Brevet FR2762308A1 — publié le 19981023

DESCRIPTION: Système de conditionnement d'une colle thermofusible auto-adhésive, par enroulement sur un tourillon, permettant ainsi l'alimentation en automatique de lignes de productions à consommations élevées La présente invention est relative à un procédé de conditionnement sous forme de cables coextrudés, d'une matière première auto-adhésive d'une part ( âme) et, d'une matière à toucher sec d'autre part ( coextrudat ), refroidies et enroulées sur un tourillon. Ces tourillons peuvent être de tailles différentes, adaptés aux capacités de fusions souhaitées Cette invention a également pour objet, I'installation nécessaire à la mise en oeuvre de ce procédé, ainsi que les divers conditionnements résultant de cette rnise en oeuvre. Dans la conduite de nombreuses activités de collages industriels, il est connu et nécessaire d'utiliser des colles Hot-Melt, à pouvoir collant permanent, appelées auto-adhésives à températures ambiantes. Leur pouvoir collant est du au " tack " superficiel et, à la pression exercée lors du collage. Ces colles sont nommées ainsi sensibles à la pression. Ces colles sont obtenues par mélange à chaud de différentes matières premières. Polymères:1 SEBS : Styrène, éthylène, Butylène, Styrène . Sous formes linéaires, Dibloc ou Radial. 2 EVA: Ethylvinyl acetate APAO: Polyalphaolefine. 3 SIS: Styrène, Isoprène, Styrène . 4 SBS : Styrène, Butylène, Styrène. Résines tackifiantes: Colophanes et ses dérivés, résines de pétrole aliphatiques. Polyisobutylène résines aromatiques, alphamethylstyrène, polyterpenique et autres. Plastifiants: paraffines, huiles de paraffine, cires microcristalines, polybutène. Antioxydants tels que :ditertiobutyl 2.6 paracresol: irganox ps 800 . ditertiobutyl 3.5 hydroxy -4 phenyl - 3 propionate Tel que: Irganox 1010. Ces produits sont actuellement conditionnés soit en emballages papiers ou cartons siliconés .Le remplissage de ces emballages n'est pas automatisé, ils ont en outre d'autres inconvénients. 11 arrive régulièrement que ces emballages vides contiennent des résidus de carton, dus à la découpe. Les résidus s'ils se retrouvent dans les circuits d'applications, donnent lieu à des bouchages et des arrêts machine pour nettoyage des filtres ou buses. Il est également difficile de remplir les barquettes à leur juste poids, et souvent l'on constate des coulures de colle entre les barquettes, ce qui rend difficile leur démoulage. L'utilisation de barquettes siliconées ainsi que de cartons siliconés est génératrice de main d'oeuvre peu valorisante, aussi bien pendant le montage des emballages que pendant leurs démoulages. Lors du démoulage, les blocs de colles auto-adhésives ont tendance à coller après les doigts, ce qui peut provoquer lors de leurs introductions dans les fondoirs des éclaboussures, donc des brûlures graves. L'usage de ces emballages est unique, et les papiers siliconés sont très difficiles à recycler Ce procédé génère des emballages perdus qui finissent en incinération Fûts acier ou carton. Le remplissage de ces fûts, quoique maitrisé actuellement par les fabricants de colles, comporte des risques. L'inclusion de bulles d'air peut lors du passage sous un vide fûtes avec plateau chauffé suiveur provoquer des accidents lors du chauffage souvent élevé, 180 "C par exemple, la bulle d'air emprisonnée monte la pression, et dans certains cas, fait exploser le fût. Par ailleurs, ces fûts, même remplis sont sensibles aux chocs l 'ne bosse dans leurs parois et il devient impossible de les vider, puisque le plateau suiveur descend dans les fûts en épousant la paroi .Quand les futs sont vides, leur changement occasionne un arrêt d'autant plus prolongé, qu'il faut purger l'air dessous le plateau et attendre que la nouvelle colle soit fondue Les fûts ne se vident jamais complètement, ce qui rend impossible leur réutilisation avec un autre produit Les fûts contenants un résidu de colle ( 2 - 3 Kgs) sont difficiles à recycler. Co extrusion, ce procédé est connu et utilisé dans différents métiers, y inclus les colles thermoflisibles, mais les utilisateurs de cette technique, coupent les joncs dans de l'eau ou en sortie après figeage. Les coextrudats se présentent sous forme de petits coussinets ou de coussins plus grands, mais leur utilisation pour une alimentation en continu n'est pas connue. Il est constaté également que des bulles d'eau sont de temps en temps prisonnières entre le coextrudat et la colle, ce qui crée des perturbations sous forme de mousse, lors de la refonte .I1 est également constaté que lors de fusions de grandes quantités de colles coextrudées, le film de coextrusion fond moins vite et, se retrouve nageant en surface de la colle fondue .Pains auto protégés, il en existe deux procédés: Poudrage par procédé électrostatique des moules et, coulage des colles auto-adhésives. Pulvérisation de colles sèches en fusion dans des moules, et coulage des colles autoadhésives. Ces produits sont ensuite conditionnés dans des cartons, une alimentation en automatique n'est pas connue actuellement, les colles thermofusibles sont de plus en plus demandées pour remplacer des colles solvantées ou aqueuses qui sont utilisées en grandes quantités, à savoir 500 à plus de 1000 Kgs/heure . Une alimentation d'une colle liquide à température ambiante est facilement automatisable, il fallut trouver une solution pour les colles solides à température ambiante. Avec les conditionnements connus à ce jour, l'opération d'alimentation pour une ligne consommant 1 To/heure donne la situation suivante: 1000 Kgs: 60 Mn = 16,6 Kgs/ Minute = + de 4 Barquettes à démouler par minute en cartons de 20 kilos, 1 000 Kgs: 60 Mn = 16,6 Kgs/ Minute = 1 carton toutes les 1' 12" cartons de 20 kilos; en fûts de 200 litres 170 kilos) 170: 16,6 = 1 Fût toutes les 10 minutes. Il faut une installation avec un tandem de 2 fûtes et, pour changer de fûts, il faut environ 10 minutes, donc changement de futs non-stop Dans tous les cas de figure, la colle ajoutée dans le bac, est froide. Dans le cas d'une alimentation par joncs coextrudés et enroulés sur tourillon, la colle est préfondue par l'alimentation, par extrudeuse ou pompe à engrenage. ou autre entraînement mécanique. Sur un tourillon d'une largeur utile de 1 600 mm et d'une hauteur utilisable de 1 000 mm, il est donc possible de conditionner I tonne. La présente invention revendique un système de conditionnement d'une colle thermofusible auto-adhésive caractérisée en ce qu'il comporte un tourillon, sur lequel est enroulée, ou déroulée la dite colle, sous forme de câbles coextrudés. ( Voir croquis 1/3 ) Le Hot-Melt (3) fabriqué à l'aide d'un malaxeur (2) et d'un agitateur (1), est pompé (4) et filtré (5) avant de passer dans une zone de refroidissement ou de stabilisation de température (6) et, d'être coextrudé par une buse à double fente ou coenduction (8). Le film extérieur de protection étant fondu par un générateur de Hot-"v..Ielt (7), le coextrudat ainsi obtenu (9) est refroidi dans un bain d'eau maintenu à basse température (10) dans une bacholle (11) Le câble ou jonc coextrudé est tiré par 2 cylindres d'appel (12) séché par de puissants ventilateurs (13), avant d'être enroulé sur un tourillon ou ensouple (14) . Les joncs peuvent être coextrudés en différents diamètres, selon leur consistance .Exemple de joncs de 40 mm de diamètre: La zone de refroidissement comporte un mélangeur statique, qui permet de refroidir ou de maintenir une température homogène, afin que les colles thermofusibles augmente leur viscosité et leur cohésion interne, ou que leurs températures soient constantes. Le coextrudat est adapté à la formule, il en fait partie intégrante. La longueur du bain de refroidissement est choisie en fonction du débit souhaité. L'enroulement se fait par entraînement du tourillon, soit par un moteur électrique ou une turbine hydraulique .Les produits auto-adhésifs formant l'âme des câbles peuvent être formulés avec des polymères Styrène Butène Styrène, Styrène Isoprène Styrène, Styrène Etylene Butylène Styrène sous formes linéaires, dibloc ou radial. Certains auto-adhésifs sont également formulés avec des polymères Ethylvinyle Acetate, tels que ceux contenant 28, 33 ou 40 % d' Acetate de Vinyle. Dans d'autres cas sont utilisés des polymères de poly-alphaléfine ou des polypropylènes de bas poids moléculaire et leurs dérivés ainsi que des polyisobutylènes. Les résines tackifiantes utilisables sont très variées, résines de pétrole aliphatiques, aromatiques ou mélange des deux, résines de colophane et ses dérivés estérifiés hydrogénés, polymérisés, ou maléynisés, ainsi que des résines terpènes phénoliques, alpha-methylstyrène, bêta pinene terpéniques. Les plastifiants utilisables peuvent être des cires microcristallines, des paraffines, des huiles de paraffine, des polyisobutylènes. Ces formules sont généralement protégées par des antioxydants, tels que ditertiobutyl 2.6 paracresol : irganox PS 800, ditertiobutyl 3.5 hydroxy - 4 phenyl - 3 propionate, tel que Irganox 1010 . Dans certains cas, la masse adhésive contient également des teintes ou charges minérales, telles que les oxydes de titane, oxydes de zinc, ou des retardants aux feux tels que les sels d'antimoine ou hydrates d'alumines. Les produits de coextrusion sont formulés avec les mêmes familles de matières premières que celles de l'âme, mais l'on éliminera les résines tackifiantes en les remplaçant par des résines cohesivantes. il est également utilisé des cires dures ou cires de polyéthylène. Dans certains cas un poudrage ultérieur des câbles avec une silice colloïdale, un agent antioxydant et des cires de polyéthylène sont nécessaires Pour la protection contre l'humidité des polymères polyamides à base d'acide dimérique, la coextrusion se fait avec des polymères compatibles et insensibles à l'eau, tels que certains acetates vinyliques et cires copolymérisées ou greffées avec de l'acide acrylique. Ces polyamides sont sensibles à l'humidité par le fait de les passer dans l'eau, les polyamides absorbent un pourcentage d'humidité qu'il est très difficile d'évacuer . Le coextrudat autour de l'âme en polyamide, protège de l'humidité pendant le passage dans l'eau, mais également lors du stockage des joncs. Exemple d'une formule de colle auto-adhésive à coextruder 1) Base: STYRENE ETHYLENE BUTYLENE STYRENE (S E B S) 15% Kristalex 31 1 5 Hercules 39.8% Régalite R 101 Hercules 0.2%Irganox 1010 Ciba 25% Kraton G 1650 Shell 20% MBG 274 Hercules 100% Viscosité: Environ 42 000 mPas à 1 750C Point de Ramollissement Bille Anneau: 1 28 C COEXTRUDAT 15% Kristalex3115 Hercules 20% MG 274 Hercules 5% Irganox 1010 Ciba 25% Kraton G 1652 Shell 35% Cire H 101 Exxon 100% 2) Base POLYALPHA OLEFINE (A P A O) 14% Vestoplast 792 Huits 376%NanvisD 10 BD 33% Piccotac 95 Hercules 7.5% Vestowax A 227 Huls 7.5% Kraton G 1657 Sheil 0.4% Irganox 1010 Ciba 100% Exemple de remplissage d'un tourillon Calcul quantitatif: tourillon l 600 mm de large Diamètre utile: 1000 mm 40 spires sur 1 600 mm Diamètre jonc 40 mm Diamètre moyen 200 mm moyen Rangée nominal Longueur d'une spire longueur de 40 spires ( mètres ) 240 753.60 30.144 2 320 1004.80 40.192 3 400 1256. 50.240 4 480 1507.20 60.288 5 560 1758.40 70.336 6 640 2009.60 80.384 7 720 2260.80 90.432 8 800 2425.12 100.48 9 880 2763.20 110.52 10 960 3014.40 120.57 11 1040 3265.60 130.62 TOTAL 884.12 mètres Le diamètre nominal augmente de 2 x 40 mm à chaque nouvelle rangée de 40 joncs. La longueur d'une spire égale au diamètre nominal x 3.14 Volumes: 40mm: R x R x3.14x longueurs 0.02x0.02x3.14x884.12=1,11m3 1,11 m3 poids spécifique 0.98 = 1080 Kgs. I1 est donc possible d'obtenir un tourillon avec 1 tonne de colle qui permet d'alimenter en continu une machine consommant 1 tonne/heure et, de ne changer que toutes les heures de conditionnement d'alimentation. L'alimentation des machines se fait en ce que le tourillon est présenté devant ou au dessus de l'extrudeuse ( Croquis 2/3 ), qui va tirer le jonc (9) et vider le tourillon . L'extrudeuse qui peut-être à simple vis, fond et mélange le film de protection avec la masse de l'âme. La présente invention revendique la remise en fusion du coextrudat à partir d'un tourillon caractérisé en ce qu'il consiste à alimenter en continu une machine consommatrice de colle Hot-Melt, à l'aide d'un extrudeur monovis ou vis d'archimède et, que par ce fait le coextrudat et l'auto-adhésif sont mélangés et fondus homogène lors de cette opération Le bac de préfùsion ou tampon (10) peut également être alimenté par un dispositif d'appel par bandes, cylindres ou pignons Par la présente invention, on dispose le tourillon (6) sous un capot de protection (1) le jonc (9) est déroulé à travers une gaine de protection (2) tiré par la vis (3) qui fond et homogénéise le coextrudat et l' auto-adhésif (4) dans un bac tampon chauffé (10) la vis (3) est asservie par un détecteur de niveau (5) la colle (4) est filtrée (7) et pompée (8) afin d'être amenée sur le lieu d'utilisation qui peut être une buse d'extrusion ou des cylindres d'applications. REVENDICATIONS Dispositif de conditionnement d'une colle thermoflisible auto-adhésive coextrudée comportant un réservoir de malaxage d'une colle en fusion, relié à une zone de refroidissement ou de stabilisation de la température, qui permet l'obtention d'un jonc continu A la sortie de cette zone on prévoit un dispositif de coextrusion caractérisé en ce que le jonc obtenu est plongé dans un bain d'eau de refroidissement, puis séché et enroulé sous forme de câble sur un tourillon 2. Procédé de conditionnement d'une colle thermofusible auto-adhésive coextrudée caractérisé en ce qui consiste à enrouler la colle sur un tourillon permettant ainsi l'enroulement et ou le déroulement du câble de colle coextrudée de manière continue. 3. Colle thermofusible auto-adhésive caractérisée en ce qu'elle comporte une âme constituée d'une colle Hot-Melt auto-adhésive ou polyamide enrobée d'un coextrudat constitué de polymères compatibles avec l'ame et insensibles à l'eau 4. Colle selon la revendication 3 caractérisée en ce que l'ame est constituée d'un polymère SEBS de résines cohésivantes et tackifiantes et leurs additifs usuels ou de polyamides, d'acétates de vinyle ou de poly-alphaoléfines .