Brevet FR2532337A1 — publié le 19840302

La présente invention concerne les articles comportant au moins une bande froncée élastique, ainsi que les procédés et dispositifs pour leur fabrication. De telles bandes froncées élastiques peuvent être prévues notamment sur des vêtements ou pièces de vêtements de protection, des surchaussures, des couches pour bébé ou des éléments d'emballage tels que sacs, sachets ou autres. Habituellement on réalisé dans une feuille de tissu ou un film PVC ou autre un ourlet ou un passage délimité par deux lignes de couture ou de soude re, ourlet ou passage dans lequel est engagé un élastique dont la longueur à l'état libre est inférieure à la longueur de l'ourlet ou du passage dans lequel il est logé. Un tel procédé se prête mal à une automatisation poussée. Il est donc comateux. De plus, aucune liaiso#n n'est réalisée entre l'élastique et le matériau de la bande ou de la feuille adjacente, de sorte qu'en cas de rupture de cet élastique en un point, la bande perd toute son élasticité. Il est également connu de coller l'élastique sur la bande ou la feuille de support adjacente. On fait alors tomber de la colle chauffée sur un élastique en tension et l'on applique cet élastique sur la bande ou la feuille de support. Ce procédé est également coûteux à mettre en oeuvre. Par ailleurs, il ne peut être utilisé pour toutes les matières car il est difficile de trouver une colle appropriée à certains couples élastique-matériau de support. Enfin, on peut également solidariser l'élastique et le matériau constituant la feuille ou la bande de support au moyen d'une couture réalisée à la lisière de ce support. Un tel procédé nécessite donc trois éléments, à savoir le support, l'élastique et le fil de couture et il est également d'une mise en oeuvre longue et coûteuse. Le but de cette invention est de réaliser un article comportant au moins une bande froncée élastique, qui soit particulièrement solide et fiable et en particulier dans lequel l'élasticité d'ensemble de la bande ne soit pas affectée par la rupture de ltélas- tique en un point, cet article devant par ailleurs se prêter à une fabrication aisément industrialisable et à haut rendement. Un tel article, comprenant au moins une bande ou feuille d'un matériau de support et au moins un élément élastique, est caractérisé en ce qu'il est prévu des zones espacées dans lesquelles l'élastique est rendu solidaire par thermosoudage de la bande ou de la feuille de support adjacente, ces zones étant se- parées les unes des autres par des intervalles dans lesquels ltélé- ment élastique est libre vis à vis du matériau de support. Suivant d'autres caractéristiques - l'élément élastique est disposé entre deux couches du matériau de support, qui sont rendues solidaires l'une de l'autre au niveau desdites zones de liaison, par thermosoudage; - les zones de liaison obtenues par thermosoudage et réalisées entre les deux couches du matériau de support s'étendent à peu près transversalement par rapport à la direction longitudinale de l'élément élastique et de part et d'autre de ce dernier. L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'une telle bande froncée élastique, caractérisé en ce qu' on met au moins un élément élastique en tension, on le place en position correcte par rapport à au moins une bande ou feuille d'un matériau de support et on réalise par thermosoudage des zones espacées de liaison entre ledit élément élastique et le matériau de support. On utilise de préférence un procédé de thermosoudage par impulsions. Par ailleurs, dans un mode de mise en oeuvre préféré, on place l'élément élastique entre deux couches de matériau de support et l'on réalise par thermosoudage des zones espacées, de liaison entre lesdites couches, ces zones de liaison s'étendant de part et d'autre dé l'élément élastique. Un dispositif pour la misé en oeuvre de ce procédé comprend un poste de thermosoudage comportant au moins un support et, au moins un organe d'appui. mobiles l'un par rapport à l'autre, le support portant une série d'éléments chauffants reliés à un circuit électrique d'alimentation 'par impulsions. De préférence, chacun des éléments chauffants est orienté à peu près transversalement par rapport la direction longi - tudinale de-l'element élastique. L'invention va être décrite plus en détail-ci-dessous en se référant aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemples et sur lesquels - la Fig. 1 est une vue en élévation d'une partie d'un article suivant l'invention, placé en tension; - la Fig.2 est une vue en coupe suivant la ligne 2-2 de la Fig. 1 ; - la Fig. 3 est une vue analogue à celle de la Fig.- 2 d'une variante; - la Fig. 4 est une vue analogue à celle de la Fig. 1 d'une autre variante; - la Fig. 5 est une vue en coupe suivant laoligne 5-5 de la Fig. 4; - la Fig. 6 est une vue représentant#la bande de la Fig. 4 à l'état froncé - la Fig. 7 est une vue en coupe analogue à celle de la Fig. 5 d'une autre variante;; - la Fig. 8 est une vue schématique en élévation la térale d'une installation pour la fabrication d'articles suivant l'invention - Les Fig. 9 et 10 sont respectivement des vues suivant les lignes 9-9 et 10-10 de la Fig. 8 ; - Les Fig, 11 et 12 sont deux vues schématiques en plan au niveau de deux postes de l'installation suivant l'invention ( à noter que la dimension et le nombre des éléments chauffants ne sont pas réalistes sur la Fig, 11);; - la Fig. 13 est un schéma des moyens d'entrafnement d'actionnement et de commande de l'installation de la Fig. 8 - la Fig. 14 est une vue -partielle schématique d'une variante On voit sur la Fig. 1 une feuille 10 d'un matériau qui peut être par exemple un film de polyéthylène de 150 microns d'épaisseur,,sur laquelle est fixée une bande 11 d'un matériau élastique qui, dans cet exemple est du type " laminette " ayant une largeur de 6 mm et une épaisseur de 0, 3 mm environ.Suivant l'inven tison, la solidarisation entre l'élastique et la feuille de support est réalisée par thermosoudage, de préférence par thermosoudage à impulsions, cette opération étant réalisée en plaçant tout d'abord l'élastique en tension, puis en réalisant des zones de liaison espa cées 12 qui, sur la Fig. 1 ont la forme de rectangles orientés de telle façon que leur longueur soit disposée transversalement par rapport à la direction longitudinale de l'élastique. Ces rectangles correspondent à la forme des résistances et les zones de liaison sont en fait les zones de recouvrement entre ces rectangles espacés et la bande élastique. La Fig. 3 représente un article analogue dans lequel l'élément élastique est constitué par un fil guipé 21, c'est à dire comportant une âne élastique 22 et .ne gaine textile 23. Bien entendu, on retrouve dans ce cas les mêmes zones de liaison espacées entre ltélément élastique et la feuille de support 20. Dans les deux modes de réalisation qui viennent d'être décrits, la liaison entre l'élastique et le support est réalisée par soudage, lors de la fusion localisée du support au niveau des emplacements des éléments chauffants. Cependant, afin d'améliorer dans des proportions importantes le solidarisation entre l'élastique et le support, on préférera les modes de réalisation représentés aux Fig. 4 å 7. Sur la Fig. 4 on retrouve un support 30 qui peut être comme précédemment ,constitué par un film polyéthylène ainsi qu' une bande#élastique 31 analogue à celle de la Fig. 1.11 est prévu de plus une bande rapportée 32,1'élastique se trouvant donc entre la feuille de support et la bande rapportée; La liaison entre la bande élastique et le support est réalisée par des zones de soudure 33 entre la bande rapportée et la feuille de support, ces zones de soudure étant, comme dans le cas précédent, espacées les unes des autres et constituées dans l'exemple choisi par des rectangles orientés transversalement par rapport à la direction longitudinale de l'élastique et de la bande rapportée. La Fig. 6 montre la bande de la Fig. 4 après que la tension sur l'élastique ait été relâchée, cette bande prenant une forme froncée, sous laquelle elle se présente alors normalement. On peut remarquer que la bande de mat ériau élastique tend alors à reprendre sa forme à l'état libre, qui est bien entendu plus large que lorsque cette bande est mise en tension pour voir sa longueur multipliée par deux ou par trois, par exemple. Ceci se traduit par la formation de renflements 34 de cette bande élastique dans les zones comprises entre deux zones de soudure 33. Ceci est particulièrement important car il en résulte une amélioration sensible de la liaison et de la solidarisation entre le support et la bande élastique > dont chaque tronçon compris entre deux zones de soudure est ainsi bloqué positivement. La variante représentée à la Fig. 7 offre les mêmes avantages. Dans cette réalisation, la bande rapportée est remplacée par une partie repliée 42 du bord de la feuille de support 40, l'élastique 41 étant alors disposé entre ce bord replié et la partie adjacente de la feuille de support. On va maintenant décrire en se référant aux Fig. 8 à 13 un mode de mise en oeuvre du procédé et une réalisation d'une installation de fabrication d'un article suivant l'invention. Sur la Fig. 8, le dispositif comprend au moins un poste 100 d'alimentation en matériau de support qui peut être constitué par au moins un rouleau de ce matériau de support. Dans l'exemple choisi, il est prévu deux rouleaux 101,102 d'alimentation en film de polyéthylène 103, 104 montés rotatifs sur un bâti 105. Ce matériau de support est ensuite acheminé vers un poste 110 où l'on forme un bord replié, comme représenté à la Fig. 7. Ce poste est ici constitué pour chaque bande de matériau de support par une simple plaque de guidage 111, 112 sur le bord de laquelle passe la bande.Si l'on considère le guide supérieur 111, la bande passe sur toute sa largeur sur le bord supérieur de ce -guide, puis elle est dirigée vers deux rouleaux d'en traitement et de guidage entre lesquels elle passe en ayant ses deux bords latéraux repliés à 180 . vers l'intérieur, comme cel est visible sl r la Fig. 10. Un ourlet se forme ainsi entre le bord de la plaque 111 et le passage sur le rouleau 113. La bande repliée le long de ses deux bords longitudi- naux est ensuite dirigée#vers un poste de thermosoudage 120 qui comprend un bati 121,un plateau inférieur fixe 122 portant des résistances 123 constituant des éléments chauffants et un plateau supérieur mobile 124 portant un -deuxième jeu de résistances 125. Ce plateau supérieur mobile est guidé le long de tiges verticales 126 et il est actionné par au moins un vérin pneumatique ou hydraulique 127. Entre les deux plateaux inférieur et supéri#eur est prévue une plaque 128 de séparation entre la bande supérieure 103 et la bande inférieure 104% cette plaque intercalaire étant également guidée le long des tiges verticales 126 et étant rappelée vers le haut par des ressorts 129 sur une distance ou une course déterminée par des butées 129a. La disposition~ schématique des résistances chauffantes est représentée sur la Fig. 11 dans l'exemple d'application particulier envisagé qui est la fabrication de surchaussures en polyéthylène. Ces résistances peuvent être constftuéès par des la melles d'un métal conducteur convenable tel qu'un cadmium-nickel et avoir une longueur de 20 mm et une largeur de 3 mm Leur espacement peut être compris entre 10 et 20 mm, cet écartement étant d'autant plus faible que le matériau constituant le support est plus fin. Les électrodes peuvent 'également être disposées en oblique par rapport à la direction longitudinale de l'élastique. A la sortie du poste que l'on vient de décrire, les bandes passent entre des rouleaux d'entrainement 131, 132, en direction d'un poste 140 de soudage: et de découpe comprenant également un bati 141, un plateau inférieur fixe 142 et un plateau supérieur mobile 143. Le plateau 143 porte des éléments chauffants constitués par des résistances qui offrent une surface faible et peuvent par exemple avoir la forme représentée sur la Fi g. 12. Le plateau supérieur mobile est guidé par des tiges verticales 145 et il est actionné au moyen de vérins pneumatiques ou hydrauliques 146. A la sortie de ce poste sont prévus deux autres rouleaux d'entrafnement 151, 152 qui tournent en synchronisme avec les rouleaux 131,132. Ce poste est suivi d'une table 160 où les articles dé- coupés au poste précédent sont séparés des chutes et dirigés-vers un bac récepteur 170. De préférence et suivant une caractéristique importante de l'invention, il est prévu au niveau du poste 140 et de préférence de la table 160, une bande transporteuse 147 dont la surface supérieure est constituée par un papier siliconé ou analogue présentant une adhérence faible vis à vis du matériau constituant les articles et avec lequel ce matériau est en contact. Cette bande transporteuse est également entrainée en synchronisme avec les différents jeux de rouleaux 113, 114; 131,132 ; 151, 152. Les moyens d'entrahement de-ces rouleaux et de la bande transporteuse sont des moyens mécaniques tout à fait classiques et n'ont donc pas été représentés sur le dessin. Le dispositif est complété par des moyens d'approvisionnement des éléments élastiques, constitués dans l'exemple choisi pa#r de simples caisses 180 dans lesquelles se trouvent de très grandes longueurs de fil élastique de. section circulaire ou rectangulaire. Les éléments élastiques 181 passent dans des guides 182 portés par le bâti, puis sont guidés le long du rouleau supérieur 101 pour parvenir à un poste de freinage qui peut être constitué par une plaque fixe 184 et une plaque mobile 185 dont la position est réglable par rapport à la plaque fixe et dans laquelle sont ménagés des orifices 186 à travers lesquels passent les éléments élastiques. Ce poste est visible sur la Fig. 8 et sur la Fig. 9. A la sortie de ce poste, les éléments élastiques sont dirigés vers des guides 187,188 188portés par les plaqués 111, 112 de guidage des bandes 103, 104, de façon à être introduits entre les deux couches du matériau de support qui sont formées au niveau du poste 110. On voit clairement sur la Fig. 10 comment les éléments élastiques 181 mis en tension du fait de leur freinage dans le poste 183, sont introduits dans les plis ou les ourlets 103a, 104a qui se forment entre les plaques de guidage et les rouleaux dwentrafne ment. Ces fils élastiques sont ensuite dirigés vers les différents postes en même temps que les bandes 103 > 104. Les moyens d'entrainement et de commande de cet ensemble comprennent au moins un moteur électrique 190, un dispositif de transmission à chaises 191 assurant à partir de la sortie de ce mo teur, l'entrainement des différents jeux de rouleaux 113, 114;131 > 132 151,152 152ainsi que de la bande transporteuse 147. Ce moteur est asso cié à un- dispositif de commande 192 qui peut être de tout type con nu et détermine de façon réglable la durée des cycles de fonctionne ment et d'arrêt du moteur, choisis en fonction des opérations de soudage effectuées aux deux postes 120 et 140.Par ailleurs, ce dispositif de commande assure l'actionnement synchronisé des vérins 127, 146 d'actionnement des plateaux supérieurs 124,1438 1435 ainsi que l'alimentation en courant électrique des éléments chauffants en agissant sur des commutateurs 193, 194. La durée d'alimentation des éléments chauffants dans les deux postes- 120, 140 peut d'ail leurs être différente. (Fig. 13). Le fonctionnement de cette machine est le suivant et résulte pratiquement de la description qui vient d'en être faite. Chaque bande de polyéthylène 103, 104 constituant une feuille de support passe du rouleau d'alimentation 101,102 102au poste 110 de formation des plis ou ourlets 103a, 104a où les éléments élastiques 181 préalablement mis en tension sont introduits entre les deux couches de matière qui forment cet ourlet. Dans le poste de soudage 120, on déclenche un cycle de soudage en abaissant le plateau supérieur, ce qui applique les résistances 123, 125 contre les feuilles de polyéthylène.Les impulsions de courant sont telles que l'on provoque une fusion lo calisée de la matière de la bande au niveau des résistances et qu'on réalise le soudage des deux épaisseurs de cette matière suivant un dessin représenté à la Fig.4 par exemple.La plaque intercalaire isolante 128 évite la soudure entre la bande supérieure 103 et la bande inférieure 104 et l'on réalise ainsi -dans ce poste les bandes élastiques qui ne sont pas froncées à ce stade puisque l'élastique est maintenu en tension sous l'effet des rouleaux d'entrahementv 131, 132, L'opération suivante se produit au poste de soudage et de découpe 140, où les bandes supérieure: et inférieure sont soudées ensemble et découpées par les électrodes 144 de faible surface, par exemple pour obtenir quatre surchaussures comme représenté sur la Fig. 12. Dans ce poste, le support est maintenu tendu entre les rouleaux d'entrafnement 131, 132 ; 151, 152 et la présence de la bande transporteuse permet d'éviter que les pièces découpées ne se séparent trop rapidement du reste de la bande ou feuille de support. A la sortie de ce poste, il ne reste plus qu'à sépa rer les articles ainsi découpés, des chuteset età les placer dans le chariot 170. Les articles selon l'invention se prêtent donc particulièrement bien à une fabrication automatisée et les rendements atteints pour fabriquer des bandes froncées élastiques ainsi que des articles comportant de telles bandes peuvent être très élevés. Par ailleurs, les moyens mis en jeu sont simples et très fiables ce qui constitue un autre avantage. Si l'on souhaite pouvoir réaliser de telles bandes froncées en continu et non plus de façon discontinue comme c'est le cas avec l'installation représentée à la Fig. 8, on peut remplacer le ou les plateaux porte-résistances 122, 124 par un tambour 200 portant des résistances 201 tel que représenté à la Fig. 14, disposé en face d'un rouleau d'appui 202 garni d'un matériau élastomère revêtu de silicone. Les caractéristiques d'alimentation des résistances sont telles que la soudure se réalise pendant le temps de contact entre la résistance et le matériau passant en continu entre le tambour et le rouleau d'appui. Le procédé décrit ci-dessus peut être appliqué à des films de polyéthylène, de PVC, de polypropylène, etc.. et d'une façon générale à tout film de matériau thermo-fusible. Il s'applique également à des feuilles de matériaux non tissés thermo-fusibles ou thermo-soudables ainsi qu'à des supports textiles ou en papier qui peuvent être utilisés avec une bande d'apport en polyéthy- lène ou tout autre matériau susceptible d' adhérer au support sous l'effet d'une élévation localisée de la température. Parmi les applications qui peuvent être envisagées, on citera la réalisation de pièces de vêtements, de vête=men=ts de protection, de surchaussures, de couches pour bébés ainsi que la réalisation de sacs, sachets ou autres emballages et d'une façon générale tout autre article comportant une partie froncée élastique. Le procédé de fabrication utilisé-est particulièrement avan tageux. si l'on utilise la technique=préconisée du thermosoudage par impulsions. Il est claire cependant que l'on peut également utiliser une technique de soudage à haute fréquence#,utilisant alors une ou plusieurs électrodes présentant la conformation voulue. La forme et la disposition des résistances#pe#uvent faire l'objet de nombreuses variantes. La forme#rectangulaire choisie est particulièrement simple car elle permet de réaliser ces résistances à partir de bandes de cadmiùm -nickel que l'on trouve dans le commerce. Si la bande froncée élastique comporte comme dans le cas de la Fig. 4 une bande rapportée, le dispositif comporte bien entendu un poste supplémentaire d'alimentation de cette bande. Par contre, le poste de formation de ourlet de la bande principale est supprimé. L'installation représentée correspond à une fabrication complète d'articles. Une installation simplifiée peut être prévue, qui comprend essentiellement un poste de thermosoudage dérivé du poste 120 ou du tambour de la Fig. l REVENDICATIONS 1 - Article comportant au moins une bande froncée élastique comprenant au moins une bande ou feuille d'un matériau de support et au moins un élément élastique, caractérisé en ce qu'il est prévu des zones espacées (12 ; 33) dans lesquelles l'élastique (11 ;'2l ; 31 ; 41) est rendu solidaire par thermosoudage de la bande ou de la feuille de support adjacente (10 20 ; 30 ; 40), ces zones étant séparées les unes des autres par des intervalles dans lesquels l'élément élastique est libre visà-vis du matériau de support. 2 - Article suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément élastique (31 ; 41) est disposé entre deux couches (30, 32 ; 40, 42) du matériau de support, qui sont rendues solidaires l'une de l'autre au niveau desdites zones de liaison, par thermo - soudage. 3 - Article suivant la revendication 2, caractérisé en en ce que les zones de liaison (33) obtenues par thermosoudage et réalisées entre les deux couches du matériau de support s'étendent à peu près transversalement par rapport à-la direction longitudinale de l'élément élastique (31) et de part et d'autre de ce dernier, 4 - Procédé de fabrication d'une bande froncée élastique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on met au moins un élément élastique (181) en ten sion, on le place en position correcte par rapport à au moins une bande ou feuille (103, 104) d'un matériau de support et on réalise par thermosoudage des zones espacées de liaison entre ledit élément élastique et le matériau de support. 5 - Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'on utilise de préférence un procédé de thermosoudage par impulsions. 6 - Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'on place l'élément élastique (181) entre deux couches (103, a de matériau de support (103) et l'on réalise par thermosoudage des zones espacées, de liaison entre lesdites couches, ces zones de liaison s'étendant de part et d'autre de l'élément élastique. 7 - Procédé suivant la revendication 6, caractérisé en ce qu'on obtient les deux couches (103, 103-a) du matériau de support en repliant à 180 un bord de la bande ou feuille de matériau de support (103) et l'on introduit l'élément élastique (181) entre la bande (103) et le bord replié a lors de la formation du pli, tout en plaçant simultanément cet élément élastique en tension. 8 - Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend un poste de thermosoudage (120) comportant au moins un support (124; 200) et au moins un organe d' appui (122 ; 202) mobiles l'un par rapport à l'autre, le support portant une série d'éléments chauffants (125 ; 201) reliés à un circuit électrique d'alimentation.par impuls#ions. 9 - Dispositif suivant la revendication 8, caractérisé en ce que, de préférence, chacun des éléments chauffants (125 201) est orienté à peu près transversalement par rapport à la direction longitudinale de l'élément élastique. 10 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que les éléments chauffants (125) sont portés par un plateau (124) mobile en translation suivant une direction perpendiculaire à un plateau fixe (122). 11 - Dispositif suivant la revendication 10, caractérisé en ce que le plateau fixe (122) porte également une série d'éléments chauffants (123) et il est prévu une plaque formant écran entre des deux plateaux. 12 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que les éléments chauffants (201) sont portés par un tambour (200) coopérant avec un rouleau d'appui (202). 13 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 8 å 12, caractérisé en ce qutilocomprend, en amont du poste de thermosoudage (120) un poste (100) d'alimentation d'au moins une bande ou feuille (103, 104) de matériau de support, un poste (180) d'alimentation d'au moins un élément élastique (181), des moyens 14 - Dispositif suivant l'une quelconque des#revendica- tions 8 à 13, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (111, 112) pour replier au moins l'un des bords de la bande ou feuille de matériau de support et pour introduire ltélément élastique en tension, entre ladite bande ou feuille et le bord replié, avant l'opération-de soudage. 15 - Dispositif suivant la revendication- 14, caractérisé en ce que ces moyens (111, 112) comprennent au moins un premier organe de guidage (111) sur lequel passe la bande non--repliée et au moins un deuxième organe de guidage-(113) sur lequel elle passe avec au moins un bord replié pour former un ourlet, 1' élément élastique (181) étant guidé (en 187) et introduit dans cet ourlet dans l'intervalle entre les deux organes de guidage (111, 113). 16 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 8 à 15, caractérisé en ce qu'il comprend, en aval du poste de thermosoudage (120) où est formée la bande élastique, un deuxième poste de thermosoudage (140) où l'article est soudé et/ ou découpé, des rouleaux d'entrafnement (131, 132 ; 151,#152)# étant disposés en amont et en aval de ce deuxième poste de thermosoudage. 17 - Dispositif suivant la revendication 16, caractérisé en ce qu'il est prévu au moins dans ce deuxième poste de thermosoudage (140) une bande transporteuse (147) entrafnée en synchronismeavec les rouleaux d'entrafnement (131, 132 ; 151j 152), recouverte de préférence d'un matériau tel qu'un papier siliconé ou équivalent, et qui est interposée entre un plateau mobile (143) portant au moins un élément chauffant (144) et un plateau d'appui (142).