Brevet FR2671780A1 — publié le 19920724

PROCEDE DE FABRICATION D'UN TUBE PAR ROULAGE D'UNE BANDE METALLIQUE CONTRECOLLEE SUR UNE BANDE DE CARTON La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un tube par roulage d'une bande métallique contrecollée sur une bande de carton. Les tubes réalisés selon ce procédé peuvent notamment servir dans toutes les applications pyrotechniques, mais sont également utilisés pour la réalisation de mandrins, de boîtages cylindriques, de colonnades avec ou sans décorations extérieures, de mobiliers divers, d'étagères, de coffres, ou encore de botes de conserve. Dans le domaine de la pyrotechnie, les mortiers de tir se présentent généralement sous la forme de tubes fabriqués par roulage parallèle ou spiralé de bandes de carton. Ces tubes en carton, qui doivent résister à des pressions et à des températures élevées du fait de leur usage sous forme de mortier, présentent des inconvénients notables, à savoir une résistance à l'humidité médiocre, une résistance à l'éclatement très faible, ainsi qu'une résistance au feu peu satisfaisante. Il est connu de remédier à ces divers inconvénients par l'utilisation de colles et/ou d'enduits hydrofuges et ignifuges imprégnant les bandes de carton ou de papier roulées pour constituer le tube, un apport éventuel d'un habillage en aluminium ou en matière synthétique, du type d'un polyéthylène, permettant, en outre, d'augmenter encore la résistance à l'humidité.La résistance à l'éclatement est, quant à elle, améliorée tout simplement en épaississant le tube par le biais d'un roulage de plusieurs bandes d'un carton de qualité supérieure. Les tubes obtenus de cette façon sont complexes à fabriquer, relativement coûteux, et n'étant malgré tout faits que de carton, il sont naturellement fragiles et par conséquent peu fiables. Par ailleurs, on connaît les tubes réalisés en acier, et notamment ceux décrits dans le brevet français FR-2 578 810 qui concerne un procédé de fabrication d'un conteneur métallique destiné à recevoir des munitions. Dans ce brevet, le corps du conteneur est réalisé à partir du roulage spiralé d'un feuillard de tôle dont les bords jointifs sont agrafés les uns aux autres pour constituer un bourrelet ; ce brevet propose également de ménager dans la longueur du feuillard une nervure spiralée continue faisant saillie dans le même sens que ledit bourrelet et ayant le même pas que celui-ci, de manière à réaliser un raidissage du feuillard, accroissant ainsi sa résistance mécanique et permettant d'utiliser des épaisseurs de feuillard assez faibles.Du fait de sa constitution, le corps métallique d'un conteneur fabriqué de cette façon est inutilisable dans le domaine de la pyrotechnie ; en effet, le tube métallique ainsi constitué présente nécessairement des discontinuités ne permettant pas d'obtenir des parois lisses et calibrées, souhaitables pour une éjection correcte des charges pyrotechniques après explosion de l'amorce dans le mortier ; en outre, la fabrication de tels tubes ne peut se faire, d'une manière industrielle, qu'au moyen d'une machine spécifique très différente de celles qui sont couramment utilisées pour le roulage parallèle ou spiralé de tubes en carton. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients en proposant un procédé de fabrication d'un tube renforcé en carton et métal, caractérisé en ce que ledit tube est obtenu par roulage convolute ou spiralé d'au moins une bande métallique épaisse préalablement contrecollée sur au moins une bande de carton. La bande métallique épaisse contrecollée sur la bande de carton constitue une barrière mécanique procurant une excellente résistance au feu et à l'humidité, ainsi qu'une résistance à l'éclatement et à l'écrasement particulièrement élevée. On notera que la bande métallique épaisse utilisée selon l'invention est très différente des films métalliques minces et ductiles, notamment d'aluminium, qui sont normalement employés, seuls ou en combinaison avec du polyéthylène ou du papier, pour améliorer l'étanchéité des tubes en carton ; en effet, l'épaisseur des films minces utilisés comme barrière d'étanchéité ne dépasse pas quelques dizaines de micromètres, un tel film d'aluminium ne pouvant ainsi contribuer en aucune manière à la rigidité de l'ensemble. Selon l'invention, le collage préalable d'une bande de carton sur une bande métallique peut être effectuée juste avant leur roulage ou pas. Ainsi, dans une première variante, la fabrication d'un tube renforcé nécessite d'effectuer les opérations successives suivantes a) collage d'un feuillard métallique, tel que de l'acier plus ou moins écroui, sur une feuille de carton de mêmes dimensions, b) refente du complexe métal/carton obtenu, par exemple après constitution de rouleaux dans lesquels sont découpées radialement des galettes selon une inclinaison et une largeur adaptées aux conditions du roulage, c) installation des galettes ou bobines d'au moins une bande d'un complexe métal/carton sur les dévidoirs d'une machine de roulage de tubes, par exemple une spiraleuse, d) installation des galettes ou bobines d'au moins une bande externe de maintien en carton, e) roulage desdites bandes en bord à bord ou à recouvrement partiel suivant l'utilisation finale des tubes, f) éventuellement, tronçonnage des tubes en continu. La première étape, à savoir le collage d'un feuillard métallique sur au moins une feuille de carton est délicate et doit être effectuée dans des conditions bien contrôlées ; en particulier, il convient d'utiliser des colles à chaud réactivées au moment du contrecollage des deux matériaux, par exemple des résines polymérisables, des dextrines, ou encore des holt-melts. Le choix de la température de collage se fait en fonction de la colle utilisée qui dépend surtout du type de carton plutôt que de la nature du feuillard métallique ; il convient également d'exercer une forte pression sur chaque face du complexe carton/métal pendant le collage, cette pression étant fournie par des cylindres superposés entre lesquels passe le complexe et dont l'écartement est réglable. Un avantage essentiel de cette première variante de l'invention consiste en ce que les bandes réalisées par refente des feuilles de complexe carton/métal, présentées en rouleaux sous des cisailles circulaires traditionnelles, peuvent être assez facilement montées sur les machines de roulage existantes sans grande modification de ces dernières ; à cet égard, il convient uniquement de modifier, sur une spiraleuse, le système de transfert des bobines sur le magasin de la machine, le système de tension des bandes, les organes de tronçonnage des tubes en continu, et en particulier les couteaux circulaires et leur pression de coupe. Dans une seconde variante plus traditionnelle, les étapes a) à c) de la variante précédente sont supprimées et remplacées par un contrecollage direct des deux bandes de carton et de métal sur la machine de roulage ; dans ce cas, des galettes de carton et des galettes d'une bande métallique sont installées séparément sur les dévidoirs de la machine, puis les bandes sont enduites d'une colle appropriée et enfin contrecollées par pressage à chaud. A la sortie des rouleaux presseurs, la bande du complexe carton/métal qui vient juste d'être réalisée s'enroule sur le mandrin de la machine de roulage dans des conditions identiques à celles des étapes d) à f) de la première variante. D'autres caractéristiques du procédé de fabrication de tube renforcé en carton et métal conforme à l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre de plusieurs modes d'exécution dudit procédé donnés à titre d'exemples non limitatifs en référence aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une vue en perspective d'un tube spiralé à partir d'une bande carton extérieure et d'une bande carton/métal intérieure conformément à l'invention, - la figure 2 est une coupe transversale du tube ainsi réalisé. Par la suite, on ne décrira pas à nouveau les techniques de collage employées pour contrecoller un feuillard métallique sur une feuille de carton, ou une bande de carton sur une bande de métal, mais on se placera directement à l'étape du roulage de bandes de complexe carton/métal préalablement obtenues, que ce soit juste avant ce roulage ou longtemps auparavant. Suivant une première variante d'exécution représentée en figure 1, un tube renforcé selon l'invention peut comporter une bande 1 de complexe carton/métal dont la face métallique 2 soit tournée vers l'intérieur dudit tube. Cette bande 1 est spiralée en bord à bord pour constituer un tube continu, pratiquement lisse sur sa face -interne. Elle est maintenue par une ou plusieurs bandes externes 3 en carton, de même largeur que celle de la bande 1 de complexe carton/métal. La ou les bandes externes 3 sont spiralées à spires jointives autour de la bande 1 avec un décalage axial préférentiellement égal à la moitié de ladite largeur.Entre la face cartonnée 4 du complexe carton/acier, ici tournée vers l'extérieur, et la face interne 5 de la bande externe 3 constituée de carton uniquement, le collage s'effectue dynamiquement d'une manière classique au moyen de colles telles que celles déjà mentionnées ; les conditions de collage sont parfaitement connues de l'homme de métier et on doit notamment régler la viscosité des colles, la température de collage ainsi que la pression s'exerçant sur les deux bandes 1 et 3. Sur la coupe de la figure 2, on a représenté le feuillard métallique interne 2 à l'extérieur duquel sont collées, d'une part, la bande de carton 4 du complexe et, d'autre part, la bande externe 3 en carton qui sert à maintenir l'ensemble du tube. Selon une autre variante de la présente invention, non représentée sur les figures, on roule une première bande en carton sur le mandrin d'une machine de roulage tout en collant sur cette première bande une bande de complexe carton/métal, la face en carton étant tournée vers le mandrin ; de cette façon, on obtient des tubes avec une face externe métallique et une face interne en carton. Ici encore, le roulage des bandes interne et externe s'effectue avec un décalage préférentiel d'une demie largeur. Selon encore une autre variante de l'invention, on présente sur le mandrin de la spiraleuse une première bande du complexe carton/métal avec sa face métallique tournée vers l'intérieur, sur laquelle on vient coller, avec un décalage d'une demie largeur, une seconde bande du complexe carton/métal, la face métallique étant cette fois tournée vers l'extérieur. Par cette technique, on réalise un tube renforcé ayant ses faces interne et externe métalliques. Bien entendu, on peut fabriquer des tubes carton/métal dont les spires successives se chevauchent avec la même facilité que pour fabriquer des tubes lisses. Toutes les combinaisons entre une bande interne à chevauchement, en carton ou en complexe carton/métal, et une bande externe, en carton ou en complexe carton/métal, sont également envisageables et leur mise en oeuvre dépend de l'application visée. On peut tout aussi bien réaliser des tubes conformes au procédé de invention autrement que par roulage spiralé, en combinant par exemple un roulage spiralé de la bande du complexe carton/métal et un roulage parallèle de la bande de maintien en carton. I1 est également possible de prévoir plusieurs bandes internes ou externes de maintien en carton. Un tube renforcé selon l'invention, par exemple à partir d'une bande 1 du complexe constituée d'une bande métallique 2 en acier écroui de 15 centièmes de millimètres contrecollée sur une bande de carton 4 de 40 centièmes de millimètres, cette bande 1 de complexe carton/métal étant maintenue par une bande externe 3 de carton de 40 centièmes également, présente une épaisseur finale d'environ 1,25 millimètres (la différence venant des épaisseurs de colles) et possède une résistance à l'éclatement supérieure à celle d'un tube en carton uniquement dont l'épaisseur serait de 5 millimètres (pour un diamètre de 50 millimètres). Le poids du tube selon l'invention est alors divisé par un facteur allant de 2 à 4 par rapport à celui du tube en carton ; ceci procure, en outre, un avantage important quant au transport desdits tubes. L'épaisseur de la bande métallique 2 de la bande 1 du complexe carton/métal peut être choisie, pour un acier plus ou moins écroui, dans un intervalle compris entre 15 et 200 centièmes de millimètres (fig.1). Une bande de carton 4 de 40 centièmes est suffisante dans la plupart des cas ; toutefois, il est toujours possible d'adapter cette épaisseur par le biais d'un doublement, voire d'un triplement de la couche de carton de maintien, c'est-àdire par le roulage de plusieurs bandes externes 3 en carton. Bien entendu, lorsqu'on constitue un tube carton/métal avec une face externe en carton, il est possible de procéder à son habillage d'une manière conventionnelle, par exemple par un papier d'emballage contrecollé avant refente du complexe en feuille, ou au moment du roulage. On peut également compléter le complexe formé en additionnant, sur le parement de la ou des couches de carton de maintien, voire de la bande de carton du complexe, des ensembles aluminium/papier, aluminium/papier/polyéthylène, etc..., ceci permettant de renforcer spécifiquement les propriétés décoratives ou de résistance au feu, à l'humidité ou encore aux gaz ; en particulier, un tel habillage pourrait être nécessaire lorsqu'on veut garantir la longévité du collage métal/carton dans des conditions d'utilisation très oxydantes et/ou corrosives. REVENDICATIONS 1 - Procédé de fabrication d'un tube renforcé en carton et métal, caractérisé en ce que ledit tube est obtenu par roulage convolute ou spiralé d'au moins une bande métallique (2) épaisse préalablement contrecollée sur au moins une bande de carton (4). 2 Procédé de fabrication de tubes en carton et métal selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour fabriquer lesdits tubes, on effectue les opérations successives suivantes - collage d'un feuillard métallique, tel que de l'acier plus ou moins écroui, sur une feuille de carton de mêmes dimensions, - refente du complexe métal/carton obtenu, par exemple après constitution de rouleaux dans lesquels sont découpées radialement des galettes selon une inclinaison et une largeur adaptées aux conditions du roulage, - installation des galettes ou bobines d'au moins une bande (1) d'un complexe métal/carton sur les dévidoirs d'une machine de roulage de tubes, par exemple une spiraleuse, - installation des galettes ou bobines d'au moins une bande externe (3) de maintien en carton, - roulage desdites bandes (1, 3) en bord à bord ou à recouvrement partiel suivant l'utilisation finale des tubes, - éventuellement, tronçonnage des tubes en continu. 3 Procédé de fabrication de tubes en carton et métal selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour fabriquer lesdits tubes, on effectue les opérations successives suivantes - installation d'au moins une bobine d'une bande métallique (2) épaisse et d'au moins une bobine d'une bande de carton (4) sur les dévidoirs d'une machine de roulage de tubes, par exemple une spiraleuse, - installation des galettes ou bobines d'au moins une bande externe (3) de maintien en carton, - enduction des bandes métallique (2) et de carton (4) au moyen d'une colle appropriée et contrecollage des deux bandes (2, 4) par pressage à chaud, de manière à constituer une bande (1) d'un complexe métal/carton, - roulage desdites bandes (1, 3) en bord à bord ou à recouvrement partiel suivant l'utilisation finale des tubes, - éventuellement, tronçonnage des tubes en continu. 4 - Tubes renforcés en carton et métal susceptibles d'être obtenus par la mise en oeuvre du procédé conforme à l'une quelconque des revendications précédentes. 5 - Tube renforcé en carton et métal selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il est obtenu par roulage d'une bande (1) de complexe carton/métal dont la face métallique (2) est tournée vers l'intérieur dudit tube, ladite bande (1) de complexe étant maintenue par une ou plusieurs bandes externes (3) en carton qui sont roulées et collées sur la face cartonnée (4) dudit complexe. 6 - Tube renforcé en carton et métal selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il est obtenu par roulage d'au moins une bande interne en carton sur laquelle est roulée et collée la face cartonnée d'une bande de complexe carton/métal. 7 - Tube renforcé en carton et métal selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il est obtenu par roulage d'une première bande de complexe carton/métal avec sa face cartonnée tournée vers l'extérieur, sur laquelle est roulée et collée la face cartonnée d'une seconde bande de complexe carton/métal.