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WO 2008/053114 1 PCT/FR2007/052254
NOUVELLE INSTALLATION POUR LA FABRICATION D'UNE BARQUETTE BI-
COMPOSANTS
La présente invention concerne le domaine général de l'emballage ; elle
concerne plus particulièrement une nouvelle structure d'installation pour la
fabrication
d'une barquette étanche constituée par l'assemblage d'une enveloppe externe,
réalisée en matériau relativement rigide, comme par exemple du carton, et d'un
doublage intérieur constitué d'un film plastique thermoformé qui assure
l'étanchéité de
la barquette.
Dans les barquettes bi-composants connues à ce jour, par exemple décrites
dans le document FR-2 826 937, l'enveloppe externe est solidarisée avec le
film
plastique interne par la mise en ceuvre d'une opération d'encollage, la colle
étant
appliquée sur la face interne de ladite enveloppe externe par pulvérisation ou
projection.
Or, certaines colles intéressantes pour l'assemblage de barquettes dont le
contenu est ultérieurement destiné à être cuit ou réchauffé, sont
difficilement
applicables par cette méthode de pulvérisation ; c'est le cas par exemple pour
certaines colles de type acrylique.
De plus, la pulvérisation ne constitue pas toujours une méthode d'application
propre et
efficace. Cette forme d'application de la colle provoque, de manière générale,
des
salissures de l'environnement, ce qui est préjudiciable à une production
industrielle des
barquettes, en particulier dans le domaine agro-alimentaire.
Pour remédier à ces inconvénients, les demandeurs ont développé une
installation originale décrite dans le document FR-2 883 223.
En substance, cette installation comporte un poste d'encollage comprenant les
éléments structurels suivants :
- au moins un organe d'encollage de type tampon, apte à être chargé en colle
sur au
moins une partie de sa surface, et apte à venir au contact de la ou des zones
à
encoller de l'enveloppe externe de la barquette, pour la dépose de la colle,
et
- des moyens pour le chargement en colle dudit organe d'encollage, comprenant
une
surface plane d'alimentation en colle, ces moyens de chargement étant
conformés
pour déposer la colle sur ladite partie de surface dudit organe d'encollage.
Dans cette invention, l'organe d'encollage consiste en un corps réalisé en
matière
élastique, apte à être déformé entre une conformation de prélèvement de la
colle dans
laquelle sa ou ses surfaces devant être chargées en colle s'étendent en
saillie dans un
même plan, et une conformation d'encollage dans laquelle la ou les surfaces
chargées
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en colle sont aptes à venir au contact de la ou les zones à encoller de
l'enveloppe
externe.
Cette structure particulière permet la dépose de colle de manière simple à
l'intérieur de
l'enveloppe externe de la barquette, juste avant l'opération de mise en place
du
revêtement plastique intérieur. Mais du fait de sa structure et des différents
mouvements qu'il est amené à subir, le tampon encolleur peut quelquefois ne
pas se
désolidariser convenablement de l'enveloppe externe, après apposition de la
colle. De
plus, la zone de prise de colle du tampon n'est pas toujours strictement
située au
même endroit, du fait que l'on ne maitrise pas bien sa déformation ; ainsi, la
zone de
dépose de la colle sur l'enveloppe externe en carton présente certaines
variations.
Les demandeurs ont donc développé une nouvelle installation de fabrication
d'une barquette bi-composants, permettant une application rapide, précise et
répétitive
de la colle sur une ou plusieurs zones déterminées de l'enveloppe externe,
cela de
manière simple et efficace.
Cette nouvelle installation est du type de celle décrite dans le document FR-
2 883 223, c'est-à-dire - qu'elle est adaptée pour la fabrication d'une
barquette dont le
corps, formé d'un élément de fond associé à une ceinture de parois latérales,
se
compose d'une enveloppe externe en matériau rigide ou semi-rigide, réalisée
par
exemple en carton, doublée intérieurement d'un film plastique étanche
rapporté, ledit
film plastique étant solidarisé avec ladite enveloppe par encollage sur une ou
plusieurs
zones pour constituer la ou les zones d'assemblage entre les deux matériaux,
et -
qu'elle comprend, notamment, un poste d'encollage comportant au moins un
organe
d'encollage de type tampon monté sur une structure support, cet organe
d'encollage
étant apte à venir en contact avec une partie au moins de la face interne de
l'une au
moins des parois latérales de ladite enveloppe externe, pour constituer ladite
zone
d'encollage.
Conformément à l'invention, le ou les tampons d'encollage consistent en au
moins un
bloc de matière poreuse apte, d'une part, à être chargé en colle par un
phénomène de
diffusion au sein dudit bloc de matière poreuse, et d'autre part, à déposer la
colle par
contact associé éventuellement à une compression sur ladite zone d'encollage ;
de
plus, ce ou ces tampons d'encollage sont montés sur leur structure support par
l'intermédiaire de moyens permettant leur manceuvre en déploiement et en
repliement,
entre, d'une part, une position déployée, dans laquelle ledit tampon vient en
contact
avec ladite zone d'encollage pour y déposer la colle, et d'autre part, une
position
repliée, dans laquelle ledit tampon d'encollage est à distance de l'enveloppe
externe
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de ladite barquette, notamment pour permettre les mouvements d'entrée et de
sortie
desdites enveloppes externes, respectivement dans ledit poste d'encollage et
hors de
celui-ci.
Cette installation présente notamment l'avantage d'assurer une dépose de colle
toujours précisément au même endroit sur la face interne de l'enveloppe
externe en
carton.
Selon une caractéristique particulièrement intéressante, les moyens permettant
la manceuvre en déploiement et en repliement du ou des tampons assurent le
déplacement de ce ou ces derniers entre deux positions de fin de course, l'une
repliée
vers l'intérieur et l'autre déployée vers l'extérieur.
Selon encore une caractéristique, pour la fabrication d'une barquette
comportant une ceinture de quatre parois latérales, les moyens d'encollage
comprennent au moins deux tampons d'encollage, aptes chacun à déposer de la
colle
sur au moins une partie de deux desdites parois latérales.
Selon une première forme particulière de réalisation, le ou les tampons
d'encollage sont chacun montés sur un support par l'intermédiaire d'un vérin
permettant la manceuvre dudit ou desdits tampons d'encollage associés entre
les
positions déployée et repliée précitées.
Selon une seconde forme de réalisation intéressante, la structure support des
tampons d'encollage se présente sous la forme d'un axe central support,
vertical ou
sensiblement vertical, sur lequel est articulé au moins un bras déployable
associé à
des moyens de manceuvre, et dont l'extrémité libre porte un tampon
d'encollage,
lesdits moyens de manceuvre assurant le déplacement en déploiement et en
repliement dudit ou desdits bras déployables par rapport audit axe central
support.
Dans ce cas, le ou les bras déployables coopèrent avec un coulisseau
manceuvrable
sur la hauteur de l'axe central support, déplacé au moyen d'un vérin de
pilotage, les
mouvements en translation dudit coulisseau assurant les manceuvres en
déploiement
et en repliement dudit ou desdits bras déployables.
De manière avantageuse, cette dernière structure du poste d'encollage peut se
présenter selon une configuration générale de type pantographe, à savoir :
- le ou les bras déployables sont articulés au niveau de l'extrémité
inférieure de l'axe
central support, le coulisseau coopérant avec ledit ou lesdits bras
déployables par
l'intermédiaire d'un bras intermédiaire dont l'une des extrémités est
articulée sur ledit
coulisseau et dont l'autre extrémité est articulée sur ledit bras déployable
associé,
selon un point situé entre ses deux extrémités, ou
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- le ou les bras déployables sont articulés au niveau de l'une de leurs
extrémités sur le
coulisseau de l'axe support, un ou des bras intermédiaires de manceuvre étant
articulé(s), d'une part, au niveau de l'extrémité inférieure de l'axe central
support, et
d'autre part, sur l'un des bras déployables, selon un point d'articulation
situé entre ses
deux extrémités.
Selon une autre particularité, les moyens d'alimentation en colle comprennent
au moins un réservoir associé à un circuit d'amenée de la colle jusqu'à l'un
au moins
des blocs de matière poreuse, lequel circuit d'amenée comporte des moyens de
régulation du débit notamment de type pompe, électrovanne et/ou vanne
manuelle.
L'invention sera encore illustrée, sans être aucunement limitée, par la
description suivante de plusieurs formes de réalisations particulières,
données
uniquement à titre d'exemples et représentées sur les dessins annexés dans
lesquels :
- les figures 1 A à 1 D(figure 1) montrent, de manière générale et
schématique, les
principales étapes mises en ceuvre au sein d'un poste d'encollage conforme à
l'invention pour la fabrication de barquettes bi-composants ;
- les figures 2A et 2B (figure 2) montrent, également de manière schématique,
les
principales étapes pour l'encollage d'une enveloppe externe au sein d'un poste
d'encollage dont les tampons sont portés par des moyens de manceuvre de type
vérins ;
- les figures 3A et 3B (figure 3) montrent, encore de manière schématique, les
principales étapes mises en ceuvre au sein d'un poste d'encollage dont les
tampons
sont portés par des moyens de manceuvre du type pantographe ;
- les figures 4A et 4B (figure 4) montrent, de manière schématique, un poste
d'encollage dont les tampons sont portés encore par une structure de type
pantographe, dont la structure constitue une alternative à celle de la figure
3 précitée.
Les figures 1A à 1 D montrent quelques étapes de la fabrication d'une
barquette
bi-composants au sein d'une installation conforme à l'invention, à savoir
l'encollage de
la face interne de l'enveloppe externe et la mise en place du film plastique
étanche.
Comme détaillé par la suite, la méthode d'encollage mise en ceuvre consiste
ici en une
dépose de colle sur une ou plusieurs zones de la face interne de l'enveloppe
externe
par une opération de tamponnage, cela de manière à appliquer la colle par
simple
contact.
La figure 1 A présente l'enveloppe externe 1 de la barquette convenablement
positionnée au sein d'un poste d'encollage 2 conforme à l'invention.
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L'enveloppe externe 1 est réalisée en matériau approprié, de préférence en
carton (compact ou ondulé, avantageusement de type carton recyclable). Elle
est
composée en l'occurrence d'une paroi de fond la associée à une ceinture de
parois
latérales périphériques 1 b légèrement évasée vers l'extérieur pour former un
ensemble
en forme générale de tronc de pyramide.
Cette enveloppe 1 est élaborée par la mise en volume d'un flan de carton
convenablement découpé et rainé ; elle peut aussi être obtenue par moulage
d'une
pâte à papier par exemple.
Selon une variante, l'enveloppe externe 1 peut être réalisée en un matériau
plastique
alvéolaire ; elle peut aussi être réalisée par l'association de différents
matériaux, par
exemple d'un mixte carton/bois déroulé.
De manière générale, la nature et l'épaisseur du matériau constitutif de
l'enveloppe
externe 1 sont choisies selon les dimensions de la barquette et selon sa
destination.
Le poste d'encollage 2 comprend un châssis 3, mobile verticalement, portant
une structure support centrale 4 sur laquelle sont montés ici deux organes
d'encollage
5 par l'intermédiaire de moyens de manceuvre 6.
Les moyens de manceuvre 6 en question assurent le pilotage des organes
d'encollage
5 associés, entre des positions déployées vers l'extérieur et repliées vers
l'intérieur. En
l'occurrence, sur la figure 1A, les tampons 5 sont représentés en position
repliée, et
regroupés du côté de la structure support centrale 4.
Les organes d'encollage 5 sont des tampons, aptes à venir en contact avec une
partie de la face interne de l'enveloppe externe 1 (et en particulier une
partie des
parois latérales 1 b), pour constituer chacun une zone d'encollage.
En l'occurrence, les tampons d'encollage 5 comportent un corps support 5a,
porté par
les moyens de manceuvre 6 précités, muni d'au moins un bloc de matière poreuse
5b
(par exemple de type mousse synthétique alvéolaire) apte à être chargé en
colle par
un phénomène de diffusion.
Cette colle provient de moyens de chargement 7, comprenant ici un réservoir de
colle
7a associé à un circuit d'amenée 7b (par exemple sous forme de tubulures
souples)
comportant des moyens classiques de régulation de débit 7c (par exemple de
type
pompe, électrovanne et/ou vanne manuelle).
Les étapes des figures 1 B à 1 D détaillent l'opération d'encollage de
l'enveloppe
externe 1 par la mise en ceuvre de ce poste d'encollage 2 (figures 1 B et 1
Ç), puis
l'assemblage du film thermoplastique interne (figure 1 D).
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Comme représenté sur la figure 1 B, le châssis 3 du poste d'encollage 2 est
manceuvré vers le bas, en direction de l'enveloppe externe 1 sous-jacente.
De manière simultanée, ou alternativement lorsque le châssis 3 atteint sa
position
basse de fin de course, les moyens de manceuvre 6 sont pilotés en déploiement
vers
l'extérieur, de sorte que ses tampons d'encollage 5 (mousse imbibée de colle)
viennent
en contact avec les parois latérales lb en regard de l'enveloppe externe 1
pour y
déposer la colle par contact (associé éventuellement à un phénomène de
compression).
Une fois la colle déposée, les tampons 5 sont extraits de l'enveloppe externe
1
de sorte à revenir en position initiale (figure 1 Ç). Pour cela, les tampons 5
sont pilotés
selon des mouvements inverses de ceux mis en ceuvre lors de l'encollage
(décrits ci-
dessus en relation avec les figures 1 A et 1 B).
Plus précisément, les moyens de manceuvre 6 sont pilotés vers l'intérieur, de
sorte que
les tampons d'encollage 5 associés viennent dans une position de fin de course
repliée, à distance des parois latérales 1 b de l'enveloppe externe 1 de la
barquette ; de
plus, le châssis 3 est piloté selon un mouvement vertical ascendant, de
manière à
extraire les tampons 5 de l'encombrement de l'enveloppe externe 1.
Tel que représenté sur la figure 1 Ç, la colle est déposée sous la forme de
lignes
ou de bandes 10.
La forme, la surface et le positionnement de ces bandes ou lignes de colle 10
sont
fonction de la structure de liaison recherchée entre l'enveloppe externe 1 et
le film
plastique interne rapporté. Les blocs poreux 5b sont conformés en conséquence.
L'enveloppe externe 1 ainsi encollée est évacuée du poste d'encollage 2, pour
être transportée jusqu'au poste suivant où le film thermoplastique interne 11
est
rapporté, tel que représenté schématiquement sur la figure 1 D.
Le film plastique 11 peut être directement thermoformé dans l'enveloppe
externe 1. II
est par exemple mis en place au moyen d'une matrice de thermoformage
(classique
dans le domaine concerné).
De manière alternative, le film plastique 11 peut être préalablement
thermoformé, puis
rapporté dans l'enveloppe externe 1.
Les blocs poreux 5b des tampons 5 sont en permanence rechargés en colle par
les moyens de chargement 7, cela pour permettre les opérations successives
d'encollage. Le réservoir 7a alimente le système par gravité ou au moyen d'une
pompe ; le débit de la colle est réglé en fonction des besoins en jouant, le
cas échéant,
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sur le diamètre ou le temps d'ouverture de la vanne d'alimentation, ou encore
sur la
pression fournie par la pompe d'alimentation.
Le produit fini obtenu consiste donc en une barquette comprenant une
enveloppe externe 1 doublée intérieurement d'un film plastique thermoformé 11
; ces
deux matériaux sont assemblés et maintenus l'un avec l'autre part les zones de
collage
10.
De préférence, les zones de collage consistent en des lignes ou bandes,
continues ou
discontinues, ménagées uniquement au niveau des bordures supérieures des
quatre
parois latérales de la ceinture en tronc de pyramide de la barquette, de
manière à
permettre une séparation facile de l'enveloppe externe 1 et de son doublage
interne 11
après utilisation, en vue du recyclage des matériaux.
Pour optimiser le rendement, l'installation comporte des moyens de transport
en
simultané d'une pluralité d'enveloppes externes 1, juxtaposées les unes par
rapport
aux autres ; elle comporte également un poste d'encollage 2 dont le châssis 3
est
équipé d'un nombre adapté d'ensembles supports 4/tampons 5, pour l'application
simultanée de la colle sur lesdites enveloppes externes 1 juxtaposées.
De manière générale, ce type d'encollage par tamponnage permet d'appliquer
la colle en une seule opération, cela de manière précise, rapide et fiable sur
des zones
déterminées de l'enveloppe externe 1.
De plus, l'installation correspondante permet l'encollage de l'enveloppe
externe 1 de la
barquette avec de nombreux types de colle, normalement difficilement
applicables par
pulvérisation, par exemple des colles acryliques. L'utilisation de telles
colles acryliques
est particulièrement intéressante pour leurs caractéristiques de résistance à
la chaleur,
ce qui permet notamment, dans le cadre d'une application dans l'industrie
alimentaire,
d'assurer la cuisson ou le réchauffage d'aliments directement dans leur
barquette de
conditionnement.
Le nombre de tampons et la forme de leur face active sont fonction de la
conformation
de la ceinture de parois latérales 1 b de l'enveloppe externe 1. Pour la
fabrication d'une
barquette comportant une ceinture de quatre parois latérales, les moyens
d'encollage
comprennent avantageusement deux tampons d'encollage 5, aptes chacun à venir
déposer de la colle sur deux des parois latérales en vis-à-vis, ou quatre
tampons aptes
à encoller lesdites quatre parois latérales.
En association avec cet encollage des parois latérales 1 b, ou isolément, on
peut aussi envisager un encollage de tout ou partie de la paroi de fond 1 a de
l'enveloppe externe 1.
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Pour cela, la structure support 4 peut être équipée d'un tampon supplémentaire
et
accessoire, apte à venir en contact avec cette paroi de fond 1 a, pour y
déposer la colle
également par tamponnage.
Les figures 2 à 4 montrent des structures particulières du poste d'encollage
2,
conforme à celui décrit ci-dessus en relation avec la figure 1, appartenant à
des
installations complètes de fabrication de barquettes bi-composants (les moyens
de
chargement 7, identiques à ceux décrits ci-dessus, ne sont pas représentés
pour
simplifier la description).
Ainsi, les figures 2A et 2B montrent une première forme possible de
réalisation
du poste d'encollage 2, ses tampons d'encollage 5 étant chacun montés sur la
structure support 4 par l'intermédiaire de moyens de manceuvre 6 en forme de
vérins
pneumatiques 16.
Ces vérins 16 permettent la manceuvre des tampons 5 horizontalement ou
sensiblement horizontalement, entre deux positions de fin de course :
- l'une repliée vers l'intérieur du côté de la structure support 4 (figure
2A), et
- l'autre déployée vers l'extérieur dans laquelle les tampons 5 viennent en
contact avec
les parois latérales lb en regard de l'enveloppe externe 1 (après manceuvre du
châssis 3 vers le bas) pour y déposer la colle par contact associé
éventuellement à un
phénomène de compression (figure 2B). Le mouvement des vérins 16 est
avantageusement perpendiculaire au plan des parois 1 b.
Les figures 3 (figures 3A et 3B) et 4 (figures 4A et 4B) illustrent quant à
elles
(de manière schématique) des tampons 5 montés sur leur structure support 4 par
l'intermédiaire de moyens de manceuvre 6 de type pantographe.
En l'occurrence, la structure support 4 se présente sous la forme générale
d'un
axe central support, vertical ou sensiblement vertical, sur lequel sont
articulés des bras
déployables 17, dont l'extrémité libre porte l'un des tampon d'encollage 5.
Ces bras 17 sont manoeuvrables par rapport à l'axe central support 4, entre
des positions de fins de course repliée (figures 3A et 4A) et déployée
(figures 3B et
4B).
A cet effet, un coulisseau 18 est prévu pour se déplacer sur la hauteur de
l'axe central
support 4, ses mouvements en translation assurant les manceuvres en
déploiement et
en repliement des bras 17 ; un vérin pneumatique (non représenté) est implanté
de
sorte à assurer la manceuvre du coulisseau 18.
Plus précisément, dans le cas du poste d'encollage 2 conforme à la figure 3,
les
bras déployables 17 sont articulés au niveau de l'extrémité inférieure de
l'axe central
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support 4, chacun autour d'un axe horizontal ou sensiblement horizontal (non
représenté) ici parallèle à la paroi latérale 1 b en regard destinée à être
encollée.
Le coulisseau 18 coopère avec chacun des bras 17 par le biais d'un bras
intermédiaire
19, dont l'une des extrémités est articulée sur ledit coulisseau 18 et dont
l'autre
extrémité est articulée sur le bras déployable 17 associé, en un point situé
entre ses
deux extrémités.
De manière alternative, tel que représenté sur la figure 4, l'une des
extrémités
des bras déployables 17 est articulée sur le coulisseau 18.
Les bras intermédiaires 19 sont quant à eux chacun articulés, d'une part, au
niveau de
l'extrémité inférieure de l'axe central support 4, et d'autre part, sur l'un
des bras
déployables 17, selon un point d'articulation situé entre les deux extrémités.
En pratique, comme on peut le voir sur les figures 3B et 4B, la manceuvre du
coulisseau 18 en direction de l'extrémité inférieure de l'axe central support
4 (à
distance du châssis 3), au moyen du vérin de pilotage (non représenté),
provoque
l'écartement des bras déployables 17 et le déplacement des tampons 5 dans leur
position déployée vers l'extérieur. Le châssis 3 étant manceuvré en position
basse, le
bloc poreux 5b des tampons 5 vient alors en contact avec la paroi latérale 5b
en regard
de l'enveloppe 1 pour y déposer la colle.
A l'inverse, tel que représenté sur les figures 3A et 4A, le retour du
coulisseau 18 vers
le haut (c'est-à-dire en l'occurrence vers le châssis 3 associé) assure le
mouvement
des bras déployables 17 en position repliée vers l'intérieur, correspondant
également à
une position repliée des différents tampons d'encollage 5 ; dans cette
position, le
châssis 3 ayant été relevé, les enveloppes externes 1 peuvent être mises en
place sur
le poste d'encollage 2, ou être extraites de ce poste, sans être gênées par
les moyens
d'encollage 4, 5, 6.
Le choix de l'une ou l'autre des solutions décrites en relation avec les
figures 2,
3 et 4, notamment, sera fonction des dimensions et formes de la barquette, de
la place
dont on dispose et du nombre de tampons encolleurs utilisés.
