Brevet FR2782139A1 — publié le 20000211

JOINT D'ETANCHEITE POUR PROFILE EN MATIERE PLASTIQUE, SON PROCEDE ET SON DISPOSITIF DE POSE. L'invention concerne un joint d'étanchéité pour un profilé en matière plastique, en particulier de menuiserie, ainsi que le procédé et le dispositif de pose de ce joint. De façon traditionnelle, les joints d'étanchéité des profilés de menuiserie en matière plastique telle que du PVC (qui sont destinés par exemple10 à former des cadres de fenêtres, de portes-fenêtres, etc.), sont posés par emboîtement sur les profilés après la formation des cadres, de façon manuelle ou plus ou moins automatisée selon les cas. Pour éviter ces opérations de pose de joints, il a déjà été proposé de fabriquer les profilés avec les joints d'étanchéité, soit par coextrusion du profilé et du joint d'étanchéité, soit d'abord par extrusion du profilé, puis par extrusion du joint sur le profilé, mais ces techniques nécessitent des investissements lourds et20 sont limitées à l'utilisation de matières plastiques chimiquement compatibles pour les profilés et les joints. En outre, elles ne sont pas utilisables quand les géométries des joints sont complexes et elles ne permettent ni d'utiliser des joints formés de plusieurs25 matières, ni de poser plusieurs joints sur le même profilé. La présente invention a essentiellement pour but de combiner les avantages de ces techniques connues tout en évitant leurs inconvénients. 30 Elle a pour objet un joint d'étanchéité qui puisse être posé et fixé automatiquement sur un profilé en matière plastique et qui soit moins encombrant et moins coûteux que les joints de la technique antérieure. Elle a également pour objet un procédé et un dispositif de pose de ce joint, qui nécessitent un investissement minime et qui permettent la pose et la fixation sur un profilé d'un ou de plusieurs joints réalisés en plusieurs matières. Elle propose à cet effet un joint d'étanchéité pour profilé en matière thermoplastique, tel par exemple qu'un profilé de menuiserie, caractérisé en ce qu'il comprend sur sa surface de contact avec le profilé, une couche d'une matière thermoplastique compatible avec celle du profilé et destinée à assurer la fixation du joint sur le profilé par soudure.10 Elle propose également un procédé de pose de ce joint, caractérisé en ce qu'il consiste à chauffer la couche de thermoplastique du joint et la surface correspondante du profilé jusqu'au voisinage de leurs températures de ramollissement, à les appliquer à15 pression l'une sur l'autre et à laisser refroidir pour fixer le joint sur le profilé par soudure. Avantageusement, le chauffage de ladite couche de thermoplastique et de ladite surface du profilé est réalisé par soufflage d'air chaud.20 L'invention propose également un dispositif de pose de ce joint, comprenant des moyens de guidage du joint et du profilé, permettant d'amener le joint en position voulue sur le profilé, et des moyens de déplacement relatif du joint et du profilé par rapport25 aux moyens de guidage, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de chauffage de la couche de thermoplastique du joint et de la surface correspondante du profilé à des températures voisines de leurs températures de ramollissement, et des moyens d'application du joint à30 pression sur le profilé, agencés immédiatement en aval des moyens de chauffage par rapport au sens du déplacement relatif du joint et du profilé. Avantageusement, les moyens de chauffage comprennent un générateur d'air chaud, des moyens de mise en vitesse de l'air chaud et des conduits de passage d'air chaud débouchant sur les trajets de la couche de matière thermoplastique du joint et de la surface correspondante du profilé, ces conduits de passage d'air étant de préférence intégrés aux moyens de guidage du joint. Il en résulte un certain nombre d'avantages que l'on ne pouvait obtenir dans la technique antérieure: - les investissements nécessaires sont très inférieurs à ceux de la coextrusion ou de l'extrusion successive du profilé et du joint, - on peut utiliser pour les joints des matières différentes de celle du profilé, - on peut utiliser des joints et des profilés ayant des géométries plus complexes, - l'encombrement du dispositif selon l'invention est minimal sur la ligne de fabrication, les joints d'étanchéité ont en section une surface plus faible et un coût moindre, - les joints ainsi posés sur les profilés sont "pelables" à froid, ce qui permet leur démontage à des fins de réparation ou de recyclage de matière. L'invention permet donc de combiner les avantages des techniques traditionnelles de pose de joint par emboîtement sur des profilés et des techniques de25 coextrusion ou d'extrusion successive, tout en évitant leurs inconvénients respectifs. D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit, faite à titre d'exemple en30 référence aux dessins annexés dans lesquels: - les figures 1 et 2 sont des vues schématiques en coupe transversale, à grande échelle, de joints selon l'invention, posés sur des profilés; - la figure 3 est une vue schématique d'une installation de fabrication de profilé et de pose de joint selon l'invention; - la figure 4 est une vue schématique, à plus grande échelle, du dispositif de pose selon l'invention. On se réfère d'abord à la figure 1, o l'on a représenté, en coupe transversale et à grande échelle, un joint d'étanchéité 10 selon l'invention, posé sur un profilé 12 en thermoplastique, destiné par exemple à former un cadre de fenêtre. Le joint 10 a une section transversale approximativement en U ou en V qui comporte une base 14 destinée à être fixée sur une surface correspondante 16 du profilé, et deux branches latérales 18, 20 formant lèvres d'étanchéité, destinées à coopérer avec un vitrage non représenté. Ce joint 10 est fixé sur la surface 16 du profilé 12 par l'intermédiaire d'une couche mince 22 d'une matière thermoplastique compatible avec celle du profilé 12 pour assurer une fixation du joint 10 par soudure sur le profilé 12. Dans un exemple de réalisation de l'invention, le profilé est en PVC et la base 14 du joint 10 et la lèvre d'étanchéité 20 sont formées d'une même matière, par exemple un PVC relativement rigide, tandis que l'autre lèvre d'étanchéité 18 est en un PVC souple ou, en variante, en un élastomère (par exemple un élastomère25 thermoplastique), la couche mince 22 étant alors en un copolymère éthylène-acétate de vinyle (EVA). La compatibilité de la matière de la couche 22 avec le PVC permet d'assurer une fixation de cette couche sur le PVC par soudure par liaison chimique.30 Dans des variantes de réalisation du joint, la base 14 et la lèvre 20 peuvent être en d'autres matières thermoplastiques, en élastomère, en élastomère thermoplastique, etc., la matière de la couche 22 étant déterminée pour offrir une compatibilité avec la matière35 du profilé et celle de la base du joint. Dans la variante de réalisation de la figure 2, le joint selon l'invention diffère de celui de la figure 1 en ce que les lèvres d'étanchéité 18, 20 sont remplacées par un profilé 21 à section sensiblement en U,5 réalisé par exemple en élastomère et relié à la base 14 du joint par les extrémités des branches parallèles de sa section en U. Dans les exemples des figures 1 et 2, le joint selon l'invention est posé à la place d'un joint traditionnel monté par emboîtement à force dans une rainure 24 en queue d'aronde du profilé 12 et qui comprenait donc un talon destiné à être emboîté dans la rainure 24 du profilé, deux rebords longitudinaux s'appliquant sur les bords de la rainure 24 et15 correspondant chacun approximativement à la base 14 du joint selon l'invention, et des lèvres d'étanchéité formées sur ces rebords et destinées à coopérer avec le vitrage. La dimension transversale du joint selon l'invention est donc deux à trois fois moins importante que celle de ce joint traditionnel, ce qui permet un gain notable sur le prix de revient du joint et de réduire son encombrement de moitié. De plus, le profilé peut être simplifié par suppression de la rainure 24, ce qui permet25 un gain d'environ 3 à 5 pour cent sur la section de ce profilé. On se réfère maintenant à la figure 3 qui représente schématiquement les composants essentiels d'une installation de fabrication de profilé et de pose30 de joint selon l'invention. Cette installation comprend successivement un poste 26 d'extrusion d'un profilé 12 en PVC, des moyens 28 de conformation de ce profilé, un dispositif 30 de pose d'un joint selon l'invention sur le profilé 12, un bac de refroidissement 32, un convoyeur à rouleaux 34 et des moyens 36 de tirage et de coupe du profilé à longueur. Le dispositif 30 de pose de joint, dont une partie essentielle est représentée plus en détail en figure 4, est entièrement modulaire et adaptable pour permettre la pose des joints dans n'importe quelle position sur les profilés, quelles que soient les formes et les dimensions des profilés. Il comprend des moyens 38 d'alimentation en joint d'étanchéité (tels qu'un touret monté sur un dévidoir motorisé) et des moyens de chauffage du profilé 12 et du joint 10, ces moyens de chauffage comprenant de préférence un générateur 40 d'air chaud associé à une soufflante ou analogue 42 pour produire un débit d'air15 chaud à température suffisamment élevée pour permettre un chauffage rapide des surfaces de contact du joint et du profilé en vue de la fixation du joint sur le profilé par soudure. Plus précisément, le dispositif 30 selon l'invention comprend (figure 4) des moyens 44 de guidage transversal du profilé 12 et des moyens de guidage et de déplacement du joint 10, les moyens 44 comprenant par exemple des rouleaux 46 dont au moins certains sont motorisés et qui sont agencés par paires pour appliquer à25 pression le joint 10 sur l'endroit voulu du profilé 12. Immédiatement en amont des moyens 44 par rapport au sens 48 de déplacement du joint 10 et du profilé 12 sont agencés des moyens 50 de guidage du joint 10, solidaires du corps des moyens 44 et comprenant un canal 52 orienté30 vers l'entrée des moyens 44 pour orienter le joint 10 et le guider jusqu'à l'endroit voulu sur le profilé 12, ce canal 52 ayant une section transversale conjuguée de celle du joint 10. Des conduits 54 de passage d'air chaud, alimentés par la soufflante 42, sont formés dans les moyens 50 de guidage du joint 10 pour délivrer un débit d'air chaud sur la face du joint 10 portant la couche 22 de matière compatible avec la matière du profilé 12 et sur la surface correspondante 16 de ce profilé, afin de chauffer la matière du profilé et la matière de la couche5 22 jusqu'au voisinage de leurs températures respectives de ramollissement. Pour cela, les conduits 54 de passage d'air chaud dans les moyens de guidage 50 comprennent une sortie 56 dirigée sur la couche 22 du joint 10 juste10 avant l'entrée de celui-ci dans le canal 52, éventuellement une sortie 58 dirigée sur la surface 16 du profilé 12 en amont des moyens 44, et une sortie 60 dirigée sur cette surface 16 du profilé 12, immédiatement en amont de sa zone de contact avec la couche 22 de15 matière thermoplastique du joint 10. En variante, les sorties 58 et 60 d'air chaud peuvent déboucher dans une rainure longitudinale 62 des moyens de guidage 50, cette rainure longitudinale débouchant sur la surface 16 du profilé 12 pour la20 chauffer sur une certaine longueur avant la pose du joint 10. Les températures de ramollissement de la matière du profilé 12 et de celle de la couche 22 étant assez différentes, par exemple de l'ordre de 110 à 130 C25 pour le profilé '12 et de 80 C pour la couche 22, il est nécessaire de chauffer plus fortement la surface 16 du profilé 1-2, d'autant plus que la masse du profilé est très supérieure à celle du joint 10, ce qui peut se faire en réglant de façon différente les débits d'air chaud qui30 sont dirigés respectivement sur la surface 16 du profilé et sur la couche 22 du joint. La surface 16 du profilé et la couche 22 du joint, portées à leurs températures de ramollissement, sont appliquées à pression l'une sur l'autre par les35 rouleaux ou galets 46, pour réaliser une soudure du joint sur le profilé 12. Comme la matière du profilé 12 et celle de la couche 22 sont chauffées à des températures inférieures à leurs températures de fusion, la soudure du joint 10 sur le profilé 12 n'est pas totale, ce qui permet ultérieurement de retirer ou de démonter le joint5 10 par pelage à froid, par exemple à des fins de rénovation de la menuiserie ou à des fins de recyclage des matières constitutives du joint et du profilé (le recyclage nécessitant la séparation des matières différentes).10 Pour fixer les idées, on indiquera à titre d'exemple que le joint 10 peut avoir une largeur ou dimension transversale de 5 à 10 mm, que l'épaisseur de la couche 22 est d'environ 0,1-0,2 mm, que l'air chaud assurant le chauffage des surfaces de contact du profilé15 et du joint est produit par le générateur 40 à une température d'environ 300-4000C, que la soufflante 42 produit un débit d'air chaud de 150-250 litres/mn environ à une pression relative de 0,2-0,3 bar environ, pour chauffer la surface 16 du profilé 12 et la couche 22 du joint 10 à des températures de l'ordre de 110-130 C et de 800C environ, respectivement. Les débits d'air chaud aux différentes sorties 56, 58 et 60 peuvent être ajustés par réglage d'un débit de fuite, par exemple au moyen d'un gicleur approprié monté dans un orifice (non représenté) de sortie d'air chaud prévu dans les moyens de guidage 50. Le chauffage de la surface 16 du profilé peut être réalisé de façon discontinue par les sorties d'air chaud 58 et 60 (pour un préchauffage et un chauffage complémentaire de cette surface) ou de façon continue par la rainure 62, sur une certaine longueur jusqu'au point d'application du joint 10. De même, le chauffage de la couche 22 du joint 10 peut être réalisé de façon discontinue comme représenté en figure 3 ou continue, sur35 une courte longueur en amont du point d'application du joint 10 sur le profilé. La surface 16 du profilé qui reçoit le joint peut être plane et lisse, mais elle est de préférence rendue rugueuse, par exemple striée au moyen d'un peigne en acier incorporé au dispositif 30 ou par tout autre5 moyen approprié, pour améliorer la fixation du joint 10. Comme déjà indiqué, le joint 10 peut être réalisé en une ou plusieurs matières différentes de celle du profilé et non compatibles avec celle-ci, par exemple en matière plastique et/ou en élastomère. Il est10 avantageusement fabriqué par co-extrusion ou par extrusions successives des différentes matières. REVEND I CATIONS 1) Joint d'étanchéité pour profilé en matière thermoplastique, tel par exemple qu'un profilé de menuiserie, caractérisé en ce qu'il comprend sur sa5 surface de contact avec le profilé (12), une couche (22) d'une matière thermoplastique compatible avec celle du profilé et destinée à assurer la fixation du joint (10) sur le profilé (12) par soudure. 2) Joint selon la revendication 1, caractérisé en ce que le profilé (12) est en PVC et la couche (22) de thermoplastique est en copolymère éthylène-acétate de vinyle. 3) Joint selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il est réalisé essentiellement en matière plastique et/ou en élastomère. 4) Procédé de pose d'un joint selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il consiste à chauffer ladite couche (22) de thermoplastique du joint et la surface correspondante20 (16) du profilé jusqu'au voisinage de leurs temperatures de ramollissement, à les appliquer à pression l'une sur l'autre et à laisser refroidir pour fixer le joint sur le profilé par soudure. 5) Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il consiste à chauffer ladite couche (22) de thermoplastique et ladite surface (16) du profilé par soufflage d'air chaud. 6) Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il consiste à diriger l'air chaud sur plusieurs points du joint et du profilé pour réaliser un préchauffage de ladite couche (22) de thermoplastique du joint et de ladite surface (16) du profilé avant leur mise en contact, puis un chauffage complémentaire de cette couche (22) et de cette surface (16) au moment de35 leur mise en contact. Il 7) Procédé selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce qu'il consiste à chauffer la couche thermoplastique (22) du joint et la surface correspondante (16) du profilé à des températures5 différentes. 8) Dispositif de pose d'un joint d'étanchéité selon l'une des revendications 1 à 3, comprenant des moyens de guidage du joint (10) et du profilé (12), permettant d'amener le joint en position voulue sur le10 profilé, et des moyens (44) de déplacement relatif du joint et du profilé par rapport aux moyens de guidage, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (40, 42) de chauffage de la couche (22) de thermoplastique du joint et de la surface correspondante (16) du profilé à des15 températures voisines de leurs températures de ramollissement, et des moyens (46) d'application du joint à pression sur le profilé, agencés immédiatement en aval des moyens de chauffage par rapport au sens du déplacement relatif du joint et du profilé.20 9) Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens de chauffage comprennent un générateur d'air chaud (40), des moyens (42) de mise en vitesse de l'air chaud et des conduits (54, 56, 58, 60) de passage de l'air chaud débouchant sur les trajets de la couche (22) de thermoplastique du joint et de la surface correspondante (16) du profilé. -- 10) Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que les conduits précités sont intégrés à des moyens (50) de guidage du joint. 11) Dispositif selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que les conduits de passage d'air chaud comprennent au moins une sortie (56) débouchant sur le trajet de la couche de thermoplastique (22) du joint et au moins deux sorties (58, 60) débouchant sur le trajet35 de la surface correspondante (16) du profilé, pour le préchauffage et le chauffage complémentaire de cette surface. 12) Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que les sorties d'air chaud débouchant sur le trajet de ladite surface (16) du profilé sont réunies par une rainure (62) pour le chauffage continu de ladite surface (16) du profilé sur une longueur prédéterminée. 13) Dispositif selon l'une des revendications 8 à 12, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour rendre rugueuse la surface (16) du profilé qui reçoit le joint. 14) Dispositif selon l'une des revendications 8 à 13, caractérisé en ce qu'il est adaptable à toutes les formes et dimensions de profilé et permet la pose des joints dans n'importe quelle position sur les profilés.