Brevet FR2005363A1 — publié le 19691212

690967! 2005363 La présente invention concerne un procédé pour souder, au moyen de chaleur et de pression, au moins deux feuilles constituées chacune par deux ou plusieurs couches de composants polymères thermoplastiques différents qui alternent et dont les températures 5 de ramollissement ne sont pas identiques. Il s'est trouvé que le soudage de deux feuilles stratifiées, effectué de la manière qui est d'usage pour les feuilles non stratifiées, donne en général une soudure de solidité et de régularité insuffisantes. 10 La présente invention a pour objet de fournir un procédé cité au début de la présente invention, où ledit inconvénient a été supprimé. Le procédé selon la présente invention se caractérise en ce que l'endroit S. souder est préchauffé sous une pression préliminaire jusqu'à une température qui est au moins égale S. la 15 température de ramollissement du composant ayant le plus bas point de fusion et inférieure à la température de ramollissement du composant ayant le plus haut point de fusion et en ce qu'ensuite seulement, l'endroit à souder, est chauffé ultérieurement jusqu'à, une température qui est au moins égale à la température 20 de ramollissement du composant ayant le plus haut point de fusion. De manière surprenante, il a été constaté qu'on peut joindre ainsi deux ou plusieurs couches du composant ayant le plus haut point de fusion. Si, selon la présente invention, la pression durant le préchauffage est suffisamment élevée, à savoir supérieure à 2 p 25 100 kgf/cm , en étant de préférence de 300 à 1800 kgf/cm , on peut obtenir une soudure dont la solidité est égale ou supérieure à celle d'une feuille nôn stratifiée comparable. De bons résultats s'obtiendront selon la présente invention, si, durant le chauffage ultérieur à une température plus élevée, la 50 pression à l'endroit à souder est considérablement moins élevée que durant le préchauffage. De préférence, la pression 8. l'endroit à souder durant le chauffage ultérieur est de 2 - 8 kgf/cm Selon la présente invention, le procédé peut être exécuté de manière simple et efficace, en procédant de manière que 35 le préchauffage et le chauffage ultérieur se déroulent à transition progressive et dans un processus continu. Il est avantageux de réaliser le procédé selon l'invention de manière que, dans chaque feuille, les couches du composant ayant le plus haut point de fusion ont une épaisseur totale d'au moins 40 0,005 mm. 71 2 2005363 Le procédé selon l'invention est destiné particulièrement au soudage de feuilles dont les couches consécutives sont pratiquement immiscibles. De tons résultats ont été obtenus avec le soudage de feuilles, dont les couches consécutives se constituent alternativement et essentiellement de polyéthylène et de polyamide, l'épaisseur totale de chacune des feuilles étant de 0,100 mm au maximum et le nombre de couches de chaque feuille étant égal à 8. On peut utiliser aussi un nombre beaucoup plus grand, par exemple 32. Suivant un mode de réalisation préférable, la feuille est, â l'endroit de soudure, couverte de gaze ou la surface de contact des pinces avec les feuilles est profilée. L'invention comprend également un produit de matière thermoplastique, qui a été soudé suivant le procédé décrit ci-dessus. De plus, l'invention se rapporte à un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé, ce dispositif comportant des moyens pour exercer une pression sur les feuilles S. souder ainsi que des organes de chauffage et étant caractérisé en ce que les organes de chauffage sont réalisés de manière à pouvoir fournir un premier courant de chaleur et ensuite un second courant de chaleur. L'invention sera illustrée à l'aide du dessin s chématique. La figure 1 représente le soudage de feuilles stratifiées, avec intercalage d'une gaze entre les pinces. La figure 2 représente une feuille stratifiée sur une échelle plus grande. Dans la figure 1 sont indiquées deux feuilles 1 et 2 qui, par leur bords indiqués entre les pinces 3 et 4» doivent être jointes par soudage. Entre la pince supérieure 3 et la feuille 1 se trouve une gaze 5• Dans un certain mode de réalisation, chaque feuille se composait de 8 couches constituées alternativement de polyéthylène et de polyamide. Les couches de polyéthylène et de polyamide sont désignées à la figure 2, respectivement par 6 et 7• De plus, on ajoute à ces deux composants polymères encore quelques % en poids d'un agent qui exerce une influence favorable sur l'adhérence entre les couches de chaque feuille. ïïn tel agent peut être par exemple un copolymère obtenu à partir d'alcoylène et d'un monomère à groupements acides, tel un copolymère obtenu â partir d'èthylène et d'acide 69 09671 ' 2005363 acrylic. Au moyen des pinces 3 et 4» une pression est exercée suivant les floches 8 et 9 sur les feuilles à souder 1 et 2, cette pression étant de 625 kgf/cm de surface de contact réelle entre les pinces et la feuille, alors que, dans une première phase, la 5 matière foliiforme est préchauffée par l'intermédiaire des pinces à une température de 140°C. Cette température se situe au-dessus de la température de ramollissement du composant polymère ayant le plus bas point de fusion et au-dessous de la température de ramollissement du 10 composant polymère ayant le plus haut point de fusion. Ensuite, l'endroit à souder est chauffé ultérieurement dans une seconde phase sous une pression beaucoup plus faible 2 o d'environ 2-8 kgf/cm jusqu'à, une température d'environ 220 C, 15 celle-ci étant au-dessus de la température de ramollissement du polyamide utilisé. Ensuite, on enlève les pinces et la soudure est faite. Les feuilles soudées avaient, avant le soudage, chacune une épaisseur totale de 0,055 Il a été constaté que, sur la soudure finie, il fallait 20 une force de 2280 gf par 30 mm de longueur en direction perpendiculaire sur le plan du dessin de la soudure de la figure 1 pour détacher les feuilles soudées, ce qui doit être considéré comme favorable. Durant le soudage, les feuilles 1 et 2 se trouvaient 25 l'une sur l'autre par leurs couches de polyanide 6. Il convient de signaler qu'en cas de deux feuilles soudées non stratifiéesj constituées essentiellement de polyamide et ayant chacune une épaisseur de 0,20 mm, il ne fallait qu'une force de 1284 gf par 30 mm de longueur en direction perpendiculaire 30 sur le plan du dessin de la soudure de la figure 1 pour détacher les feuilles soudées l'une de l'autre, ce qui, au point de vue de la solidité de la soudure, est moins favorable que dans le cas des feuilles soudées selon l'invention. Lors du soudage de ces feuilles de polyamide non 35 stratifiées,on appliquait la pression de contact usuelle d'environ 2 - 8 kg par cm de la surface de contact réelle, le matériau â souder étant chauffé en une seule phase â une température de + 220°C. Bien que le mode de réalisation du procédé selon l'invention suggère la réalisation du préchauffage et du chauffage 40 ultérieur en deux phases, ceux-rci peuvent se dérouler aussi â 6909671 + 2005363 transition progressive dans un processus continu, dont la durée totale ne prend que très peu de temps, par exemple moins d'une seconde» Biei/jue, dans l'exemple de réalisation décrit ci-dessus du procédé pour le soudage de feuilles stratifiées, il ait été 5 obtenu déjà la.solidité susmentionnée de 2280 gf/30 mm, on ose espérer que le procédé selon la présente invention permettra d'obtenir des solidités encore plus élevées, par exemple de 300 gf/30 S'il n'est pas utilisé de gaze 5> les pinces 3 et 4 10 pourront être munies d'une surface cloutée ou autrement profilée Le chauffage de l'endroit à chauffer peut se faire suivant toutes les techniques connues en elles-mêmes, telles que le chauffage à haute fréquence par contact, par impulsions ou ultrasonore. 15 Dans le cadre de la présente invention, plusieurs modifications sont concevables. 6909671 . -5. 2005363 REVEND-I GATIONS 1»- Procédé pour souder, au moyen de chaleur et de pression, au moins deux feuilles constituées chacune par deux ou plusieurs couches de composants polymères thermoplastiques différents qui alternent et dont les températures de ramollissement ne sont pas 5 identiques, caractérisé en ce que l'endroit à souder est préchauffé sous une pression préliminaire jusqu'à une température qui est au moins égale à la température de ramollissement du composant ayant le plus bas point de fusion et inférieure à la température de ramollissement du composant ayant le plus haut point de fusion 10 et en ce qu'ensuite seulement, l'endroit à souder est chauffé ultérieurement jusqu'à une température qui est au moins égale à la température de ramollissement du composant ayant le plus haut point de fusion, deux ou plusieurs couches du composant au plus haut point de fusion étant jointes de cette manière. 15 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, durant le préchauffage, la pression est supérieure à 100 kgf/cm^. 3.- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que, durant le préchauffage, la pression est de 300 à 1800 kgf/cm , 20 de préférence de 500 à 1000 kgf/cm^. 4-.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1-3, caractérisé en ce que, durant le chauffage ultérieur à une température plus élevée, la pression à l'endroit à souder est considérablement moins élevée que durant le préchauffage. 25 5»- Procédé selon la revendication 4-, caractérisé en ce que, durant le chauffage ultérieur, la pression à l'endroit à 2 souder est au maximum de quelques dizaines de kgf/cm , par exem- p pie d'environ 2-8 kgf/cm . 6.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 30 précédentes, caractérisé en ce que le préchauffage et le chauffage ultérieur se déroulent à transition progressive et dans un processus continu. 7.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, dans chaque feuille, les cou- 35 ches du composant ayant le plus haut point de fusion ont une épaisseur totale d'au moins 0,005 mm. 6909671 6. 2005363 8c- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les composants polymères des couches consécutives sont pratiquement immiscibles. 9.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 précédentes, caractérisé en ce que les couches de feuilles se constituent alternativement et essentiellement de polyéthylène et de polyamide. 10.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'épaisseur totale de chacune 10 des feuilles est de 0,100 mm au maximum. 11.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le nombre de couches est égal à 8. 12.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 15 précédentes, caractérisé à ce qu'à l'endroit à souder, la feuille est recouverte de gaze. 13.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1-11, caractérisé en ce que la surface de contact des pinces avec les feuilles est profilée^. 20 14-.- Produit stratifié de matière thermoplastique, caracté risé en ce qu'il a été soudé suivant le procédé de l'une quelcon- ' que des revendications précédentes. 15»- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1-13, comprenant des moyens 25 pour exercer une pression sur les feuilles à souder et des organes de chauffage, caractérisé en ce que les organes de chauffage sont réalisés de manière à pouvoir fournir un courant de chaleur suivant un programme déterminé. 16.- Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en 30 ce que les organes de chauffage sont réalisés de manière à pouvoir fournir un premier courant de chaleur et ensuite un second courant de chaleur.