FR2502117A1 - Procede et appareil d'emballage - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE DES EMBALLAGES SOUS VIDE OBTENUS PAR FERMETURE D'UN SAC CHARGE. LE SAC 4 EST PLACE DANS UNE CHAMBRE A VIDE 1 ET DES VENTILATEURS 9 FONT CIRCULER DE L'AIR CHAUFFE DANS LA CHAMBRE FERMEE POUR APPLIQUER DE LA CHALEUR QUI FORCE L'AIR EMPRISONNE DANS LE RECIPIENT ELASTIQUEMENT FERME A SE DILATER ET A ECARTER LE SAC DU PRODUIT PAR BALLONNEMENT, EN PREVISION DE L'APPLICATION D'UNE CHALEUR SUPPLEMENTAIRE PAR CONVECTION. LE BALLONNEMENT EST ENSUITE ELIMINE PAR RUPTURE DU SAC AVANT SCELLEMENT. ON OBTIENT AINSI UN PRODUIT PLUS ATTRAYANT PAR SUITE DU RETRECISSEMENT THERMIQUE PLUS EFFICACE DE LA MATIERE BALLONNEE DU SAC.

Description

La présente invention concerne un procédé et un appareil pour réaliser des emballages.

I1 est connu, dans le domaine de l'emballage d'objets dans des pellicules de matière plastique flexibles, de faire le vide à l'intérieur de l'emballage pour améliorer la durée de conservation du produit emballé et pour conférer un bel aspect à l'emballage. I1 est également connu d'améliorer l'aspect de l'emballage scellé et, à cet effet, on utilise une pellicule thermorétrécissable (c'est-àdire orientée) comme enveloppe pour l'emballage et on soumet l'emballage scellé et vide d'air, dans un bain d'eau chaude ou dans un tunnel à air chaud, après scellement, à une opération de rétrécissement au cours de laquelle la pellicule de matière plastique subit un rétrécissement thermique qui l'amène en contact plus étroit avec l'objet emballé.

Le brevet anglais ne 1.561.837 décrit un système de rétrécissement et d'évacuation de l'air combiné dans lequel un récipient flexible chargé est placé dans une chambre à vide dont l'air est alors évacué pour abaisser sa pression résiduelle dans le récipient et à l'extérieur de celui-ci à une valeur de l'ordre de 5,332x102N/m2,apres xi l'embalage est scellé et la chambre subit une évacuation plus poussée de l'air qui force le récipient entourant le produit à s'écarter par ballonnement du produit et à venir en contact avec des plaques chauffantes conductrices qui chauffent la pellicule à une température d' autosoudage.

La demande de brevet anglais n" 8.023.465 de la Demanderesse décrit un cycle au cours duquel l'extraction de l'air de l'intérieur d'une chambre à vide se déroule tandis que le col d'un récipient (fait d'une matière thermorétrécissable ou à autosoudage) est resserré de manière à ne permettre qu'une évacuation d'air limitée de l'intérieur de l'emballage, ce qui a pour effet d'amener la matière du récipient à s'écarter par ballonnement du produit, ce ballonnement étant ensuite maintenu pendant une phase de chauffage du récipient lorsque l'air résiduel présent dans la chambre est mis en circulation au moyen d'un ventilateur et d'éléments chauffants à l'intérieur de la chambre.Ces procédés connus ont l'inconvénient, en particulier lorsqu'ils sont appliqués à de la viande rouge fraîche, que la réduction de la pression à l'intérieur du récipient pendant les premiers stades extrait de l'humidité des régions superficielles du produit sous la forme d'un brouillard et, par conséquent, lorsque le sac s'écarte par ballonnement de la surface du produit, l'intérieur du récipient acquiert un aspect embué qui ne dispa raît pas lorsque le récipient est affaissé sur le produit.

L'invention a pour but de procurer un procédé et un appareil d'emballage permettant d'éliminer le risque d'emprisonnement de gaz dans l'emballage et d'améliorer l'aspect de l'emballage terminé.

Cela étant, suivant une particularité de l'invention, pour emballer un produit, on place ce produit dans un récipient flexible contenant un gaz qui entoure le produit, on applique de la chaleur au récipient flexible tout en s'opposant à l'échappement du gaz de ce récipient, on évacue le gaz de l'intérieur du récipient flexible et on provoque l'affais- sement du récipient en contact avec le produit, puis on scelle le récipient flexible.

Le gaz présent autour de l'emballage est normalement de l'air atmosphérique, mais n'importe quel autre gaz approprié peut être utilisé comme on le souhaite.

Suivant un deuxième aspect de l'invention, un appareil servant à emballer un produit comprend une chambre, un dispositif pour évacuer l'air de la chambre, un support pour un sac chargé dans la chambre, un dispositif pour faire circuler de l'air chaud autour de l'intérieur de la chambre, un dispositif pour fermer le col du sac dans la chambre et pour ouvrir le sac ultérieurement, un dispositif pour sceller le sac après que le dispositif de fermeture et d'ouverture ait fonctionné et un dispositif programmateur pour assurer le fonctionnement du dispositif de circulation de l'air chaud avant l'évacuation de l'air de la chambre, et pour assurer que le dispositif de fermeture du sac maintiendra le sac fermé pendant le fonctionnement du dispositif de circulation d'air et fonctionne pour ouvrir le sac avant que le dispositif d'évacuation de l'air de la chambre n'intervienne.

L'invention procure aussi un emballage réalisé par le procédé ou au moyen de l'appareil décrit plus haut.

Pour que l'invention puisse être plus facilement comprise, elle sera décrite ci-après, à titre d'exemple uniquement, avec référence aux dessins annexés, dans lesquels:
la Fig. 1 est une vue schématique d'un appareil servant à réaliser un emballage rétréci scellé sous vide comprenant une enveloppe en pellicule thermorétrécissable entourant un produit;
la Fig. 2A est une vue de détail du dispositif de retenue de l'enveloppe;
la Fig. 2B est une vue en élévation du dispositif de retenue de l'enveloppe de la Fig. 2A, dans le sens de la flèche B de la Fig. 2A;
la Fig. 3 est une vue en plan de la partie inférieure de la chambre, et
la Fig. 4 est un graphique indiquant la réduction de la pression d'airrésiduelledans la chambre de rétrécissement en fonction du temps.

L'appareil à emballer 1 illustré sur la
Fig. 1 comprend une chambre à vide comprenant une partie inférieure 2 et une partie supérieure ou couvercle 3.

Dans ce cas, deux emballages sont introduits dans la chambre 1 et ont la forme de récipients chargés, mais non scellés, dans le cas présent de sacs thermorétrécissables 4. En soulevant le couvercle 3 de la chambre, on peut placer chaque sac 4 sur une grille de support 5 où l'emballage est dégagé des parois latérales de la chambre 1 et l'opération de rétrécissement peut alors être effectuée.

L'appareil représenté sur la Fig. 1 comprend, en outre, un thermocouple détecteur de température 6 qui fournit une indication de la température de l'air à l'intérieur de la chambre, ce qui constitue évidemment un facteur important dans le rétrécissement de l'emballage. Le détecteur de température peut faire partie d'un circuit de régulation servant à régler la température de l'air à l'intérieur de la chambre 1.

La chambre comprend aussi un détecteur de pression 7 destiné à déterminer la pression de gaz résiduelle dans la chambre, cette pression pouvant, si on le souhaite, être utilisée pour régler le cycle d'évacuation de l'air.

La chambre 1 comprend, en outre, des moyens de chauffage ayant la forme de deux ensembles circulaires d'éléments chauffants électriques à résistance 16 disposés concentriquement autour de rotors de ven tilateurs9 respectifs dans la partie inférieure 2 de la chambre pour faire circuler de l'air chaud à l'intérieur de la chambre 1, afin de provoquer le rétrécissement thermique de chaque sac 4 pour l'amener en contact étroit avec le produit 21 qui y est contenu, ce qui donne un aspect agréable et un contact effectivement exempt de cavités entre le sac 4 et le produit. D'autres éléments chauffants peuvent être prévus, si on le souhaite.

En dessous de la partie inférieure de la chambre se trouve une pompe à vide 10 qui est nécessaire pour que l'on puisse réduire la pression du gaz restant dans la chambre à vide 1 jusqu'à une va 2 2 leur de l'ordre de 6,665x10 N/m2 au moins aux fins décrites plus loin.

Les divers éléments chauffants électriques à résistance 16 disposés autour des ventilateurs sont placés de telle façon que le flux d'air qui quitte les ventilateurs et qui est sur le point de balayer les emballages présents dans la chambre soit aussi chauffé par les éléments chauffants 16. Le thermocouple 6 (Fig. 3) surveille la température du dispositif de chauffage de la chambre afin de maintenir sa température à la valeur requise pour le rétrécissement de la matière des såcs.

Bien que la Fig. 1 ne le montre pas, des sacs chargés peuvent être transportés en une succession continue vers la chambre à vide 1 au moyen d'un transporteur d'alimentation et peuvent également être évacués de la chambre à vide 1 au moyen d'un transporteur d'évacuation.

La chambre représentée sur la Fig. 1 est conçue de manière à assurer que, lorsque les ventilateurs 9 sont en fonctionnement, le flux d'air suive un trajet de recyclage qui amène l'air directement au-dessus des divers éléments chauffants 16, puis au-dessus de la surface des sacs 4 chargés pour revenir ensuite vers l'admission des ventilateurs.

Les Fig. 2A et 2B illustrent le dispositif de retenue élastique 30 pour un sac et les dispositifs de chauffage 13 et 14 pour le col d'un sac utilisésdans la forme d'exécution représentée sur la
Fig. 1.

Comme le montre la Fig. 2A, le dispositif de retenue élastique 30 est supporté par un support supérieur 31 faisant corps avec le couvercle 3 de la chambre et par un support inférieur 32 faisant corps avec la partie inférieure 2 de la chambre. Lorsque le couvercle 3 se ferme sur la partie inférieure 2 de la chambre, le support supérieur 31 descend vers le support inférieur 32 dans la disposition représentée sur la Fig. 2A.

Une lame de retenue élastique 33 pour un sac, en une matière caoutchouteuse appropriée, est supportée par le support supérieur 31 et y est fixée par des vis 34. Le long de son bord inférieur, la lame élastique 33 vient en contact avec un organe de contrepartie 35 supporté par le support inférieur 32. L'organe de contrepartie peut, en variante, être une lame semblable à la lame 33.Lorsque le col d'un sac en matière plastique a été placé sur l'organe de contrepartie 35 pendant que le couvercle 3 de la chambre était en position relevée, l'abaissement du couvercle 3 pour amener les supports supérieur et inférieur 31 et 32 dans la disposition représentée sur la Fig. 2A provoque automatiquement la retenue du col du sac sur l'organe de contrepartie 35, de sorte que toute pression d'air diffé rentielie accumulée dans le sac et supérieure à une certaine valeur peut etre evacuée par le déplacement de la lame 33.Le retrait du col du sac vers la gauche entre la lame 33 et l'organe de contrepartie 35 est contrecarré par des plongeurs à ressort, dont l'un 36 est représenté sur la Fig.2A,et qa pressent le col du sac fermement sur l'organe de contrepartie 35.

L'angle d'inclinaison de la lame élastique 33 est tel que de l'air soumis à une pression différentielle suffisante est à même de s'échapper de l'intérieur du sac au moins dans les régions de l'embouchure entre des plongeurs 36 successifs.

Le scellement du col du sac, d'une manière telle qu'un espace d'air minimum soit obtenu à l'in térieur du sac autour du col, est réalisé au moyen de sources de chaleur supérieure et inférieure 37 et 38, respectivement, qui ont la forme de lampes allongées qui rayonnent de la chaleur infrarouge d'une longueur d'onde assurant une absorption optimum de la chaleur par la composition de matière plastique des sacs 4 à l'intérieur de la chambre.

La longueur d'onde de la lumière émise par les lampes 37 et 38 est avantageusement choisie de manière à coincider avec la longueur d'onde la plus facilement absorbée par la matière du sac. La longueur d'onde en question se situe avantageusement dans l'intervalle de 3 à 4 microns pour la plupart des pellicules de matière plastique., y compris des pellicules multicouches et des stratifiés, comme un stratifié tricouche thermorétrécissable (c'est-àdire orienté) d'éthylène-acétate de vinyle, de polychlorure de vinylidène et d'éthylène-acétate de vinyle irradié.

Une brève exposition de la région du col du sac au rayonnement des émetteurs de chaleur 37 et 38 suffit pour chauffer la matière du sac à son point de ramollissement, de sorte que lorsque les panneaux de matière de sac sont pressés l'un contre l'autre, ils se soudent l'un à l'autre dans les régions de l'embouchure et du col.

Le contact de la matière du sac avec les sources de chaleur supérieure et inférieure 37 et 38 est évité à l'aide de treillis métallique 39 et 40 supportés par des paires supérieure et inférieure correspondantes de plaques de support 41 et 42 pivotant sur des pivots 41a, 42a. Chaque plaque de support 41, 42 présente une boutonnière 41b, 42b qui coopère à coulissement avec un ergot de came 43 ou 44 correspondantmonté à l'extrémité associée d'une barre de pinçage supérieure ou inférieure 45 ou 46 mobile dans le sens vertical.La barre de pinçage inférieure 46 comprend un corps principal comportant une mâchoire 46a sollicitée élastiquement et reliée au corps au moyen de ressorts de compression hélicoidaux 46b qui assurent que lorsque les deux barres de pression ou de pinçage 45 et 46 viennent en contact l'une avec l'autre, la mâchoire 46a cède élastiquement.

Le dispositif de retenue 30 comprend, en outre, un fil métallique conformé 48 qui est supporté par l'organe de contrepartie 35 et qui, selon la configuration du dispositif de retenue illustrée sur la Fig. 2A, vient en contact avec le col du sac ballonné. Lorsqu'il est excité au moyend'uneimpulsion de courant, le fil rompt le col du sac afin de permettre l'échappement du gaz (habituellement de l'air} contenu dans le col ballonné avant scellement.

Le fil 48 peut, par exemple, avoir une forme en dents de scie ou une forme ondulée sinusoidale.

A mesure que la barre de pinçage supérieure 45 descend, ses ergots de came 43 glissent vers le bas dans les boutonnières 41b et font pivoter les organes de support pivotants supérieurs 41 dans le sens contraire à celui des aiguilles de la montre pour écarter la source de chaleur 37 et son treillis 39 vers la droite du trajet suivi par la barre de pinçage supérieure 45 qui descend.

De même, à mesure que la barre de pinçage inférieure 46 monte, ses ergots de came 44 coopèrent avec les boutonnières 42b des supports inférieurs 42 pour faire pivoter ces supports latéralement et pour écarter la source de chaleur inférieure 38 et son treillis 40 du trajet suivi par la barre de pin çage 46 qui monte. Ceci permet le pinçage de la matière pelliculaire entre les deux barres de pinçage 45 et 46. En même temps, une lame 47 supportée par la partie principale de la barre de pinçage inférieure 46 est exposée au-dessus de la mâchoire à ressort 46a gce àl'mtervenicn des ressorts de compression 46b et est à même de sectionner la matière en surplus du col du sac pendant le scellement.

La Fig. 2B illustre le mécanisme d'entrainement grâce auquel la barre de pinçage supérieure 45 est entraînée dans son déplacement vertical.

Comme le montre la Fig. 2B, la barre de pinçage supérieure 45 est en deux parties distinctes supportées par une chape centrale 49 sur une broche de guidage verticale 50 afin de permettre un coulissement vertical des deux parties de la barre de pinçage supérieure 45.

Les deux parties de la barre de pinçage sont reliées aux extrémités inférieures de biellettes de poussée respectives 51 dont les extrémités supérieures sont, à leur tour, articulées à des leviers de renvoi correspondants 52, 52' dont l'un 52 apparaît sur la Fig. 2A.

Le levier de renvoi de gauche 52 comporte un pivot fixe 53 dans un coin, un pivot 54 dans un autre coin qui l'articule à la biellette de poussée 51 et un autre pivot encore 55 dans le troisième coin qui l'articule à une extrémité d'une entretoise d'entraînement secondaire 56.

L'autre extrémité de l'entretoise d'entraînement secondaire 56 est articulée en 57 à un coin correspondant du levier de renvoi de droite 52' qui comporte également des pivots de contrepartie 53' et 54' correspondant aux pivots 53 et 54 décrits plus haut.

Une entretoise d'entraînement principale 58 est montée entre la tige de piston 59 d'un vérin 60 et un autre pivot d'articulation 61 sur le levier de renvoi droit 52'. L'extension et le retrait de la tige de piston 59 font pivoter les -1-eviers52, 52', respectivement, dans le sens contraire à celui des aiguilles de la montre et dans le sens des aiguilles de la montre et font, par conséquent, monter et descendre les barres de pinçage 45.

Une liaison mécanique d'entraînement sembable avec vérin est prévue pour entraîner la partie principale de la barre de pinçage inférieure 46 vers le haut et vers le bas.

Comme le montre également la Fig. 2B, la barre de pinçage supérieure 45 comporte une garde 62 qui y est fixée par vissage et qui sert à délimiter un intervalle dans lequel la lame 47 peut pénétrer lorsque les barres de pinçage supérieure et inférieure 45 et 46 se rejoignent.

Le dispositif de retenue 30 des Fig. 2A et 2B fonctionne à divers stades pendant le cycle de la machine entière, comme décrit plus loin.

Lorsqu'on utilise des sacs 4 faits d'une matière pelliculaire thermorétrécissable, c'est-àdire orientée, l'appareil représenté sur la Fig. 1 fonctionne de la manière suivante:
Un sac chargé, mais non scellé 4, fait d'une pellicule d' emballage thermorétrécissable, est placé dans la chambre à vide 1 et le couvercle 3 de la chambre est déplacé vers le bas pour fermer la chambre et permettre son scellement au niveau de son bord 20.

Une forme d'une pellicule thermorétrécissable (c'est-à-dire orientée} utilisée pour le sac4 peut être un stratifié tricouche d'éthylène-acétate de vinyle, de polychlorure de vinylidène et d'éthylène-acétate de vinyle irradié, comme décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n" 3.741.253 et vendu par la Demanderesse sous la marque de fabrique "Barrier Bag".

Comme expliqué plus haut, l'abaissement du couvercle 3 de la chambre fait descendre la lame élastique 33 contre le col du sac, afin de maintenir le col solidement sur la surface supérieure de l'organe de contrepartie 35. A ce stade, les barres de pinçage supérieure et inférieure 45 et 46 sont rétractées et les sources de chaleur 37 et 38 sont dans la configuration représentée sur la Fig. 2A.

De la chaleur de rétrécissement est appliquée à la surface externe du sac avant toute évacuation d'air substantielle de l'intérieur de la chambre et la chaleur appliquée fait débuter le rétrécissement de la matière du sac. L'air enfermé dans le sac effectivement scellé (maintenu par la lame élastique 33) résiste au rétrécissement et maintient la matière du sac écartée par "ballonnement" de la surface du produit (par exemple un morceau de viande rouge fraiche) contenu dans le sac. Tandis que le sac est ainsi maintenu dégagé de la surface du produit, la circulation d'air chaud autour de l'extérieur de la matière ballonnée du sac applique un supplément de chaleur à la matière du sac et complète l'opération de thermorétrécissement pour plaquer la matière pelliculaire tout contre la surface du produit.Cependant, la matière du sac aura été écartée de la surface du produit par ballonnement pendant un laps de temps suffisant pour permettre un transfert de chaleur adéquat à la pellicule ballonnée qui n'est pas à même de fournir une quantité appréciable quelconque de chaleur au produit 21 et pour porter la pellicule à sa température de rétrécissement, de sorte qu'une proportion très élevée de l'énergie de rétrécissement peut être récupérée.

Pendant ce temps, les sources de chaleur 37 et 38 sont soit désexcitées, soit, de préférence, excitées à un niveau de chauffage faible qui ne leur permet pas de chauffer la matière pelliculaire du col du sac à une température suffisante pour réaliser une fusion.

L'étranglement de l'embouchure du sac lorsqu'elle est attaquée par le dispositif de rete nue élastique 30 assure que, à mesure que l'application d'une chaleur par convection à la surface externe du sac progresse, toute pression différentielle excessive accumulée à l'intérieur du sac puisse être maitrisée par évacuation de gaz (habituellement de l'air) de l'intérieur du sac 4 dans une mesure telle que la matière du sac soit encore maintenue écartée par ballonnement de la surface du produit 21 y contenu.Comme l'effet de ballonnement dépend de facteurs communs à un lot particulier de produits 21 (par exemple, la température superficielle, la quantité d'air contenue dans le produit, et la nature de la surface, par exemple l'adhésivité du produit), il peut être avantageux de déterminer, par observation, le moment où le ballonnement se produira probablement, puis de minuter le processus de telle sorte que l'évacuation de l'air débute au même moment pour tous les produits d'un lot et soit mesurée par une minuterie adéquate. On peut utiliser n'importe quel autre dispositif de commande, comme on le souhaite.

Etant donné que, pendant la phase de thermorétrécissement, le sac est toujours maintenu élastiquement au niveau de son col,.l'échappement d'air peut se poursuivre de- l'intérieur du sac par son col dans le cas peu probable où une pression différentielle excessive serait exercée sur la matière du sac, tandis que le reste du sac se plaque par rétrécissement sur la surface du produit 21 de manière à fournir une surface en substance sans pli qui couvre le produit 21 et à néanmoins laisser le col du sac à même de subir un soudage lorsque les barres de pinçage 45 et 46 se ferment l'une contre 1' autre.

Au terme de la phase de ballonnement et avant d'entamer l'évacuation de l'air du sac, on excite brièvement le fil conformé 48 pour rompre le col du sac et évacuer le gaz emprisonné dans ce col.

L'évacuation de l'atmosphère de la chambre (et du sac 4 maintenant rompu) progresse jusqu'à ce que le vide souhaité soit atteint. Au terme de la phase d'évacuation de l'air ou peu avant celui-ci, on peut activer les lampes 37 et 38 au maximum pour qu'elles émettent de la chaleur rayonnante à la longueur d'onde souhaitée pour une absorption de chaleur optimum par la matière pelliculaire et ainsi pour qu'elles chauffent le col du sac percé jusqu'à sa température de fusion.

Les vérins 60 sont alors actionnés pour amener les barres de pinçage supérieure et inférieure 45 et 46 l'une contre l'autre et écarter simultanément par pivotement les sources 37 et 38 et leurs treillis associés 39 et 40.

Dès que la barre de pinçage supérieure 45 est entrée en contact avec la mâchoire de pinçage à ressort 46a, l'action des verins 60 amène la lame 47 à sectionner le col du sac pour en détacher la matière en surplus. Les mâchoires de pinçage 45 et 46 retiennent fermement le col le long de la lame 47 pour effectuer le soudage. Pendant toute cette opération, l'embouchure du sac est encore pincée entre la lame élastique 33 et l'organe de contrepartie 35 de sorte que le sac est encore solidement maintenu dans le dispositif de retenue 30.

Le retrait des barres de pinçage supérieure et inférieure 45 et 46 ramène les sources de chaleur 37 et 38 et leurs treillis 39 et 40, respectivement, dans la configuration de la Fig. 2A.

L'évacuation de l'air de la chambre s'effectue après ce retrait des barres de pinçage 45, 46, de sorte que tout air résiduel peut s'échapper sans entrave du sac.

Lorsque la chambre à vide est remise sous pression, lors de l'ouverture, les parties chauffées du col du sac situées à gauche des organes de pin çage 45 et 46 sont pressées l'une contre l'autre pour réaliser un soudage par fusion et pour réduire la dimension de la matière du sac éventuellement en surplus autour de la zone de scellement pour donner un aspect net à l'emballage terminé.

La matière du sac en surplus sectionnée par la lame 47 est encore maintenue entre la lame élastique 33 et l'organe de contrepartie 35 et peut être enlevée pendant ou après l'enlèvement de l'emballage de la chambre ouverte.

Le processus décrit plus haut est particulièrement commode avec des produits humides tels que de la viande rouge fraîche dans des sacs thermorétrécissables, parce que l'augmentation de la pression exercée sur la surface de la viande, pendant l'effet de ballonnement du sac, tend à maintenir l'humidité dans le produit eut à éviter la formation de buée sur la surface interne du sac lorsqu'il est dans l'état ballonne. De plus, l'évacuation rapide de l'air emprisonné lors du percement du sac permet à la matière du sac d'entrer en contact avec le produit rapidement et avant la formation d'une telle buée. Cela étant, l'aspect de l'emballage terminé est particulièrement agréable dans le cas de produits humides, comme de la viande rouge fraicne.

Dans le cas de tous les produits emballés par ce procédé, la nature exempte de pli du produit est améliorée par l'adoption d'une phase de rétrécissement préliminaire suivie d'une evacuation de l'air ultérieure (par opposition à la séquence classique du scellement sous vide suivi du rétrécissement).

L'emballage terminé conforme à l'invention est, en outre, fortement amélioré par rapport aux emballage ajustés nar rétrécissement selon l'art antérieur dans les un bain de rétrécissement aqueux est utilisé pour atténuer les effets de "dissipation thermique" du produit relativement froid et à capacité thermique élevée, parce que le rétrécissement de la pellicule en contact avec de l'air permet un taux de récupération plus élevé de l'énergie de rétrécissement et, par conséquent, une plus forte augmentation d'épaisseur, avec pour résultat que les propriétés de barrière du sac (importantes pour maintenir le scellement hermétique du produit et sa fraicheur jusqu'au moment de sa consommation) sont plus efficaces.De plus, la résistance d'un tel sac aux déprédations est améliorée en raison de l'épaisseur accrue.

Etant donné que la poche d'air emprisonné dans le sac pendant la phase de rétrécissement précédant le chauffage résiste à l'affaissement du sac et postpose le contact du sac avec le produit froid, cet effet d'augmentation de l'épaisseur est encore plus sensible et il en est de même pour l'aspect exempt de pli du sac qui dépend à nouveau du degré de récupération de l'énergie de rétrécissement latente dans la matière pelliculaire. De plus, comme le rétrécissement est provoqué par des courants d'air qui se déplacent autour de la totalité du produit, le rétrécissement du sac est uniforme autour du produit, ce qui élimine le risque d'emprisonnement de poches d'air derrière "l'équateur" du produit (c'est-à-dire la zone de plus grande section dans un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal du sac).

De plus, la caractéristique précitée selon laquelle il n'y a que peu ou pas de vapeur d'eau dans l'air présent entre le produit et le sac qui rétrécit (ce qui est dû à l'amorçage du rétrécissement avant toute réduction de pression et même avec une faible augmentation de pression, comme le montre la Fig. 4) assure que la quantité de chaleur de rétrécissement requise est moins élevée, parce que l'air sec présent sur la surface interne du sac absorbe moins de chaleur que n'en absorberait de l'air chargé d'humidité.

Etant donné que les supports inférieur et supérieur 31 et 32 du dispositif de retenue élastique 30 sont supportés par la partie inférieure 2 et par le couvercle 3 de la chambre, respectivement, ils se juxtaposent automatiquement en contact l'un avec l'autre lorsque la chambre est fermée et il suffit au préposé de faire en sorte que le col du sac 4 soit placé sur l'organe de contrepartie 35 avant la fermeture de la chambre.

Si on le souhaite, lorsque les sacs chargés sont introduits par un transporteur dans la chambre 1, le transporteur peut être du type qui assure que, lorsque le sac 4 est arrêté, son col soit correctement placé en vue d'un pinçage d'étranglement sans exiger un positionnement soigneux par un préposé.

Un autre mécanisme de retenue et de fermeture du sac peut être prévu si on le souhaite. Par exemple, le col du sac peut être resserré étroitement dans la chambre lorsque celle-ci est fermée, dans une mesure compatible avec le souhait d'écarter le sac du produit par ballonnement pendant les tous premiers stades de l'évacuation de l'air de la chambre, et une agrafe peut alors être posée sur le col du sac au terme de l'évacuation de'l'air et du rétrécissement. Un tel dispositif de pose d'agrafes installé dans la chambre est, par exemple, décrit dans le brevet anglais de la Demanderesse n" 1.353.157.

Le produit est supporté sur des rouleaux qui délimitent la grille perméable à l'air 5destinés à supporter l'objet tout en permettant néanmoins à de l'air de thermorétrécissementdecirculer tout autour de la surface de l'objet.

Dans n'importe quel procédé de rétrécissement de postscellement classique, le degré de récupération du rétrécissement disponible dans la pellicule (c'est-à-dire la mesure selon laquelle la pellicule est à même de revenir à sa configuration initiale précédant l'étirage d'orientation) est limité par la chute de température de la pellicule lorsqu'elle entre en contact avec le produit.En faisant en sorte que, dans la présente invention, la phase de chauffage se produise pendant que la pellicule thermorétrécissable est dans un état ballonné et tandis que le pression d'air dans la chambre est en substance égale à la pression atmosphérique pendant la circulation de l'air de thermorétrécissement, il est possible de récupérer une fraction beaucoup plus importante du rétrécissement disponible dans la pellicule uniquement pendant une phase de chauffage de très courte durée.

Dans la forme d'exécution préférée, comme décrit plus haut, le procédé permet d'évacuer de l'air de l'intérieur de la chambre et de l'air de l'intérieur de l'emballage. On comprendra évidemment qu'un autre gaz peut être utilisé, si on le souhaite. En tout cas, certains produits peuvent abandonner du gaz, comme le gaz carbonique qui est extrait pendant la phase d'évacuation, ou bien le produit peut etre balayé à l'aide d'un gaz inerte, même si l'air est le constituant gazeux principal dans la chambre et/ou dans le sac.

Pendant toute la description de la forme d'exécution préférée du procédé, on a mentionné l'utilisation de ventilateurs de circulation d'air9 destinés à améliorer un transfert de chaleur par convection. Cependant, il est évidemment possible d'appliquer la chaleur à la pellicule d'emballage par convection sans utiliser de circulation assistée par ventilateur ou par un autre mécanisme, par exemple par un rayonnement thermique avec ou sans une certaine forme de circulation d'air, par exemple une circulation forcée par les ventilateurs 9.Le procédé conforme à l'invention se rapporte à la phase jusqu'à présent inconnue qui consiste à appliquer de la chaleur de rétrécissement avant toute évacuation substantielle de l'air de la chambre, et le mécanisme précis par lequel la chaleur est appliquée à la pellicule d'emballage peut, par conséquent, être modifié sans pour autant que l'on sorte du cadre de l'invention.

Si on le souhaite, les dispositifs de chauffage 13 et 14 et le dispositif de retenue élastique 30 peuvent n'être prévus qu'à une seule extrémité de la chambre ou le long de l'un ou des deux côtés ou aux deux extrémités et le long d'un côté pour permettre au préposé de modifier le positionnement du ou des sacs 4 à sceller. Le fait de disposer les éléments chauffants 13, 14 et le dispositif de retenue élastique le long d'un côté de la chambre assure que plusieurs sacs courts pounxnt être placés côté à côte le long de la chambre.

L'effet de ballonnement pendant l'opération de chauffage assure que la matière plastique de l'enveloppe se dégager rapidement du produit relativement froid 21 y contenu et sera par conséquent, beaucoup mieux apte à subir le rétrécisseF,ent parce que la chaleur transférée à la matière au sac à partir du flux d'air chaud n'est pas transférée immédiatement au produit 21 par conduction.

L'application de la chaleur de rétrécissement dure une brève période, par exemple de 2 à 8 secondes, de préférence de 3 à 4 secondes, et l'évacuation proprement dite de l'air débute alors dès que la zone ballonnée est revenue en contact avec la surface du produit 2lsous l'effet du rétrécissement de la pellicule et/ou de l'égalisation des pressions à l'intérieur du sac et autour de celui-ci.

L'évacuation de l'air ae la chambre s'effectue alors gracie à l'intervention de la pompe à vide 10 jusqu'à ce que la pression résiduelle dans la chambre à vide 1 soit tombée à une valeur finale de, par exemple, 5% de masse d'air résiduelle.

Dans la forme d'exécution du procédé dans laquelle le gaz contenu dans la chambre subit une circulation assistée par ventilateur, pendant cette évacuation de l'air de la chambre qui se poursuit, les ventilateurs 9 peuvent, si on le souhaite, être constamment en fonctionnement, de sorte que, à mesure que la densité de l'air restant dans la chambre 1 diminue progressivement, cet air est encore à même de provoquer un certain rétrécissement supplémentaire de la matière du sac sur les contours extérieurs du produit 21.

Au terme de la phase d'évacuation de l'air, le col du sac est scellé, dans ce cas,grAce à l'intervention des éléments chauffants de soudage 37, 38, ou sinon de n'importe quel autre dispositif de soudage adéquat comprenant, par exemple, des barres à souder classiques.

La valve 22 est ensuite ouverte pour permettre la remise sous pression de la chambre 1. Le couvercle 3 de la chambre est ensuite relevé pour permettre l'enlèvement de l'emballage rétréci et scellé résultant de la chambre à vide 1.

Les éléments chauffants 16 qui se trouvent dans la chambre servent à maintenir la température de l'air autour de l'emballage à une valeur suffisante pour assurer les échanges thermiques nécessaires au profit de la matière du sac ballonné pour réaliser le rétrécissement. Cependant, lorsqu'on utilise une circulation d'air dans la chambre assistée par des ventilateurs, les éléments chauffants 16 ne doivent pas être continuellement en fonctionnement, pourvu que, au moment où le sac 4 est écarté par ballonnement du produit 21, la température de l'air dans la chambre 1 soit à une valeur adéquate pour le rétrécissement de l'emballage.

Des températures de 90"C à 140"C lors du ballonnement peuvent être nécessaires pour réaliser un rétrécissement dans le cas d'une pellicule rétrécissable orientée biaxialement. La valeur précise de la température dépend de facteurs tels que la nature de la pellicule ou le degré d'orientation.

Une version entièrement automatique de l'appareil peut être envisagée et, dans ce cas, les divers paramètres du procédé sont réglés et l'appareil est synchronisé de manière à fonctionner automatiquement à partir de l'introduction d'un sac chargé dans la chambre jusqu'à la sortie de l'emballage scellé automatiquement de la chambre.

La durée précise de la phase de chauffage peut varier entre certaines limites.

Par exemple, la Fig. 4 illustre une graphique indiquant la pression dans la chambre en regard du temps. Au moment tO, la chambre se ferme et le moment tl indique le moment où, après rétrécissement du sac, débute l'évacuation de l'air de la chambre. Au moment t2, le fil conformé 48 est excité pour rompre le col du sac avant gu'un vide complet soit atteint au moment t3. ka moment t4, les lampes 37 et 38 sont excitées et les barres de pinçage 45, 46 sont ensuite juxtaposées pour sceller le col et rogner la matière en excès. hu moment t5, la chambre est remise sous pression.

La ligne pointillée 101 du la Fig. 4 indique la pression à l'intérieur du sac et montre que cette pression s'élève au-dessus de la valeur de la pression atmosphérique de départ de la ligne 100 indiquant la pression de la chambre. C'est cette augmentation de pression, provoquée par l'application de la chaleur de rétrécissement à l'extérieur de la chambre qui provoque le ballonnement du sac.

Pour un lot de produit donné quelconque, l'effet d'étranglement du dispositif de retenue élastique 30 sur le col du sac doit être tel que le sac subisse un ballonnement propre à assurer que la chaleur transférée à la matière ballonnée par contact avec le flux d'air chaud ne soit pas immédiatement perdue par conduction au profit du produit relativement froid contenu dans le sac.

Comme l'application de la chaleur est basée sur une circulation d'air chaud sur la pellicule d'emballage ballonnée, le fait que la surface externe du sac est en substance à la pression atmosphérique assure que la capacité thermique de l'air dans la chambre 1 pendant l'opération de rétrécissement à cette pression intermédiaire sera aussi élevée que possible pour garantir un transfert de chaleur efficace.

Comme indiqué plus haut, la température du produit, la nature de la pellicule d'emballage (par exemple le sac 4) et le volume de gaz contenu dans le produit, affectent également le ballonnement.

D'une manière générale, l'appareil est réglable pour tenir compte des différentes valeurs de la durée de la période de chauffage de rétrécissement afin d'assurer que le sacauza toujours subi un ballonnement suivi d'un affaissement adéquat au moment où débute la phase d'évacuation d'air principale.

Si on le souhaite, par exemple lorsqu'on emballe des produits particulièrement souples, comme des fromages blancs, l'utilisation d'un emballage "souple sous vide peut avoir pour résultat que la phase d'évacuation de l'air est abrégée très tôt après la reprise de la chute de pression en dessous de la valeur de "pression intermédiaire".

On peut, si on le souhaite, faire en sorte que de l'air chaud soit introduit dans la chambre 1 (par des moyens non représentés) pendant que le cou vercle 3 s'abaisse et jusque et y compris le moment où le couvercle 3 se ferme sur la partie inférieure 2 de la chambre pour assurer un scellement au niveau du bord 20. Ceci fournit la meilleure alimentation d'air chaud possible dans la chambre 1 au début de l'opération de thermorétrécissement.

Si on le souhaite, l'emballage peut contenir plusieurs objets enfermés dans une seule enveloppe (par exemple dans un sac 4).

I1 peut être souhaitable de modifier le procédé en vue de l'utiliser avec des pellicules dites à autosoudage, mentionnées dans la demande de brevet anglais n" 8.023.465 de la Demanderesse.

Claims (12)

REVENDICATIONS

1. Procédé pour emballer un produit, suivant lequel on place le produit (21) dans un récipient flexible (4) de telle sorte qu'un gaz entoure le produit, on évacue le gaz de l'intérieur du récipient flexible de manière à amener le récipient à s'affaisser en contact avec le produit et on scelle le récipient flexible, caractérisé en ce qu'avant d'évacuer le gaz de l'intérieur du récipient, on applique de la chaleur au récipient flexible et on empe- che le gaz de s'en échapper, et on relâche ensuite le gaz de l'intérieur du récipient flexible pour permettre au récipient (4) de s'affaisser en contact avec le produit (21).

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'après l'échappement du gaz de l'intérieur du récipient flexible (4), on évacue le gaz de l'intérieur et de l'extérieur du récipient flexible, après quoi on scelle le récipient (4) pour enfermer le produit (21) sous vide.

3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le récipient flexible (4) présente une embouchure qui est pincée élastiquement pour limiter l'échappement du gaz pendant le chauffage dans une mesure qui provoque le ballonnement du récipient pour 1' écarter de la surface du produit (21) pendant la phase de chauffage.

4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'on libère le gaz de l'intérieur du récipient en incisant le récipient le long de son embouchure pincée, afin de permettre au gaz de s'échapper sans entrave et on scelle ensuite le récipient incisé du ctté de la région incisée qui est plus proche du produit en vue de rétablir le scellement du récipient.

5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on applique de la chaleur dans une chambre à vide (1) avant de créer un vide quelconque dans la chambre

6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on applique de la chaleur par convection forcée d'air chaud sur la surface externe du récipient flexible.

7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on scelle le récipient flexible par l'application d'une chaleur de ramollissement à la région du col, suivie de la fermeture de la région ramollie du col pour provoquer un soudage par fusion.

8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le récipient flexible (4) est fait d'une pellicule de matière plastique thermorétrécissable et l'application de la chaleur au récipient provoque le rétrécissement de la pellicule, plaçant le récipient sous tension autour du gaz emprisonné, de sorte que cette tension n'est relâchée que lorsque le gaz est lui-mme libéré.

9. Appareil pour emballer un produit comprenant une chambre à vide (1), un dispositif (10) pour faire le vide dans la chambre, un support (5) pour un sac chargé (4) dans la chambre, un dispositif (9, 16) pour faire circuler de l'air chaud autour de l'intérieur de la chambre, et un dispositif (13, 14, 45, 46) pour sceller un sac dans la chambre, caractérisé par des dispositifs (30) pour fermer le col du sac dans la chambre et ov^r ouvrir ultérieurement le sac et un dispositif programm-tenr pour assurer le fonctionnement du dispositif de circulation d'air chaud (9, 16) avant qu'un vide soit établi dans la chambre (1) et pour assurer que les dispositifs de fermeture (30) maintiendront le sac fermé pendant .^ue le dispositif de circulation d'air (9, 16) fonctionne et interviendront pour ouvrir le sac (4) avant que le dispositif d'évacuation de l'air (10) de la chambre n'entre en åeu, et poir actionner le dispositif de scellement (13, 14, 45, 46) afin de sceller le sac après que les dispositifs de fermeture et d'ouverture (30) aient fonctionné.

10. Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce que les dispositifs de fermeture et d'ouverture (30) du sac comprennent un dispositif (33, 35) pour maintenir l'embouchure d'un sac fermée pendant que le dispositif de circulation d'air chaud (9, 16) fonctionne et un dispositif (48) pour rompre un sac du caté du dispositif de fermeture (30) qui est plus proche du support (5) du sac dans la chambre.

il. Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce que le dispositif de retenue comprend un organe de retenue élastique (33) et un organe de contrepartie (35) contre lequel l'organe de retenue élastique (33) presse le col d'un sac (4) et lue dispositif de rupture comprend un dispositif de chauffage électrique (48) placé entre le dispositif de retenue (33, 35) et le dispositif de scellement (13, 14, 45, 46) et pouvant oestre excité pour rompre à chaud le col d'un sac (4) maintenu par le dispositif de retenue (33, 35).

12. Appareil selon l'une quelconque des revendications 10 ou 11, caractérisé en ce que le dispositif de scellement comprend des sources de chaleur rayonnante pour appliquer de la chaleur rayonnante à la région du col d'un récipient flexible.

13. Appareil selon l'une quelconque des revendications 10 ou 12, caractérisé en ce que les sources de chaleur sont des lampes à rayons infrarouges allongées (13, 14) disposées l'une en face de l'autre de part et d'autre d'une position prévue pour la matière du col d'un sac, le dispositif de scellement comprenant, en outre, des organes de pinçage qui sont des barres de pinçage espacées et parallèles (45, 46) comportant une position de repos dans laquelle les lampes (13, 14) sont disposées entre les deux barres (45, 46), et une position active dans laquelle les barres (45, 46) sont juxtaposées l'une contre l'autre pour occuper les positions occupées par les lampes allongées (13, 14) dans la position de repos des barres de pinçage (45, 46) et des moyens de sectionnement (47) étant supportés par une des barres de pinçage (46) pour sectionner la matière en surplus du col d'un sac0

14. Appareil selon la revendication 13, caractérisé en ce que les lampes allongées (13, 14) sont supportées par des supports mobiles (41, 42) et des moyens (43, 44) sont prévus et sont actionnés par des barres de pinçage (45, 46) pour déplacer les lampes (13, 14) latéralement pendant la fermeture des barres de pinçage (45, 46) l'une contre l'autre.