Brevet FR2706804A1 — publié le 19941230

La présente invention a trait à un procédé de traitement de la surface dtun matériau thermoformable ainsi qu'à un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. L'invention concerne également un objet en matériau thermoformable dont la surface a été traitée selon ce procédé pour obtenir une surface en relief. Nous connaissons plusieurs procédés pour obtenir une surface en relief d'un objet en plastique, tel que le moulage dans un moule présentant le négatif du relief que l'on désire obtenir à la surface de l'objet, ou par exemple un traitement mécanique de fraisage ou par d'autres méthodes d'enlèvement de matériau, etc. Tous ces procédés présentent le désavantage qu'ils demandent soit l'utilisation de machines onéreuses et notamment dans le procédé enlevant des matériaux, une perte de matériaux qui nécessite des dispositifs complémentaires pour le ramassage du matériau enlevé. En outre, les procédés de moulage comportent le désavantage que lton puisse produire avec un moule défini uniquement des objets de mêmes dimensions, ce qui représente l'inconvénient de l'inflexibilité pour l'adaptation du procédé à des objets de différentes formes ou dimensions. Egalement un procédé de moulage nécessite une durée de fabrication relativement longue compte tenu du temps de 1 t injection suivie par la durée du refroidissement et du démoulage. La présente invention a pour but de pallier à ces inconvénients et propose un procédé de traitement de la surface de matériau thermoformable qui comporte les étapes suivantes - mettre en disposition un objet en matériau thermoformable présentant une forme générale plate ou présentant au moins une surface plane, - passer ledit article entre au moins une paire de rouleaux, dont un rouleau de chaque paire comporte une surface profilée, - chauffer ledit rouleau à surface profilée à une température voisine de la température de ramollissement du matériau thermoformable, et - entraîner en rotation au moins un des rouleaux. De façon avantageuse, le rouleau entraîné est le rouleau à surface profilée. Le second rouleau de la paire de rouleaux présente une surface lisse, et est non entraîné tout en pouvant tourner librement. Dans une forme de réalisation particulière de l'invention, le rouleau à surface profilée comporte à sa surface cylindrique un dessin d'un jeu de rainures et de crêtes parallèles entre elles et disposées de façon hélicoïdale. Dans une autre forme de réalisation le rouleau à surface profilée comporte un dessin de deux jeux de rainures et de crêtes, les rainures et crêtes de chaque jeu étant parallèles entre elles et celles d'un jeu croisant celles de l'autre jeu. Selon une forme préférée de l'invention, l'objet en matériau thermoformable est passé par deux paires de rouleaux de façon consécutive, dont chaque paire comporte un rouleau à surface profilée et un rouleau lisse, le rouleau à surface profilée de la première paire dans le sens du déplacement de l'objet à matériau thermoformable étant entraîné. Ledit rouleau entraîné est avantageusement également le seul rouleau chauffé. Dans une forme particulière de l'invention, l'objet en matériau thermoformable est une plaque en polypropylène. Le chauffage du rouleau chauffé peut être réalisé par un moyen de chauffage électrique qui est logé à l'intérieur du rouleau. Alternativement, la surface extérieure du rouleau chauffé peut être chauffée par un brûleur à gaz tel qu'un tube à gaz qui porte une pluralité de tuyères à gaz qui sont disposées axialement le long et près de la surface du rouleau chauffé. Avantageusement, la distance entre les deux rouleaux d'une paire de rouleaux peut être réglée selon l'épaisseur de l'objet en matériau thermoformable de façon à obtenir 1 l'impression du profil du rouleau à surface profilée sans écrasement de l'objet. De façon avantageuse, le rouleau à surface profilée de la seconde paire de rouleaux peut être refroidi. L'invention concerne également un dispositif de traitement de la surface d'un objet en matériau thermoformable qui est caractérisé en ce qu'il comporte au moins une paire de rouleaux dont un rouleau présente une surface profilée, l'autre une surface lisse, un moyen de chauffage pour le rouleau à surface profilée, et un dispositif d'entraînement du rouleau à surface profilée. L'invention concerne finalement un objet en matériau thermoformable qui est caractérisé en ce qu'il présente au moins une surface profilée, le profil de cette surface étant le négatif de la surface d'un rouleau ayant imprimé à l'objet son profil à l'état chaud. L'invention sera maintenant décrite plus en détail en se référant aux figures dont La figure la est une illustration du principe de l'impression d'un profilé sur la surface d'une plaque en matériau thermoplastique par un rouleau chauffé intérieurement par un moyen électrique, La figure lb montre le même principe de traitement de surface par un rouleau dont la surface extérieure est chauffée par un brûleur à gaz, La figure 2 montre le principe de traitement d'une plaque en matériau plastique pour obtenir à sa surface une formation de rainures parallèles La figure 3 montre le principe de l'obtention d'un traitement de la surface d'une plaque en matériau plastique comportant des rainures croisées, et La figure 4 montre un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. En se tournant maintenant vers la figure 1, on voit une plaque en matériau plastique thermoformable 1 qui se trouve entre deux rouleaux 2 et 3, le rouleau 2 présentant une surface profilée et le rouleau 3 une surface lisse. Le rouleau 2 est entraîné dans le sens de la flèche b de façon à avancer la plaque 1 dans le sens de la flèche a, la surface de la planche 1 qui est opposée au rouleau 2 présentant, après le passage entre les deux rouleaux, un profil 4 qui est le négatif du profil du rouleau 2. Le rouleau 2 comporte à l'intérieur un moyen de chauffage électrique 5 tel qu'une bobine d'un fil chauffant, bobine dont la surface extérieure épouse la surface intérieure du rouleau vide 2 afin de garantir un contact thermique optimal. La bobine 5 s'étend axialement sur toute la longueur du rouleau 2. Grâce au chauffage du rouleau 2 par la bobine 5 à une température voisine de la température de ramollissement du matériau thermoformable de la plaque 1, la surface de la plaque 1 est chauffée lors du contact avec la surface de la bobine 2 afin de permettre de ramollir une partie proche de la surface de la plaque 1 pour permettre d'imprimer le profil du rouleau 2 à cette surface chauffée de la plaque 1. Il est important que la température à laquelle la surface de la plaque 1 est chauffée lors du passage entre les rouleaux 2 et 3 ne dépasse pas la température de fusion, faute de quoi le dessin 4 imprimé sera au moins partiellement égalisé avant le refroidissement de cette surface. Afin d'obtenir un dessin 4 qui correspond exactement au négatif de la surface du rouleau 2, il est important que le rouleau 2 soit entraîné, le rouleau 3 devant rester libre pour tourner selon la vitesse qui lui est imposée par la plaque 1, sans occasionner lui-même un entraînement de la plaque à une vitesse qui pourrait être différente de celle imposée à la surface supérieure de la plaque par le rouleau 2. Sans être lié à une certaine théorie, les propriétés d'un matériau plastique et thermoformable pourraient conduire à une perturbation de l'interface entre la surface du rouleau 2 et la surface de la plaque 1 opposée au rouleau 2 si le rouleau 3 est également entraîné. La figure lb montre le même principe de passage d'une plaque 1 entre les deux rouleaux 2 et 3, la seule différence entre la figure lb et la figure la étant la nature du moyen de chauffage pour le rouleau 2, qui consiste en un brûleur à gaz constitué d'un tube 7 qui est disposé à proximité de la surface du rouleau 2 et parallèle à l'axe 2' de celui-ci, le tube 7, qui est représenté en projection par un cercle seulement comportant une série d'ouvertures ou de tuyères 8 qui sont distribuées en intervalles le long du rouleau 2 afin de chauffer la surface de ce rouleau par la combustion d'un gaz qui est alimenté par un tuyau 6 comme indiqué par la flèche d. La figure 2 montre en perspective le principe de traitement d'une plaque en plastique 1 pour obtenir à sa surface supérieure un dessin en lignes parallèles. Pour ceci, le rouleau 2 comporte un dessin de lignes 9 dont les lignes 4 représentent le négatif. Lors du passage de la plaque 1 entre les rouleaux 2 et 3 qui tournent en contresens selon les flèches b et c, le rouleau 2 qui est chauffé à la température voisine de la température de ramollissement du matériau de la plaque 1, imprime son profil à la surface supérieure de la plaque 1 de façon permanente grâce au ramollissement de la surface de cette plaque par la chaleur du rouleau 2. Pour obtenir un dessin de rainures 4 parfait, seul le rouleau 2 doit être entraîné et le rouleau 3 doit tourner librement à une vitesse qui lui est imposée par la surface inférieure de la plaque 1. Le rouleau 3 comporte une surface lisse, il n'est pas entraîné et il n'est pas chauffé, le fait de ne pas être chauffé étant important pour obtenir une qualité parfaite du dessin 4 à la surface supérieure de la plaque 1. Sans être limité à une certaine théorie, il est probable que la qualité du dessin 4 soit supérieure grâce au refroidissement rapide de cette surface dû à l'état non-chauffé de la plus grande partie de la plaque 1 de façon à ce que la chaleur qui est transmise à cette surface par le rouleau 2 soit rapidement absorbée par les parties intérieures de la plaque 1 afin d'amener la température de la surface rapidement en-dessous de la température de ramollissement avant qu'un effet d'égalisation de la surface puisse d'installer. La figure 3 montre le principe du traitement de la surface supérieure d'une plaque 1 afin d'obtenir un dessin 4a à lignes croisantes lors du passage successif entre deux paires de rouleaux 2, 3 et 2a et 3a, le rouleau 2 portant à sa surface un dessin de lignes hélicoïdales tournant dans un sens et le rouleau 2a portant des lignes hélicoïdales tournant dans l'autre sens. Pour obtenir une qualité parfaite du dessin 4a, il est de nouveau important que seul le rouleau 2 ou les rouleaux 2 et 2a soient entraînés, cependant seul le rouleau 2 étant chauffé, les rouleaux 3 et 3a tournant librement selon la vitesse qui leur est imposée par les surfaces respectives de la plaque 1 qui touche les surfaces de ces rouleaux non-entraînés. Il est également important que le deuxième rouleau à surface profilée 2a ne soit pas chauffé et dans certains cas même refroidi, pour obtenir la meilleure qualité du dessin 4a, et sans être limité à une certaine théorie, on pense qu 'un réchauffement de la surface supérieure de la plaque 1 au niveau du rouleau 2a, c'est-à-dire après le premier passage entre les rouleaux 2 et 3 et la formation du négatif des lignes 9 du rouleau 2, un réchauffement alors de la même surface par le rouleau 2a détruira au moins partiellement le dessin négatif des lignes 9 alors que l'impression des lignes 10 du rouleau 2a sur la surface de la plaque 1, légèrement refroidie par rapport à la température qu'elle obtient au moment du contact avec le rouleau 2 , permet d imprimer le négatif des lignes 10 du rouleau 2a audessus du négatif des lignes 9 du rouleau 2 sans détruire la structure du négatif des lignes 9. Des nombreux tests ont établi que la meilleure qualité, c'est-àdire pratiquement l'égalité entre la fidélité de reproduction des lignes 9 et 10 respectivement, est obtenue uniquement si seul le rouleau 2 est chauffé alors que le rouleau 2a ne l'est pas. La figure 4 montre schématiquement un dispositif pour mettre en oeuvre le procédé décrit ci-dessus. Ce dispositif comporte une table constituée par une plaque 11 et 4 pieds 12, au-dessus de cette plaque 11 étant disposé un cadre 13 porteur de rouleaux 2, 2a, 3, 3a ainsi qu'un système de portage à rouleaux de transport constitué par un cadre 16 dans lequel sont supportés des rouleaux 17. Le cadre 13 comporte à chaque côté de la table deux entretoises 15 dont chacune supporte des extrémités 16 des axes des rouleaux 2, 3. En-dessous de la table se trouve un logement 18 pour un moteur non illustré, et une chaîne d'entraînement 19 relie un pignon de moteur non illustré avec un pignon 20 qui est solidaire au rouleau 2. La chaîne 19 traverse la plaque 11 par des ouvertures 21 afin rengager le pignon 20 sans engager une partie quelconque d'un des deux rouleaux inférieurs. Un lien rotatif peut être prevu pour le rouleau 2a. En ligne pointillée, on a illustré une plaque en matériau plastique 1 qui a été introduite entre les deux paires de rouleaux 2,3 et 2a, 3a selon la flèche a. Après le passage entre les deux paires de rouleaux, la surface supérieure de la plaque 1 comporte le dessin 4a constitué par deux jeux de lignes croisées selon la superposition des lignes des rouleaux 2 et 2a. Pour des raisons de clarté, on n'a pas illustré le moyen de chauffage pour le rouleau 2, ce moyen de chauffage pouvant être soit un moyen électrique selon la figure la ou un chauffage à gaz selon la figure lb, ou tout autre moyen de chauffage qui permet un chauffage uniforme de la surface du rouleau 2. La présente invention a été décrite à titre d'exemple, étant entendu qu'elle n'est pas limitée aux détails de ces exemples, notamment en ce qui concerne la nature du dessin formé ni au nombre de paire de rouleaux. L'objet dont la surface a été traitée selon le procédé décrit ci-dessus peut être une plaque antidérapante, un bandage de roue, un tronçon d'une bande transporteuse ou simplement une bande ou plaque en plastique pour utilisation dans la fabrication d'autres articles devant présenter le négatif d'une surface comme celle obtenue par le procédé décrit. Les articles de cette catégorie peuvent être des moules pour des objets dont la surface devrait présenter un dessin négatif du dessin 4a de la plaque 1 après le passage entre les rouleaux comme décrit ci-dessus. Ce dessin peut être souhaité pour des raisons purement esthétiques ou pour des raisons techniques notamment dans le domaine de la production alimentaire. REVENDICATIONS 1. Procédé de traitement de la surface d'un matériau thermoformable, caractérisé par les étapes suivantes - mettre en disposition un objet en matériau thermoformable, présentant une forme générale plate ou présentant au moins une surface plane, - passer ledit article entre au moins une paire de rouleaux dont un rouleau de chaque paire comporte une surface profilée, - chauffer ledit rouleau à surface profilée à une température voisine à la température de ramollissement du matériau thermoformable, et - entraîner en rotation au moins un des rouleaux. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rouleau à surface profilée est entraîné. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le second rouleau de la paire de rouleaux est un rouleau à surface lisse, non-entraîné pouvant tourner librement. 4. - Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le rouleau à surface profilée comporte à sa surface cylindrique un dessin d'un jeu de rainures et de crêtes parallèles entre elles et disposées de façon hélicoïdale. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le rouleau à surface profilée comporte un dessin de deux jeux de rainures et crêtes, les rainures et crêtes de chaque jeu étant parallèles entre elles et celles d'un jeu croisant celles de l'autre jeu. 6. Procédé selon llune quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'objet en matériau thermoformable est passé par deux paires de rouleaux de façon successive. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que chaque paire de rouleaux comporte un rouleau à surface profilée et un rouleau lisse, le rouleau à surface profilée de la première paire de rouleaux dans le sens de déplacement de l'objet en matériau thermoformable, étant entraîné. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit rouleau entraîné est aussi le seul rouleau chauffé. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'objet en matériau thermoformable est une plaque en polypropylène. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le rouleau chauffé est chauffé par un moyen de chauffage électrique logé à l'intérieur du rouleau. 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le rouleau chauffé est chauffé par par un tube à gaz portant une pluralité de tuyères à gaz disposées axialement le long et près de la surface du rouleau chauffé. 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on règle la distance entre les deux rouleaux de chaque paire de rouleaux selon l'épaisseur de l'objet en matériau thermoformable de façon à obtenir l'impression du profil du rouleau à surface profilée sans écrasement de l'objet. 13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 12, caractérisé en ce que le rouleau à surface profilée de la seconde paire de rouleaux est refroidi. 14. Dispositif de traitement de la surface d'un objet en matériau thermoformable, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une paire de rouleaux (2, 3, 2a, 3a) dont un rouleau (2, 3) présente une surface profilée, l'autre (2a, 3a) une surface lisse, un moyen de chauffage (5; 6, 7, 8) pour le rouleau (2) à surface profilée et un dispositif d'entraînement (18, 29) du rouleau (2) à surface profilée. 15. Objet en matériau thermoformable caractérisé en ce qu'il présente au moins une surface profilée, le profil (4, 4a) de cette surface étant le négatif de la surface (9, 10) d'un rouleau (2, 2a) ayant imprimé à l'objet (1) son profil à l'état chaud.