours supérieur. Le galet est entraîné en rotation, par exemple, par une courroie 16 connectée entre la poulie 17 montée sur l'extrémité d'arbre du galet et la poulie 18 d'un moteur électrique.
L'extrémité du réservoir opposée au galet 14 peut être recouverte par une plaque 20 pour protéger l'opérateur et le matériau d'emballage à l'égard de l'élément chauffant 9 et contre une immersion partielle dans l'eau du réservoir.
Lorsqu'on scelle les parties du matériau qui se recouvrent, l'empaquetage est supporté aux extrémités des portions saillantes de la feuille d'enveloppe par les mains de l'opérateur (fig. 2). Les parties marginales à recouvrement sont alors appliquées sur le galet rotatif sur la plus grande partie de la longueur de la feuille enveloppe, c'est-à-dire à partir d'un point distant d'une extrémité de la feuille à droite de la fig. 2 jusqu'à un point situé à une même distance de l'autre extrémité de la feuille. I1 en résulte que les surfaces marginales en contact sont chauffées suffisamment par l'eau chaude pour que les plastifiants contenus dans le matériau de la feuille deviennent collants et assurent le scellement des feuilles entre elles.
Au moins une des extrémités saillantes de l'en- veloppe est maintenue ouverte à l'air libre de manière à pennettre l'évacuation de l'air intérieur au paquet. Pour cette raison, on n'applique pas l'eau chaude sur l'extrémité de l'enveloppe pour ne pas sceller cette ouverture d'extrémité. Dans les conditions normales, on laisse généralement ouvertes les deux extrémités, mais il est bien compris que l'une des extrémités peut être fermée en appliquant l'eau chaude sur le bord de la portion tenue dans la main de l'opérateur.
Tandis qu'il applique l'eau chaude sur les bords en contact, l'opérateur tire sur les deux extrémités de l'enveloppe de manière à former un tube comme représenté, et il applique ensuite les bords qui se recouvrent contre la surface élastique du galet de manière à sceller entre elles les surfaces sous l'effet de la chaleur et de la pression.
Après l'opération de scellement, le produit 2 est enfermé dans un tube constitué par une feuille d'emballage souple enroulée autour de la circonférence du produit, avec ses bords longitudinaux se recouvrant et étant scellés ensemble sur la plus grande partie de leur longueur. Les extrémités de l'emballage font saillie au-delà des extrémités du produit et au moins une extrémité est restée non scellée et ouverte. Au lieu de former le tube d'emballage de la manière ci-dessus, on peut former le tube, comme dans la fig. 4, avec les deux bords faisant saillie en forme d'ailettes 20' auquel cas ce sont les faces intérieures des deux bords qui sont soudées ensemble.
Les deux bords peuvent être scellés à chaud l'un à l'autre d'une manière quelconque, par exemple en les soumettant à l'eau chaude, à l'air chaud ou à l'action d'organes de serrage.
Lorsque le produit a été partiellement enveloppé, soit suivant les fig. 2, 3, soit suivant la fig. 4, on évacue l'air de l'intérieur, du paquet à travers une extrémité restée ouverte et l'on ferme par scellement cette extrémité ou les deux extrémités restées ouvertes.
Les fig. 5 à 8 montrent un appareil servant à évacuer l'air et à fermer le paquet. Une des extrémités saillantes de l'enveloppe de paquetage est comprimée et fermée temporairement et fixée pour ne pas tourner, tandis que l'autre extrémité saillante est reliée à une source de vide pour retirer l'air. Elle est ensuite tordue, fermée, et l'on scelle les deux extrémités saillantes de l'enveloppe.
Dans la fig. 5, l'appareil d'évacuation et de torsion 22 comprend un arbre tubulaire 23 monté tournant dans un palier 24 porté par une console 25 sur une plaque 26. Un des bords de la plaque 26 est articulé à charnière en 27 sur le rebord vertical 28 de la plaque de base 29. L'extrémité de gauche de l'arbre 23 (fig. 5) est supportée par un palier creux 30 avec lequel elle communique et qui est porté par l'extrémité supérieure d'une console 31 également articulée à charnière sur la plaque 26. Le palier creux 30 est relié par un tube souple 32 à un robinet de contrôle 33 dont l'extrémité opposée est reliée par un tube 34 à une pompe à vide ou source analogue. Le robinet est constitué avec un organe de séparation oblique 35 ayant une ouverture qui forme siège de soupape pour un organe de fermeture 36.
Ce dernier est monté sur l'extrémité inférieure d'une tige de soupape 37 ayant une tête élargie à son autre extrémité. Le robinet est normalement maintenu en position fermée par un ressort à boudin 39 entourant la tige et s'étendant entre la tête 38 et la face supérieure de la soupape 33. En appliquant une force vers le bas sur la surface supérieure de la tête 38, on peut ouvrir la vanne.
Pour commander la marche de la soupape, il est prévu une tige filetée 40 passant dans une ouverture filetée dans la plaque à charnière 26 en alignement avec la tige de soupape pour s'engager avec la tête 38. La force du ressort 39 est suffisante pour maintenir la plaque 26 relevée verticalement comme indiqué en traits mixtes fig. 6. Si une force suffisante est appliquée sur l'arbre 23 pour réagir contre le ressort 39, la vanne s'ouvre et fait communiquer la source de vide avec l'intérieur de l'arbre tubulaire 23. De cette manière, une des extrémités saillantes de l'emballage peut être appliquée sur l'extrémité libre de l'arbre 23, tout en maintenant l'autre extrémité de l'emballage en position fermée, en vue de retirer l'air de l'intérieur du paquet.
Pour faciliter l'accouplement de l'extrémité du paquet sur l'arbre tubulaire 23, il est prévu un organe d'accouplement en forme de collier 41 monté fixe sur l'extrémité de l'arbre 23 et pourvu d'une gorge circonférentielle dans laquelle s'engage un organe à friction tel qu'un ressort hélicoïdal 42.
L'arbre 23 est entraîné en rotation par un arbre d'entraînement 43 qui porte un galet de friction 44 qu'on peut engager avec le collier 45 de l'arbre 23 lorsqu'on incline vers le bas la plaque 26 jusqu'à sa position représentée en traits pleins fig. 6. Normalement, le ressort 39 sert à maintenir la plaque 26 en position non opérative de sorte que le collier 45 est hors d'engagement avec le galet 44. L'arbre 43 est monté dans un palier porté à l'extrémité supérieure d'une console 46 montée sur la plaque 29. Il est entraîné, par exemple, par une courroie 47 reliant un moteur (non représenté) à une poulie 48 portée par l'arbre 43.
Lorsqu'on prépare l'appareil pour son emploi, on ajuste la tige filetée 40, de telle sorte que, lorsque la plaque 26 est à sa position normale hors service, la vanne 33 est fermée et le galet 44 et le collier 45 sont hors de contact entre eux comme représenté en traits mixtes fig. 6. Ensuite, on peut soulever la plaque jusqu'à une position intermédiaire entre sa position hors service et sa position de service, point pour lequel la vanne 33 s'ouvrira. Toutefois, les galets de friction resteront hors de contact entre eux. Lorsque l'opérateur appuie davantage sur l'arbre 23, la plaque peut être abaissée jusqu'à sa position de service représentée en traits pleins fig. 6 avec la vanne ouverte et les galets de friction en contact de sorte que l'arbre 23 est entraîné en rotation.
L'appareil étant en position hors service, l'opé- rateur saisit l'extrémité saillante de l'enveloppe à son extrémité de droite (fig. 5) et la comprime pour la maintenir fermée et l'empêcher de tourner. L'extrémité de gauche de l'enveloppe (fig. 5) est alors enfilée sur le collier d'accouplement et le ressort 41, 42, et l'opérateur comprime l'extrémité contre l'arbre 23 comme représenté. Il applique alors à l'arbre 23 une force suffisante pour contraindre la soupape tout en continuant à maintenir les galets 45 et 44 hors de contact entre eux. Il en résulte que l'intérieur du paquet est connecté avec la source de vide et que l'air est retiré de l'intérieur. L'opérateur applique alors une force supplémentaire sur l'arbre 23 pour amener les galets de friction en contact et provoquer la rotation de l'arbre 23.
L'engagement à friction entre le ressort hélicoidal 42 et l'extrémité saillante de l'enveloppe du paquet provoque un effort de torsion sur l'enveloppe et, comme l'extrémité opposée est maintenue, les deux extrémités se trouvent tordues l'une par rapport à l'autre, ce qui a pour effet de fermer le paquet et d'empêcher la rentrée de l'air.
Le paquet ressemble alors à celui représenté fig. 8 avec les deux extrémités fermées hermétiquement et les surfaces longitudinales de contact scellées entre elles. Toutefois, le matériau d'emballage
n'est pas tendu serré autour de l'objet et il est froissé, comme représenté, avec des irrégularités et des fronces dans sa surface. Pour corriger cet état, on effectue une dernière opération après que l'extrémité de l'enveloppe a été retirée de l'arbre 23 et cette opération consiste à serrer l'enveloppe autour du paquet. Comme indiqué plus haut, le matériau utilisé est du type qui se rétracte lorsqu'il est soumis à la chaleur. On peut obtenir un retrait uniforme et correct en immergeant le paquet enveloppé dans un liquide chauffé, de préférence de l'eau, à une température comprise entre 85 et 1000 C.
Lorsque la matière est ainsi chauffée, elle se rétracte et se serre autour du produit emballé en se conformant à ses contours et supprimant toutes les fronces. En plus, le matériau situé dans les extrémités tordues saillantes est étiré au-delà de la limite élastique, mais très peu au-delà, de manière à resserrer hermétiquement les extrémités tordues et les sceller ainsi en position fermée et à les sceller sous l'action de la chaleur. Toutefois, ce sceau se rompra directement lorsqu'on détordra à la main l'extrémité de l'enveloppe de sorte que le paquet se trouvera aussitôt ouvert. L'empaquetage terminé présente l'aspect net et attractif représenté dans la fig. 9.
Dans certaines circonstances, il est bien compris que l'une des extrémités peut être fermée ou fermée et scellée avant l'évacuation de l'air et que le scellement de l'extrémité peut être effectué d'une manière quelconque. Par exemple, pendant qu'on procède au scellement des bords longitudinaux (fig. 1 à 3) le matériau de l'une des extrémités saillantes peut être comprimé sur lui-même et amené en contact avec le galet 14, de sorte que l'extrémité saillante soit fermée et scellée. D'autre manière, I'une des extrémités peut être fermée par torsion ou au moyen d'un lien avant de faire le vide à travers l'autre extrémité, Si l'on ferme une extrémité avant de faire le vide, cette opération s'effectue par l'autre extrémité qui n'est fermée et scellée qu'ensuite.
Il est bien entendu que le vide et le tordage des extrémités peuvent être faits d'une manière quelconque et qu'il n'est pas nécessaire d'utiliser l'appareil des fig. 5 à 8. Par exemple, on peut utiliser l'appareil du genre de celui de la fig. 10 qui est particulièrement adapté pour l'emballage de paquets d'un poids plus élevé, par exemple supérieur à 1,5 kg.
Dans cette forme d'appareil, le vide est effectué par un dispositif et le tordage par un autre. Ainsi, un arbre 50, tubulaire, est monté fixe, non rotatif sur la console 51 et il est relié à une pompe à vide.
L'extrémité libre de l'arbre est pourvue d'une vanne télescopique et d'un organe d'accouplement 52.
Lorsque l'organe d'accouplement 52 avec la vanne est dans la position montrée fig. 10, il est ouvert de
sorte qu'il y a communication avec la source de vide. Lorsqu'on le pousse vers la droite pour l'enga
ger avec l'extrémité fermée de l'arbre 50, il est fermé et la communication est interrompue. On peut prévoir un dispositif de vanne quelconque.
Dans l'exemple représenté, le tube 50 est fermé à son extrémité de gauche en 53. Plusieurs fentes longitudinales 54 sont prévues dans la paroi près de l'extrémité fermée. On peut aussi établir une communication avec la source de vide à travers les fentes 54 et le tube 50. L'organe d'accouplement télescopipique à vanne 52 est pourvu d'une extrémité ouverte 55 et d'un alésage cylindrique 56 de diamètre légèrement plus grand que l'extrémité ouverte 55. Immédiatement au voisinage de l'extrémité ouverte, l'extrémité fermée 53 de l'arbre 50 a un emmanchement serré analogue à un piston avec l'alésage 56 d'où il résulte que, lorsque l'organe d'accouplement se déplace vers le fond de l'alésage 56, la vanne est fermée.
Cependant, l'organe d'accouplement est pourvu de rainures. longitudinales 57 sur sa surface intérieure près de l'extrémité opposée à l'ouverture 55, de sorte que, lorsqu'il est poussé télescopiquement vers l'extérieur, comme indiqué en traits pleins dans la fig. 10, il y a communication entre l'atmosphère et la source de vide à travers l'ouverture 55, les fentes 54 et l'arbre tubulaire 50. Le déplacement de l'organe 52 peut être limité par une butée quelconque telle qu'une vis d'arrêt 58 s'engageant dans une rainure longitudinale 59 de la surface extérieure de l'arbre tubulaire 50.
Lorsqu'on emmanche une des portions d'extrémité de l'emballage sur l'organe 52 (fig. 10) et qu'on maintient l'autre extrémité fermée, on peut évacuer l'air de l'intérieur du paquet en tirant l'organe d'accouplement vers l'extérieur jusqu'à la position en traits pleins de la fig. 10. Les extrémités de l'emballage peuvent alors être fermées d'une manière quelconque, par exemple avec un appareil disposé au voisinage immédiat de l'appareil à faire le vide de la fig. 10, de sorte que le matériau d'emballage étant accouplé à l'appareil à vide, on peut immédiatement effectuer la torsion et la fermeture de l'extrémité. La fig. 10 montre une portion de l'appareil à tordre sous forme d'une courroie 60 supportée sur des rouleaux 61. La courroie peut être entraînée en rotation lorsque la pression est appliquée.
Ainsi, lorsque le paquet est poussé vers le bas contre la courroie, celle-ci tourne et entraîne en rotation le paquet en tordant son extrémité.
Dans certaines circonstances, particulièrement lorsque le produit à emballer est de poids léger, par exemple inférieur à 1 kg, il a été constaté qu'on peut supprimer l'opération de scellement à chaud des bords du matériau d'emballage avant de procéder à l'évacuation de l'air et à la fermeture des extrémités. En amenant les bords en contact intime, on peut effectuer le vide, fermer les extrémités et soumettre ensuite la surface entière de l'emballage, y compris les bords longitudinaux, à la chaleur, par exemple à l'eau à 85 - 1000 C. L'enveloppe est alors non seulement tendue, mais ses bords sont soudés entre eux. En effectuant ces opérations à la suite, le vide est suffisamment maintenu dans le paquet jusqu'à ce que les surfaces en contact soient soudées par le traitement à chaud.
Dans le paquet représenté fig. 9, les extrémités tordues de l'enveloppe sont représentées au voisinage des extrémités. Si l'enveloppe est placée autour. du paquet comme dans la fig. 4, la bande ou ailette longitudinale 20' est pliée à plat contre la face du paquet et les extrémités tordues peuvent être ramenées sous cette ailette.
REVENDICATIONS
I. Procédé d'empaquetage d'un produit, caractérisé en ce qu'on enroule autour dudit produit une feuille d'une matière d'empaquetage flexible présentant une largeur supérieure à la périphérie du produit et une longueur supérieure à la longueur du produit, de manière que les bords marginaux opposés de la feuille soient disposés en contact étroit l'un avec l'autre et que les deux extrémités de la feuille se prolongent au-delà des extrémités du produit, en ce qu'on évacue l'excès d'air à travers l'une desdites extrémités prolongées de la feuille, et en ce qu'on ferme et on scelle ces extrémités.
II. Paquet obtenu par le procédé selon la revendication I.
Method and apparatus for packaging a product
and package obtained by this process
The present patent relates to a method and apparatus for packaging a product and a package obtained by this method.
In modern commerce, it is important that products are packaged in an attractive way. In the packaging of many products it is important that they are protected from the atmosphere and that the package is empty so that no oxidizing air is trapped therein.
It is also possible to empty it of air and then introduce an inert gas or a protective gas into it. This is particularly the case for many food products, but also for other articles such as golf or tennis balls, rubber articles and the like. It is desirable for many kinds of commerce to package these products in flexible transparent pouches so that the product is clearly visible to the customer.
Therefore, attempts have been made to make packages which meet the above requirements. However, the packages known to date have certain drawbacks. Thus they are very expensive or the material is crumpled, has a non-transparent appearance preventing visibility of the product. In many cases the air is not sufficiently evacuated and too much remains trapped inside. Part of the difficulty arises from the use of envelopes formed in advance. Packages of this kind have the drawback of being excessively expensive, requiring large stocks of different sizes of envelopes. They do not always exactly match the size of the products to be placed there, which gives them an unattractive flabby appearance.
The object of the present invention is to overcome the above difficulties.
The process for packaging a product covered by the patent is characterized by wrapping around the product a sheet of flexible packaging material having a width greater than the periphery of the product and a greater length. at its length, so that the opposite marginal edges of said sheet overlap intimately and both ends protrude beyond the ends of the product, after which excess air is vented through one end and the two protruding ends of the casing are closed and sealed, which makes it possible to achieve an air-void package with a clean and attractive appearance.
The apparatus for implementing this method, and also forming the subject of the patent, is characterized in that it comprises a rotary tubular shaft having, near one of its ends, means for coupling with the packaging, means arranged to connect said tubular shaft to a vacuum device, a support part arranged to support the shaft in its rotary movement, this part being capable of being moved from a working position to a rest position , and a valve intended to control the connection between the vacuum device and the tubular shaft, this valve being in operative relation with said support part so as to be closed when the support part is in its rest position and open when said part is in its working position.
The resulting package can be air-free, is relatively simple and inexpensive, has a clean and attractive appearance, the material of the package being able to be rolled tightly over the contents without wrinkles or puckers compromising its transparency.
The appended drawing represents, by way of example, an embodiment of the apparatus for implementing the process which is the subject of the patent.
Fig. 1 is a plan view;
fig. 2 is a longitudinal section of part of the apparatus of FIG. 1, showing the heat sealing operation;
fig. 3 is a cross section through 3-3 of FIG. 1;
fig. 4 is a perspective view of a flexible sheet showing the overlapped edges;
Fig. 5 is a partial elevational view along 5-5 of FIG. 6 of the apparatus for venting air and sealing the protruding ends of the wrapping sheet, showing the operation of venting the air;
fig. 6 is an end elevational view of the apparatus of FIG. 5, seen from the left of this figure;
fig. 7 is a detail in section through 7-7 of FIG. 5 showing one form of the coupling mechanism between the end of the bag and the air exhaust and seal apparatus;
fig. 8 is a side elevational view of the end portion of the apparatus showing a package on this apparatus after evacuation and the edges being sealed.
fig. 9 is a side elevational view of a completed package after pleating the packaging material;
fig. 10 is a partial view of a modified form of apparatus for venting and sealing.
The package shown at 1, fig. 9, comprises a product to be packaged 2 wrapped in an envelope 3 made of a flexible, preferably transparent, thin sheet of plastic material which can be sealed directly and which, preferably, can be hermetically applied by crumpling around the product, in such a manner. so that the package is neat, compact in appearance without wrinkles or wrinkles and conforms to the contours of the product. The package has been emptied of its air.
The packaged product can be a food product such as smoked meat, ham, delicacies, cold cuts or the like or various kinds of fruits and vegetables. The product can also be an inedible commodity such as tennis or golf balls, rubber articles or other articles susceptible to be affected by prolonged contact with air.
It is preferred to use a heat sealable plastic wrap such as polyvinyl chloride or chlorinated rubber sheet. It has been found that plastics of this kind generally contain plasticizers which become sticky and viscous when heated to a temperature slightly below the boiling point of water, i.e. around 951 >. If two surfaces of such a material are brought into contact and heated, for example, in boiling water with the application of pressure, they adhere to each other. This provides a directly applicable method of sealing two surfaces of packaging material without the risk of volatilization or burning through the entire thickness of the sheet.
For this reason, it is advantageous to employ a plastic sheet packaging material of the above type with plasticizers which become viscous and sticky when subjected to a temperature between 85 "and 100t.
Polyvinyl chloride has been found to be very suitable. However, other plastic packaging materials having the above characteristics such as chlorinated rubber can also be employed.
The various operations of an implementation of the packaging method as well as the apparatus to be employed are shown in FIGS. I to 8. The first operational phase is to take a sheet of packaging material having the above characteristics, of a width greater than the circumference of the product to be packaged and of a length greater than its length. The sheet 3 is wound around the product 2, so that the portions of the longitudinal edges overlap at 4 and the ends protrude beyond the ends of the product at 5. Then, the edges in contact are suitably sealed. between the ends.
Given the packaging material, this can be done directly by subjecting the overlapping parts to heat, for example with hot water at a temperature below boiling, preferably between 85 and 100o C. hot water can be applied in any suitable manner, for example by means of the apparatus shown in fig. 1, 2 and 3. The apparatus shown consists of a reservoir or container 7 containing the water 8, heated, for example, by an electrical element 9 connected to a source by conductive wires 10 and controlled by a thermostat 11. L Water can be supplied to the tank through a supply line 12 and, if desired, an automatic control device (not shown) can maintain the level of water in the tank.
A roller 14 having an elastic, water-absorbent surface of sponge or foam rubber or plastics material is rotatably supported in bearings 15 mounted on opposite sides of the reservoir near one end thereof. The roller is arranged (Fig. 2) such that the lower portion is submerged in the water of the reservoir, while the upper portion of its periphery protrudes above the reservoir. As the roller rotates, the absorbent surface absorbs water during the lower path of its rotation so that it can apply it to the overlapping marginal portions of the material as that surface reaches its upper path. The roller is driven in rotation, for example, by a belt 16 connected between the pulley 17 mounted on the shaft end of the roller and the pulley 18 of an electric motor.
The end of the reservoir opposite the roller 14 may be covered by a plate 20 to protect the operator and the packaging material from the heating element 9 and from partial immersion in the water of the reservoir.
When sealing the overlapping portions of the material, the package is supported at the ends of the protruding portions of the casing sheet by the hands of the operator (Fig. 2). The overlapped marginal portions are then applied to the rotating roller over the greater part of the length of the envelope sheet, i.e. from a point distant from one end of the sheet to the right of the fig. 2 to a point at the same distance from the other end of the sheet. As a result, the contacting marginal surfaces are heated sufficiently by the hot water for the plasticizers contained in the sheet material to become tacky and to seal the sheets together.
At least one of the protruding ends of the envelope is kept open to the air so as to allow the evacuation of air inside the pack. For this reason, hot water is not applied to the end of the envelope so as not to seal this end opening. Under normal conditions, both ends are generally left open, but it is understood that one end can be closed by applying hot water to the edge of the portion held in the operator's hand.
As he applies the hot water to the contacting edges, the operator pulls on both ends of the casing to form a tube as shown, and then applies the overlapping edges against the elastic surface of the casing. roller so as to seal the surfaces together under the effect of heat and pressure.
After the sealing operation, the product 2 is enclosed in a tube consisting of a flexible wrapping sheet wound around the circumference of the product, with its longitudinal edges overlapping and being sealed together over the greater part of their length. The ends of the package protrude beyond the ends of the product and at least one end has been left unsealed and open. Instead of forming the packaging tube in the above manner, the tube can be formed, as in fig. 4, with the two edges protruding in the form of fins 20 'in which case it is the inner faces of the two edges which are welded together.
The two edges can be heat sealed to each other in any way, for example by subjecting them to hot water, hot air or the action of clamps.
When the product has been partially wrapped, either according to fig. 2, 3, or according to FIG. 4, the air is evacuated from the inside of the package through an end which has remained open and this end or both ends which remain open are closed by sealing.
Figs. 5 to 8 show an apparatus serving to evacuate the air and to seal the package. One of the protruding ends of the package casing is compressed and closed temporarily and fixed not to rotate, while the other protruding end is connected to a vacuum source to remove air. It is then twisted, closed, and the two protruding ends of the envelope are sealed.
In fig. 5, the evacuation and torsion apparatus 22 comprises a tubular shaft 23 rotatably mounted in a bearing 24 carried by a bracket 25 on a plate 26. One of the edges of the plate 26 is hinged at 27 on the vertical flange. 28 of the base plate 29. The left end of the shaft 23 (fig. 5) is supported by a hollow bearing 30 with which it communicates and which is carried by the upper end of a bracket 31 also articulated hinged on the plate 26. The hollow bearing 30 is connected by a flexible tube 32 to a control valve 33 whose opposite end is connected by a tube 34 to a vacuum pump or the like. The valve is formed with an oblique separation member 35 having an opening which forms the valve seat for a closure member 36.
The latter is mounted on the lower end of a valve stem 37 having an enlarged head at its other end. The valve is normally held in the closed position by a coil spring 39 surrounding the stem and extending between the head 38 and the top face of the valve 33. By applying a downward force to the top surface of the head 38, we can open the valve.
To control the travel of the valve, there is provided a threaded rod 40 passing through a threaded opening in the hinge plate 26 in alignment with the valve rod to engage with the head 38. The force of the spring 39 is sufficient for keep the plate 26 raised vertically as indicated in phantom lines in fig. 6. If sufficient force is applied to the shaft 23 to react against the spring 39, the valve opens and communicates the vacuum source with the interior of the tubular shaft 23. In this way, one end protrusions of the package can be applied to the free end of the shaft 23, while maintaining the other end of the package in the closed position, in order to remove air from inside the package.
To facilitate the coupling of the end of the package to the tubular shaft 23, there is provided a coupling member in the form of a collar 41 fixedly mounted on the end of the shaft 23 and provided with a circumferential groove in it. which engages a friction member such as a coil spring 42.
The shaft 23 is driven in rotation by a drive shaft 43 which carries a friction roller 44 which can be engaged with the collar 45 of the shaft 23 when the plate 26 is tilted downwards until its position shown in solid lines fig. 6. Normally, the spring 39 serves to hold the plate 26 in the non-operative position so that the collar 45 is out of engagement with the roller 44. The shaft 43 is mounted in a bearing carried at the upper end of the shaft. a console 46 mounted on the plate 29. It is driven, for example, by a belt 47 connecting a motor (not shown) to a pulley 48 carried by the shaft 43.
When preparing the apparatus for use, the threaded rod 40 is adjusted so that when the plate 26 is in its normal out-of-service position, the valve 33 is closed and the roller 44 and the collar 45 are out. contact between them as shown in phantom in fig. 6. Then, the plate can be lifted to an intermediate position between its out of service position and its service position, at which point the valve 33 will open. However, the friction rollers will remain out of contact with each other. When the operator puts more pressure on the shaft 23, the plate can be lowered to its service position shown in solid lines in fig. 6 with the valve open and the friction rollers in contact so that the shaft 23 is rotated.
With the appliance in the off position, the operator grasps the protruding end of the casing at its right end (fig. 5) and compresses it to keep it closed and prevent it from turning. The left end of the casing (fig. 5) is then threaded over the coupling collar and the spring 41, 42, and the operator compresses the end against the shaft 23 as shown. It then applies to the shaft 23 a force sufficient to force the valve while continuing to keep the rollers 45 and 44 out of contact with each other. As a result, the interior of the package is connected with the vacuum source and air is removed from the interior. The operator then applies an additional force on the shaft 23 to bring the friction rollers into contact and cause the shaft 23 to rotate.
The frictional engagement between the coil spring 42 and the protruding end of the package casing causes a torsional force on the casing and, as the opposite end is held, the two ends are twisted together. relative to the other, which has the effect of closing the package and preventing the re-entry of air.
The package then looks like that shown in fig. 8 with the two ends hermetically sealed and the longitudinal contact surfaces sealed together. However, the packing material
is not stretched tightly around the object and is wrinkled, as shown, with irregularities and puckers in its surface. To correct this condition, a last operation is carried out after the end of the casing has been withdrawn from the shaft 23 and this operation consists in tightening the casing around the package. As indicated above, the material used is of the type which shrinks when subjected to heat. Uniform and correct shrinkage can be achieved by immersing the wrapped package in a heated liquid, preferably water, at a temperature between 85 and 1000 C.
When the material is heated in this way, it shrinks and tightens around the packaged product, conforming to its contours and removing any puckering. In addition, the material in the protruding twisted ends is stretched beyond the elastic limit, but very little beyond, so as to tightly tighten the twisted ends and thus seal them in the closed position and seal them under the action of heat. However, this seal will break directly when the end of the envelope is untwisted by hand so that the package is immediately opened. The finished packaging presents the clean and attractive appearance shown in fig. 9.
In some circumstances, it is understood that one of the ends can be closed or closed and sealed before the air is exhausted and that the sealing of the end can be done in any way. For example, while the longitudinal edges are being sealed (fig. 1 to 3) the material of one of the projecting ends can be compressed on itself and brought into contact with the roller 14, so that the protruding end is closed and sealed. On the other hand, one of the ends can be closed by twisting or by means of a tie before evacuating through the other end. If one end is closed before making the vacuum, this operation takes place. 'carried out by the other end which is only closed and sealed afterwards.
It is understood that the vacuum and the twisting of the ends can be done in any way and that it is not necessary to use the apparatus of figs. 5 to 8. For example, the apparatus of the type of that of FIG. 10 which is particularly suitable for the packaging of packages of a higher weight, for example greater than 1.5 kg.
In this form of apparatus, the vacuum is carried out by one device and the twisting by another. Thus, a tubular shaft 50 is mounted fixed, non-rotating on the console 51 and it is connected to a vacuum pump.
The free end of the shaft is provided with a telescopic valve and a coupling member 52.
When the coupling member 52 with the valve is in the position shown in fig. 10, it is open from
so that there is communication with the vacuum source. When pushed to the right for the enga
ger with the closed end of the shaft 50, it is closed and communication is interrupted. Any valve device can be provided.
In the example shown, the tube 50 is closed at its left end at 53. Several longitudinal slots 54 are provided in the wall near the closed end. Communication with the vacuum source can also be established through slots 54 and tube 50. The telescopic valve coupling member 52 is provided with an open end 55 and a cylindrical bore 56 of slightly larger diameter. larger than the open end 55. Immediately in the vicinity of the open end, the closed end 53 of the shaft 50 has a piston-like tight fit with the bore 56 whereby, when the coupling member moves to the bottom of bore 56, the valve is closed.
However, the coupling member is provided with grooves. longitudinal sections 57 on its inner surface near the end opposite to the opening 55, so that when it is pushed telescopically outward, as shown in solid lines in FIG. 10, there is communication between the atmosphere and the vacuum source through the opening 55, the slots 54 and the tubular shaft 50. The movement of the member 52 can be limited by any stop such as a stopper. stop screw 58 engaging in a longitudinal groove 59 of the outer surface of the tubular shaft 50.
When one of the end portions of the package is fitted onto the member 52 (fig. 10) and the other end is kept closed, the air can be evacuated from inside the package by pulling the 'coupling member outwards to the position in solid lines in FIG. 10. The ends of the packaging can then be closed in any way, for example with an apparatus placed in the immediate vicinity of the vacuum apparatus of FIG. 10, so that with the wrapping material being coupled to the vacuum apparatus, the twisting and closing of the end can be immediately effected. Fig. 10 shows a portion of the twisting apparatus in the form of a belt 60 supported on rollers 61. The belt can be rotated when pressure is applied.
Thus, when the package is pushed down against the belt, the latter rotates and rotates the package by twisting its end.
In certain circumstances, particularly when the product to be packaged is of light weight, for example less than 1 kg, it has been found that the operation of heat sealing the edges of the packaging material can be omitted before proceeding with the packing. 'air evacuation and closure of the ends. By bringing the edges into intimate contact, it is possible to create a vacuum, close the ends and then subject the entire surface of the packaging, including the longitudinal edges, to heat, for example in water at 85 - 1000 C. The envelope is then not only stretched, but its edges are welded together. By carrying out these operations in sequence, a vacuum is sufficiently maintained in the package until the contacting surfaces are welded by the heat treatment.
In the package shown in fig. 9, the twisted ends of the casing are shown in the vicinity of the ends. If the envelope is placed around. of the package as in fig. 4, the longitudinal strip or fin 20 'is folded flat against the face of the packet and the twisted ends can be brought under this fin.
CLAIMS
I. A method of packaging a product, characterized by wrapping around said product a sheet of flexible packaging material having a width greater than the periphery of the product and a length greater than the length of the product, so that the opposite marginal edges of the sheet are disposed in close contact with each other and that the two ends of the sheet extend beyond the ends of the product, so that excess of air through one of said extended ends of the sheet, and closing and sealing these ends.
II. Package obtained by the process according to claim I.