Brevet FR2056951A1 — publié le 19710507

On connait des matériaux composites se présentant sous forme de feuilles qui se composent de deux couches ou feuils de matière synthétique, entre lesquelles se trouvent un grand nombre de poches remplies de gaz ou d'air. On obtient un matériau de ce genre, par exempleen ménageant dans une feuille de matière synthétique thermoplastique, par poinçonnage ou par emboutissage, un grand nombre d'évidements en forme de godets et en soudant ou en collant par dessus une feuille lisse de manière à munir ainsi les divers godets d'un couvercle et de les obturer d'une manière à peu près étanche aux gaz.Le volume d'air ou de gaz enfermé dans chacun- de ces godets agit à la manière d'un coussin de sorte qu'on obtient finalement un matériau qui peut être utilisé avantageusement pour l'emballage ou le rembourrage d'objets fragiles, mais aussi dans des buts de décoration ou tous autres buts. La présentation volumineuse, en soi recherchée, de ce matériau est toutefois désavantageuse du fait que le transport, le stockage et le façonnage de ce matériau, du fait justement de son grand volume, sont compliqués et coûteux. il en va de même lorsqu'on utilise des feuilles, des plaques ou des pièces moulées en mousse de matière synthétique, en feutre, en carton ondulé ou d'autres matériaux volumineux connus pour les buts précites. On sait d'autre part utiliser, de plus en plus, des feuilles contractiles pour l'emballage de marchandises. L'avantage propre à ce matériau consiste en ce que l'objet à emballer n'est tout d'abord enveloppé que d'une manière relativement lâche par rapport aux autres modes d'emballage analogues, dans une couche ou un capuchon contractile ; pour cela il suffit d'utiliser des machines d'emballage simples. Ce n'est qu'ensuite que le processus de contraction du matériau fait se contracter la feuille qui s'applique intimement sur ou autour du produit à emballer ; pour déclencher ce processus il suffit d'un apport de chaleur, ce pourquoi il suffit d'installations simples et bon marché par rapport aux autres installations analogues.Un inconvénient connu de l'emballage à l'aide de feuilles contractiles consiste en ce que les feuilles contractiles enveloppent bien le produit à emballer mais n'assurent en aucune manière le rembourrage nécessaire à des objets sensibles aux henrts et aux chocs. L'invention a pour but de réaliser un matériau composite qui, sous un faible poids et un faible volume de transport et de stockage, présente des propriétés qui, au point de vue de leurs effets, se rapprochent de celles des feuilles contractiles mais présentent cependant les propriétés de rembourrage ou de coussin que ne possèdent pas les feuilles contractiles.- Conformément à l'invention, ce résultat est obtenu par un matériau composite qui est caractérisé en ce que deux ou plus de deux feuilles ou couches à peu près étanches aux gaz, en matière flexible, sont réunies de telle manière qu'il y ait entre les couches un grand nombre de poches formées, étanches aux gaz au moins approximativement, et que ces poches contiennent des subatances qui, dans les conditions normales , ne se trouvent pas à l'état gazeux, mais qui, sous l'action de la chaleur, dans une gamme de températures inférieure à celle dans laquelle les matériaux constitutifs des couches ou feuilles fondent-ou se décomposent, se décomposent en dégageant un gaz qui remplit lesdites poches. Une caractéristique essentielle du matériau composite conforme à l'invention consiste en ce que les substances contenues à l'intérieur des poches, dans les conditions normales, occupent un volume très faible et constituent pratiquement le seul contenu des poches. Ce n'est que sous l'action de la chaleur, qui entraine une décomposition de ces substances s'accompagnant d'un dégagement de gaz, que les poches sont remplies jusqu'à occuper un volume final qui dépend principalement de la quantité de gaz libéré. On peut ainsi, en utilisant un tel matériau composite qui présente les caractéristiques de l'invention, envelopper par exemple un produit à emballer d'une manière qui ne soit initiale- ment que lâche.Si à ce moment, d'une manière en soi connue, par exemple par rayonnement et/ou par convection, on apporte de la chaleur au matériau composite de telle manière que les substances contenues dans-les poches se décomposent, ces poches se remplissent de gaz et forment,autour du produit emballé, un grand nombre de coussins. Mais, simultanément; il se produit une contraction du matériau composite se présentant sous forme de feuille relativement à sa longueur et à sa largeur, de sorte que, de la même manière que lors du déclenchement du processus de contraction-des feuilles contractiles connues, le matériau composite conforme à l'invention s'applique intimement autour du produit emballé.Dans le cas où certaines des poches viendraient à être endommagées, ce qui pourrait se produire au cours du transport sous l'action de heurts ou de chocs, la seule conséquence en serait que seules ces poches détériorées se videraient. Du fait qu'on peut, d'une manière simple, prévoir un grand nombre de poches par unité de surface du matériau composite, on obtient finalement un matériau qui se présente comme un produit semi-fini de faible poids et de faible volume et qui, après mise en oeuvre comme matériau d'emballage,uniquement par apport de chaleur simple à effectuer, réunit les caractéristiques d'enveloppement et de maintien des feuilles contractiles et celles de rembourrage de matériaux présentant un certain volume. On obtient des résultats particulièrement avantageux lorsque le matériau composite, conformément à l'invention est.caractérisé par le fait qu'au moins l'une des bandes est constituée totalement ou partiellement en matière synthétique. On sait qu' on dispose actuellement d'un grand nombre de matières synthétiques que leurs propriétés spécifiques rendent aptes à un très grand nombre de domaines d'utilisation : les matières synthétiques, en comparaison d'autres matières, sont en outre-bon marché, peuvent être amenées facilement; par exemple par formage à la presse, à la forme de l'emballage, présentent une étanchéité suffisante aux gaz et, enfin, peuvent être d'une manière simple façonnées conformément à l'invention, par exemple par collage et/ou par soudage.Pour l'invention, il suffit qu'une au moins des couches ou feuilles soit constituée entièrement en matière synthétique ; On conçoit immédiatement d'utiliser pour cela des feuilles réalisées, d'une manière connue, en des matières synthétiques connues; en particulier, il peut être avantageux d'utiliser des feuilles connues sous la désignation de feuilles composites. D'autre part, il peut être avantageux d'utiliser au moins une feuille qui soit constituée partiellement en matière plastique ; par exemple un mode de réalisation, de prix avantageux, du matériau composite conforme à l'invention est composé. d'au moins une feuille , réalisée sur un support de papier renforcé par imbibition de matière synthétique , en particulier étanche aux gaz. On obtient d'autres avantages encore, lorsque, conformément à l'invention, le matériau composite est caractérisé en ce qu'au moins une des feuilles est réalisée totalement ou partiellement en matière synthétique et est contractile. Les avantages de ce mode de réalisation deviennent plus frappants en prenant pour exemple un matériau composite, qui présente les caractéristiques de l'invention et qui soit constitué d'une feuil le de matière synthétique fortement contractile et d'une autre feuille flexible. On peut choisir les matériaux de telle manière que le processus de contraction se déclenche à une certaine température et qu'en même temps commence la décomposition et la production de gaz des substances contenues dans les poches.Dans ces conditions, les effets de contraction, en longueur et en largeur du matériau composite, qui proviennent d'une part du processus de contraction et d'autre part de l'augmentation de volume du contenu des poches, s1 ajoutent. Il peut être avantageux de réaliser et de mettre en oeuvre un matériau composite qui se compose de trois couches,dans lequel la couche médiane est contractile et dans lequel un grand nombre de poches sont ménagées entre la couche médiane et chacune des deux couches extérieures. Lorsqu'on recherche une augmentation de volume particulièrement importante, il est avantageux d'utiliser un matériau composite qui, conformément à l'invention, est caractérisé en ce qu' au moins l'une des couches ou feuilles,au voisinage de la température de décomposition des substances productrices de gaz soit formable thermoplastiquement. Lorsqu'on utilise un matériau composite qui conformément à l'invention, est caractérisé en ce qu'au moins l'une des feuilles est réalisée,totalement ou partiellement, en métal léger, on peut utiliser ce matériau par exemple pour l'emballage de produits sensibles à la lumière ou à la chaleur. Cette protection joue, d'une part, relativement à la chaleur qu'il faut apporter pour déclencher le processus de décomposition des substances contenues dans les poches, d'autre part, relativement à l'action de la lumière, de la chaleur et du rayonnement qui pourraient endommager produit emballé. Il vient immédiatement à l'idée dutiliserun matériau composite possédant les caractéristiques- conformes à l'invention et composé de deux feuilles en métal léger. On obtient, conformément à l'invention, un matériau composite de résistance à la déchirure particulièrement grande et/ou permettant de réaliser des effets décoratifs, en renforçant et/ ou décorant-au moins l'une des couches à l'aide de fibres . On obtient, conformément à l'invention, des avantages comparables en constituant au moins l'une des couches par une couche en textile. On conçoit immédiatement d'utiliser un tel matériau composite comme matériau mou, servant surtout d'isolation thermique, pour le revêtement de sols, de parois ou de plafonds. La fabrication du matériau composite se trouve simplifiée et son utilisation rendue universelle, lorsque, conformément à l'invention, il est caractérisé en ce que, par rapport à la longueur et/ou à la largeur dudit matériau composite, les emplacements de liaison entre les couches, et par conséquent aussi les poches, sont disposés à la manière de trames régulières. Quant à la configuration de la trame et à la forme des poches, elles peuvent être choisies à volonté parmi un grand nombre de formes géométriques. Les possibilités dttilisation du matériau composite se trouvent encore élargies en le subdivisant en sections de telle manière qu'il y ait au moins une poche fermée sur chacune de ces sections. Il vient immédiatement à l'idée d'utiliser ces sections, par exemple, pour le remplissage de cavités. Par rapport à l'utilisation usuelle jusqu'à présent de pièces moulées volumineuses et encombrantes, on obtient des avantages considérables, par exemple pour l'emballage et le déballage de produits de formes irrégulières. Comme substances productrices de gaz, l'expérience a montré qu'il était avantageux d'utiliser des agents dits porogènes, tels que ceux utilisés dans la fabrication du caoutchouc mousse et des mousses de matières synthétiques. Comme agent porogène miné- ral, on peut employer par exemple NaHC03, NH4N02 ou (NH4)2C03. Ces matières se décomposent à des températures légèrement supérieures à 60"C environ et fournissent chacune plusieurs centaines de centimètres cubes de gaz par gramme de substance. Du grand nombre d'agents porogènes organiques on ne citera que l'azodicar 3 bonamide. Pour une production théorique de gaz d'environ 190 cm /gramme de substance, cette matière présente la propriété avantageuse que sa température de décomposition d'environ 2100C peut être notablement diminuée par addition d'un agent accélérateur. Dans ces conditions, et en utilisant d'autres agents porogènes, en soi connus, on peut amener la température de décomposition, et par conséquent la production de gaz, dans les gammes où il ne se produit à coup sûr aucune détérioration, par exemple par fusion et/ou décomposition, des matériaux constituant les couches ou feuilles considérées. En utilisant des matériaux appropriés pour constituer les feuilles, par exemple en utilisant des feuilles de métal léger, on peut avantageusement utiliser comme agents porogènes, des substances qui se dddomposent très rapidement, par exemple à- la manière d'une explosion. L'apport de chaleur, qui est nécessaire tout au moins pour le déclenchement du processus de décomposition de l'agent porogène, peut s'effectuer, une manière connue, par rayonnement et/ou par convection ; en utilisant, pour constituer les feuilles, des matériaux conducteurs de l'électricité, cet apport de chaleur peut aussi s'effectuer par chauffage électrique direct, par effet Joule. Pour la fabrication du matériau composite, il est avantageux de partir d'au moins deux feuilles qui, par exemple, sont constituées totalement ou partiellement de fibres, de matière synthétique ou de métal léger, et de les dévider de leurs rouleaux en les amenant l'une contre l'autre. La réunion des feuilles et ainsi la formation proprement dite des poches peut s'effectuer selon des procédés connus, par exemple par collage, par soudage et/ou par pressage ; à cet effet, la formation d'une trame régulière constitue une simplification de la technique de fabreca- tion. Avant la phase opératoire où sont formées les poches proprement dites, on traite une ou plusieurs des surfaces des feuilles. On peut, par exemple, mettre en place à la presse, disséminer- au hasard ou mettre en place parbadigeon, la colle et/ou les substances protectrices de.gaz (désignées ci-après du nom d'agents porogènes) à l'aide de machines. A cet effet, il s'est révélé particulièrement avantageux de déposer par impression à l'écran de soie un agent porogène de consistance pâteuse et de souder ensuite les bandes en les adaptant avec précision. On procède de la même manière lorsque l'on remplit, par badigeon, d'agent porogène des évidements se présentant sous forme de trames. Lorsqu'on utilise de la colle, celle-ci peut être mise en place à la presse, en plus, dans les trames des poches, mais peut aussi être mise en place sur toute là surface, auquel cas il peut être avantageux de mettre en place l'agent porogène sous forme pulvérulente. Selon les cas d'utilisation, l'agent porogène est réparti~ régulièrement dans toutes les poches, ou au contraire uniquement en certains endroits, par exemple sur les bords, afin de n'avoir ensuite à effectuer rapport de chaleur qu'en ces seuls emplacements. Les possibilités de disposition des poches selon des réseaux sont très nombreuses, par suite du grand nombre de formes géométriques que l'on peut imaginer. Les quinze premières figures des dessins annexés en représentent quelques exemples, illustratifs mais nullement limitatifs, de réalisation, à savoir - la fig. 1 est une vue en plan d'un matériau composite à poches circulaires, à l'état de produit semi-fini - la fig. 2 est une coupe correspondant à la fig. 1, qui montre que le matériau est constitué de deux couches, réunies aux points 1 et que les poches 2 sont garnies d'agents porogènes; - la fig. 3 est une coupe correspondant à la fig. 1, après échauffement du matériau composite ; les poches sont alors remplies de gaz et gonflées ; le gaz est représenté, comme dans d'autres figures analogues, par des petites bulles - la fig. 4 est une vue en plan d'un matériau composite à poches carrées, à l'état de produit semi-fini la fig. 5 est une coupe de la fig. 4 qui montre que le matériau est constitué de trois couches, réunies aux points 1 et que les poches 2 sont garnies d'agents porogènes ; l'une des faces est recouverte d'une couche en textile 3 - la fig. 6 est une coupe correspondant à la fig. 4 ; cependant les poches du matériau composite sont remplies de gaz ; la couche en textile se tient d'une manière suffisamment rigide pour que les poches ne se forment que d'un seul côté et que la surface textile reste lisse ; un tel mode de construction est alors particulièrement avantageux lorsque la couche extérieure 4 se bombe, lorsqu'elle est à l'état thermoplastique - la fig. 7 est une vue en plan d'un matériau composite à poches allongées, à l'état de produit semi-fini ; les poches sont disposées en quinconce, de sorte qu'on obtient un matériau relativement rigide - la fig. 8 est une coupe correspondant à la fig. 7 ; il s'agit d'un matériau à deux couches réunies aux points 1 et les poches 2 sont garnies d'agents porogènes - la fig. 9 est aussi une coupe correspondant à la fig! 7 cependant les poches sont remplies de gaz et gonflées - la fig. 10 est une vue en plan d'un matériau composite à pochets hexagonales à l'état de produit sémi-fini - la fig. Il est une coupe correspondant à la fig. 10 ; il s'agît d'un matériau à trois couches, réunies aux points 1, et les poches 2 sont garnies d'agents porogènes ; selon les cas d'utilisation, la couche médiane peut être constituée par une feuille contractile, par une feuille de métal léger, de carton, ou par une couche de renforcement en textile ; - la fig. 12 est une coupe correspondant aussi à la fig. 10; cependant les poches du matériau composite sont remplies de gaz et gonflées, ce qui est indiqué par des bulles de gaz ; sur le dessin, la couche médiane est constituée par un matériau rigide ; si on utilisait pour la couche médiane une feuille contractile, la fig. 12 devrait être modifiée pour représenter la contraction de cette feuille médiane - la fig. 13 est une vue en plan d'un matériau composite à poches carrées, à l'état de produit semi-fini, dans lequel chaque poche, en son milieu, entre les couches, comporte un point supplémentaire de réunion ; - la fig. 14 est une coupe correspondant à la fig. 13 ; il s'agit d'un matériau composite à deux couches réunies aux points 1 et 6 ; les poches sont garnies d'agents porogènes ; - la fig 15 est aussi une coupe correspondant à la fig. 13; les poches du matériau composite-sont remplies de gaz et gonflées; sur le dessin il est prévu une couche 5 de matériau rigide, par exemple en carton recouvert pour être à peu près étanche aux gaz; du fait de la réunion supplémentaire, il se forme , à partir d'une des poches, selon la répartition des points de réunion, une poche multiple mais à volume de gaz unique ; une disposition dé ce genre se révèle alors particulièrement avantageuse lorsqu'on recherche des formes de rembourrage- particulières ou au contraire lorsqu'on veut remplir plusieurs chambres de rembourrage à l'aide d'un volume de gaz unique ; ce dernier cas est particulièrement avantageux dans la fabrication de très petites poches, pour la mise en place de l'agent porogène. Les possibilités de façonnage du matériau composite sont très diverses par suite du grand nombre de dispositions de poches que l'on peut imaginer et des conditions de façonnage que l'on peut rencontrer dans le domaine de l'emballage. Quelques exemples illustratifs mais nullement limitatifs de réalisation sont représentés dans les onze figures suivantes des dessins annexés ; parmi ces figures - la fig. 16 est une vue en plan d'un matériau composite à poches allongées à l'état de produit semi-fini - la fig. 17 est une coupe longitudinale représentant un vase 7 enveloppé d'un matériau composite, conforme à celui de la fig. 16, déjà rempli de gaz et que l'effet de contraction maintient en l'empêchant de glisser tout en le garantissant des chocs; on peut effectuer cet emballage à l'aide d'une machine et effectuer ensuite la production de gaz - la fig. 18 est une coupe correspondant à la fig. 17 selon la ligne XVIII-XVIII ; - la fig. 19 est une vue en plan d'un matériau composite à poches longitudinales, à l'état de produit semi-fini - la fig. 20 est une coupe longitudinale représentant une bouteille 8 enveloppée d'un matériau composite, déjà rempli de gaz et maintenu par son élasticité, ce qui l'empêche de glisser, sur la bouteille qu'il protège des chocs ; selon les cas d'utilisation, il est plus avantageux d'enfiler simplement l'enveloppe, préalablement achevée, sur la bouteille, plutôt que de la mettre en place sur la machine - la fig. 21 est une coupe selon la ligne XXI-XXI de la fig. 20 - la fig. 22 est une vue en plan d'un récipient 14 contenant quatorze bouteilles 10 ; afin d'illustrer la fabrication de ce récipient, on a représenté les parois latérales 15, 16, 17, 18 partiellement et rabattues ; lors de la fabrication, ces parois latérales sont relevées et soudées aux coins du récipient - la fig. 23 est une coupe selon la ligne XXIII-XXIII de la fig. 22 ; sur un support rigide 9 (carton, matière synthétique ou analogue) est fixé un matériau composite, préalablement fabriqué d'une manière appropriée, muni de poches de rembourrage 2 relativement compliquées, qui sont formées par emboutissage de la feuille au cours du processus de fabrication. Le récipient 14, après production du gaz à l'intérieur des poches et après avoir été rempli de bouteilles, est suffisamment rigide pour permettre l'empilement de tels récipients.Pour son transport, on a ménagé dans les parois latérales des trous 19 qui servent de poignée; - la fig. 24 est une vue d'un récipient 20 analogue à celui qui est représenté dans les fig. 22 et 23 ; ce récipient 20 est destiné au transport de produits relativement légers, tels que des boules d'arbres de Noël, des ampoules-bougies, des ampoules et autres objets analogues, et , pour cette raison, il est réali sé sans fonds de renforcement supplémentaires ; les poches en forme de lamelles disposées sur la surface extérieure fournissent une rigidité suffisante - la fig. 25 est une coupe d'un mode d'emballage en accordéon, par exemple pour des assiettes 12 en porcelaine, ou des objets analogues.Les assiettes 12 sont entourées de chaque côté de matériau composite, ce qui permet de les empiler avec un minimum de place et de les séparer l'une de l'autre, par exemple avec des ciseaux, sans détériorer l'effet de rembourrage de l'em- ballage de chaque assiette; - la fig. 26 représente en perspective un tel élément d'emballage d'une assiette conforme à la fig. 25; on n'a pas porté les poches sur le dessin afin de le rendre plus clair ; on a représenté en trait interrompu l'assiette 12 ainsi protégée qui peut être extraite, par exemple pour l'examiner, de son enveloppe ouverte d'un côté. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à celui de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, ayant été plus spécialement indiqués ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Matériau composite, caractérisé en ce que deux ou plus de deux couches ou feuilles à peu près étanches aux gaz, en matière flexible, sont réunies de telle manière qu'il y ait entre les feuilles un grand nombre de poches fermées, étanches aux gaz au moins approximativement, et que ces poches contiennent des substances qui, dans les conditions normales, ne se trouvent pas à l'état gazeux, mais qui, sous l'action de la chaleur, dans une gamme de températures inférieure à celle dans laquelle les matériaux constitutifs des feuilles fondent ou- se décomposent, se décomposent en dégageant un gaz qui remplit lesdites poches. 2. Matériau composite selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins l'une des feuilles est constituée totalement ou partiellement en matière synthétique. 3. Matériau composite selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce qu'au moins l'une des feuilles est constituée totalement ou partiellement en matière synthétique et est contractile. 4. Matériau composite selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'au moins l'une des feuilles est formable thermoplastiquement au voisinage de -la température de décomposition des substances productrices de gaz. 5. Matériau composite selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'au moins l'une des bandes est constituée totalement ou partiellement en métal léger. 6. Matériau composite selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'au moins l'une des bandes est renforcée et/ou décorée à l'aide de fibres. 7. Matériau composite selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'au moins l'une des feuilles est constituée par une feuille ou couche en textile. 8. Matériau composite selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que, par rapport à la longueur et/ou à la largeur dudit matériau composite, les emplacements de liaison entre les bandes et, par conséquent, les poches, sont disposés à la manière de trames régulières. 9. Matériau composite selon l'une quelconque des revendicatons 1 à 8, caractérisé en ce qu'il est subdivisé en sections, de telle manière qu'il y ait au moins une poche fermée sur chacune de ces sections.