WO2022033807A1 - Machine de preparation d'une bande equipee d'etiquettes et segments de fils pour la fabrication de systemes de sachets pour infusion - Google Patents

Machine de preparation d'une bande equipee d'etiquettes et segments de fils pour la fabrication de systemes de sachets pour infusion Download PDF

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Hervé SCHALLER
Julien MONDILLON
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Diffussence SAS
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    • B65B29/02—Packaging of substances, e.g. tea, which are intended to be infused in the package
    • B65B29/04—Attaching, or forming and attaching, string handles or tags to tea bags

Definitions

  • the present invention relates to machines for manufacturing sachet systems for infusion, comprising a sachet acting as a container, a label, and a segment of wire connecting the sachet and the label.
  • Pouches can be made of different materials and made using different techniques, with different shapes.
  • a label and a thread can be attached to the bag, also using different techniques.
  • the yarn can be manually sewn to the bag, which is not very suitable for mass production.
  • the system can be wireless, and the label is attached directly to the bag.
  • the difficulty in designing a bag for a bottle lies in the fact that the bag must be narrow enough to be introduced into the neck, and the label wide enough to be retained by the neck.
  • the width of the label being large compared to the width of the bag, the industrialization and automation of the manufacture of such a bag is difficult, the positioning and hanging of the label on the bag being complex.
  • WO2018213544 describes an example of a sachet system, comprising an elongated sachet, a label and a wire.
  • the label is used to present information to the user, for example on the nature and origin of the tea, as well as to manipulate the bag system.
  • the wire rests against the neck and the label is located outside the bottle.
  • the cap is closed on the wire to ensure that the system is held in position in the bottle. In this case, the user must remember to hold the system when unscrewing the cap, so that the system does not fall into the bottle.
  • the bag system is provided with a hook secured to the wire. When the bag is introduced into a bottle, the hook rests resting on the neck and the label is located outside the bottle. The hook keeps the system in position in the bottle, without closing the cap.
  • the system provided with a hook is more complex, bulky and expensive.
  • Figure 8 of the present application illustrates three prior art systems comprising long bags:
  • the system (I) does not involve any manufacturing difficulty, being devoid of wire and label. Its use is difficult because once the sachet is introduced into the bottle, it is not possible to recover it without emptying the bottle. The infusion time of the product contained in the sachet is therefore not controllable;
  • the system (II) is another long bottle bag, provided with a cardboard label attached directly to the bag.
  • This type of bag is also easy to industrialize, folding a cardboard label around a previously closed bag is not complicated. It is possible to infuse the sachet in the bottle by resting the label on the neck, which means that this system must only be used with completely filled bottles;
  • the system (III) comprises a thread and a label, allowing the sachet to be hung from the neck of a bottle, whatever the level of its filling.
  • the industrialization of such a system is complicated and this type of system is generally manufactured by hand.
  • the illustrated bag is closed by sewing, which implies the presence of folds around the bag as well as visible sewing threads, making the finish insufficient and unsightly.
  • the object of the present invention is to provide a machine for the manufacture of bag systems for infusion.
  • the subject of the invention is a machine for preparing a strip equipped for the manufacture of bag systems for infusion, the machine comprising:
  • a device for fixing labels and yarn segments from the yarn on the blank strip to form the fitted band comprising a series of labels and yarn segments fixed at regular intervals in a longitudinal direction of the fitted band, each label being secured to a segment of wire;
  • the invention allows the manufacture of tape equipped with labels and wire segments, according to a configuration suitable for the manufacture of elongated bags, instead of conventional square bags.
  • the invention allows the automated manufacture of sachets, with a high production rate and great simplicity of implementation.
  • the equipped strip can be sent to a second machine, to fold the strip, delimit, fill, reseal and pack the bags.
  • the feed device is designed in the form of an unwinder.
  • the receiving device is designed in the form of a winder.
  • the guide device conveys the blank tape to the fixing device in a first direction of movement, while the connecting device conveys the wire secured to the labels to the fixing device in a second direction of movement, parallel to the first direction of travel, opposite to the blank strip.
  • the connecting device comprises an ultrasonic welding probe, intended to weld the labels to the wire.
  • the wire provided with the labels follows a bend, so that its direction of transport is parallel to the blank strip.
  • the connecting device can be configured so that the thread directly follows a routing direction parallel to the blank strip
  • the guiding device conveys the blank tape to the fixing device in a first direction of movement, then conveys the equipped tape to the receiving device in a second direction of movement. movement parallel to the first direction of movement, in the opposite direction to the blank strip.
  • the guiding device conveys the equipped strip to the receiving device passing under the fixing device.
  • the fixing device comprises two ultrasonic welding probes, intended to weld the wire and/or the wire segment to the blank strip, and a system for cutting the wire at regular intervals to form the wire segments, each provided with a label.
  • One of the two ultrasonic welding probes is movable between two positions in the transverse direction of the blank strip.
  • the fixing device comprises a folding system designed to fold the segment of wire on itself, the segment of wire having a first end and a second end welded to the blank strip respectively by means of a first weld and a second weld, and a middle part corresponding to the fold of the wire segment welded to the blank strip by means of a third weld, positioned opposite the first weld and the second weld along the longitudinal direction of the equipped band.
  • the folding system includes a compressed air bellows.
  • the folding system may include an obstacle positioned to support against a blowing system, when the wire segment is folded.
  • the folding system includes an arm for mechanically gripping the second end, to place it under the label.
  • the label is not prefixed to the wire.
  • the folding system folds the wire segment, then positions the label over it.
  • the fixing device is configured to perform a single weld ensuring the fixing of the second end of the wire segment and the label secured to the first end of the wire segment to the blank tape.
  • the second weld is merged with the first weld.
  • the second weld is offset in the transverse direction of the strip relative to the first weld.
  • the fixing device comprises a counter support, to allow the welding of the wire segment comprising the label with the blank strip.
  • the label fixing interval on the strip is between 10 and 20 cm, preferably between 13 and 17 cm, and is preferably 15 cm.
  • the wire segment measures between 10 and 20 cm, preferably between 13 and 17 cm, and is preferably 15 cm.
  • the invention also relates to a method for implementing a machine as described above.
  • the process is characterized in that it comprises the following steps:
  • the bonding step is prior to the fixing step.
  • the method may comprise the following steps:
  • the bonding step may comprise a sub-step of welding a tag onto the wire, this sub-step being repeated along the wire.
  • the fixing step may comprise the following sub-steps:
  • the fixing step may comprise the following sub-steps:
  • the second end of the wire segment can be positioned under the label attached to the blank strip.
  • the welding of the second end and the welding of the middle part of the wire segment to the blank strip are simultaneous.
  • the welding is carried out by ultrasound in the various stages.
  • the method may include a final step of winding the equipped strip in the form of a reel.
  • FIG. 1 is a perspective view from above of a machine according to the invention.
  • FIG. 2 is a schematic representation of the machine.
  • FIG. 3 is a top view of a tape equipped with labels and wire segments.
  • FIG. 4 is a larger scale view of the tape, showing a label and a segment of thread.
  • FIG. 5 is a view of the use of the equipped strip, on a second machine intended to fold the strip, delimit, fill, close and pack the bags.
  • FIG. 6 is a detail view illustrating a connecting device of the machine.
  • FIG. 7 is a detail view illustrating a device for fixing the machine.
  • FIG. 8 is a view illustrating three prior art systems.
  • FIG. 9 is a view illustrating a system obtained thanks to the invention.
  • Figures 1 and 2 is shown a machine (1) according to the invention, designed for the transformation of a blank tape (2) into a tape (3) equipped with labels (4) and segments of threads (6), for the manufacture of bag systems for infusion.
  • the machine (1) comprises a feed device (10), a guide device (20), a connecting device (30), a fixing device (40), and a receiving device (50) .
  • the feed device (10) is designed to feed the machine (1) with the blank strip (2), preferably in the form of a reel.
  • the strip (2) has a width of between 6 and 10 cm, suitable for the manufacture of long sachets.
  • the strip (2) is therefore narrower than the conventional strips used for making sachets for cups or teapots, and which generally measure approximately 14 cm wide to make a tea bag 5 to 6 cm wide.
  • the final sachet must be less than 3 cm wide, and preferably 2.5 cm maximum in order to be inserted into the neck of a bottle of mineral water.
  • Below 2.5 cm the bag is so narrow that it becomes difficult to fill it with infusable product. The 2.5 cm wide value seems to be a good compromise.
  • the feed device (10) can be designed as an unwinder.
  • the guide device (20) is designed to guide the blank strip (2), then the equipped strip (3) extending the blank strip (2), through the machine (1), from the feeder (10) to the receiver (50).
  • the guide device (20) conveys the blank tape (2) to the fixing device (40) along a first direction of movement (21), then conveys the equipped tape (3) to the receiving device (50) along a second direction of movement (22) parallel to the first direction of movement (21), in the opposite direction to the blank strip (2).
  • the guide device (20) conveys the equipped strip (3) to the receiving device (50) passing under the fixing device (40).
  • the guide device (20) conveys the blank strip (2) passing from below, then turns the strip horizontally in order to make it turn around, before bringing it to the device for attachment (40) then evacuate it to the receiving device (50).
  • the binding device (30) shown in Figure 6 is designed to bind labels (4) with a thread (5) unwound continuously.
  • the connection device (30) comprises an ultrasonic welding probe (31), intended to weld the labels (4) to the wire (5). The welding operation is repeated for each label (4) fixed along the wire (5).
  • the connecting device (30) carries the thread (5) secured to the labels (4) to the fixing device (40) along a direction of movement (32), parallel to the direction of movement (21) of the blank tape (2), in the opposite direction to the blank strip (2).
  • the wire (5) provided with the labels (4) follows a bend (v), so that its routing direction is parallel to the blank strip (2).
  • the connecting device (30) can be configured so that the wire (5) directly follows a direction of transport parallel to the blank tape (2)
  • the fixing device (40) shown in Figure 7 is designed to fix the labels (4) and wire segments (6) from the wire (5) on the blank strip (2) to form the equipped strip (3 ).
  • the labels (4) and the wire segments (6) are fixed at regular intervals along a longitudinal direction of the equipped strip (3).
  • Each tag (4) is attached to a segment of wire (6).
  • the fixing device (40) comprises two ultrasonic welding probes (41, 42), intended to weld the wire (5) and/or the wire segment (6) to the blank strip (2), and a cutting system (43) of the yarn (5) at regular intervals to form the yarn segments (6), each provided with a label (4).
  • the first welding probe (41) is movable in translation in the transverse direction of the blank strip (2).
  • a jack (410) is a simple way to achieve this movement between two positions.
  • the fixing device (40) comprises a folding system (44) designed to fold the wire segment (6) on itself.
  • the wire segment (6) having a first end (61) and a second end (62) welded to the blank strip (2) by means respectively of a first weld (71) and a second weld (72), and a middle part (63) corresponding to the fold of the wire segment (6) welded to the blank strip (2) by means of a third weld (73), positioned opposite the first weld (71) and the second weld (72) along the longitudinal direction of the fitted strip (3).
  • the fixing device (40) is configured to perform a single weld (72) ensuring the fixing of the second end (62) of the wire segment (6) and of the label (4) secured to the first end from the wire segment (6) to the blank tape (2).
  • the second weld (72) coincides with the first weld (71).
  • the first end (61) is only welded to the label (4) by means of a weld (71) during the bonding step.
  • the second end (62) is welded to the blank strip (2) by means of a weld (72).
  • the middle part (63) is welded to the blank strip (2) by means of a weld (73).
  • the two welds (72, 73) are preferably made simultaneously, by means of probes (41, 42). These two welds (72, 73) can therefore be aligned longitudinally relative to the strip (2).
  • a fourth weld (74) is performed to weld the label (4) onto the blank tape (2).
  • displacement means (410) of the first ultrasonic probe (41) are activated in order to shift the fourth weld (74).
  • the fold of the wire segment (6) is preferably made on a single half of the blank strip (2), so that the wire segment (6) does not interfere with the fold of the equipped strip (3) during of the subsequent making of the sachet, nor the manipulation of the sachet system during the packaging stages.
  • the fold of the wire segment (6) is carried out longitudinally, that is to say in the length of the bag to be obtained.
  • the welds (71, 72, 73, 74) are spot-on.
  • the use of ultrasound avoids the use of hot welding, which presents a risk of burns.
  • the receiving device (50) is designed to receive the equipped strip (3), preferably in the form of a reel.
  • the receiving device (50) can be designed as a winder.
  • the bag system manufacturing process (1) can be broken down into two phases, carried out on two different machines.
  • the machine (1) makes it possible to carry out the first phase, consisting in transforming the blank tape (2) into equipped tape (3).
  • the labels (4) and the yarn segments (6) are distributed and fixed regularly over the entire length of the equipped strip (2), for the formation of the successive bag systems.
  • the interval for attaching the labels is 15cm, so as to subsequently obtain bags 15cm long.
  • the sachets will be suspended from the neck of a bottle by the label (4) attached to the wire segment (6).
  • the wire segment (6) In order for the bags to be submerged even when the bottle is not completely full, the wire segment (6) must be sufficiently long. It measures for example between 13 and 17 cm, and is preferably 15 cm.
  • the equipped bank (3) can then be transferred to a second machine, part of which is illustrated in Figure 5, making it possible to carry out the second phase, comprising the following steps: e) unwinding of the equipped strip (3) with a width of between 6 cm and 10 cm inclusive, equipped with the labels (4) and wire segments (6); f) sliding of the equipped strip (3) around a cylindrical forming tube (201), so that the equipped strip (3) bends in two; g) making a lateral longitudinal weld connecting two lateral edges of the equipped strip (3), thus forming a tubular-shaped casing (202); h) making a first transverse weld on the envelope to delimit the bottom of the bag; i) filling the envelope with a predetermined amount of infusable plant material; j) production of a second transverse weld to close the envelope and separate the bag from the rest of the equipped strip (3).
  • Steps e) and f) are carried out continuously.
  • Steps g) to j) are carried out successively and repeated to manufacture a series of bag systems (1).
  • Step j) of a first sachet corresponds to step h) of a second sachet coming just after.
  • Step g) of longitudinal welding is preferably carried out using an ultrasonic wheel.
  • said surplus (7) of material is cut during the ultrasonic welding.
  • this surplus (7) is rolled up. So that it does not tear when winding, it is at least 3 mm wide.
  • the strip (2) measures between 6 and 11 cm wide, so that the bag obtained is narrow enough to be inserted into a neck, for example by measuring at most 2.5 cm wide once filled.
  • the label (4) must have a width (E) greater than or equal to 2.5 cm in order to be retained by the neck of a bottle of mineral water, but the label (4) must not be placed too close to an edge of the strip (2) so as not to be cut during the evacuation of the surplus (7);
  • the welding points (71, 72, 73,74) must not be located on the surplus (7) because it will be removed from the bag, nor must they be located on the center line of the strip (2) , so that during the manufacture of the bag, the fold of the fitted strip (3) does not weaken these welding points (71, 72, 73,74).
  • the spot welds (71, 72, 73,74) are all located between the center line of the strip (2) and the surplus (7).
  • the useful width (U) of the strip (2) to make the spot welds (71, 72, 73.74) is therefore narrow, may only measure about twenty millimeters, whereas the diameter of the probes of ultrasonic welding is of the order of 5 mm.
  • the strip guide system (20), the displacement means (410) and the folding system (44) must therefore be particularly precise and operate in a repeatable manner to ensure the correct operation of the machine (1) at a rate high production.
  • the method may comprise a step k) of packaging the sachet.
  • this step k) can be carried out on the same machine ensuring the filling and the manufacture of the bag systems, according to the previous steps e) to j).
  • the outer packaging of the sachet is an envelope comprising three welds, produced using a technique for packaging products from a second reel of film, the principle being to form an envelope around the product, in this case a sheath envelope around the bag system.
  • the method according to the invention makes it possible to obtain a high production rate and quality, with an optimized production line.
  • the various fixing and welding operations can be carried out by ultrasound.
  • This welding technique is particularly suitable for industrial manufacturing, with substantial time savings and precise adjustment of the mechanical adhesion.
  • the elongated bag made with the machine (1) according to the invention is well suited to make an iced infusion of plants in a bottle of mineral water.
  • the bag is suitable to be introduced into a 33 cl, 50 cl, 1 liter or 2 liter bottle of mineral water.
  • machine (1) can be shaped differently from Figures 1 and 2 without departing from the scope of the invention, which is defined by the claims.
  • technical characteristics of the various embodiments and variants mentioned above can be, in whole or for some of them, combined with each other.
  • the machine (1) can be adapted in terms of cost, functionality and performance.

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Abstract

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.

Description

Titre de l’invention : Machine de préparation d’une bande équipée d’étiquettes et segments de fils pour la fabrication de systèmes de sachets pour infusion
Domaine technique
[0001] 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
[0002] 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.
[0003] La difficulté de la conception d’un sachet pour bouteille réside en ce que le sachet doit être suffisamment étroit pour être introduit dans le goulot, et l’étiquette suffisamment large pour être retenue par le goulot. La largeur de l’étiquette étant importante par rapport à la largeur du sachet, l’industrialisation et l’automatisation de la fabrication d’un tel sachet est difficile, le positionnement et l’accroche de l’étiquette sur le sachet étant complexes.
[0004] 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.
[0005] La figure 8 de la présente demande illustre trois systèmes de l’art antérieur comprenant des sachets longs :
- le système (I) ne comporte aucune difficulté de fabrication, étant dépourvu de fil et d’étiquette. Son utilisation est pénible car une fois que le sachet est introduit dans la bouteille, il n’est pas possible de le récupérer sans vider la bouteille. La durée d’infusion du produit contenu dans le sachet n’est donc pas maîtrisable ;
- le système (II) est un autre sachet long pour bouteille, muni d’une étiquette en carton fixée directement au sachet. Ce type de sachet est également facile à industrialiser, le repli d’une étiquette en carton autour d’un sachet préalablement fermé n’étant pas compliqué. Il est possible de faire infuser le sachet dans la bouteille en faisant reposer l’étiquette sur le goulot, ce qui impose de n’utiliser ce système qu’avec des bouteilles complètement remplies ;
- le système (III) comporte un fil et une étiquette, permettant de suspendre le sachet au goulot d’une bouteille, quel que soit le niveau de son remplissage. Toutefois, l’industrialisation d’un tel système est compliquée et ce type de système est généralement fabriqué à la main. La fermeture du sachet illustré est réalisée par couture, ce qui implique la présence de replis autour du sachet ainsi que de fils de couture visibles, rendant la finition insuffisante et disgracieuse.
Exposé de l’invention
[0006] Le but de la présente invention est de proposer une machine destinée à la fabrication de systèmes de sachet pour infusion.
[0007] 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.
[0008] 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.
[0009] Selon d’autres caractéristiques avantageuses de l’invention, prises isolément ou en combinaison :
[0010] - Le dispositif d’alimentation est conçu sous forme de dérouleur.
[0011] - Le dispositif de réception est conçu sous forme d’enrouleur.
[0012] - 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.
[0013] - Le dispositif de liaison comprend une sonde de soudage ultrason, destinée à souder les étiquettes au fil.
[0014] - 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.
[0015] - En alternative, le dispositif de liaison peut être configuré pour que le fil suive directement une direction d’acheminement parallèle à la bande vierge
[0016] - 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.
[0017] - Le dispositif de guidage achemine la bande équipée jusqu’au dispositif de réception en passant sous le dispositif de fixation.
[0018] - 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.
[0019] - Une des deux sondes de soudage ultrasons est mobile entre deux positions dans la direction transversale de la bande vierge.
[0020] - 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.
[0021] - Le système de pliage comprend un soufflet à air comprimé.
[0022] - 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.
[0023] - Le système de pliage comprend un bras de prise mécanique de la deuxième extrémité, pour la placer sous l’étiquette.
[0024] - 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 pardessus.
[0025] - 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.
[0026] - Selon un mode de réalisation particulier, la deuxième soudure est confondue avec la première soudure. [0027] - Dans un autre mode de réalisation la deuxième soudure est décalée dans le sens transversal de la bande par rapport à la première soudure.
[0028] - Le dispositif de fixation comporte un contre appui, pour permettre la soudure du segment de fil comprenant l’étiquette avec la bande vierge.
[0029] L’intervalle de fixation des étiquettes sur la bande est compris entre 10 et 20cm, de préférence entre 13 et 17 cm, et vaut de préférence 15 cm.
[0030] Le segment de fil mesure entre 10 et 20 cm, de préférence entre 13 et 17 cm, et vaut de préférence 15 cm.
[0031] 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.
[0032] 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.
[0033] 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.
[0034] 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. [0035] 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.
[0036] Lors de l’étape de fixation, la seconde extrémité du segment de fil peut être positionné sous l’étiquette fixée à la bande vierge.
[0037] 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.
[0038] De préférence, le soudage est réalisé par ultrasons dans les différentes étapes.
[0039] Le procédé peut comprendre une étape finale d’enroulement de la bande équipée sous forme de bobine.
Brève description des dessins
[0040] 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 :
[0041] [Fig. 1] est une vue en perspective par-dessus d’une machine conforme à l’invention.
[0042] [Fig. 2] est une représentation schématique de la machine.
[0043] [Fig. 3] est une vue de dessus d’une bande équipée d’étiquettes et segments de fils.
[0044] [Fig. 4] est une vue à plus grande échelle de la bande, montrant une étiquette et un segment de fil. [0045] [Fig. 5] est une vue de l’utilisation de la bande équipée, sur une seconde machine destinée à replier la bande, délimiter, remplir, refermer et emballer les sachets.
[0046] [Fig. 6] est une vue de détail illustrant un dispositif de liaison de la machine.
[0047] [Fig. 7] est une vue de détail illustrant un dispositif de fixation de la machine.
[0048] [Fig. 8] est une vue illustrant trois systèmes de l’art antérieur.
[0049] [Fig. 9] est une vue illustrant un système obtenu grâce à l’invention.
Description détaillée de l’invention
[0050] 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 (6), pour la fabrication de systèmes de sachets pour infusion.
[0051 ] Sur les figures 3 et 4 est représentée la bande (3) équipée d’étiquettes (4) et de segments de fils (6).
[0052] 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).
[0053] 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. La bande (2) est donc plus étroite que les bandes classiques utilisées pour la confection de sachets pour tasses ou théières, et qui mesurent généralement environ 14 cm de large pour confectionner un sachet infusette de 5 à 6 cm de largeur. Le sachet final doit mesurer moins de 3 cm de largeur, et de préférence 2,5 cm maximum afin de pouvoir être inséré dans le goulot d’une bouteille d’eau minérale. En revanche, en dessous de 2,5 cm le sachet est si étroit qu’il devient difficile de le remplir de produit infusable. La valeur de 2,5 cm de large semble être un bon compromis. Le dispositif d’alimentation (10) peut être conçu sous forme de dérouleur.
[0054] 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).
[0055] 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).
[0056] Dans un autre mode, le dispositif de guidage (20) achemine la bande vierge (2) en passant par le dessous, puis retourne la bande horizontalement afin de lui faire faire demi-tour, avant de l’amener au dispositif de fixation (40) puis l’évacuer vers le dispositif de réception (50).
[0057] Le dispositif de liaison (30) illustré figure 6 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).
[0058] Dans le dispositif de liaison (30), le fil (5) muni des étiquettes (4) suit un virage (v), 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)
[0059] Le dispositif de fixation (40) illustré figure 7 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). [0060] 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). De préférence, la première sonde de soudage (41 ) est mobile en translation dans la direction transversale de la bande vierge (2). Un vérin (410) est un moyen simple pour réaliser ce mouvement entre deux positions.
[0061] Le dispositif de fixation (40) comprend un système de pliage (44) conçu pour replier le segment de fil (6) sur lui-même. Dans un premier mode, 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).
[0062] 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 ).
[0063] Dans un deuxième mode, la première extrémité (61) n’est soudée qu’à l’étiquette (4) au moyen d’une soudure (71) lors de l’étape de liaison. La deuxième extrémité (62) est soudée à la bande vierge (2) au moyen d’une soudure (72). La partie médiane (63) est soudée à la bande vierge (2) au moyen d’une soudure (73). Les deux soudures (72, 73) sont de préférence réalisées simultanément, au moyen des sondes (41 , 42). Ces deux soudures (72, 73) peuvent donc être alignées longitudinalement par rapport à la bande (2).
[0064] Une quatrième soudure (74) est effectuée pour souder l’étiquette (4) sur la bande vierge (2). Dans ce mode, afin que la quatrième soudure (74) ne soit pas superposée avec celles précédemment réalisées, au risque de les détériorer, des moyens de déplacement (410) de la première sonde ultrasons (41 ) sont activés afin de décaler la quatrième soudure (74).
[0065] Le repli du segment de fil (6) est de préférence réalisé sur une seule moitié de la bande vierge (2), afin que le segment de fil (6) ne gêne pas le repli de la bande équipée (3) lors de la confection ultérieure du sachet, ni la manipulation du système de sachet lors d’étapes de conditionnement. Afin de limiter le nombre de soudures à effectuer, le repli du segment de fil (6) est réalisé de manière longitudinale, c’est-à- dire dans la longueur du sachet à obtenir. Les soudures (71 , 72, 73, 74) sont ponctuelles. L’utilisation d’ultrasons permet d’éviter l’utilisation de soudures à chaud, qui présentent des risques de brûlure.
[0066] 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.
[0067] Le procédé de fabrication de systèmes de sachets (1 ) peut être décomposé en deux phases, réalisées sur deux machines différentes.
[0068] La machine (1 ) selon l’invention permet de réaliser la première phase, consistant à transformer 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.
[0069] Afin que les sachets contiennent suffisamment de matière infusable, une longueur importante des sachets vient compenser leur étroitesse. Par exemple, l’intervalle de fixation des étiquettes vaut 15cm, de manière à obtenir par la suite des sachets de 15 cm de long.
[0070] De plus, les sachets seront suspendus au goulot d’une bouteille par l’étiquette (4) attachée au segment de fil (6). Afin que les sachets soient immergés même lorsque la bouteille n’est pas complètement remplie, le segment de fil (6) doit être suffisamment long. Il mesure par exemple entre 13 et 17 cm, et vaut de préférence 15 cm.
[0071 ] La banque équipée (3) peut ensuite être transférée vers une seconde machine dont une partie est illustrée figure 5, 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 (3) autour d’un tube cylindrique de formage (201), 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 (202) ; 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).
[0072] Les étapes e) et f) sont réalisées en continu.
[0073] Les étapes g) à j) sont réalisées successivement et répétées pour fabriquer une série de systèmes de sachets (1).
[0074] L’étape j) d’un premier sachet correspond à l’étape h) d’un second sachet venant juste après.
[0075] L’étape g) de soudure longitudinale est de préférence réalisée à l’aide d’une molette ultrasons. De préférence, afin d’obtenir un sachet dont les bords longitudinaux ne présentent pas de surplus (7) de bande (4) disgracieux, ledit surplus (7) de matière est découpé lors de la soudure à l’ultrasons. Afin d’être évacué, ce surplus (7) est enroulé. Pour qu’il ne se déchire pas lors de l’enroulage, il mesure au minimum 3 mm de large.
[0076] L’évacuation de ce surplus (7) implique un dimensionnement et un positionnement rigoureux des composants du système de sachet fabriqué par la machine (1). En référence à la figure (4) :
- La bande (2) mesure entre 6 et 11 cm de large, afin que le sachet obtenu soit suffisamment étroit pour être inséré dans un goulot, par exemple en mesurant au plus 2,5 cm de large une fois rempli.
- L’étiquette (4) doit présenter une largeur (E) supérieure ou égale à 2,5 cm afin d’être retenue par le goulot d’une bouteille d’eau minérale, mais l’étiquette (4) ne doit pas être posée trop près d’un bord de la bande (2) afin de ne pas être découpée lors de l’évacuation du surplus (7) ;
- Les points de soudure (71 , 72, 73,74) ne doivent pas être situés sur le surplus (7) car il sera enlevé du sachet, et ne doivent pas non plus être situés sur la ligne médiane de la bande (2), afin que lors de la confection du sachet, le repli de la bande équipée (3) ne fragilise pas ces points de soudure (71 , 72, 73,74). De préférence, les points de soudure (71 , 72, 73,74) sont tous situés entre la ligne médiane de la bande (2) et le surplus (7).
[0077] La largueur utile (U) de la bande (2) pour réaliser les points de soudure (71 , 72, 73,74) est donc étroite, peut ne mesurer qu’une vingtaine de millimètres, alors que le diamètre des sondes de soudage ultrasons est de l’ordre de 5 mm. Le système de guidage (20) de la bande, les moyens de déplacement (410) et le système de pliage (44) doivent donc être particulièrement précis et fonctionner de manière répétable pour assurer le bon fonctionnement de la machine (1 ) à une cadence de production élevée.
[0078] 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.
[0079] Le procédé selon l’invention permet d’obtenir une cadence et une qualité de production élevées, avec une chaîne de production optimisée.
[0080] 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.
[0081] En référence à la figure 9, 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.
[0082] 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.

Claims

Revendications
[Revendications 1] 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).
[Revendications 2] 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).
[Revendications 3] 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).
[Revendications 4] 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).
[Revendications 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).
[Revendications 6] 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).
[Revendications 7] 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).
[Revendications 8] 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).
[Revendications 9] 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) 16 suivant une deuxième direction de déplacement (32) parallèle à la première direction de déplacement (21 ), en sens opposé à la bande vierge (2).
[Revendications 10] 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).
[Revendications 11] 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).
[Revendications 12] 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).
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