Brevet FR2521068A1 — publié le 19830812

L'invention concerne un ensemble de raccor- dement par adhérence d'éléments séparés, ces éléments pouvant être raccordés et séparés de façon répétée. On connaît déjà un certain nombre d'ensembles de ce type Il suffit de citer l'utilisation, comme dis- positif de raccordement, d'éléments mécaniques tels que des vis, des boulons, des pinces élastiques et analogues, et les ensembles qui mettent en oeuvre desproduits chi- miques sans autre dispositif auxiliaire Des exemples de ces derniers ensembles sont les rubans adhésifs qui peuvent adhérer à différentes surfaces avec des forces différentes Cette aptitude des rubans adhésifs à adhérer à des surfaces différentes très diverses est un grand avantage mais est aussi un inconvénient dans de nombreux 1-5 cas En fait, en sait que, lorsque les rubans adhésifs sont mis en contact par leur couche adhésive avec des surfaces de certaines matières par rapport auxquelles ils présentent un effet prononcé d'adhérence tel que le papier par exemple, une séparation à un plan prédéterminé de séparation devient pratiquement impossible On peut avoir recours, pour empêcher ce phénomène, à des masses adhésives ayant une adhésivité réduite et une épaisseur très limitée, mais, dans ce cas, l'ensemble de raccorde- ment formé a un pouvoir de retenue insuffisant Un autre inconvénient important des rubans adhésifs classiques est qu'ils perdent leur pouvoir adhésif sous l'action d'impuretés telles que la poussière, les fumées, l'humi- dité et d'autres agents provenant du milieu environnant. On connaît en outre des ensembles de raccorde- ment qui mettent en oeuvre deux types d'étoffes ayant des parties en saillie, une étoffe ayant des crochets ou des éléments analogues d'accrochage et l'autre étoffe ayant des parties courbes ou boucles qui peuvent être en contact mutuel Ces ensembles de raccordement sont sélectifs et ne permettent pas l'adhérence à des surfaces différentes mais nécessitent un accouplement aux deux types d'étoffes précités Les organes de raccordement sont exposés à l'usure et, en outre, le raccord des deux étoffes présente une certaine épaisseur étant donné le dépassement des éléments d'accrochage. L'invention concerne un ensemble de raccordement par adhérence qui combine les avantages des rubans adhé- sifs et des étoffes qui sont en contact mutuel, mais sans présenter les inconvénients des deux types d'ensembles. Plus précisément, l'invention concerne un ensemble de raccordement qui est sélectif et qui n'est pas exposé à une usure ou à des facteurs négatifs dus aux actions du milieu environnant, tout en ayant une épaisseur limitée. Plus précisément, l'invention concerne un en- semble de raccordement par adhérence qui comporte un élé- ment adhésif formé d'un support et d'au moins une couche adhésive supportée au moins sur une face du support, ca- ractérisé en ce que l'élément a une couche adhésive com- posée d'une matière élastomère fermement accrochée au support afin qu'un raccord sélectif puisse être réalisé d'une manière répétitive. On connaît l'aptitude des élastomères et d'au- tres matières ayant des propriétés analogues, à assurer un raccordement mutuel et intime lorsqu'elles sont mises en contact et soumises à des forces de pression et éven- tuellement aussi à un chauffage Ce phénomène d'adhérence provoque cependant au cours du temps la formation d'un raccord extrêmement robuste qui ne permet pas une nou- velle séparation le long d'un plan préférentiel prédé- terminé En fait, lorsque deux feuilles formées exclusi- vement d'un élastomère et qui ont été raccordées sous pression subissent une contrainte destinée à provoquer leur séparation, elles se séparent dans des plans aléa- toiresimprévisibles, du fait de la propriété d'élasticité des élastomères et de leur épaisseur réduite, et elles se rompent. On a déterminé de façon surprenante qu'il était possible d'obtenir la séparation des surfaces raccordées le long d'un plan préférentiel prédéterminé lorsque les couches de matière élastomère étaient fixées aux supports respectifs et lorsque la résistance intrinsèque des sup- ports et de la fixation au support était supérieure et plus intense que la force de séparation des deux surfaces de matière élastomère qui ont été mises en contact En fait, la présence du support permet l'application des forces de séparation à une partie réduite de la matière élastomère si bien que la force spécifique devient très élevée. L'invention assure une application avantageuse dans toute la masse de la matière élastomère de chaque couche ou aux surfaces de contact seulement, c'est-à- dire aux surfaces libres des couches,afin que la sépara- tion des surfaces raccordées le long d'un plan préféren- tiel prédéterminé soit encouragée. A cet égard, il s'est révélé avantageux d'uti- liser, comme matière élastomère, un mélange de matières consistant par exemple en du caoutchouc naturel et des élastomères de matière synthétique tels que du caoutchouc de butadiène-styrène Un mélange de ce type qui a donné de bons résultats peut comprendre 80-85 parties en poids de caoutchouc naturel et 15-20 parties en poids de caout- chouc de butadiène-styrène, ces proportions étant déter- minées sur la matière sèche. La matière élastomère peut aussi être vulcanisée, mais avec un degré de réticulation tel qu'elle conserve un certain pouvoir adhésif. On a aussi déterminé que la couche de matière élastomère appliquée sur le support respectif, de préfé- rence par étalement, doit être avantageusement relative- ment mince afin qu'un raccordement rapide au support soit encouragé, sans qu'une adhérence permanente à l'autre élément raccordé soit favorisée lorsque le raccord est séparé De préférence, l'épaisseur de la couche de ma- tière élastomère ne dépasse pas un millimètre. Une autre caractéristique qui s'est révélée importante est relative aux conditions de la surface libre de la couche adhésive qui doit être couplée à celle d'un autre élément identique ou analogue A cet égard, on a déterminé que la surface devait être aussi lisse que pos- sible en pratique afin qu'elle donne les meilleurs résul- tats, dans la mesure o elle facilite la séparation répé- tée des deux éléments adhésifs l'un de l'autre lorsque le raccord doit être séparé. Comme indiqué précédemment, comme la couche de matière élastomère doit aussi être relativement mince, le critère selon lequel sa surface libre est aussi lisse que possible en pratique indique aussi que la surface du support auquel la couche est appliquée est aussi lisse que possible en pratique elle aussi. L'ensemble de raccordement par adhérence selon l'invention résout le problème de la sélectivité du rac- cord et supprime le défaut de la perte d'adhésivité dû à l'action des impuretés du milieu environnant, telles que la poussière, les fumées, l'humidité et analogue. En fait, chaque élément adhésif peut être adapté unique- ment à un élément analogue qui a une surface correspon- dante de raccordement formée d'une matière élastomère. L'ensemble est répétitif de façon très fiable, c'est- à-dire que deux éléments adhésifs peuvent être raccordés puis séparés de façon répétée l'un de l'autre En outre, cet ensemble de raccordement présente l'avantage d'une épaisseur réduite, de toute manière inférieure à celle d'un raccord formé de deux étoffes ayant des éléments d'accrochage et des boucles qui en dépassent respective- ment. Deux éléments adhésifs destinés à être raccordés peuvent être appliqués sur des objets qu'on veut raccorder et, à cet effet, on peut utiliser un certain nombre de procédés tels que le clouage ou le rivetage, le vissage, l'agrafage, le collage et de nombreux autres procédés. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention ressortiront mieux de la-description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue en plan de deux élé- ments adhésifs sous forme de rubans raccordés l'un à l'au- tre; la figure 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la figure 1; et les figures 3 à 6 représentent schématiquement diverses possibilités de réalisation d'un élément adhésif selon l'invention. L'ensemble de raccordement selon l'invention est représenté sur les figures 1 et 2 sur lesquelles deux éléments adhésifs sont raccordés et ont la forme d'un ruban, ces éléments portant les références générales 10 et 11 Chacun de ces éléments est formé essentiellement d'un support 10 a, lia respectivement portant sur une face une couche d'une matière élastomère 1 Ob, 11 b respective- ment Le support de chacun des éléments est sensiblement plan et il peut être rigide, souple ou élastique Par exemple, dans le cas d'un élément adhésif sous forme de ruban, le support peut être formé d'une étoffe, mais il faut noter qu'un certain nombre d'autres matières peuvent être utilisées, pourvu qu'elles possèdent une compacité et une résistance suffisantes vis-à-vis de la matière élastomère pour que la séparation des surfaces raccordées soit possible sans que les caractéristiques de fonction- nement de l'ensemble soient perturbées. La matière élastomère qui est utilisée pour la formation de la couche adhésive peut être par exemple du caoutchouc naturel ou un mélange de celui-ci et d'un caout- chouc de synthèse Sa face exposée est avantageusement et de préférence, aussi lisse qu'elle peut être obtenue et l'épaisseur de la couche ne doit pas dépasser 1 mm de préférence. Dans l'exemple représenté, on considère un élé- ment dont le support a sur une face une couche d'une ma- tière élastomère seulement, mais il est clair que, dans certaines applications et en fonction de certains critères, une couche adhésive peut aussi être placée sur les deux faces du support. L'application de la couche d'une matière élas- tomère et son accrochage au support peuvent être réalisés d'un certain nombre de manières dont quelques unes sont décrites dans la suite du présent mémoire en référence aux figures 3 à 6. La figure 3 représente schématiquement le cas o la couche de matière élastomère est appliquée sur le support par calandrage. Une couche 22 d'adhésif est étalée sur un sup- port 20 provenant d'une bobine 21 de distribution, par un appareil 23, et le support portant la couche adhé- sive qui y est étalée avance alors dans une chambre 24 de séchage L'adhésif 22 peut être formé d'un élastomère tel que le caoutchouc naturel dissous dans un solvant tel que l'heptane, à raison de 15 % de caoutchouc naturel pour 85 % d'heptane en poids. Ensuite, un ensemble 25 d'alimentation applique sur la couche adhésive 22 une couche 26 d'un élastomère provenant d'une bobine (non représentée) comprenant des spires alternées d'un élastomère et d'un papier sépara- teur et l'ensemble passe entre deux cylindres 27 de calan- drage L'élément ainsi formé parvient sur un rouleau col- lecteur 28 Les cylindres 27 de la calandre font aussi avancer le ruban à une vitesse déterminée comme égale à 5 mètres par minute. La figure 4 représente un autre procédé d'ap- plication de la matière élastomère sur un support formé d'un ruban 20 d'étoffe de coton provenant d'une bobine distributrice 21 Le ruban passe d'abord entre deux cy- lindres appariés 29, 30 Le cylindre 29 est entraîné par un moteur et il plonge dans une cuve 31 qui contient une matière élastomère dissoute, alors que le rouleau 30 est fou et exerce sur le rouleau 29 une pression qui suf- fit pour que la matière élastomère soit profondément en- foncée à l'intérieur du ruban 20 d'étoffe Le ruban ainsi imprégné est alors séché à une température de 900 C par passage dans une étuve 32 de séchage. Le ruban passe ensuite sur un cylindre 33 d'éta- lement qui plonge dans une autre cuve 34 qui contient une matière élastomère qui est la même que celle que con- tient la cuve 31 Un cylindre 35 d'étalonnage est destiné à limiter l'épaisseur du film 37 étalé sur le ruban d'étoffe imprégné L'élément ainsi préparé passe dans une seconde étuve 36 de séchage dans laquelle il est séché à 90 C Cavant d'être finalement collecté sur une bobine 28. Les matières élastomères contenues dans les cuves 31 et 34 et qui donnent de bons résultats, déterminés par des essais réels, sont par exemple: un latex de caoutchouc naturel ayant un pour- centage de caoutchouc de 66 % en poids, sur base sèche, une composition contenant 85 % de latex de caoutchouc naturel de matières sèches de caoutchouc). La vitesse d'étalement déterminée est égale à 5 mètres par minute. La figure 5 représente un procédé d'application par simple étalement de la matière élastomère sur une face d'un ruban 20 de support provenant d'une bobine 21. Le ruban 20 passe sur un cylindre 38 d'étalement qui plonge dans une cuve 39, celle-ci contenant la matière élasto- mère, et la quantité de cette matière est réglée par un rouleau 40 qui fixe l'épaisseur du film 41. Le support ainsi revêtu passe alors dans une étuve 42 de séchage dans laquelle il est soumis à un chauf- fage à une température de 900 C avant d'être collecté sur un rouleau 28. On considère maintenant, à titre illustratif, quelques essais. a) Support sous forme d'un tissu de coton, avec plusieurs types de matières élastomères; ai) caoutchouc naturel dissous dans l'heptane avec un rapport pondéral de 15 % de caoutchouc naturel pour 85 % d'heptane, vitesse de déplacement 10 mètres par minute; a 2) solution à 12 % en poids de caoutchouc natu- rel, 3 % en poids de caoutchouc de butadiène-styrène et 85 % en poids d'heptane constituant le solvant, vi- tesse de déplacement 10 mètres par minute; a 3) latex de caoutchouc naturel à 66 % de ma- tière sèche de caoutchouc, vitesse de déplacement 5 mè- tres par minute; a 4) mélange de 80 % en poids à sec de latex de caoutchouc naturel et de 20 % en poids à sec de latex de caoutchoixbutyle, vitesse de déplacement 5 mètres par minute. b) Support sous forme d'un ruban de chlorure de polyvinyle à la surface duquel un adhésif a été appliqué sur la face qui doit recevoir plusieurs types de matières élastomères déposées par étalement; bl) latex de caoutchouc naturel à 66 % de ma- tières sèches de caoutchouc, vitesse de déplacement 5 mè- tres par minute; b 2) mélange de 80 % de latex de caoutchouc na- turel et 20 % de latex de caoutchouc butyle, en poids à sec, vitesse de déplacement 5 mètres par minute. La figure 6 représente un autre exemple de for- mation d'un élément adhésif selon l'invention Dans ce cas, on utilise initialemenet un support formé d'un ruban 43 d'un feutre non tissé de polyéthylène calandré, pro- venant d'une bobine 44 et qui passe sur un cylindre 45 d'étalement qui plonge dans une cuve 46 qui contient une dispersion aqueuse d'un polyuréthanne ( 55 % de matières solides de polyuréthanne), et l'épaisseur du film 48 est réglée par un cylindre 47 d'étalonnage. Ensuite, le ruban 43 et le film 48 qu'il porte passent au-dessus d'une source de chaleur 49 qui peut être une source de rayonsinfrarouges, destinée à assurer la réticulation du polyuréthanne Ensuite, le ruban 43 portant le film 48 passe sur un secondcylindre 50 d'éta- lement qui plonge dans une cuve 51 qui contient une dis- persion d'une résine adhésive à base acrylique ( 55 % de résine sur base sèche) Une couche 52 de la résine est alors étalée sur le film 48 et l'épaisseur de cette couche est réglée par un cylindre 43 d'étalonnage. La résine adhésive est séchée par passage de l'ensemble dans une étuve 54 dans laquelle une température de 700 C est maintenue Enfin, l'ensemble passe sur un cylindre d'étalement 55 qui plonge dans une cuve 56 qui contient un latex de caoutchouc naturel ( 66 % de matières sèchesde caoutchouc) Un film 57 de latex de caoutchouc est ainsi étalé sur la couche 52 de résine adhésive for- mée préalablement et son épaisseur est réglée par un cy- lindre 58 d'étalonnage Le produit passe alors dans une étuve 59 à une température de 700 C et il est collecté par un rouleau 28. La vitesse de déplacement est déterminée comme étant égale à 5 m/min. On a indiqué que la matière élastomère appli- quée sur le support pour la formation de la couche adhésive pouvait aussi être vulcanisée; cependant, dans ce cas, le degré de réticulation ne doit pas réduire la propriété d'adhérence de la couche, au moins dans toute sa partie qui correspond à sa surface exposée. Dans ce cas, la vulcanisation peut aussi être différente dans l'épaisseur de la couche, la réticulation étant plus importante dans les zones proches du support. Ainsi, on peut même supprimer un organe séparé de support car la partie ayant subi la vulcanisation la plus intense dans la couche adhésive peut remplir telle quelle le rôle du support. Il est en outre possible de disposer à la face exposée de la matière élastomère des matières supplémen- taires de charge telles que des fils, des gazes, des poudres et analogues, avec une densité superficielle qui ne réduit pas l'adhésivité à une valeur trop faible afin que la séparation répétée des deux éléments adhésifs raccordés l'un à l'autre soit facilitée. Il est bien entendu que l'invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans ses éléments constitutifs sans pour autant sortir de son cadre. L'ensemble de raccordement selon l'invention résout les problèmes techniques indiqués au début du pré- sent mémoire, d'une manière pratiquement totale. Plus précisément, l'ensemble de raccordement selon l'invention est très sélectif car il permet l'exis- tence du raccord uniquement entre des éléments adhésifs de même type et il permet la réalisation et la sépara- tion du raccordement de manière répétée. L'élément adhésif qui a une couche de matière élastomère ne perd pas sa capacité adhésive sous l'action d'impuretés provenant du milieu environnant et sa ou ses couches adhésives ne nécessitent pas des dispositifs pro- tecteurs particuliers, tels qu'un papier revêtu d'une silicone L'élément adhésif n'est pas exposé à une usure mécanique et il a une épaisseur très réduite par rapport à celle des étoffes ayant des crochets. L'élément adhésif peut facilement être appliqué sur des éléments séparés à raccorder, par exemple par des clous, des rivets, des vis, des pinces, des fils à coudre, des colles, par soudage, etc. Les caractéristiques particulières de l'inven- tion sont très avantageuses pour la réalisation d'un en- semble de raccordement très sélectif car la matière per- met le raccordement uniquement entre des éléments adhésifs identiques ou analogues, le raccordement étant répétitif étant donné qu'il peut être accouplé et désaccouplé de nombreuses fois, les éléments considérés étant raccordés suivant un plan préférentiel prédéterminé, le raccordement pouvant être conservé pendant un long temps sans qu'il devienne permanent et que la séparation des éléments soit impossible sans rupture. 1 1 REVENDICATIONS 1 Ensemble de raccordement par adhérence, compre- nant un élément adhésif ( 10) comprenant un support ( 10 a) et au moins une couche adhésive ( 1 Ob) portée sur une face au moins du support, caractérisé en ce que l'élément ( 10) possède une couche adhésive ( 10 b) formée d'une matière élastomère fermement fixée au support ( 10 a), les résis- tances intrinsèques du support ( 10 a) et de la fixation de la couche adhésive ( 10 b) sur le support ( 10 a) étant supérieures au pouvoir adhésif de la couche adhésive (l Ob) vis-à-vis d'elle-même, afin que l'élément puisse être raccordé sélectivement et de manière répétitive. 2 Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche ( 1 Ob) de matière élastomère est formée d'un mélange de caoutchouc naturel et de caoutchouc syn- thétique. 3 Ensemble selon la revendication 2, caractérisé en ce que le caoutchouc synthétique mélangé au caoutchouc naturel est un caoutchouc de butadiène-styrène. 4 Ensemble selon la revendication 3, caractérisé en ce que le mélange comprend, en matièressèches,15 à parties en poids de caoutchouc de butadiène-styrène et 80 à 85 parties en poids de caoutchouc naturel. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche ( 10 b) de matière élastomère a une épaisseur qui ne dépasse 1 mm. 6 Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche surface exposée lisse. 7 Ensemble selon la revendication 6, caractérisé en ce que la face du support ( 1 Oa) sur laquelle la couche ( 10 b) de matière élastomère est appliquée au moins est lisse. 8 Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche ( 1 Ob) de matière élastomère est collée par calandrage sur le support ( 1 Oa). 9 Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche pliquée par étalement sur le support ( 10 a). Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière élastomère est vulcanisée, mais à un degré tel qu'elle conserve son pouvoir adhésif au moins à la surface exposée. 11 Ensemble selon la revendication 10, caractérisé en ce que la couche ( 1 Ob) de matière élastomère est vulca- nisée d'uhe manière différente suivant son épaisseur, le degré de vulcanisation étant élevé dans les régions proches du support ( 1 Oa). 12 Ensemble selon la revendication 11, caractérisé en ce que la partie de la matière élastomère qui a le degré le plus élevé de vulcanisation constitue elle-même le support ( 1 13 Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche ( 10 b) de matière élastomère a, dans une région correspondant à sa surface exposée, des fils, des gazes, des poudres ou analogues, avec une densité de sur- face telle que l'adhésivité de la couche n'est pas com- promise.