Brevet FR2618356A1 — publié le 19890127

DESCRIPTION La présente invention est relative à la soudure par ultra sons et concerne des perfectionnements apportes aux sonotrodes dites composées afin de réaliser le soudage ultra-sonique entre polystyrêne semi-rigide et cellulose moulée. Cette invention s'adresse particulièrement à la fermeture des plateaux en cellulose de 20, 24 et 30 oeufs présentés sous coiffe transparente en polystyrène. Dans le domaine de l'oeuf, les plateaux de 20, 24 et 30 oeufs présentés sous coiffe transparente sont enveloppés d'un film rétractable. Afin d'éviter l'usage du film et d'innover dans la présentation du produit, nous avons choisi de solidariser coiffe et plateau par soudage ultra-sonique. La nature particulière des matériaux à souder a nécessité la mise au point d'une sonotrode équipée d'empreintes spécifiques, objet du présent dépot. Les matériaux à souder sont : 1) polystyrène transparent semi-rigide d'une épaisseur de 0,31 à 0,36 mm 2) cellulose moulée fabriquée à partir de papier recyclé d'une épaisseur de 1,0 à 1,4 mm. Les sonotrodes composées utilisées (fig 1) comportent un bloc porteur (11) percé respectivement de 2 et 4 fentes (12) non débouchantes pour les sonotrodes à 3 et 4 têtes. Le bloc porteur est équipé d'un filetage (10) pour la fixation sur le bloc vibrant. Des sonotrodes simples fol3, 14 et 15) fixées au bloc moteur concentrent l'énergie sur leur zone active terminale. Leur disposition sur le bloc porteur est fonction des points à réaliser. Les empreintes planes en extrémité des sonotrodes ne permettent pas d'obtenir une soudure résistante à des tractions exercées dans toutes les directions. En effet, sur le matériau cellulose moulée composé de couches de cellulose, la résistance à la traction est maximum pour une traction tangentielle et minimum pour une traction perpendiculaire à la surface soudée. Partant de cette constatation, nous avons défini une forme d'empreinte répondant aux objectifs suivants 1) obtenir la meilleure résistance à la traction dans toutes les directions de l'espace 2J modifier la surface de la cellulose sur le point de soudage 3) permettre au polystyrène de pénétrer les fibres de cellulose 4J augmenter la surface soudée par rapport à la surface du point d'origine Deux types de sonotrodes simples furent utilisées lors de nos essais : les sonotrodes à empreinte circulaire (13) et les sonotrodes à empreinte rectangulaire (14 et 15). Les figures 2 et 3# d'une part et 4 et 5 donnent respectivement les plans des empreintes rectangulaires et circulaires. L'empreinte rectangulaire est composée de 2 rangées de troncs de pyramides obliques à base carrée dont la face extérieure est perpendiculaire au plan de l'empreinte. L'empreinte est caractérisée par un angle de 900 entre les faces de deux pyramides contiguës La hauteur des troncs de pyramides obliques est variable et permet d'adapter la tenue du point de soudure à l'usage. L'empreinte circulaire est composée d'un quadrillage de pyramides à base carrée dcnt 1' angle caractéristique entre les faces des deux pyramides csnciguës est de 900. Comme dans le cas précédent, les pyramides peuvent être tronquées afin d'adapter la résistance de la soudure à l'usage. REVENDICATIONS 1 - Sonotrode composée pour outil de soudure à ultra-sons comportant un bloc porteur et des sonotrodes simples, caractérisée en ce qu'elle est à empreinte circulaire ou rectangulaire. 2 - Sonotrode composée selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle a une empreinte circulaire quadrillée de pyramides à base carrée éventuellement tronquées. 3 - Sonotrode composée selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle a une empreinte rectangulaire comportant 2 rangées de pyramides obliques à base carrée éventuellement tronquées. 4 - Sonotrode composée selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les faces de deux pyramides contiguës de l'empreinte forme un angle de 900 entre elles. 5 - Application de la sonotrode selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, à la soudure entre polystyrène semi-rigide et cellulose moulée.