Brevet FR2555937A1 — publié le 19850607

La présente invention se rapporte à un matériau stratifié, no- tamment pour réaliser un joint plat destiné à être appliqué contre l'extrémité du goulot d'un récipient comprenant trois couches, soit une couche de polyéthylène expansé prise entre deux films d'un ma- S tériau thermoplastique thermo-soudable sur le polyéthylène, à un pro- cédé de fabrication d'un matériau stratifié et -à une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé. Il existe déjà de tels joints plats utilisés pour la fermetu- re étanche de récipients en association avec des bouchons à vis ou des capsules. Ces joints sont réalisés par co-extrusion d'une cou- che de polyéthylène expansé et de deux films de polyéthylene extru- dés de part et d'autre de la couche de polyéthylène expanse. De tels joints présentent divers inconvénients. Tout d'abord, l'extrusion des films ne permet pas d'obtenir une surface très lis- se. Celle-ci est au contraire relativement matte, caractéristique de micro-rugosités consécutives à l'extrusion du film. Ces micro-ru- gosités forménes de lignes parallèles traversent le joint de part en part et peuvent de ce fait nuirent à l'étanchéité du joint. Les uti- lisateurs recherchent en général des joints dont les surfaces sont aussi lisses que possible, de sorte que de tels joints présentent une valeur marchande en partie fonction de ce critère. Un autre inconvénient de ces joints réside dans le procédé de fabrication par co-extrusion, qui nécessite trois extrudeuses en pa- rallèles représentant un investissement considérable. En outre, cette technique ne permet pas de contrôler avec pré- cision l'épaisseur du film de polyéthylène extrudé de part et d'au- tre de la couche de polyéthylène expanse. Le but de la présente invention est de remédier, au moins en partie, aux inconvénients susmentionnés. A cet effet, cette invention a tout d'abord pour objet un ma- tériau stratifié, notamment pour réaliser un joint plat destiné à être appliqu contre l'extrémité du goulot d'un récipient, coapre- nant trois couches soit une couche de polyethylene expansé prise en- tre deux films d'un matériau thermoplastique thermo-soudable sur le polyéthylène caractérisé par le fait que le rapport profondeur/lon- gueur des irrégularités de surface est inférieur à 1/200. -2- Cette invention a également pour objet un procédé de fabrica- tion d'un matériau stratifié, notamment pour réaliser un joint plat destiné à être appliqué contre l'extrémité du goulot d'un récipient, comprenant trois couches, à savoir une couche de polyéthylène expan- se prise entre deux films d'un matériau thermoplastique soudable à chaud avec le polyéthylène expansé, caractérisé par le fait que l'on forme ce stratifié en réunissant une couche de polyéthylène expan- sé entre lesdits films, que l'on chauffe ces films à leur tempéra- ture de ramollissement, que l'on presse le tout en le faisant défi- ler entre deux bandes présentant dans le sens longitudinal de leur défilement un gradient de température allant de la température de ramollissement desdites feuilles à leur température de solidifica- tion. Enfin, cette invention a également pour objet une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé caractérisé par le fait qu'el- le comporte des moyens pour réunir et faire défiler longitudinale- ment un ruban stratifié comprenant un ruban de polyéthylène expan- sé entre deux films de matériau thermoplastique soudable à chaud avec le polyéthylène expansé, un poste de préchauffage desdits films, deux bandes métalliques sans fin montées chacune entre deux rouleaux et dont deux brins adjacents sont parallèles et situés le long de la trajectoire du ruban stratifié, des moyens de chauffage de chacun desdits rouleaux situés en amont par rapport au sens d'avance du ru- ban stratifié, et deux patins de refroidissement en contact avec une portion de chacun desdits brins adjacents des bandes métalliques sans fin. Le dessin annexé illustre, schématiquement et à titre d'exem- ple uniquement, une forme d'exécution d'une installation pour la mi- se en oeuvre du procédé object de l'invention. La fig. 1 est une vue en élévation de cette installation. Les figs 2a à 2e sont des diagrammoes comparatifs d'états de sur- faces. Cette installation comporte un premier rouleau 1 d'alimentation d'une feuille de polyéthylène expansé 2, un deuxième rouleau 3 d'ali- mentation d'un film de polyéthylène 4 disposé contre une face de la feuille 2 et un troisième rouleau 5 d'alimentation d'un autre fil de polyéthylène 6 disposé contre l'autre face de la feuille 2. 2555937, --3 - Le stratifié formé de cette feuille 2 prise entre ces films 4 et 6 avance dans le sens de la flèche F et passe ensuite entre deux brins parallèles adjacents de deux bandes sans fin 7 et 8 en acier inoxydable, dont chacune est tendue entre deux rouleaux 9 et 10, res- pectivement 11 et 12. L'écartement entre ces brins est choisi pour comprimer les films 4 et 6 contre la couche 4. Les deux rouleaux 9 et 11 situés en amont par rapport à la trajectoire du stratifié sont chauffés intérieurement par de l'huile, afin de transmettre leur cha- leur aux bandes sans fin 7 et 8. Ces rouleaux 9 et 11 sont entrai- nés en sens de rotations contraires F1 respectivement F2 par deux courroies de transmission 13, 14 en prise avec deux rouleaux 15 et 16 reliés entre eux par des renvois 17 et 18. Le rouleau 16 est, quant à lui, relié par une courroie de transmission 19 à un moteur d'en- traînement 20. Deux patins de refroidissement 21 et 22 sont appli- qués au dos d'une portion de chacun des brins parallèles adjacents des bandes sans fin 7 et 8. Ces patins de refroidissement sont creux et alimentés par une circulation d'eau froide, la face en contact avec la bande sans fin étant en aluminium. A la sortie des bandes sans fin 7 et 8, le stratifié est emma- gasiné sur un rouleau de bobinage, non représenté. En amont des deux bandes sans fin 7 et 8 entre lesquelles pas- se le stratifié, deux buses de distribution d'air chaud 23 et 24 sont disposées de part et d'autre du stratifié et ont pour but de préchauf- fer les films de polyéthylène 4 et 6, avant qu'ils n'entrent en con- tact avec les brins parallèles adjacents des bandes sans fin 7 et 8. Des joints plats stratifiés ont été réalisés avec 1'installa- tion décrite. Pour réaliser le préchauffage des films de polyéthy- lène de 0,1 mm d'épaisseur on a utilisé une soufflerie dont le dé- bit est de 4700 l/min réparti entre les deux buses 23 et 24. Chacu- ne de ces buses est associée à un chauffe air de 3 X 3300 W chacun. La couche de polyéthylène expansé 2 prise en sandwich entre les films 4 et 5 a une épaisseur comprise entre 0,1 et 0,25 mm environ. La largeur du stratifié est de 250 min. Les rouleaux 9 et 11 sont chauf- fés à 110C par l'huile qui est à l'intérieur de chacun d'eux et qui correspond à la température de ramollissement du polyéthylène. La vitesse de défilement choisie est de l'ordre de 7 m/mn. Les entre-axes -4 - des rouleaux 9 et 10 respectivement 11 et 12 sont de 1,3 m alors que la dimension des patins dans le sens longitudinal des bandes sans fin 7 et 8 est de 0,6 m. Le stratifié ressort des bandes sans fin 7 et 8 à une température d'environ 30 C. Bien entendu, ces paramètres peuvent être modifiés en fonction de la vitesse de production désirée ou des matières utilisées notam- ment. Les diagrammes illustrés par les figs 2a et 2b représentent un enregistrement de l'état de surface d'un joint plat obtenu à l'ai- de de l'installation et selon le procédé décrit. Ces enregistrements ont été réalisés sur un appareil de mesure "Talysurf 10" de Taylor- âbbson. L'amplification utilisée dans le sens vertical est de 1000 x et dans le sens horizontal de 10 x. On ne constate aucune rugosité dont le rapport vertical ou profondeur sur horizontal correspondant au déplacement à la surface de l'échantillon est supérieur à 1/200. Ces diagrammoes 2a et 2b ont été enregistrés selon deux directions perpendiculaires l'une à l'autre. Les diagrammes.2c à 2e représentent l'état de surface d'un joint plat stratifié à trois couches, identique à celui objet de la pré- sente invention, mais réalisé par la technique de co-extrusion. Les mesures ont été réalisées respectivement selon le grand axe de l'é- chantillon, dans le sens des lignes d'extrusion d'une zone relati- vement lisse et dans le sens des lignes d'extrusion d'une zone moins lisse. On constate sur ces trois diagrammes des rugosités dont le rap- port profondeur/langueur est supérieur à 1/200 et peut atteindre jus- qu'à 1/40 environ. Dans un tel cas, l'écrasement du joint n'est pas toujours suffisant pour supprimer l'irrégularité de surface, de sor- te que la qualité de l'étanchéité diminue. Bien que l'on ait décrit ici un exemple de joint trois couches formé à l'aide de films de polyéthylène, on peut également réaliser des joints trois couches à l'aide de films d'autres matières en uti- lisant le même procédé et la méme installation. On peut utiliser en général tous les matériaux thermo-plastiques thermo-soudables sur du polyéthylène expansé. Dans certains cas, on a constaté qu'il était préférable de réaliser le préchauffage à air en écartant le film de la feuille de polyéthylène expansé. 2S55937, Un autre avantage du procédé consiste à permettre de réaliser une impression sur la feuille de polyéthylène expansé 2 avant de for- mer le stratifié, cette impression étant parfaitement lisible à tra- vers les films 4 et 6 ou seulement l'un d'eux si l'impression n'est faite que sur une face de la feuille 2. Conme le polyéthylène expan sé n'est pas suffisamment chauffé durant le processus de fabrication pour être déformé, l'impression ne subit pas davantage de déformna- tion que son support. Le matériau stratifié selon l'invention peut également être uti- lisé à d'autres fins que les joints plats. La possibilité d'impres- sion permet de réaliser des surfaces décorées en vue de produire di- vers articles tels que des sets de table, des bavoirs ou des tapis de bain, sans que cette énumération soit limitative. -6- REVEND I CAT IONS 1. Matériau stratifié, notamment pour réaliser un joint plat destiné à être appliqué contre l'extrémité du goulot d'un récipient comprenant trois couches soit, une couche de polyéthylène expanse prise entre deux films d'un matériau thermoplastique thermo-scuda- ble sur le polyéthylène, caractérisé par le fait que le rapport pro- fondeur/longueur des irrégularités de surface est inférieur à 1/200. 2. Matériau stratifié selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'une impression est réalisée sur au moins une face de la couche de polyéthylene expansé et que cette impression est visible à travers ledit film qui recouvre cette face. 3. Procédé de fabrication d'un matériau stratifié, notament pour réaliser un joint plat destiné à être appliqué contre l'extré- mité du goulot d'un récipient, comprenant trois couches, à savoir une couche de polyéthylène expansé prise entre deux films d'un ma- tériau thermoplastique soudable à chaud avec le polyéthylène expan- sé, caractérisé par le fait que l'on forme ce stratifié en réunis- sant une couche de polyéthylène expansé entre lesdits films, que l'on chauffe ces films à leur teqçérature de ramollissement, que l'on pres- se le tout en le faisant défiler entre deux bandes présentant dans le sens longitudinal de leur défilement un gradient de température allant de la température de ramollissement desdites feuilles à leur température de solidification. 4. Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon la re- vendication 3, caractérisée par le fait qu'elle comporte des moyens pour réunir et faire défiler longitudinalement un ruban stratifié comprenant un ruban de polyéthylèene expansé entre deux films de ma- tériau thermoplastique soudable à chaud avec le polyéthylène expan- sé, un poste de préchauffage desdits films, deux bandes mitalliques sans fin montées chacune entre deux rouleaux et dont deux brins ad- jacents sont parallèles et situés le long de la trajectoire du ru- ban stratifié, des mqoyens de chauffage de chacun desdits rouleaux situés en amont par rapport au sens d'avance du ruban stratifié et deux patins de refroidissement en contact avec une portion de cha- cun desdits brins adjacents des bandes métalliques sans fin.