Brevet FR2517890A1 — publié le 19830610

La présente invention est relative à des pro- cédés de fabrication de bottiers de batteries, en par- ticvllier de bo Utiers réalisés en matière plastique et présentant un étiquetage décoratif. On construit, d'une manière générale, les batteries ou les piles, suivant leurs types les plus couramment utilisés, en prévoyant des récipients mé- talliques renfermant les constituants généraleuent-corro- sifs des piles Le récipient métallique est ensuite en- touré par un bottier ou enveloppe externe décoratif im- primé, ou bien des étiquettes décoratives y sont fixées pour l'attrait du consommateur, pour présenter des in- formations, pour donner une identification de marque, etc Les bottiers ou enveloppes externes ont générale- ment été constitués d'un carton pour les piles Leclanché les moins coûteuses ou d'un métal pour les piles alca- lines plus coûteuses On a également utilisé des bol- tiers en matière plastique, qui, d'une manière générale, ont été réalisés en des matières relativement épaisses, par exemple du ABS (acrylonitrilebutadiène-styrène) présentant une intégrité structurale On a occasionnel- lement utilisé des matières plastiques thermorétracta- bles, par exemple du PVC (chlorure de polyvinyle) non imprimé ou préalablement imprimé, mais avec le désavanta- ge aue de telles matières, lorsqu'elles sont soumises à un retrait thermique sur la batterie ou pile, se con- forment à chaque imperfection des matières ou du réci- pient sous-jacents, en créant ainsi un emballage peu agréable à voir. Dans le cas d'applications o les matières décoratives sont métalliques, la matière tout particu- lièrement préférée pour le bottier est évidemment un mé- tal En fait, des matières plastiques thermorétracta- l O bles, à enrobage métallique, préalablement imprimées, ont tendance à se déformer lorsqu'elles sont amenées à se contracter sur des piles ou des batteries Les bottiers métalliques présentent par contre plusieurs désavantages dont le moindre n'est pas leur coitt élevé Les boîtiers métalliques, du fait de leur conductivité électrique et de leur position proche de la pile électrique, doivent être convenablement isolés de celleci afin de réduire la possibilité de court-circuit entre les bornes de la pile ou de la batterie De plus, le métal employé dans de tels bottiers est relativement épais, ce qui réduit ainsi, dans le cadre des spécifications pour les paramètres de dimensions des piles, le volume dis- ponible pour les matières actives de celles-ci. Un but de la présente invention est de pré- voir un procédé économique pour fabriquer des bottiers décorés pour batteries ou piles, qui-soient résistants aux dégradations mécaniques et chimiques. Un autre but de la présente invention est de prévoir un procédé de ce genre, dans lequel les bottiers de batterie ou de pile sont formés d'une matière plas- tique présentant des décorations métalliques. Un autre but de l'invention est de prévoir des bottiers minces en matière plastique au lieu des bottiers métalliques, de sorte que le volume disponible de la pile est augmenté et que la capacité de cette pile peut être accrue. Ces buts, caractéristiques et avantages et d'autres encore de la présente invention apparattront plus clairement de la description suivante donnée avec référence au dessin annexé. La Figure unique illustre schématiquement les étapes de travail et les étapes facultatives suivant'la présente invention, ainsi que l'appareillage que l'on peut utiliser pour la mise en oeuvre de ces étapes. D'une manière générale, la présente inven- tion englobe la fabrication de bottiers décorés pour batteries ou piles, ainsi que les bottiers eux-mêmes, fabrication au cours de laquelle on place, sur un man- drin ou élément de support, une enveloppe thermorétrac- table, à paroi mince, par exemple un tube en matière plastique thermorétractable d'une épaisseur de 0,01 cm, ce tube présentant d'autres dimensions appropriées. Le mandrin est de préférence légèrement plus grand que la pile (généralement de l'ordre d'environ 0,005 cm) pour faciliter la mise en place du tube ayant subi une thermorétraction par la suite, sur la pile, après son enlèvement du mandrin Le tube peut être à jointe sans joint, oval, etc, un tube sans joint étant préféré pour des raisons esthétiques Le tube est soumis à une thermorétraction sur-le mandrin, décoré par un procédé d'impression approprié, par exemple une gravure à chaud, enrobé d'une couche protectrice, si nécessaire (comme par exemple sur une décoration métallique), éventuellement serti à une extrémité pour renforcer son intégrité structurale, et retiré du mandrin pour le mettre fi- nalement en place sur la batterie ou la pile, o l'au- tre extrémité du boîtier est sertie pour terminer le procédé d'enveloppement Par thermorétraction du bot- tier avant sa mise en place sur la batterie ou pile (le terme "batteries" désigne dans le cas présent aussi bien des batteries que des piles), les imperfections existant sur la batterie ne sont pas rendues visibles dans le bottier, comme dans le cas des batteries anté- rieures De plus, le procédé de la présente invention peut être automatisé complètement et, par conséquent, économiquement. Le procédé est plus clairement illustré encore par le dessin, sur lequel un tube thermorétractable, sans joint, plat, par exemple en PVC, est alimenté de- puis une bobine de stockage 10 à un dispositif de cou- page et d'ouverture 11, o le tube est découpé à des dimensions prédéterminées et ouvert Le tube 12 ainsi dimensionné et ouvert est ensuite mis en place sur un man- drin 13 qui fait partie d'un plateau rotatif 14 compor- tant une série de postes de travail répartis suivant -sa circonférence Le mandrin 13 portant le tube dimen- sionné 12 passe d'abord par un poste à tunnel de thermo- rétraction 15, dans lequel le tube 12 est soumis à un retrait préalable jusqu'aux dimensions finales requi- ses du bottier de batterie Ceci est à l'encontre des procédés antérieurs d'enveloppement par thermorétraction, dans lesquels la matière était d'abord soumise à une thermorétraction sur la batterie elle-même A titre de variante, le mandrin lui-même peut être chauffé pour pro- voquer la thermorétraction Ensuite, le mandrin 13 sur lequel se trouve le tube 12 ayant subi la thermorétrac- tion passe à un poste de décoration 16 o le tube ayant subi la thermorétraction est imprimé et décoré, par exemple en utilisant des feuilles métalliques atte- nantes 17 et 18 avec un transfert de chaleur sous pression (gravure à chaud) grâce à une matrice 19 En raison de la finesse (par exemple de l'ordre de 0,0005 cm) des feuilles métalliques et de leur tendance à se déplacer l'une par rapport à l'autre, des guides ap- propriés avec berceaux d'alimentation (non illustrés) sont nécessaires pour ces feuilles afin de maintenir une correspondance convenable des impressions réalisées. Suivant la matière thermorétractable que l'on utilise et le degré nécessaire de thermorétraction, la gravure à chaud elle-même peut être utilisée pour provoquer la thermorétraction, lorsqu'il ne faut qu'une contraction minimale. L'application d'un enrobage transparent 20, résistant aux agents chimiques, au tubes décoré 12 se fait au poste de travail suivant 21 par une gravure à chaud similaire avec une matrice 22 L'enrobage 20 est appliqué pour empêcher des dégradations mécaniques et chimiques de la décoration relativement fragile par feuille métallique En conséquence, l'enrobage 20 que l'on utilise sera choisi pour sa résistance aux agents chimiques corrosifs courants contenus dans les batteries, par exemple le KOH que l'on retrouve dans les batte- ries alcalines, et le diméthoxyéthane que l'on trouve dans les batteries au Li/Mn O 2 Par application de l'en- robage protecteur 20, la décoration par feuilles métalli- ques est ainsi isolée contre des courts-circuits élec- triques possibles avec les pièces constitutives de la batterie Si la décoration du tube 12 n'est pas d'une nature fragile, comme dans le cas des feuilles métalli- aues menti- cnées ci-dessus, l'étape d'enrobage 21 peut Etre une étape facultati-e pour protéger l'encre se trouvant sur le zube imprimé 12 ou la matière elle-même avant subi la thermorétraction. Après l'application de l'enrobage protec- teur 20, le mandrin comportant le tube 12 préalablement contracté, décoré et enrobé, est envoyé au poste de sertissage 23 o le tube est partiellement soulevé du mandrin et serti à une extrémité en présence de cha- leur pour faciliter ce sertissage Celui-ci est facul- tatif mais préféré pour accrottre l'intégrité et la rigidité structurales du tube mince et pour faciliter l'enveloppement ultérieur des batteries en formant un arrêt pour celles-ci à l'intérieur du bottier Le tu- be préalablement contracté, décoré, enrobé et serti 12 est ensuite envoyé au poste d'éjection 24 o il est éjecté et ce n'est qu'alors que ce tube 12 est utilisé pour achever l'enveloppement d'une batterie par sertissage de l'autre extrémité Pour faciliter l'éjection, le mandrin est formé au départ ou enrobé d'une matière, par exemple du polytétrafluoréthylène (PTFE),d'un faible coefficient de frottement. En raison de la finesse du tube et des enro- bages décoratifs, comparativement au cas des bottiers métalliques ou des boîtiers en matières plastiques ri- gides (le tube suivant l'invention n'a que la moitié en- viron de l'épaisseur de ce boîtier),on dispose d'un volume plus important de pile pour les matières acti- ves Des exemples de matières thermorétractables, uti- lisables pour les tubes suivant la présente invention, englobent, en plus du PVC, les polyoléfines, comme le po- lyvéthylène et le polypropylène, le chlorure de polyviny- lidène, les polyesters, les Nylons,etc. Des matières pour l'enrobage protecteur sont constituées par des pellicules minces (par exemple de l'ordre de 0,0005 cm) des matières mentionnées ci- dessus convenant pour la formation des tubes thermoré- tractables. Si on le désire, le tube thermorétracta- ble peut constituer un moyen d'étanchéité supplémentai- re pour la batterie A titre d'exemple,leé'haut d'une batterie peut être enrobé périphériquement par un agent d'étanchéité de telle sorte que, lors du sertis- sage à chaud du tube à cet endroit, il se forme ainsi un joint étanche. Pour faciliter la coloration décorative du tube thermorétractable, il s'agira de préférence d'une coloration formant une coloration de base ou une par- tie essentielle de la coloration décorative A titre d'exemple, les batteries traditionnelles fabriquées sous la marque Duracell (marque déposée) ont, pour la plupart, la forme de bandes de cuivre (couleur exclusi- vement métallique) et noire, avec une impression en noir et en argent (métallique) De ce fait, suivant le pro- cédé ci-dessus, au poste de décoration 16, les feuilles métalliques 17 et 18 sont colorées enargent et en cui- vre et la matière de base thermorétractable est noire afin d'assurer les décorations requises pour le boîtier. Il sera entendu que le dessin et la descrip- tion précédente ne sont donnés qu'à titre d'illustra- tion du procédé de l'invention et que de nombreux chan- gements en ce qui concerne les appareils, les matières et les opérations de traitement sont possibles sans sor- tir pour autant du cadre du présent brevet. REVENDICATIONS 1 Procédé de fabrication d'un bottier de batterie à partir d'un élément d'enveloppement décoré, thermorétractable, caractérisé en ce qu'il comprend la mise en place de l'élément d'enveloppement susdit sur un élément de support et la contraction de cet élément d'enveloppement thermorétractable, la décora- tion de l'élément d'enveloppement tandis qu'il se trou- ve sur l'élément de support, l'enlèvement de l'élé- ment d'enveloppement, ayant subi une thermorétractinn, décoré, depuis l'élément de support, et l'enveloppement de manière fixe d'une batterie par cet élément d'enve- loppement. 2 Procédé suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que l'élément de support est constitué par un mandrin d'un diamètre légèrement supérieur à celui de la batterie. 3 Procédé suivant la revendication 2, carac- térisé en ce que le mandrin présente une surface formée d'une matière d'un faible coefficient de frottement. 4 Procédé suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que l'élément d'enveloppement est décoré par une feuille métallique. Procédé suivant la revendication 4, dans lequel l'élément d'enveloppement est décoré par une gra- vure à chaud. 6 Procédé suivant la revendication 4, carac- térisé en ce que la décoration par feuille métallique est recouverte par un enrobage pelliculaire protecteur transparent. 7 Procédé suivant l'une quelconque des re- vendications 1, 4, 5 et 6, caractérisé en ce qu'une ,17890 extrémité de l'élément d'enveloppement est sertie avant son enlèvement de l'élément de support. 8 Procédé suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que l'élément d'enveloppement thermoré- tractable est formé par un tube plat qui est découpé à dimensions et ouvert avant sa mise en place sur l'élément de support. 9 Procédé suivant la revendication 1, ca- ractérisé en ce que l'élément d'enveloppement thermoré- tractable est formé de chlorure de polyvinyle. Bottier de batterie décoré,fabriqué par un procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à'9. 11 Procédé d'enveloppement d'une batterie par un bottier décoré, caractérisé en ce qu'il comprend la thermorétraction d'un élément d'enveloppement ther- morétractable jusqu'à des dimensions prédéterminées, la décoration de cet élément d'enveloppement, la mise en place d'une batterie à l'intérieur de cet -élément d'en- veloppement, et le sertissage à chaud d'au moins une ex- trémité de cet élément d'enveloppement pour y retenir la batterie. 12 Procédé suivant la revendication 11, ca- ractérisé en ce qu'une extrémité de l'élément d'envelop- pement est sertie à chaud avant d'y placer la batterie. 13 Batterie ou pile comportant un bottier dé- coré que l'on réalise par le procédé suivant la revendi- cation 11 ou 12.