Brevet FR2303663A1 — publié le 19761008

La présente invention concerne un procédé de fabrication de tubes cylindriques à l'aide de papiers ou autres matériaux fibreux analogues, ce tube comprenant une couche intérieure dense, de matière synthétique, étanche au liquide; selon ce procédé, on réunit une bande de papier et une bande de matière synthétique que i 'on enroule en hélice sur un mandrin tournant, la bande de matière synthétique étant placée contre la surface de formage du mandrin, la bande de matière synthétique étant liée à la bande de papier à l'aide de colle. L'invention concerne également un appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé. Selon le procédé de fabrica tion en continu, connu, pour des tubes, formés d'une couche laminaire dense, interne et d'une ou plusieurs couches de matière fibreuse, par exemple une couche de papier kraft placée à l'extérieur de la couche laminaire, cette couche de matière fibreuse étant généralement appelée ci-après "couche de papier ou bande de papier", on utilise un liquide de liai- son pour coller les bandes, ces bandes étant enroulées en hélice l'une sur l'autre. Cette technique de liaison limite considérablement les possibilités d'utilisation de matière plastique à forte densité, par exemple de polyéthylène très dense, comme couche de liaison étanche au liquide à 1 'inté- rieur du tube. Les tubes , qui sont découpés en des tubes plus petits pour former des récipients, en ayant un couvercle et un fond, sont relativement onéreux à fabriquer lorsqu'on utilise des colles liquides puisqu'une grande partie de l'énergie sert à sécher la colle lorsqu'on utilise un ensemble de bandes de papier, ce qui se fait en général pour arriver à une solidité de forme suffisante pour le tube, la quantité d'énergie consommée est très élevée. Lorsqu'on laisse la colle sécher normalement, on a constaté que les couches tendaient à se séparer. La présente invention a pour but de créer un procédé et un appareil de fabrication en continu de tubes, permettant d'éviter complètement l'utilisation de colles dites humides, avec une consommation mi animale d'énergie pour assurer une liaison sure et permanente des couches, ce tube étant immédiatement plats à la sortie du mandrin de formage. La présente invention a égale- ment pour but de créer un procédé et un appareil de fabrication de tubes ayant une couche de matière synthétique interne, et qui résistent à l'huile , aux graisses et produits analo gues,ce8s-à-dire nécessitant une matière synthétique ou matière plastique laminaire, de très haute densité. A cet effet, la présente invention concerne un procédé de fabrication de tubes cylindriques, procédé selon lequel on utilise une bande de matière synthétique et au moins une bande de papier enroulées en hélice sur un mandrin tournant, le côté de la bande de papier adjacent à la bande de matière synthétique étant revOtu d'une substance plastique, qui devient collante lorsqu'elle est chauffée, la bande de papier passant devant une source de chaleur montée de façon à ramollir la matière plastique pour l'amener à l'état collant, puis la'bande de matière synthétique est amenée en contact avec la surface collante de la bande de papier de façon qu'un bord de la bande de matière synthétique soit en saillie d'une largeur pratiquement constante par rapport au bord extérieur de la bande de papier, la bande laminée, formée par la bande de matière synthétique et de papier étant amenée sur le mandrin, la bande de matière synthétique étant en contact avec la surface de formage du mandrin, le bord de la bande de matière synthétique étant muni d'un revie- tement continu de colle fondue sur le c8té éloigné de la surface de formage, et l'enroulement de la bande de papier et de la bande de matière synthétique sur le mandrin se faisant suivant un angle tel que le bord soit en contact avec le second bord de la bande de matière synthétique, le mandrin étant refroidi pendant l'enroulement de façon à se solidifier à l'état fondu. Btinvention concerne également un appareil de mise en oeuvre de ce procédé, pour la fabrication de tubes cylindriques de papier ou analogues, ayant une couche intérieure dense en un matériau plastique, cet appareil est caractérisé en ce qu'il comprend un premier moyen de guidage guidant la bande de matière synthétique sur un mandrin tournant et un second moyen de guidage pour guider une bande de papier sur le mandrin, une surface de la bande i papier étant munie d'une couche de matière synthétique qui devient collante lorsqu'elle est chauffée, le premier et le second moyens de guidage ainsi que le mandrin étant réglés l'un par rapport à l'autre de façon que la bande de matière synthétique et la bande de papier se superposent et soient enroulées en hélice sur le mandrin, la bande de matière synthétique venant en regard de la surface de formage du mandrin, le bord de la feuille de matière plastique étant placé à l'extérieur par rapport au bord adjacent de la bande de papier, un moyen de chauffage étant placé entre le premier et le second moyens de guidage pour chauffer la matière plastique sur la bande de papier, pour l'amener à l'état collant, cet appareil comprenant en outre un moyen de pressage pour prendre la bande de papier et de matière synthétique et presser la surface collante de la bande de papier contre la bande de matière synthétique, un moyen d'alimentation en colle étant prévu de façon à fournir un cordon de colle fondue sur le bord du mandrin et un moyen de refroidissement pour la surface de formage du mandrin. La présente invention sera décrite plus en détail à l'aide des dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est un schéma simplifié des éléments principaux de l'appareil selon l'invention. - la figure 2 représente schématiquement une partie du mandrin sur lequel sont enroulées des nappes différentes. - la figure 3 représente schématiquement une partie du mandrin et de la courroie de pressage pour presser les nappes enroulées sur le mandrin. - la figure 4 représente un galet de guidage. À la figure I, on a représenté une bobine d'alimentation 1 portant une jappe de matière synthétique laminaire 2, par exemple une nappe de polyéthylène hPltie densité. L'installation comporte également une bobine d'alimentation 3 portant une nappe de papier 4, par exemple du papier kraft. Le coté de la nappe de papier 4, éloigné du centre de la bobine d'alimentation 3 comporte une couche de matière synthétique par exemple une couche de polyéthylene i haute densité.La nappe de papier 4 est prévue de façon à passer de la bobine d'alimentation 3, par-dessus le ylindre de guidage 5, mobile librement, puis sur. autre cylindre de guidage 6 mobile librement, et de là sur un cylindre mobil librement 8. Dans le mode de réalisation représenté, entre les deux cylindres de guidage 5 et 6, on a deux éléments de chauffage 9 et 10 qui travaillent de façon combinée avec la source d'alimentation 11. Les éléments de chauffage 9 et 10 peuvent être des éléments de résistance électriques, chauffés au rouge, ou par exemple des brûleurs à gaz. La chaleur appliquée uniformément à la surface de la nappe de papier 4 en regard des éléments 9 et 10, amène la couche plas@ tique placée de l'autre c8té de la bande de papier, dans un état collant. Lorsque la couche de matière synthétique est du polyéthylène à haute densité, il faut chauffer cette couche à une température approximativement égale à i 50 C. La nappe laminaire de matière synthétique 2, qui se trouve de préférence à la température ambiante, passe sous le cylindre de guidage tournant librement 12 et est amenée ainsi que la nappe de papier 4 sur le cylindre de guidage 8. Comme la surface de la nappe de papier 4 tournée vers la nappe de matière synthetique laminée, est collante, les deux nappes 2 et 3 se fixent l'une sur l'autre ; on assure ainsi une bonne liaison entre les nappes à l'aide d'un cylindre de pression 13 coopèrant avec le cylindre de guidage 8 pour presser l'une contre l'autre les nappes 2 et 4. Les nappes combinées 2 et 4 passent alors entre les deux cylindr@@ de p@ession 14 et 15 sur le mandrin 16 entraîné par un moyen d'entraînement classique non représenté. Les nappes 2 et 4 sont tirées à travers l'appareil, en étant déroulées des bobines d'alimentation respectives 1 et 3 ; ces nappes sont enroulées suivant une hélice sur le mandrin 16. Dans le mode de réalisation represente, les nappes 2 et 4 enroulées de façon hélicoïdale sur le mandrin 16, comportent deux nappes de papier supplémentaires 17, 18. Comme cela ressort le mieux de la figure 3, les nappes de papier supplémentaires 17 et 18 sont enroulées de façon hélicoïdale eur le tube formé par les nappes 2 et 3 da mandrin 16. Les bandes ou nappes de papier 17 et 18 sont analogues à la nappe de papier 4, c'est-à-dire que le c8té de la nappe 17 et celui de la nappe 18 en regard du mandrin 16, est rev6tu d'une couche de matière synthétique qui devient collante lorsqu'elle est chauffée à l'aide d'un dispositif de chauffage (non représenté) ; ces dispositifs de chauffage sont de préférence analogues aux dispositifs de chauffage 9 et 10. Comme cela ressort de la figure 2, la nappe de plastique laminée se déplace par rapport à la nappe de papier 4 sur le mandarin 6 de façon qu'un bord 19 de largeur pratiquement uniforme, vienne en saillie par rapport à ltextérieur du bord latéral 20 de la nappe de papier. Le bord 19 de la nappe 12 est libre sur le mandrin tournant 16 comme représenté. On applique un ruban ou un cordon de colle fondue 21 sur la partie de bord 19 du mandrin 16 à l'aide du dispositif d'alimentation de colle 22 qui est représenté de façon simplifiée à la figure 2 et qui envoie de la colle fondue par le tube 29 à partir du réservoir (non représenté). Il est à remarquer que selon le mode de réalisation de la figure 2, on suppose que les deux bandes 2 et 4 ont la mOme largeur et comme la partie de bord 19 vient en saillie par rapport à l'extérieur d'un bord de la bande de papier 4, on a une partie de largeur correspondante, qui est dégagée sur le côté opposé de la bande de papier 4. Cependant, le cas échéant la largeur de la bande de matière synthétique laminée 2 peut Entre choisie de façon à recouvrir l'ensemble de la nappe 4. Lorsque le mandrin 16 tourne, le bord 19 portant le cordon de colle 22 touche le bord 24 de l'ensemble combiné 2, 4 et le bord 191 de la bande 2, ce qui assure une liaison étanche au liquide. Pour avoir une liaison stre entre la colle fondue 21 et la nappe de matière synthétique laminée 19, notamment lorsqu'on utilise une matière synthétique à haute densité, il faut que la colle soit à une température de l'ordre de 1500C, ce qui entre le risque de Bu- sion ou de combustion du bord 19. Pour supprimer ce risque et assurer une solidification rapide de la colle fondue, il faut que le mandrin 16 soit refroidi au moins au niveau de la surface située le plus pros de la couche de matière plastique laminaire, le mandrin devant rester à une température évitant tout risque de combustion ou de fusion.Comme cela ressort de la figure 2, à cette extrémité, le mandrin 16 du mode de réalisation représenté, est creux et de l'air de refroidissement ou tout autre fluide de refroidissement adéquat traverse l'intérieur du mandrin par la conduite 25 reliée à la source d'alimentation de fluide de refroidissement (non représentée). Avec une bande de matière plastique laminée, d'une épaisseur approximativement égale à 50 miorons, il faut maintenir la température de surface du mandrin 16 à 6-12 C, pour que le bord 19 de la bande de matière synthétique laminée du mandrin soit à une température d'environ 80-9O0C. La température de la bande de papier 4 lorsqu'elle est réunie à la bande de matière synthétique laminée 2 sur le cylindre de guidage 8 est de l'ordre de 1500C et on a constaté que si la température du bord 19 peut augmenter jusqu'à une température de l'ordre de 60-900C, les bandes réunies, sont solides quant à la déformation dans la direction transversale. Pour cette raison, il faut éliminer la chaleur du bord lorsqu'on utilise une matière synthétique à haute densité. A la figure 4, on a représenté un cylindre de guidage rdalisé en deux matériaux ayant une conductivité thermique mutuelle différente. La partie 26 du cylindre contre laquelle s'appuie le bord au cours de son mouvement entre la position correspondant à la combinaison des d eux bandes 2, 4 et le mandrin 1Ep est réalisée de façon eorres- pondante par exemple en acier alors que la partie 27 qui porte les parties de chevauchement réciproques des deux bandes est par exemple en al@minium. Ainsi, il n'y a aucun refroidissement non voulu de la bande de papier et cette bande reste à haute température et assure ainsi une bonne liaison entre les deux bandes 2 et 4 À la figure 3, on a repré- sente schématiquement et de façon simplifiée, une presse for mée d'une bande sans fin 28 qui entoure le tube réalisé et comprime les bandes 2, 4, 18* 17 itune contre l'autre pendant le durcissement des bandes de matière synthétique chauffées sur les bandes de papier et de colle fondue. La bande ou courroie 28 est entourée par un tambour tournant 29 d'axe vertical sur un arbre d'entraînement 30. Le tambour 29 est mobile par rapport au mandrin 16 par un moyen non représenté, assurant le réglage de la pression exerce sur la courroie. Bien que l'invention ait été décrite ci-dessus selon un mode de réalisation, elle n'est pas limitée à ce mode de réalisation. En effet, à titre d'exemple, les cylindres de guidage 14 et 15 peuvent être supprimés et la courroie 28 peut être remplacée par un autre moyen d'application de pression comme par exemple des cylin- dres de pression montés de façon à coopèrer avec le mandrin 16. En outre, le moyen de chauffage représenté peut Outre placé entre les cylindres 6 et 8 t le cylindre 6 peut également être supprimé. Le mandrin 16 du mode de réalisation représenté, est cylindrique. L'orientation nécessaire de la bande de matière synthétique par rapport à la bande de papier s'obtient dans le mode de réalisation représenté par la position réciproque des bobines d'alimentation et des cylindres de guidage 5 on peut également arriver à cette orientation à l'aide d'un moyen de guidage distinct. Enfin, il est également possible de prévoir des dispositifs de chauffage par exemple des dispositifs 9 et 10 de façon que la surface de la bande de papier revêtue de matière synthétique soit chauffée directement. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et représenté, à partir duquel on pourra prévoir d'autres modss et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I O N S 1 ) Procédé de fabrication de tubes cylindriques, procédé caractéri@é en ce qu'on utilise une bande de matière synthétique et au moins une bande de papier enroulées en hélice sur un mandrin tournant, le côté de la baude de papier adjacent à la bande de matière synthétique étant revêtu d'une substance plastique, qui devient collante lorsqu'elle est chauffée, la bande de papier passant devant une eovrce de chaleur, montée de façon à ramollir la matière plastique Saur l'amener à l'état collant, puis la bande de matière synthétique est amenée en contact avec la surface collante de le bande de papier de façon qu'un bord de la bande de matière synthétique soit en saillie d'une largeur pratiquement constante par rapport au bord extérieur de la bande de papier, la bande laminée, formée par la bande de matière synthétique et de papier étant amenée sur le mandrin; la bande de matière synthétique étant en contact avec la surface de formage du mandrin, le bord de la bande de matière synthétique étant muni d'un revêtement continu de colle fondue sur le côté éleigné de la surface de formage, et l'enroulement de la bande de papier et de la bande de matière synthétique sur le mandrin se faisant suivant un angle tel que le bord soit en contact avec le second bord de la bande de matière synthétique, le mandrin étant refroidi pendant l'enroulement de façon à se solidifier à l'état fondu. 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la largeur de la bande de matière synthétique est telle qu'elle recouvre complètement la bande de papier. 3 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la bande de matière synthétique est pressée contre le surface collante de la bande de papier d l'aide de dispositifs de guidage placé en amont du mandrins 4 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 a 3, caractérisé en ce que la chaleur est appliquée à la surface de la bande de papier, opposée à la surface de la bande portant la couche de matière synthétique, de façon à ramollir la matière synthétique. 5 ) Procédé selon la revendica tion 4 caractérisé en ce qu'on enroule un ensemble de bandes de papier, en hélice autour de la première bande de papier, et on réunit ces diverses bandes de papier. 60) Procédé selon lune quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le bord de la bande de matière synthétique vient en contact avec le moyen conducteur de chaleur avant d ' Otre enroulé sur le mandrin de façon à maintenir la température du bord en-dessous de la température des parties adjacentes de la bande de matière synthétique. 70) Appareil pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 pour la fabrication de tubes cylindriques de papier ou analogues, ayant une couche intérieure dense en un matériau plastique, appareil caractérisé en ce qu'il comprend un premier moyen de guidage guidant la bande de matière synthétique sur un mandrin tournant et un second moyen de guidage pour guider une bande de papier sur le mandrin, une surface de la bande de papier étant munie d'une couche de matière synthétique qui devient collante lorsqu'elle est chauffée, le premier et le second moyens de guidage ainsi que le mandrin étant réglés l'un par rapport à l'autre de façon que la bande de matière synthétique et la bande de papier se superposent et soient enroulées en hélice sur le mandrin, la bande de matière synthétique venant en regard de la surface de formage du mandrin, le bord de la feuille de matière plastique étant placé à l'extérieur par rapport au bord adjacent de la bande de papier, un moyen de chauffage étant placé entre le premier et le second moyens de guidage pour chauffer la matière plastique sur la bande de papier, pour l'amener à l'état collant, cet appareil comprenant en outre un moyen de pressage pour prendre la bande de papieret de la matière synthétique et presser la surface collante de la bande de papier contre la bande de matière synthétique, un moyen d'alimentation en colle étant prévu de façon à fournir un cordon de colle fondue sur le bord du mandrin et un moyen de refroidissement pour la surface de formage du mandrin. 80) Àppareil selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif conducteur de chaleur placé dans le chemin de déplacement de la bande de matière synthétique vers le mandrin, de façon à amener la chaleur du bord du la bande de matière synthétique. 90) Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que le dispositif conducteur de chaleur est formé par un cylindre de guidage sur lequel passe la bande de papier combinée à la bande de matière synthétique, le cylindre de guidage comportant une première partie annulaire dont la largeur correspond pratiquement à la largeur du bord, la partie annulaire étant réalisée en un matériau présentant une bonne conductivité thermique, ce cylindre ayant une seconde partie sur laquelle passe la bande de papier et la partie restante de la bande de matière synthétique, cette seconde partie ayant une faible conductivité thermique comparée à celle de la première partie annulaire. lO ) Appareil selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que le moyen d'alimentation en chaleur est prévu de façon à fournir la chaleur à la surface de la bande de papier opposée à la surface de la bande sur laquelle se trouve la couche de matière synthétique. ll0) Appareil selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que les moyens de pression sont prévus pour agir sur le tube enroulé sur le mandrin. 120) Appareil selon la revendication 11, caractérisé en ce que les moyens de pression sont formés par une courroie sans fin qui entoure le mandrin 13 ) Appareil selon la revcnff dication 11, caractérisé en e que les moyens de pression sont formés par des cylindree de pression montés de façon h s'appuyer contre le mandrin.