Brevet FR2519735A1 — publié le 19830718

Les bouteilles à gaz domestique ont connu un grand perfectionnement en recevant une protection du métal constituant le corps et l'embase de la bouteille contre la corrosion sous la forme d'un revêtement mince et continu de resine organique, de préférence constitué par un polyamide et de préférence choisi dans le groupe formé par les polyamides 6, 11, 12 ou les copolyamides obtenus par polycondensation des monomères de ces polyamides. Par polyamides, nous entendons les polymères obtenus par condensation de quan tités équimoléculaires d'acides dicarboxyliques saturés et d'alkyl diamines ou par condensation de lactames. Ces polyamides sont déposés en couche fine et continue sur des subjectiles metalliques en recourant au choix à l'une des techniques suivantes - revêtement par lit fluidise (dip coating) - revêtement par projection électrostatique. Toutefois, il s'est avéré a l'usage que ce revêtement ne pouvait résister, au droit de l'embase, à l'arrachement provoqué par le trainage des bouteilles sur une surface rugueuse, telle que du béton , ou aux chocs. Il a été proposé de munir cette embase d'une garniture en caoutchouc, sous la forme d'un profilé à double lèvre en U, collé sur le pourtour de la jupe metal- lique. Ce procédé n'est ni pratique ni économique et n'apporte pas une garantie totale. La demanderesse a trouvé et ceci fait l'objet de la présente invention, que l'on obtenait des bouteilles résistant aux chocs en munissant leurs embases d'une collerette massive et adhérente au revêtement polyamidique, réalsée dans une autre matière relativement tendre, telle que la cohesion propre de celle-ci soit inférieure à la force d'adhérence existant à l'interface des deux matières plastiques. Cette matière appartient au groupe formé par les polyoléfines. De plus les bouteilles obtenues selon l'invention acquièrent une plus grande insonorité lors des opérations de manutention. La demanderesse a aussi trouve, et ceci fait également l'objet de la présente invention un moyen simple de realiser ces bouteilles. Ce moyen consiste à immerger la bouteille revêtue de matière thermoplastique encore fondue, dans un bain de la matière constituant la colleretté, maintenue à l'état de fusion dans un moule ouvert à l'air libre, à en attendre la solidification puis à tirer la bouteille vers le haut, libérant le moule pour une nouvelle opération. Le procédé de la demanderesse est ainsi beaucoup plus économique que la réalisation par injection qui implique des machines et outillages très onéreux. Les schémas joints rendent plus facile la compréhension de l'invention. Ils comprennent ,Fig. 1 : bouteille selon l'invention Fig. 2 : surmoulage d'une collerette sur l'embase Fig. 3 et 4 : vues en coupe et en plan du moule Fig. 5 : realisation d'une butée centrale Fig. 6 : réalisation de butées latérales Tableau 1 : déroulement synoptique des opérations. Reprenons en détail la description des caractéristiques de l'invention. Dans la technique du lit fluidisé, le subjectile métallique a recouvrir est préchauffé par tout moyen convenable et alors qu'il est encore chaud et à une température supérieure au point de fusion de la poudre thermoplastique dont on veut le revêtir, plongé dans un bain de cette poudre maintenue en fluidisation dans une cuve de trempage puis retiré et abandonne à l'air ; le revêtement se solidifie alors par refroidissement. Dans la technique électrostatique, la poudre thermoplastique est chargée et projetée au moyen d'un pistolet électrostatique sur le subjectile à la température ordinaire ; puis, le subjectile recouvert de poudre est porté dans un four à une temperature légèrement supérieure au point de fusion de la poudre ; au bout de quelques minutes, le subjectile alors recouvert d'un revêtement continu et uniforme est retiré du four et abandonné à l'air. Dans l'une et l'autre des techniques, il est recommandé d'utiliser un primaire d'accrochage. Dans le cas de l'invention, il est fondamental que le revêtement polyamidique soit encore fondu lorsque la bouteille est immergee dans le bain de polyoléfine fondue remplissant le moule de collerette. La matiere de la collerette est choisie dans le groupe des polyoléfines, et se trouve être de préférence le Polyéthylène de basse densité. Dans le groupe de produits correspondant à cette définition, on trouve un compromis avantageux en choisissant un produit de fluidité intermediaire entre les qualités de type extrusion et moulage par injection, caractérisée par exemple par un indice de fusion compris entre 3 et 7 et une densité comprise entre 0,915 et 0,930. L'indice de fusion est mesuré par une méthode decrite dans la norme des Etats Unis ASTM D-1238, caractérisée par le filage pendant 10 minutes d'une masse fondue dont on mesure le poids, hors drune enceinte thermostatée à 1900C, par un orifice de diamètre 2,1 mm et sous l'action d'un piston chargé par un poids de 2,16 kg. D'excellents résultats ont été également obtenus avec les copolymères éthylène- acétate de vinyle malaises (EVA maléises). La température du bain de polyoléfine fondue est comprise entre 900C (pour les copolymères EVA maléises) et 1500C (au-dessus de laquelle l'oxydation à l'air du Polyéthylène devient notable). On a vérifié la possibilité d'obtenir la fusion homogene de la polyoléfine sans intervention de pression extérieure dans un moule réchauffé par passage dans un 'four. Ainsi realise-t-on de maniere simple et economique, sans recourir au moulage par injection, non utilisable du fait de la forme des bouteilles, de leurs dimensions et de l'irrégularité des cotes,les embases de ces bouteilles. Le temps de séjour dans le four est reglé en fonction de la température que l'on souhaite voir atteindre par le moule et de la masse de polyéthylène à fondre. Le moule tel qu'on peut le voir sur les fig. 3 et 4 a la forme d'une surface de révolution, ou plus exactement d'un demi-tore prolongé de deux surfaces coniques s'ouvrant vers le haut et permettant le démoulage de la collerette realisee. Comme il a déjà été dit, il est essentiel que lors du contact des deux matières constituant le revêtement anti-corrosion et la collerette de l'embase, celles-ci soient en fusion. On y arrive en faisant coïncider dans le temps la fin de l'exécution du revetement polyamidique avec la fin de la période consacrée à la fusion du polyéthylène dans le moule. L'inertie calorifique de la masse métallique de la bouteille maintient en fusion le revêtement polyamidique pendant la durée de manipulation de la bouteille pour la faire descendre par son embase dans le moule. Celui-ci est en acier (fig. 3 et 4) et peut être éventuellement équipé de résistances noyees. Ses parois internes sont polies et enduites d'un agent de démoulage qui est par exemple la pâte de référence B-431 commercialisée par les Ets RHONE-POULENC. Les parois du'moule sont caractérisées par un angle de dépouille positif dans le sens du demoulage, cette dépouille étant plus forte (100 environ) à partir du diamètre intérieur du tore qu'à partir du diamètre extérieur (2 énviron). De cette façon, en fin de refroidissement, la collerette se décolle d'elle-même de la paroi extérieure du moule, et son démoulage est très aisé. Les embases des bouteilles étant en général munies de trous, la matière fondue passe par ces trous, ce qui est une facilité supplementaire pour un demoulage facile avant complet refroidissement. Pour centrer la bouteille dans le moule et limiter en hauteur la profondeur de surmoulage, on réalise des butees en soudant sur l'embase des appendices appropriés tels que représentés sur les figures 5 (queue centrale) et 6 (oreilles latérales). Les butées sont coupées et leur emplacement est retouche au pinceau par application d'un vernis. Dans les exemples qui suivent, les bouteilles ainsi revêtues sont des bouteilles d'un poids de 12 kg, ce qui correspond à une epaisseur de parois de 2,5 mm environ. Les embases ont un diametre de 225 mm. La collerette que l'on veut réaliser a une epaisseur maximale d'environ 15 mm à sa partie supérieure. Exemple 1 Revêtement anticorrosion à base de poudre fine de Polyamide 11 (granulométrie comprise entre 80 et 200 microns) appliqué par la technique du "trempe", c'est a dire qu'une bouteille préchauffée est plongee en rotation dans un lit fluidisé constitué de cette poudre fine polyamidique en suspension dans un courant d'air produit par la détente d'air comprimé traversant le fond poreux d'une cuve contenant la poudre. Celle-ci fond au contact de la bouteille chaude et forme une pellicule adhérente qu'on laisse habituellement refroidir lorsque le but visé est l'obtention d'un revêtement simple. Le processus des opérations est le suivant Pour le moule La phaseKde prechauffage est de 15 minutes dans une première étuve régulée à 4000C. En fin de chauffage le moule est extrait de l'étuve et rempli de polyéthylène tel que le 1040 FN 24 en granulés, commercialisé par la demanderesse. Ce produit a un indice de fusion de 4 et un poids spécifique de 0,924. Le polyéthylène fondu atteint une température de 1400C environ, et le moule en contient un poids d'environ 350 g. L'ensemble est maintenu statiquement en dehors de l'étuve pendant 4 minutes puis replacé pendant 5 mn 30 s dans une seconde étuve régulee à 3100C pour homogéneiser la matière fondue. Pour la bouteille : Pendant toutes ces opérations, la bouteille de gaz a te préparée, chauffée pendant 8 minutes dans cette seconde étuve où elle atteint une température de 2200C et revêtue par trempage en bain fluidisé, de telle maniere que l'execu- tion de ce revêtement coïncide avec la fin de l'opération de fusion du polyé thylène dans le moule. Le deroulement synoptique de ces différentes phases concernant le moule et la bouteille est retrace dans le tableau 1. Après l'immersion de l'embase de la bouteille dans le polyéthylène suit une période de refroidissement de 30 minutes environ avant le démoulage final qui s'effectue en tirant les bouteilles vers le haut. Le moule est à nouveau disponible pour une autre séquence. Exemple 2 Revêtement anticorrosion à base de Polyamide 12 appliqué par pistolet électrostatique. Le revêtement polyamidique est obtenu à partir de poudre d'une granulométrie de 30 microns, et une tension positive comprise entre 20 et 60 KV est appliquee entre le pistolet projetant la poudre et la bouteille. Le second four est cette fois-ci régule à 2200C et la bouteille y reste 18 minutes. La suite des opérations d'immersion de la bouteille dans le moule de collerette, la solidification de celle-ci, et le démoulage de l'ensemble bouteille-collerette d'embase s'opère comme dans l'exemple précédent. DEROULEMENT CHRONOLOGIQUE DES OPERATIONS DE REVETEMENT ET DE SURMOULAGE moule bouteille debut de l'opération chauffage à 4000C 15 mn ' début du chauffage remplissage PE 16 mn 30 s de la bouteille de la bouteile fusion omogène suivi de trempage à 3100C suivi de bain fluidise homogène en bain fluidisé de I'embase en place de l'embase de la 24 mn 30 s 24 mn 30 s bouteille dans le moule péri ode de refroidissement 5urr-- - - - démoulage REVENDICATIONS 1 - Bouteilles métalliques à gaz domestique protégees contre la corrosion par un revêtement organique et résistant aux chocs caractérisées en ce que leurs embases protegées par un revêtement polymérique sont munies d'une collerette de matière plastique enserrant ce revêtement. 2 - Bouteilles selon 1 caracterisées en ce que le revêtement polymérique est constitué de polyamide. 3 - Bouteilles selon 1 et 2 caractérisées en ce que le polyamide est choisi dans le groupe constitué par les polyamides 6, 11 ét 12 ou par leurs copolymères. 4 - Bouteilles selon 1, 2 et 3 caractérisées en ce que la matière plastique constituant la collerette est une polyoléfine. 5 - Bouteilles selon 4 caractérisées en ce que la polyoléfine est du polyéthylèni basse densité. 6 - Bouteilles selon 5 caractérisées en ce que le polyéthylène de basse densité a un indice de fusion compris entre 3 et 7 et une densite comprise entre 0,915 et 0,930. 7 - Bouteilles selon 4 caractérisées en ce que la polyolefine est un copolymère éthylène-acétate de vinyle maléisé. 8 - Procédé de fabrication de bouteilles selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisées en ce que la collerette est appliquée sur le revêtement poly mérique de l'embase par une opération de moulage alors que ce revêtement est encore à l'état fondu consécutivement à l'opération qui a permis de le réaliser. 9 - Procédé selon la revendication 8 caractérisé en ce que l'opération de moulage s'effectue à la pression atmosphérique et est réalisée par immersion, à une profondeur contrôlée par butee, de l'embase des bouteilles revêtues chaudes dans un moule de forme semi-torique ouvert à la partie supérieure et empli de polyoléfine fondue, cette immersion étant suivie d'une phase de refroi dissement a l'air libre, à la fin de laquelle on tire vers le haut la bou teille qui entraîne hors du moule la collerette réalisée par solidification de la polyoléfine. ou 10- Procédé selon S caractérisé en ce que le revêtement polyamidique a été appli- que sur l'embase par les techniques de trempage dans un lit fluidise de poudre ou par projection électrostatique de poudre. 11- Procédé selon l'une des revendications 8 à 10 caractérisé en ce que la tem pérature des bouteilles au moment du moulage est comprise entre 180 et 2500C. 12- Procédé selon l'une des revendications 8 à 11 caractérise en ce que la tem pérature du bain de polyolefine fondue est comprise entre 90"C et 1500C.