Brevet FR2378623A1 — publié le 19780825

La présente invention a trait à la perforation de feuilles de matière thermoplastique. On sait que dans de nombreuses applications l'on a besoin de feuilles en matière thermoplastique, généralement de très faible épaisseur, percées d'une multitude de trous relativement fins destinés, par exemple, à permettre l'aération des articles emballés dans de telles feuilles. Pour réaliser ces trous l'on a imaginé de nombreuses méthodes. La plus simple consiste évidemment à opérer par poinçonnage. Elle comporte l'inconvénient que les trous ainsi obtenus affaiblissent considérablement la feuille et que leurs alignements dans un sens ou dans l'autre constituent ainsi amorces de déchirage.Pour y remédier on a proposé de perforer la feuille à l'aide de très fins jets d'air chaud qui font fondre localement la matière thermoplastique et traversent la feuille en y déterminant un trou dont les bords sont surépaissis du fait de l'écoulement radial de la matiere fondue sous l'effet du jet d'air. Les feuilles ainsi obtenues donnent toute satisfaction, mais en pratique le processus est relativement lent, de sorte que la production de l'appareil correspondant reste très faible vis-à-vis de son coût et de son encombrement. L'invention vise à remédier à cet inconvénient et à permettre d'obtenir dans les feuilles de matière thermoplastique des trous dt tous profils et de toutes sections comportant des bords surépaissi#, et cela avec une cadence de production très elevee. Conformément à l'invention l'on enfonce dans la feuille cousin dérée des saillies chauffées dont le profil transversal correspond à celui des trous à obtenir. Dans une forme d'exécution préférée, l'appareil pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus comprend - un tambour tournant portant sur sa périphérie des rangées circulaires de goujons qui correspondent aux saillies précitées; - des moyens pour chauffer ces goujons - un berceau entourant une partie de la périphérie du tambour, mais désaxé par rapport à celui-ci de manière que la distance entre la périphérie du tambour et la surface incurvée du berceau, d'abord au moins égale à la hauteur des goujons au-dessus de cette périphérie vers le bord longitudinal amont du berceau par rap port au sens de rotation du tambour, aille en diminuant progressivement jusqu'à l'autre bord longitudinal de ce berceau, ladite surface comportant d'une part des rainures substantiellement co-axia les au tambour alignées avec les rangées circulaires de goujons et de dimensions tranversales suffisantes pour le libre passage de ceux-ci, d'autre part des perforations disposées entre les rainures successives, s'ouvrant sur la surface précitée et reliées a un espace commun - des moyens pour appliquer une dépression à l'espace commun ci-dessus - des moyens pour amener la feuille à perforer entre le berceau et le tambour vers le bord longitudinal amont du berceau - et des moyens pour extraire la feuille perforée à partir de l'autre bord longitudinal dudit berceau. Le dessin annexé, donné à titre d'exemplq permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer Fig. 1 est une coupe transversale d'un appareil suivant l'invention pour la perforation de feuilles de matière thermoplastique se présentant sous forme de bandes. Fig. 2 est une coupe longitudinale suivant Il-Il (fig. 1), le plan de coupe de cette fig. I y étant indiqué en I-I. Fig. 3 est une vue de détail à grande échelle montrant en coupe longitudinale un goujon venant de traverser la feuille de matière thermoplastique. Fig. 4 à 6 représentent diverses conformations possibles pour les goujons. Fig. 7 et 8 sont des coupes longitudinale et transversale de détail d'une variante dans laquelle il est prévu une circulation d'eau pour refroidir la paroi incurvée du berceau. L'appareil représenté en fig. I et 2 comprend un tambour creux 1 fermé par des parois d'extrémité la, lb solidaires de bouts d'arbre 2 et 3 montés à rotation dans des paliers 4 et 5 que supportent des bâtis latéraux 6 et 7. Le tambour 1 est entraîné en rotation par tous moyens appropriés, et il est chauffé par une batterie supérieure d'éléments infra-rouge schématisés en 9. La périphérie du tambour 1 porte une série de goujons 10 disposés suivant des rangées circulaires successives. Dans l'exemple représenté l'on a en outre supposé que les goujons des diverses rangées étaient alignés longitudinalement, mais cela n'est nullement obligatoire. En fig. 1 et 2 ces goujons présentent la forme d'un tronc de cône court terminé par une extrémité arrondie à la façon d'une calotte sphérique. La moitié inférieure du tambour l est entourée par un berceau désigné par la référence générale 11. Ce berceau est en forme de caisson creux. Sa paroi supérieure incurvée lia n'est pas concentrique au tambour, son écartement à partir de la périphérie de celui-ci allant en diminuant depuis son bord amont lld (dans le sens de rotation du tambour tel qu'indiqué par la flèche 8) jusqu'd son bord aval lic. Vers le bord llb cet écartement est très légère- ment supérieur à la hauteur des goujons 10, tandis que vers le bord lic il est à peine supérieur à l'épaisseur maximale des feuilles à perforer, le tout comme on le comprendra mieux ci-apres. De plus la paroi lia est creusée de rainures semi-circulaires lld dont le fond est substantiellement concentrique au tambour, l'écartement entre ce fond et la périphérie du tambour l étant légèrement supérieur à la hauteur des goujons 10. Comme montré, ces rainures lld sont alignées avec les rangées circulaires des goujons de façon à permettre le libre passage de ceux-ci. Entre les rainures l-ld la paroi lla est percée de perforations île qui débouchent dans l'espace intérieur 12 du berceau. Cet espace 12 est relié par une canalisation 13 à un ventilateur aspirant 14. La feuille à perforer 15, établie sous la forme de bande de grande longueur comme à l'ordinaire, passe entre des rouleaux 16 avant d'arriver au bord amont llb convenablement arrondi pour lui permettre de glisser. Elle sort d'autre part le long du bord aval lic lui aussi arrondi à cet effet, pour parvenir a un dispositif d'appel 17. Elle sort de ce dispositif et va s'enrouler sur un rouleau non figuré. Le fonctionnement est le suivant Du fait du ventilateur 14 les perforations lie crènent une dépression dans l'espace situé entre la feuille 15 et la paroi lla. De ce fait la feuille est maintenue appliquée contre la paroi sur laquelle elle glisse sous l'effet de la traction du dispositif 17. Si l'on considère une zone transversale de cette feuille, on comprend que vers le bord amont llb du berceau elle n'est pas af fectée par les goujons-lO puisque l'écartement entre la périphérie du tambour et la paroi lia est supérieur à la hauteur de ceux-ci. Mais à mesure que la zone considérée avance, cet écartement diminue progressivement, de sorte que les goujons viennent au contact de la feuille et tendent à l'enfoncer dans les rainures lld. Si la température de la batterie de chauffe 9 a été judicieusement réglée, les pointes arrondies desdits goujons font fondre localement la matière de la feuille qu'elles traversent progressivement, la matière ainsi amenée à l'état visqueux étant refoulée radialement pour constituer un bord surépaissi ou lèvre, comme indiqué en 15a en fig. 3. On obtient donc bien à la sortie de l'appareil une feuille perforée de trous à bords surépaissis. D'autre part l'échange de chaleur entre les goujons et la feuille étant rapide (du moins dans le cas le plus fréquent de feuilles minces), la vitesse de rotation du tambour peut être prévue très élevée.Il est d'ailleurs possible de conformer la paroi lia de manière que l'écartement entre elle et le tambour ne varie que très lentement au début, de façon que la pointe des goujons 10 ait le temps d'échauffer la feuille avant de la perforer. En tout état de cause la dépression engendrée au niveau des perforations lle évite que la feuille 15 ne vienne au contact de la paroi chaude du tambour l. Il va de soi que la conformation des goujons 10 peut varier en fonction de la forme et des dimensions des trous à perforer. Si la forme arrondie avec embase à très faible angle de cône, telle que représentée en fig. 1 à 3, semble la plus favorable dans le cas de feuilles minces et de trous fins, on pourrait adopter un angle de cône beaucoup plus marqué, comme indiqué en 10' en fig. 4, voire même un cô-ne pointu 10" (fig. 6), ou au contraire un arrondi sans embase cylindrique ou conique, à la façon montrée en 10'" en fig. 7. On notera que la vitesse de défilement de la feuille 15 peut être légèrement différente de la vitesse de rotation du tambour l, auquel cas les goujons 10 réalisent dans ladite feuille non pas des trous ronds, mais des lumières ou fentes à profil allongé. Pour obtenir un fonctionnement correct, il faut évidemment que la paroi lia reste substantiellement froide en vue d'éviter tout ramollissement de la feuille. Comme indiqué en fig. 7 et 8 on peut à cet effet y prévoir un système de canaux 18 de circulation d'eau froide. En variante on pourrait souder à la face interne de cette paroi un serpentin refroidisseur. Il serait encore possible de pulvériser de l'eau dans l'espace 12 contre la paroi lia, cette eau étant évacuée avec l'air par la canalisation 13, ou séparément par une canalisation particulière située au-dessous de celle-ci. Il doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de lginvention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. Le chauffage du tambour et/ou des goujons pourrait être réalisé par tout dispositif approprié. D'autre part si l'utilisation d'un tambour et d'un berceau paratt constituer de loin la solution à pré férer pour la mise en oeuvre de l'invention, l'on pourrait en imaginer d'autres. REVENDICATIONS 1. Procédé pour la perforation de feuilles en matière thermoplastique, du genre dans lequel on réalise chaque trou par fusion locale de la matière et en refoulant la matière fondue radialement vers l'extérieur de manière que le trou soit entouré d'un bord surépaissi, caractérisé en ce qu'on enfonce dans la feuille à perforer des saillies chauffées dont le profil transversal correspond à celui des trous à obtenir, en même temps que par aspiration on maintient ladite feuille suffisamment éloignée de l'organe portesaillies pour éviter toute fusion intempestive dans les zones prévues entre les saillies précitées. 2 Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on établit les saillies sous la forme de goujons à extrémité arrondie ou pointue. 3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on dispose les saillies sur une surface suivant l'arrangement désiré pour les trous sur la feuille, en ce qu'on déplace la feuille et la surface à la même vitesse, mais en diminuant prpgressive- ment leur écartement de façon que les saillies viennent d'abord au contact de la feuille et l'échauffent localement avant de la traverser. 4. Appareil pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison les éléments suivants dont certains au moins sont connus soit à l'état séparé, soit suivant des combinaisons différentes de celle ci-après - un tambour tournant portant sur sa périphérie des rangees circulaires de goujons ; - des moyens pour chauffer ces goujons ;; - un berceau entourant une partie de la périphérie du tambour, mais désaxé par rapport à celui-ci de manière que la distance entre la périphérie du tambour et la surface incurvée du berceau, d'abord au moins égale à la hauteur des goujons au-dessus de cette périphérie vers le bord longitudinal amont du berceau par rapport au-sens de rotation du tambour, aille en diminuant progressivement jusqu'à l'autre bord longitudinal de ce berceau, ladite surface comportant d'une part des rainures substantiellement coaxiales au tambour, alignées avec les rangées circulaires de goujons et de dimensions transversales suffisantes pour le libre passage de ceux-ci, d'autre part des perforations disposées entre les rainures successives, s'ouvrant sur la surface précitée et reliées à un es pace commun - des moyens pour appliquer une dépression à l'espace commun ci-dessus - des moyens pour amener la feuille à perforer entre le berceau et le tambour vers le bord longitudinal amont du berceau - et des moyens pour extraire la feuille perforée à partir de l'autre bord longitudinal dudit berceau. 5. Appareil suivant la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens pour chauffer les goujons sont constitués par de l'air chaud ou par des rayons infra-rouge. 6. Appareil suivant l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que le berceau est creux, son intérieur constituant l'espace commun dans lequel débouchent les perforations prévues entre les rainures. 7. Appareil suivant l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce qu'il est prévu des moyens pour refroidir le berceau.