Brevet FR2630371A1 — publié le 19891027

Procédé de fabrication d'un ruban comprenant un ou plusieurs fils noyés dans une matrice en matière thermofusible et installation pour la mise en oeuvre de ce procédé La présente invention a pour objet un procédé de fabrication d'un ruban tel qu'une attache ou un lien, comprenant un ou plusieurs fils, notamment en métal ou en matière textile, noyés dans une matrice en matière thermofusible telle qu'une matière thermoplastique; elle a également pour objet une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé. Les procédés habituellement utilisés pour réaliser ce type de ruban font appel à la technique de collage et consistenta enduire l'une des faces d'un premier film d'un adhésif approprié, à déposer un ou des fils sur la face ainsi enduite de ce film, à appliquer sur cette dernière un second film puis, selon que l'adhésif utilisé est du type solution dans un solvant organique ou du type thermofusible, à provoquer l'évaporation du solvant ou le refroidissement de l'adhésif. Toutefois, la mise au point de tels procédés est délicate à différents égards.Tout d'abord, outre le fait que la préparation de l'adhésif est souvent fastidieuse, le choix de cet adhésif est peu aisé car ce dernier doit satisfaire à diverses conditions et notamment présenter une bonne aptitude à s'étaler et à mouiller les surfaces des films à coller, être chimiquement compatible avec ces films, présenter une cohésion supérieure à celle de la matière constituant lesdits films et conduire, à l'interface des deux films, à la formation d'un joint collé présentant une bonne résistance au décollage par arrachement, pelage ou cisaillement. Il est indispensable en outre que les surfaces à coller soient exemptes de corps étrangers (graisse, eau, poussière, ...) empêchant l'adhésif de jouer correctement son rôle.A cela s'ajoutent les difficultés rencontrées lors de l'application de l'adhésif (notamment limitation de l'application à l'une des faces du film, obtention d'un dépôt régulier en épaisseur de l'adhésif et nécessité d'éviter l'emprisonnement de bulles d'air au niveau de la surface d'encollage) et celles inhérentes à la prise de 1' adhésif obligeant i faire appel, dans le cas des adhésifs en solution dans un solvant, à des dispositifs de séchage par évaporation du solvant et d'évacuation des vapeurs du solvant pour éviter tout risque d'intoxication - ou, dans le cas des adhésifs thermofusibles utilisés à l'état fondu, à des dispositifs de refroidissement relativement puissants. Ce qui précède montre donc que les procédés utilisés à ce jour sont non seulement difficiles à mettre en oeuvre, mais encore qu'ils obligent à faire appel à un appareillage complexe, encombrant et onéreux. Il existe donc un besoin indéniable d'une nouvelle technologie de fabrication de ruban du type fils noyés dans une matrice, dont la mise en oeuvre soit rapide et sûre et qui ne nécessite qu'un appareillage simple. C'est dans cette optique que la Demanderesse a réalisé la présente invention qui, selon un premier aspect, a pour objet un procédé de fabrication d'un ruban tel que défini au début de cette description, ce procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend - le dépôt d'un ou plusieurs fils sur un premier film en matière thermofusible, - l'application d'un second film ramolli en matière thermofusible, sur la face du premier film, recevant ledit ou lesdits fils, la température de ce second film étant choisie pour provoquer le ramollissement en surface du premier film et la soudure des deux films, et - le refroidissement de l'ensemble résultant pour former le ruban souhaité. On constatera que le nouveau procédé proposé ne fait plus appel aux adhésifs dont la mise en oeuvre est, comme nous l'avons vu, source de tant de difficultés dans les procédés antérieurement connus, mais à un simple thermosoudage sans apport de matière extérieure. La chaleur nécessaire pour effectuer le soudage recherché est apportée par le second film qui, lors de son application sur le premier film, cède à ce dernier une quantité de chaleur suffisante pour le ramollir et ainsi permettre une diffusion de particules de l'un des films ramollis vers l'autre, l'enchevêtrement résultant des macromolécules entrainant un soudage efficace et sûr après refroidissement.On notera encore que le premier film étant dans un état non ramolli au début des opérations, on pourra déposer le ou les fils sur l'une de ses faces et les y maintenir bien à plat avec une certaine tension sans risquer de percer ce premier film, ce risque étant tout aussi inexistant pendant toute la suite des opérations puisque, conformément à l'invention, seule la partie superficielle dudit nremier film est ramollie sous l'effet de l'application du second film. Il est bien certain que le dépôt du ou des fils sur le premier film, l'application du second film ramolli sur le premier film et le refroidissement sont de préférence réalisés en continu afin de disposer d'un procédé de fabrication en continu. Par ailleurs, sur un plan pratique, on préfère que l'application du second film ramolli sur le premier film soit effectuée après le dépôt du ou des fils sur le premier film, bien que rien ne s'oppose à ce que cette application soit effectuée simultanément au dépôt du ou des fils sur le premier film et à l'endroit où est effectué ce dépôt. Pour obtenir le thermo-soudage recherché, les premier et second films devront être'de même nature chimique et de préférence être constitués par la même matière thermofusible. Il pourra s'agir notamment des matières thermoplastiques telles que polyéthylènes ou polypropylènes pour ne citer que les plus courants. Le second film est avantageusement appliqué avec pression sur le premier film afin d'obtenir le meilleur soudage possible. Les premier et second films peuvent en particulier être obtenus par extrusion à travers une filière de forme appropriée, cette extrusion étant suivie, dans le cas du premier film, par un refroidissement pour l'amener à une température inférieure à son point de ramollissement, ce refroidissement pouvant par exemple être réalisé par application du film chaud sur un premier cylindre de refroidissement tournant. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, l'application avec pression du second film ramolli sur le premier film est-réalisée par passage du premier film, du ou des fils et du second film ramolli entre ledit premier cylindre et un second cylindre tournant en sens inverse, l'espace entre ces deux cylindres étant choisi pour réaliser la compression de l'ensemble formé par le premier film, le ou les fils et le second film. Suivant un second aspect, la présente invention a pour objet une installation pour la mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus. Cette installation comprend une source délivrant en continu un premier film en matière thermofusible, une source délivrant en continu un ou des fils, et des moyens pour déposer en continu un ou des fils provenant de ladite source de fils, sur ledit premier film, et elle est caractérisée en ce qu'elle comprend en outre une source délivrant en continu un second film ramolli en matière thermofusible et des moyens pour appliquer en continu ce second film sur la face du premier film, portant le ou les fils. Avantageusement, la source délivrant en continu le premier film comprend d'une part, une première filière de forme appropriée et d'autre part, des moyens de refroidissement du film issu de ladite filière, la source délivrant en continu le second film ramolli comprenant pour sa part une deuxième filière de forme appropriée, les première et deuxième filières coopérant avec une extrudeuse unique ou respectivement avec deux extrudeuses distinctes. Quant auxdits moyens de refroidissement, ils comprennent un premier cylindre de refroidissement en rotation autour de son axe longitudinal, sur une partie de la surface extérieure duquel est destiné à venir prendre appui le film issu de la première filière. On notera que suivant une variante la source délivrant en continu le premier film pourrait être constituée par une bobine de film préfabriqué. Les moyens pour appliquer en continu le second film sur le premier film sont, de préférence, constitués par un second cylindre en rotation autour de son axe longitudinal, les premier et second cylindres tournant en sens inverse, des moyens étant en outre prévus pour entraîner les premier et second cylindres en synchronisme ; par passage du premier film portant le ou les fils et du second film ramolli entre les cylindres ainsi définis, ce dernier est appliqué sur le premier film avec une pression suffisante pour assurer une interpénétration en surface des deux films, la valeur de cette pression pouvant être aisément ajustée par la distance séparant les surfaces externes des deux cylindres. Dans le but d'une part, de conférer de la souplesse à cette installation et d'autre part, d'éviter que le second film n'adhère au second cylindre et d'obtenir un ruban d'aspect extérieur bien lisse, la surface extérieure dudit second cylindre est de préférence pourvue d'un revêtement lisse en caoutchouc. En outre, le second cylindre comprend avantageusement des moyens de refroidissement internes et/ou externes permettant d'ajuster la température du second film à une valeur permettant un ramollissement en surface suffisant du premier film pour obtenir un soudage efficace, tout en évitant un collage de ce second film sur le second cylindre.L'obtention de ce résultat peut encore être facilité en montant le second cylindre pivotant autour de l'axe longitudinal du premier cylindre, une telle disposition permettant un réglage aisé de la distance séparant le second cylindre de la sortie de la filière de la deuxième extrudeuse (tout en maintenant constante la distance entre les deux cylindres) et, partant, le refroidissement du film issu de cette filière. Le refroidissement de l'ensemble soudé peut être réalisé de différentes manières, mais on préfère, pour des questions de simplicité, mettre à profit à cet effet la surface extérieure froide du premier cylindre en prévoyant des moyens pour maintenir le ruban contre la surface extérieure du premier cylindre à sa sortie de l'interstice entre les premier et second cylindres. Enfin, pour faciliter la progression du premier film, du ou des fils, du second film et du ruban formé. on complète avantageusement l'installation ci-dessus par des moyens pour entraîner le ruban à une vitesse linaire égale à la vitesse tangentielle des premier et second cylindres. Pour bien faire comprendre la présente invention, on donne ci-après la description détaillée d'un mode de réalisation préféré en référence au dessin annexé dont la figure unique est une vue schématique d'une installation du type à deux filières et à application avec pression du second film sur le premier au moyen de deux cylindres de refroidissement. Dans cette installation, les références 1 et 2 désignent chacune une filière plate équipant une extrudeuse (non représentée) de conception classique, par exemple une extrudeuse monovis. Chaque extrudeuse est alimentée en continu en matière thermofusible telle qu'une matière thermoplastique, sous forme de poudre ou de granulés. Les matières thermofusibles mises en oeuvre dans les deux extrudeuses sont choisies pour être soudables, ce qui suppose qu'elles sont de même nature chimique. Pour une question de commodité, elles seront généralement identiques et par exemple constituées par des polyéthylènes (basse densité ou haute densité) ou par des polypropylènes. Par simple changement des filières, il est possible de modifier à volonté la largeur des film suivant la largeur des rubans que l'on souhaite obtenir. De même, on pourra modifier à souhait l'épaisseur de ces films simplement en agissant sur la vitesse de rotation de la vis des extrudeuses. On notera ici que l'installation pourrait ne comprendre qu'une extrudeuse unique dont la sortie communiquerait avec l'entrée des deux filières 1, 2, c'est-à-dire alimenterait simultanément ces deux filières dans ce cas, il est toutefois souhaitable de prévoir des moyens d'équilibrage des débits de sortie des deux filières, moyens qui peuvent par exemple être constitués par une vanne disposée entre la sortie de l'extrudeuse unique et l'entrée de l'une des filières. On notera également que la filière l et l'extrudeuse dont elle fait partie, peuvent être remplacées par une bobine de film fabriqué à l'avance ou disponible dans le commerce. L'installation représentée comprend par ailleurs une bobine de fils 3, de préférence une bobine délivrant une nappe comprenant plusieurs fils 4 disposés parallèlement entre eux, la largeur de cette nappe ne dépassant pas de préférence la largeur des films issus des filières i et 2. La nature et le diamètre de ces fils dépendent de l'utilisation envisagée pour les rubans. Si ces derniers sont susceptibles, lors de l'utilisation des rubans les comprenant, d'être soumis à des forces de traction relativement élevées, ils seront de préférence en métal et d'un diamètre relativement élevé. Si au contraire, ils ne sont pas destinés à être soumis à des tractions importantes, ils pourront être de faible diamètre et réalisés par exemple en matière textile. Le film 5 issu de la filière l est amené à prendre appui sur une partie de la surface extérieure lisse d'un premier cylindre creux 6, réalisé de préférence en métal et à l'intérieur duquel sont prévus des moyens de refroidissement par exemple constitués par une circulation d'un fluide de refroidissement tel que de l'eau froide, ledit cylindre 6 étant animé d'un mouvement de rotation autour de son axe longitudinal O (sens inverse de celui des aiguilles d'une montre dans l'exemple choisi).Du fait de son contact avec le cylindre 6, le film 5 voit sa température s'abaisser et, en choisissant de manière appropriée lesdits moyens de refroidissement, la distance séparant la filière l du cylindre 6 et la durée de contact dudit film avec la surface extérieure dudit cylindre 6, on parvient à abaisser la température du film 5 jusqu'à une valeur inférieure à son point de ramollissement. Cette température une fois atteinte et le film 5 étant toujours en appui sur le cylindre 6, le ou les fils ou la nappe de fils 4 issus de la bobine 3 sont déposés en D1 sur le film refroidi 5 et maintenus sur ce dernier avec une tension suffisante pour assurer un dépôt régulier. Pour faciliter ce dépôt, une bobine de renvoi 7 est disposée entre la bobine de fils 3 et le cylindre 6-pour que les fils 4 parviennent en Dr tangentiellement à la surface extérieure du cylindre 6. Le film ramolli 8 issu de la filière 2 est ensuite appliqué en D2, tangentiellement à la surface extérieure du cylindre 6, sur la face du film 5, portant le fil ou les fils ou la nappe de fils 4, cette application étant réalisée au moyen d'un second cylindre 9 portant de préférence un revêtement en caoutchouc 10 et animé d'un mouvement de rotation autour de son axe longitudinal 0', mais en sens inverse de celui du cylindre 6, des moyens connus en soi étant prévus pour entraîner en synchronisme les deux cylindres 6 et 9. La distance séparant la surface extérieure du cylindre 9 de celle du cylindre 6 est choisie pour que ladite application soit effectuée avec une pression du film 8 sur le film 5 suffisante pour assurer un soudage efficace. L'obtention dans de bonnes conditions de ce soudage étant en outre conditionnée par la température du film 8 au moment de l'application, il convient également que le film 8 possède, au point D2, une température suffisamment élevée pour provoquer le ramollissement en surface du film 5, mais néanmoins suffisamment basse pour éviter qu'il n'adhère à la surface extérieure du cylindre 9. A cet effet, différents moyens combinés peuvent être mis en jeu pour contrôler la température du film 8. Ainsi, le cylindre 9 peut comporter des moyens de refroidissement internes tels qu'une circulation de fluide de refroidissement par exemple de Liteau, et/ou externes tels qu'une série de buses de refroidissement à air il projetant de l'air froid sur le revêtement en caoutchouc 10 prévu à la surface extérieure du cylindre 9.Cet ensemble de moyens peut encore être complété par une buse d'air supplémentaire 12 conformée et disposée pour envoyer une lame d'air au voisinage du point d'application D2 sensiblement sur toute la longueur du cylindre 9. En plus. de ces moyens de refroidissement, il est particulièrement approprié de monter ledit cylindre 9 pivotant autour de l'axe longitudinal O du cylindre 6, ce qui peut par exemple être réalisé en prévoyant deux bras disposés de part et d'autre des cylindres 6 et 9, chaque bras étant monté tournant à l'une de ses extrémités sur l'axe du cylindre 6 et à l'autre extrémité sur l'axe du cylindre 9. De cette manière en effet, il est possible de faire aisément varier la distance entre la filière 2 et le cylindre 9 sans pour. autant modifier la distance séparant les cylindres 6 et 9 ; on comprendra que plus la distance entre la filière 2 et le cylindre 9 est élevée et plus le film 8 disposera de temps pour se refroidir. L'ensemble constitué par le ou les fils ou la nappe de fils 4 disposés entre les films 5 et 8 soudés entre eux, est ensuite refroidi, comme le montre le dessin annexé, en le maintenant en appui à sa sortie de l'interstice entre les cylindres 6 et 9, contre la surface extérieure du cylindre de refroidissement 6 en prévoyant une bobine de renvoi 13 dont l'axe est disposé parallèlement à l'axe O de ce cylin#dre 6 et sensiblement à hauteur de cet axe O. L'installation comprend en outre deux autres bobines de renvoi 14, 15 amenant le ruban refroidi 16 vers une unité de traction comprenant des cylindres de traction 17, 18, 19 entraînant ledit ruban 16 à une vitesse linéaire égale à la vitesse tangentielle des cylindres 6 et 9. L'installation ainsi décrite peut être complétée par un outil de coupe 20 découpant longitudinalement le ruban 16 en deux ou davantage de brins 21 ayant la largeur souhaitée en fonction de l'utilisation envisagée pour ces brins ; cet outil de coupe peut par exemple être disposé sur le trajet du ruban 16 entre les bobines de renvoi 14 et 15. La lisière des deux brins extérieurs manquant généralement de régularité, on peut envisager de prévoir deux outils de coupe supplémentaires pour éliminer les irrégularités présentées par cette lisière, la matière ainsi éliminée pouvant être broyée et recyclée vers les extrudeuses. Enfin, on peut encore, si on le souhaite, prévoir un groupe d'ondulations en sortie de l'unité de traction, ce groupe étant constitué de manière connue en soi par deux cylindres tournant en sens inverse et dont l'un, pourvu d'un revêtement extérieur en caoutchouc, prend appui sur la surface extérieure tramée de l'autre. En passant entre ces deux cylindres, les brins 21 en sortent avec les fils qui les composent, pourvus de légères ondulations transversales leur conférant une certaine élasticité qui limite les risques de désolidarisation des fils par rapport à la matrice en matière thermofusible, lorsqu'une traction est exercée sur les brins lors de leur utilisation. Dans l'installation qui vient d'être décrite, le ou les fils ou la nappe de fils 4 sont déposés sur le film refroidi 5 avant que le film ramolli 8 ne soit appliqué sur ce dernier. On pourrait toutefois, en variante, envisager que ce dépôt et cette application soient simultanés, ctest-à-dire envisager que le dépôt des fils 4 sur le film 5 n'ait lieu qu'en D2 où se produit l'application du film 8. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'un ruban tel qu'une attache ou un lien, comprenant un ou plusieurs fils, notamment en métal ou en matière textile, noyés dans une matrice en matière thermofusible telle qu'une matière thermoplastique, caractérisé en ce qu'il comprend - le dépôt d'un ou plusieurs fils (4) sur un premier film (5) en matière thermofusible, - l'application d'un second film (8) ramolli en matière thermofusible, sur la face du premier film, recevant ledit ou lesdits fils, la température de ce second film étant choisie pour provoquer le ramollissement en surface du premier film et la soudure des deux films, et - le refroidissement de l'ensemble résultant (16) pour former le ruban souhaité. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dépôt du ou des fils sur le premier film, l'application du second film ramolli sur le premier film et le refroidissement sont réalisés en continu. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'application du second film ramolli sur le premier film est effectuée après le dépôt du ou des fils sur le premier film. 4. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'application du second film ramolli sur le premier film est effectuée simultanément au dépôt du ou des fils sur le premier film et à l'endroit où est effectué ce dépôt. 5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les premier et second films sont constitués par la même matière thermofusible. 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le second film est appliqué avec pression sur le premier film. 7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le second film ramolli en matière thermofusible est produit par extrusion à travers une filière appropriée. 8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier film est produit par extrusion à travers une filière appropriée puis refroidit pour l'amener à une température inférieure à son point de ramollissement. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le refroidissement du premier film produit par extrusion, est réalisé par application du film chaud sur un premier cylindre de refroidissement tournant. 10. Procédé selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que l'application avec pression du second film ramolli sur le premier film est réalisée par passage du premier film, du ou des fils et du second film ramolli entre ledit premier cylindre et un second cylindre tournant en sens inverse, l'espace entre ces deux cylindres étant choisie pour réaliser la compression de l'ensemble formé par le premier film, le ou les fils et le second film. 11. Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant - une source délivrant en continu un premier film (5) en matière thermofusible, - une source délivrant en continu un ou des fils (4), et - des moyens (7) pour déposer en continu un ou des fils provenant de ladite source de fils, sur ledit premier film, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre une source délivrant en continu un second film ramolli (8) en matière thermofusible et des moyens (9) pour appliquer en continu ce second film sur la face du premier film, portant le ou les fils. 12. Installation selon la revendication 11, caractérisé en ce que la source délivrant en continu le premier film comprend d'une part, une première filière (1) de forme appropriée et d'autre part, des moyens de refroidissement du film issu de ladite filière, et en ce que la source délivrant en continu le second film ramolli comprend une deuxième filière (2) de forme appropriée, les première et deuxième filières coopérant avec une extrudeuse unique ou respectivement avec deux extrudeuses distinctes. 13. Installatipn selon la revendication 12, caractérisée en ce que lesdits moyens de refroidissement comprennent un premier cylindre de refroidissement (6) en rotation autour de son axe longitudinal (O), sur une partie de la surface extérieure duquel est destiné à venir prendre appui le film (5) issu de la première filière. 14. Installation selon la revendication 13, caractérisée en ce que lesdits moyens pour appliquer en continu le second film sur le premier film sont constitués par un second cylindre (9) en rotation autour de son axe longitudinal (O'), les premier et second cylindres tournant en sens inverse et des moyens étant prévus pour entraîner ces deux cylindres en synchronisme. 15. Installation selon la revendication 14, caractérisée en ce que la surface extérieure du second cylindre porte un revêtement lisse en caoutchouc (10). 16. Installation selon la revendication 14 ou 15, caractérisée en ce que le second cylindre comprend des moyens de refroidissement internes et/ou externes (11, 12). 17. Installation selon la revendication 14, 15 ou 16, caractérisée en ce que le second cylindre est monté pivotant autour de l'axe longitudinal du premier cylindre. 18. Installation selon l'une des revendications 14 à 17, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens (13) pour maintenir le ruban contre la surface extérieure du premier cylindre à sa sortie de l'interstice entre les premier et second cylindres. 19. Installation selon l'une des revendications 14 à 18, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens (17, 18, 19) pour entraîner le ruban à une vitesse linéaire égale à la vitesse tangentielle des premier et second cylindres.