Brevet FR2355635A1 — publié le 19780120

La présente invention a pour but de réaliser un matériau de conception nouvelle, susceptible d'être employé notamment pour l'em- ballage d'articles divers, mais également pour de nombreuses autres applications de natures différentes. A cet effet, l'invention se propose de mettre à profit les avantages propres à certaines résines expansées se présentant sous forme de feuilles ou de plaques d'épaisseur variable. En effet, de telles feuilles ou plaques en polystyrène, en polypropylène, ou en polyéthylène expansé, ont l'avantage d'être extrêmement légères et d'assurer un bon isolement. Elles ont-également l'avantage de présenter un aspect beaucoup plus esthétique que certains des matériaux actuellement utilisés pour ltemballage, notamment le carton ondulé. Par ailleurs, lorsque ces feuilles ou plaques sont fabriquées avec une très faible densité de matière, leur prix de revient peut être réduit suivant le procédé employé. Cependant, jusqu'ici ltemploi de telles feuilles ou plaques dans l'industrie de l'emballage ou pour des applications similaires est limité et ce, en raison du fait que,sous certaines épaisseurs, elles présentent une rigidité interdisant toute possibilité de flexion réelle. Du reste, elles ont l'inconvénient de se casser si on leur impose une telle flexion. Ces particularités rendaient donc de telles feuilles ou plaques impropres à l'usage envisagé et ce, malgré les avantages qu'elles auraient pu avoir par ailleurs dans un tel cas. C'est pourquoi la présente invention a pour but de permettre la réalisation d'un matériau présentant les avantages de telles feuilles ou plaques en résine synthétique expansée, et qui peut néanmoins être courbé ou plié afin de pouvoir être utilisé plus facilement dans l'industrie de ltemballage ou pour toutes sortes d'applications. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de fabrication d'un tel matériau à partir d'une plaque en résine synthétique expansée de très faible densité, et qui présente initialement une certaine rigidité. Cependant, ce procédé est caractérisé en ce que lton réalise, sur l'une au moins des faces de cette plaque, une série de rainures parallèles au moyen d'un plateau chauffant portant autant de lames que lton enfonce dans ltépaisseur de ladite plaque, de façon non seulement à former les rainures prévues, mais également à refouler les particules de résine synthétique et à les comprimer pour réaliser, dans le fond desdites rainures, des zones de liaison de plus grande densité de matière. Ainsi, ces zones de liaison sont aptes à constituer autant de charnières flexibles ayant une meilleure résistance mécanique pour une épaisseur réduite. Ceci permet une flexion plus ou moins prononcée de la plaque sous forme d'un élément courbe dont les génératrices sont parallèles aux axes des charnières ainsi constituées. Cette plaque peut donc Entre fléchie dans la direction opposée à sa face sur laquelle sont pratiquées les rainures. Cependant, il est également possible de réaliser des rainures de section tra pézoldale ayant une plus grande largeur à leur entrée, de façon à permettre ute flexion de la plaque dans les deux sens. On peut aussi prévoir des rainures parallèles alternativement sur l'une et l'autre faces d'une même plaque ou bien encore deux séries de rainures entrecroisées permettant une flexion dans plusieurs directions. Bien entendu, la présente invention a également pour objet le matériau obtenu par mise en oeuvre de ce procédé et qui peut être utilisé pour ltemballage d'articles divers ou pour des applications de natures différentes. Cependant, d'autres particularités et avantages de ce matériau, ainsi que de son proche'dé de fabrication, apparaîtront au cours de la description suivante. Celle-ci est donnée en référence au dessin annexé à simple titre indicatif, et sur lequel :: - La figure 1 est une vue schématique en coupe-élévation illustrant la mise en oeuvre du procédé selon l'invention ~ - La figure 2 est une vue en coupe d'une plaque rainurée réalisée par mise en oeuvre de ce procédé - La figure 3 est une vue partielle en coupe à échelle différente, représentant le mode de réalisation d'une rainure dans cette plaque ~ - La figure 4 est une vue similaire après achèvement de la réalisa tion de cette rainure ~ - La figure 5 est une vue partielle en perspective d'une plaque rai nurée selon l'invention ~ - La figure 6 est une vue en élévation en bout illustrant la flexion d'une telle plaque ~ La figure 7 est une vue similaire à la figure 5, représentant une variante de réalisation ~ La figure 8 est une vue en élévation en bout, représentant la flexion de la plaque de la figure 7 ~ Bes figures 9 10,11 sont des vues partielles en perspective de deux autres formes de réalisation de plaques rainurées selon l'invention. Comme déjà indiqué, le procédé selon l'invention utilise comme élément de départ, une feuille ou plaque 1 en résine synthétique expansée, par exemple en polystyrène, en polypropylène ou en polyéthylène. Il s'agit d'une plaque de très faible densité, par exemple d'une densité de 0,025. Cependant, cette densité peut éventuellement descendre jusqu'à 0,015. L'épaisseur E de cette plaque peut être variable. Ainsi, dans ltexemple illustré, elle peut être de 5 mm. Mais, d'une façon générale, ltépaisseur de cette plaque pourrait être comprise entre 3 et 20 mm environ, sans que ces dimensions constituent des limites impératives. Bien que les parois des alvéoles de la matière expansée aient une épaisseur extrêmement faible, se mesurant en microns, cette plaque présente une certaine rigidité qui est due à sa composition et à sa structure. Conformément à la caractéristique essentielle du procédé selon l'invention, on réalise sur l'une des faces de cette plaques une série de profondes rainures parallèles 2, en enfonçant à l'in- térieur de celles-ci autant de lames parallèles métalliques 3 portées par un plateau chauffant 4. On enfonce alors ces lames à l'intérieur de la plaque 1 sur une profondeur el supérieure à la moitié de l'épaisseur E de celle-ci. Du reste, cette profondeur d'enfoncement est de préférence égale ou supérieure au 2/3 de lté- paisseur E et elle peut atteindre les 9/10 de celle-ci. Ainsi, dans ltesemple considéré, les lames 3 sont enfoncées sur une profondeur de 4,5 mm pour ne laisser subsister qu'une épaisseur de 0,5 mm de matière, au-dessous de chaque rainure 2. Eors de leur pénétration, les lames 5 refoulent les particules de matière, comme représenté sur la figure 5, en omprima: ces particules au-dessous du fond de chaque rainure, ce qui accroît consi dérablement la densité de la matière à cet endroit. Cependant, il convient de noter que cet accroissement localisé de densité, stac- compagne d'une soudure intime des particules ainsi refoulées. Celles-ci s'agglomèrent donc et constituent de la sorte, des zones de liaison 5 entre deux barrettes successives 6 se trouvant de part et d'autre d'une même rainure 2. Ainsi, le procédé selon l'invention ne se borne pas à réaliser des rainures parallèles, ce qui aurait pu être obtenu par enlèvement de matière, mais n'aurait pas permis de résoudre le problème posé. Sn effet, dans un tel cas, les zones de liaison laissées à l'aplomb des différentes rainures n'auraient pas possédé la flexibilité et la résistance mécanique nécessaires pour que celles-ci puissent servir de charnières flexibles d'articulation. Par contre, le procédé selon l'invention permet d'atteindre ce but, du fait de l'accroissement dè densité de la matière dans les zones de liaison considérées et de la destruction das alvéoles à l'intérieur de ces zones pour remplacer la structure alvéolaire extrêmement aérée de celles-ci, par une structure plus dense dans laquelle les particules sont xmpmmées et intimement liées les unes aux autres, ce qui assure la résistance mécanique voulue desdites zones. Dans ces conditions, ces zones de liaison forment des charnières flexibles présentant une très bonne résistance mécanique et ce, à ltencontre des parties de la plaque qui n'ont pas subies une opération de refoulement et de compression, c'est-à-dire les parties formant les diverses barrettes 6 délimitées par les rainures 2. Il convient évidemment de régler de manière appropriée, la température de chauffage des lames 3, ainsi que la vitesse d'enfoncement et de retrait de celles-ci et ce, en fonction des carac téristiques du matériau de base. Il faut observer que lors de la pénétration des lames 3, il seEroduit une légère fusion de la résine synthétique le long des parois de ces lames, cette fusion étant fonction de la vitesse d'enfoncement. Du fait de cette fusion, la largeur 1 des rainures 2 est légèrement supérieure à ltépaisseur des lames 3, et leurs parois ne sont pas parallèles. Grâce au procédé selon l'invention, on obtient une plaque rainurée 7 présentant une série de profondes rainures parallèles 2 s'ouvrant sur l'une de ses faces et dans laquelle les zones de liaison 5 entre les barrettes 6 délimitées par ces rainures, constituent autant de charnières flexibles. On peut donc courber cette plaque, comme représenté à la figure 6, dans la direction opposée à celle de la face sur laquelle s'ouvrent les rainures 2. Bes génératrices de l'élément courbe ainsi obtenu s'étendent donc parallèlement aux axes des charnières 5. Bien entendu, lors d'une telle flexion, les rainures 2 sont amenées à s'ouvrir pour présenter une plus grande largeur à leur entrée que dans leur fond. Si lton désire pouvoir courber une telle plaque indifféremment dans un sens ou dans l'autre, on peut ménager dans celle-ci des rainures parallèles 6a de section trapézoldale ayant initialement une plus grande largeur à leur entrée, comme cela est le cas pour la plaque 7a représentée aux figures 7 et 8. Lors de la flexion d'une telle plaque du coté de la face présentant des rainures 6a, les Sèvres de celles-ci sont amenées à se rapprocher comme représenté sur la figure 8. Cependant, une telle plaque peut également être courbée en sens inverse, comme la plaque 7 des figures 5 et 6. Bes rainures 6a de section trapézoSdale peuvent être réalisées en utilisant des lames de même section et non plus des lames à parois parallèles, comme dans le cas représenté aux figures 1 à 4 Cependant le même résultat peut être obtenu par une augmentation de la température des lames chauffées ou une réduction de la vitesse d'enfoncement et de retrait de celles-ci. La figure 9 représente une autre forme de réalisation dans laquelle on a ménagé dans la plaque correspondante 7b, deux séries de profondes rainures parallèles 6b et 6c prévues alternativement sur une face et sur l'autre. A cet effet, on enfonce dans l'une et l'autre faces de cette plaque, deux séries de lames chauffantes parallèles, soit au cours de deux opérations successives, soit au cours d'une seule et même opération. Quant à la figure 10, elle représente une autre forme de réali sation encore dans laquelle la plaque correspondante 7d présente deux séries de rainures 6d et 6e qui s'étendent toutes deux sur une même face de cette plaque, mais qw sont entrecroisées à angle droit. Une telle plaque a pour avantage de pouvoir être courbée dans différentes directions et non pas dans une seule direction, comme cela est le cas dans les formes de réalisation illustrées aux figures 5 à 9. La figure 11 représente une autre variante dans laquelle il est prévu des rainures entrecroisées 6f et 6g sur l'une et l'autre faces de la plaque correspondante 7f. Les zones de liaison 5f, formant charnières, se situent ainsi au milieu de l'épaisseur de cette plaque. Du fait même de leurs caractéristiques, les présentes plaques rainurées constituent un matériau pouvant être utilisé avantageu- sement pour ltemballage de diverses sortes d'articles. Un tel matériau présente les avantages inhérents à une plaque ou une feuille en résine synthétique expansée, et il offre en plus l'avan- tage supplémentaire de pouvoir être courbé pour s'adapter à la forme des objets à emballer ou à la forme du logement de ceux-ci. Ce matériau peut donc remplacer avec profit certains matériaux d'emballages utilisés dans les cas de ce genre, par exemple le carton ondulé et ce, d'autant plus outil présente un aspect esthétique meilleur. Dans ces conditions, ce matériau permet de réaliser des emballages présentant un caractère plus luxueux et dont le prix de revient est néanmoins du même ordre que celui des emballages en carton ondulé, ou matériau similaire. Cependant, les plaques rainurées selon l'invention peuvent être utilisées pour toute sorte d'autres applications dans lesquelles il est nécessaire de pouvoir disposer d'un matériau flexible ayant un poids aussi faible que possible et une bonne qualité d'isolation (thermique, phonique et hydrofuge) Ainsi elles peuvent être employées comme éléments d'isolation dans le bâtiment lorsqu'il est nécessaire de disposer de tels éléments de forme courbe. Bes épaisseurs des plaques employées sont alors différentes selon les applications. Bien entendu, les plaques rainurées selon l'invention ne sont pas limitées aux seuls exemples décrits à simple titre indicatif. A ce sujet, il convient de noter que la profondeur des rainures peut varier. En effet, cette profondeur est essentiellement déterminée pour conférer aux zones de liaison, formant charnières, une bonne flexibilité et une résistance mécanique suffisante, compte tenu des caractéristiques de la matière correspondante. Ainsi, dans le cas de ltexemple décrit précédemment d'une plaque en polystyrène expansé ayant une épaisseur de 5 mm, il est prévu une profondeur des rainures des 9/10 de l'épaisseur totale. Mais, dans le cas d'une plaque en meme matière d'une épaisseur de 20 mm, ltépaisseur des éléments de liaison formant charnière peut être réduite à 1 mm, soit une réduction de 19/20. Dans le cas d'une plaque en polyéthylène ou polypropylène, cette épaisseur peut être réduite à une valeur inférieure à 0,5 mm. Par ailleurs, il est possible de prévoir un rapprochement plus ou moins important des rainures, de façon à permettre une flexion plus ou moins accentuée des plaques. Comme déjà indiqué, il est également possible de modifier la forme de la section de ces rainures et l'orientation de celles-ci, notamment en fonction des cas et applications. REVENDICATIONS 1/- Procédé de fabrication d'un matériau susceptible d'être employé notamment pour ltemballage, caractérisé en ce que l'on utilise, comme élément de départ, une plaque en résine synthétique ex pansée de très faible densité, et qui présente initialement une certaine rigidite, et on réalise, sur l'une au moins des faces de cette plaque, une série de profondes rainures parallèles au moyen d'un plateau chauffantIportant autant de lames que lton enfonce dans ltépaisseur de ladite plaque de façon non seale- me-nt à former les rainures prévues, mais également à refouler les particules de résine synthétique et à les comprimer pour réaliser, dans le fond desdites rainures, des zones de liaison de plus grande densité de matière; aptes à constituer des charnières flexibles ayant une bonne résistance mécanique, ce qui permet la flexion de la plaque 2/- Procédé de fabrication selon la revendication 1, caractérisé en ce que les rainures sont réalisées sur-une profondeur su périeure à la moitié de l'épaisseur de la plaque, cette profon deur pouvant atteindre 9/10 de cette épaisseur. 3/- Procédé de fabrication selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on réalise des rainures ayant une sec tion trapézoldale et dont la largeur est plus grande à leur entrée et ce, en utilisant des lames de même section. 4/- Procédé de fabrication selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lton réalise deux séries de rainures al ternativement sur l'une et l'autre faces d'une même plaque. 5/- Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'on réa lise sur une même face de la plaque, ou sur chacune des deux faces de celle-ci, deux séries de rainures entrecroisées s'étendant à angle droit. 6/- Matériau réalisé par mise en oeuvre du procédé selon la revendi cation 1, constitué par une plaque en résine synthétique expansée de très faible densité, caractérisé en ce que sur l'une au moins de ses faces, cette plaque présente une série de profondes rainures paralleles, et dans les zones de liaison situées à l'aplomb de chacune de ces rainures, la structure alvéolaire de la plaque est modifiée par compression des particu les, de sorte que ces zones présentent une plus grande densité et sont aptes à constituer autant de charnières flexibles d'articula tion ayant une meilleure résistance mécanique que la plaque dans son état initial. 7-Matériau selon la revendication 6, caractérisé en ce que la pro fondeur des rainures dépasse la moitié de l'épaisseur de la pla que. 8-Matériau selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que la plaque présente deux séries de rainures parallèles ménagées que la plaqile présente alternativement sur l'une et l'autre de ses deux faces. 9-Matériau selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que la plaque comporte sur l'une de ses deux faces ou sur chacune de celles-ci, deux séries de rainures entrecroisées stétendant à angle droit.