Brevet FR2836895A1 — publié le 20030912

Structure portante en matière plastique et procédé pour sa fabrication La présente invention concerne d'une part un procédé pour la fabrication d'une structure portante en matière plastique, comprenant une première partie avec au moins une cavité et une deuxième partie avec au moins une saillie qui s'adapte dans une cavité de la première partie et d'autre part une structure portante en matière plastique fabriquée suivant un tel procédé. Par structure portante en matière plastique, on entend dans la présente demande de brevet : des conteneurs, des plates-formes de support, des plates-formes, des plateaux,... qui sont principalement constitués de matière plastique. La présente invention concerne en particulier un procédé pour la fabrication d'une structure de palette en matière plastique, ainsi qu'une telle structure de palette. Une première manière connue de fabriquer une palette en matière plastique consiste à mouler par injection, via une seule opération d'injection, une palette formant un tout, on utilise à cet effet une seule matrice, pourvue d'éléments de tirage de noyaux. Ce procédé présente cependant l'inconvénient que la matrice, nécessaire pour la fabrication de palettes de ce type, est très coûteuse en raison de son montage complexe (présence des éléments dits de tirage de noyaux). En outre, il n'est possible de fabriquer de façon économique avec une telle matrice que des palettes ayant une épaisseur de paroi maximale de 8 mm. Dans le brevet américain US 3 938 448, on décrit un procédé pour la fabrication d'une palette, composée de deux parties produites séparément. Les parties, respectivement a et b, sont fusionnées l'une à l'autre. Cette fusion mutuelle est réalisée en chauffant les surfaces de contact de a et b à l'aide d'une plaque chauffante, celles-ci étant ensuite pressées l'une contre l'autre après l'enlèvement de la plaque chauffante. Après le refroidissement, on obtient une palette formant un tout, dont on doit cependant dire que l'assemblage entre a et b est moins résistant et moins fiable parce que la surface de contact entre les deux parties n'est pas tellement grande. Une autre méthode pour assembler a et b l'une à l'autre fait appel à un certain nombre d'assemblages mécaniques, par exemple des assemblages par encliquetage. Cette technique d'assemblage est également moins résistante et moins fiable parce que les assemblages par encliquetage mis en place peuvent aisément se briser lors de manipulations de la palette. Une autre technique d'assemblage est décrite dans la publication de brevet britannique UK 2 078 600. Suivant cette méthode, deux parties, qui ont été produites à des températures différentes, sont engagées l'une dans l'autre et ensuite réchauffées jusqu'au-delà de leur température de recristallisation. Après le refroidissement, il se produit un assemblage robuste provoqué par une différence de retrait entre les deux parties. La différence de retrait est due au fait que les parties ont été formées avec une température de matrice différente. Le procédé décrit dans UK 2 078 600 est très coûteux, long et compliqué, parce que l'on doit d'abord fabriquer les parties séparément, ensuite les réchauffer et les laisser refroidir. En outre, ce procédé n'est applicable qu'avec des substances cristallines et en particulier le polyacétal, qui est très cher. L'objet de la présente invention est de procurer un procédé suivant lequel on fabrique une structure portante en matière plastique comportant au moins deux parties, qui ne présente plus les inconvénients rappelés plus haut. L'objectif de l'invention est atteint en prévoyant un procédé pour la fabrication d'une structure portante en matière plastique comportant une première partie avec au moins une cavité et une seconde partie avec au moins une saillie qui s'adapte dans une cavité de la première partie, dans lequel la saillie est placée dans la cavité à l'instant où la première partie présente une plus grande capacité de retrait final que la seconde partie et dans lequel chaque saillie précitée de la seconde partie est collée dans une cavité de la première partie. Ceci présente l'avantage qu'il s'établit un assemblage robuste entre les deux parties, parce que la première partie, après le retrait final complet, entoure entièrement la saillie de la seconde partie. Les insuffisances éventuelles dans l'assemblage qui pourraient éventuellement apparaître pendant le retrait final sont compensées complètement par l'assemblage collé supplémentaire. Par la combinaison du collage supplémentaire avec le retrait final, on obtient un avantage additionnel, à savoir l'effet de vide qui permet d'obtenir un ensemble solide et robuste. Il convient cependant de remarquer que l'effet de retrait mentionné plus haut n'est pas le même que le retrait final utilisé ensuite dans la présente description. Le retrait final est la diminution de volume qui se produit pendant le refroidissement de pièces nouvellement produites, et ceci n'est pas la même chose que la diminution de volume qui se produit pendant le refroidissement de pièces réchauffées. Par comparaison avec le retrait décrit dans UK 2 078 600, le retrait final offre l'avantage qu'il peut être réalisé de façon simple et en économisant de l'énergie (utilise la même température de matrice). Suivant une forme de réalisation préférée du procédé de l'invention, il se forme un ensemble fermé étanche à l'air, après le placement d'une saillie exactement dimensionnée dans une cavité exactement dimensionnée, et de ce fait les parties peuvent difficilement être séparées par suite de l'effet dit de vide. Ceci présente l'avantage supplémentaire que l'assemblage entre les deux parties est encore plus résistant. Le procédé suivant l'invention est applicable aux matières plastiques tant cristallines que partiellement cristallines ou amorphes. De ce fait, on peut travailler avec de nombreuses matières plastiques moins coûteuses, contrairement au procédé décrit dans UK 2 078 600, où l'on ne peut travailler qu'avec des matières cristallines, en particulier du polyacétal. Suivant une forme de réalisation particulière du procédé suivant l'invention, la colle se compose de préférence d'une colle par fusion à chaud (hotmelt), étant donné qu'aucun traitement préparatoire de la surface n'est alors nécessaire. Suivant une forme de réalisation particulière du procédé suivant l'invention, on utilise avec des polyoléfines un système de hotmelt à base de polypropylène atactique. Ceci offre l'avantage que l'on peut travailler sans solvant, ce qui permet de concevoir des palettes utilisables dans l'industrie alimentaire. Un avantage supplémentaire que l'on obtient en utilisant un tel système de hotmelt est que la structure portante en matière plastique reste entièrement recyclable, ce qui confirme l'aspect économique de la fabrication de palettes de cette nature. Suivant une forme de réalisation du procédé suivant l'invention, une saillie exactement dimensionnée est pressée dans la cavité immédiatement après l'application de la colle dans la cavité de la première partie. Du fait que la première partie est pressée dans la seconde partie, la colle peut se répandre sur une grande surface de contact, idéalement même sur toute la surface de contact. Ceci présente l'avantage que l'adhérence sera optimale. Un autre objet de la présente invention est une structure portante en matière plastique comprenant une première partie avec au moins une cavité et une seconde partie avec au moins une saillie, qui est fabriquée conformément au procédé suivant la présente invention. L'avantage de celle-ci est qu'en appliquant le procédé suivant l'invention, on obtient une structure portante en matière plastique extraordinairement résistante et robuste. Suivant une forme de réalisation préférée de la structure portante en matière plastique suivant l'invention, chaque saillie est exécutée sous la forme d'un premier élément tubulaire qui est contenu dans l'espace intérieur creux d'un deuxième élément tubulaire, de façon à obtenir une structure à double paroi. L'avantage de celle-ci est que la double paroi ainsi formée assure une plus grande résistance à l'impact contre par exemple des chocs accidentels des fourches d'un élévateur à fourche. Suivant une forme de réalisation particulière de la structure portante en matière plastique suivant l'invention, ladite structure portante en matière plastique est une palette, dans laquelle ladite première partie constitue le plateau supérieur, ladite seconde partie le plateau inférieur, et lesdits éléments tubulaires forment les éléments de liaison entre le plateau supérieur et le plateau inférieur. Il apparaît ainsi une palette dans laquelle l'assemblage entre les éléments exécutés séparément (plateau supérieur et plateau inférieur) est extrêmement robuste et fiable. Pour expliciter davantage les propriétés de la présente invention et pour indiquer des avantages et de détails supplémentaires de celle-ci, on présente ci-dessous une description détaillée du procédé appliqué et d'une structure portante en matière plastique fabriquée suivant ce procédé. Il doit être clair qu'aucun élément de la description qui suit ne peut être interprété comme constituant une limitation de la protection demandée pour la présente invention dans les revendications qui suivent. Dans cette description, il est fait référence, au moyen de repères numériques, aux dessins annexés dans lesquels la Figure 1 est une représentation en perspective d'une structure de palette en matière plastique ; la Figure 2 montre une coupe transversale du plateau supérieur (première partie) de la structure de palette en matière plastique ; et la Figure 3 est une représentation en perspective d'un élément du plateau inférieur (seconde partie) de la structure de palette en matière plastique. La structure de palette en matière plastique, fabriquée suivant l'invention, et telle qu'elle est représentée dans les figures 1 à 3, est composée d'un plateau supérieur (1), pourvu de trois rangées comportant chacune trois pieds creux (7), (8), (9) et d'au moins un plateau inférieur robuste (2,3, 4) composé de trois éléments (2), (3), (4) comportant chacun trois saillies tubulaires (11), (12), (13), qui s'adaptent géométriquement dans les pieds creux (7), (8), (9) du plateau supérieur (1). Le plateau supérieur (1), tel qu'il est représenté dans les figures 1 et 2, est de préférence fabriqué avec les matières plastiques classiques telles que les copolymères HDPE et PP ou en un autre polymère thermoplastique. Ces matières peuvent également être aussi bien des matières recyclées que des matières premières vierges. Le plateau supérieur (1) est fabriqué suivant l'une des techniques suivantes : moulage par injection à haute pression, moulage par injection à basse pression (avec structure cellulaire), moulage par injection avec injection de gaz ou d'eau, ou injection-compression. Selon la classe de chargement demandée, la face inférieure du plateau supérieur (1) est pourvue d'une structure nervurée, cette structure nervurée est obtenue en fabriquant le plateau supérieur (1) par moulage par injection avec une injection de gaz, il se forme ainsi des nervures avec des canaux à gaz (10), permettant d'obtenir des rigidités plus élevées. Selon le domaine d'application de la palette, la surface du plateau supérieur (1) est entièrement fermée ou bien la surface présente des ouvertures (5), comme le montre la figure 1. En outre, le plateau supérieur (1) est pourvu sur sa face inférieure des cavités tubulaires nécessaires (7,8, 9), dans lesquelles les saillies tubulaires (11,12, 13) du plateau inférieur (2,3, 4) seront installées. Le plateau inférieur (2) de la structure de palette en matière plastique peut, tout comme le plateau supérieur (1), être fabriqué avec les copolymères HDPE, PP ou en un autre polymère thermoplastique, ces matières premières pouvant être vierges ou recyclées. On peut également appliquer les mêmes techniques de fabrication que pour la fabrication du plateau supérieur (1). La palette représentée dans les figures est une europalette, dont le plateau inférieur (2,3, 4) est composé de trois éléments séparés ( (2), (3), (4), chacun avec trois saillies tubulaires (11), (12), (13), qui s'adaptent géométriquement dans les cavités tubulaires (7), (8), (9) du plateau supérieur (1), prévues en une rangée. Les trois éléments séparés (2), (3), (4) sont la plupart du temps de robustes lattes épaisses, qui sont pourvues d'un chanfrein (6), pour permettre l'entrée et la sortie confortables de transpalettes manuels. Les différents éléments de la structure portante en matière plastique sont façonnés avec des matrices séparées, qui dans ce cas sont de simples matrices à ouvrir-fermer, sans éléments de tirage de noyaux. Le plateau inférieur (2,3, 4) est fabriqué suffisamment longtemps à l'avance, de telle sorte qu'il a déjà effectué son retrait final à l'instant où le plateau supérieur (1) est fabriqué. Immédiatement après la fabrication du plateau supérieur (1), le plateau supérieur (1) et le plateau inférieur (2) sont d'abord positionnés exactement l'un par rapport à l'autre. Ensuite, on injecte dans les cavités (7,8, 9) du plateau supérieur (1), qui sont orientées vers le haut, une colle appropriée, de préférence une hotmelt, en quantité suffisante pour couvrir entièrement la surface de contact. Dans le cas où les différents éléments de la structure de palette en matière plastique sont fabriqués avec des polyoléfines, la préférence est donnée à un système de hotmelt à base de propylène atactique. Ainsi, du fait que l'on travaille totalement sans solvants, la palette peut être utilisée sans problème dans l'industrie alimentaire, et la palette reste complètement recyclable. Immédiatement après l'application de la colle, la saillie tubulaire ( (11), (12), (13) de chaque élément (2), (3), (4) du plateau inférieur est pressée dans les cavités tubulaires (7), (8), (9) pourvues de colle d'une rangée respective de cavités du plateau supérieur (1), la colle se répandant ainsi sur une grande surface de contact, en particulier, idéalement même sur la totalité de la surface de contact. De cette manière, avec un dimensionnement exact des pièces, on obtient un assemblage idéal du plateau inférieur (2,3, 4) sur le plateau supérieur (1). Cette adhérence est basée sur trois phénomènes : - l'effet de collage de la colle ; - l'effet de retrait final du plateau supérieur (1) ; - l'effet de vide entre les deux parties. Dans le cas où les saillies tubulaires (11,12, 13) du plateau inférieur (2,3, 4) sont creuses, il apparaît après l'assemblage du plateau inférieur (2,3, 4) au plateau supérieur (1) une double paroi, et ainsi la palette présente une grande résistance aux chocs et on résout un problème classique des palettes en matière plastique, à savoir la faible résistance aux impacts accidentels par les fourches des chariots élévateurs par exemple. Finalement, il convient encore de remarquer qu'en plus de la palette décrite ci-dessus, dans laquelle le plateau inférieur (2,3, 4) est composé de trois éléments séparés (2), (3), (4), il existe également encore des palettes avec un plateau inférieur en un seul élément, par exemple des palettes avec un fond croisé. REVENDICATIONS 1. Procédé pour la fabrication d'une structure portante en matière plastique comportant une première partie avec au moins une cavité (7), (8), (9) et une seconde partie avec au moins une saillie (11), (12), (13) qui s'adapte dans une cavité (7), (8), (9) de la première partie, caractérisé en ce que la saillie (11), (12), (13) est placée dans la cavité (7), (8), (9) à l'instant où la première partie présente une plus grande capacité de retrait final que la seconde partie et dans lequel chaque saillie précitée (11), (12), (13) de la seconde partie est collée dans une cavité (7), (8), (9) de la première partie. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il se forme un ensemble fermé étanche à l'air, après le placement d'une saillie exactement dimensionnée (11), (12), (13) dans une cavité exactement dimensionnée (7), (8), (9) et après le retrait final complet. 3. Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la matière plastique utilisée est une matière amorphe ou partiellement cristalline. 4. Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la colle est constituée d'une hotmelt. 5. Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce que pour les polyoléfines, on utilise un système de hotmelt à base de polypropylène atactique. 6. Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite saillie (11), (12), (13) est pressée dans la cavité (7), (8), (9) immédiatement après l'application de la colle dans cette cavité (7), (8), (9) de la première partie. 7. Structure portante en matière plastique, comprenant une première partie avec au moins une cavité (7), (8), (9) et une seconde partie avec au moins une saillie (11), (12), (13), caractérisée en ce que la structure portante en matière plastique est fabriquée suivant l'une des revendications précédentes. 8. Structure portante en matière plastique suivant la revendication 7, caractérisée en ce que chaque saillie (11), (12), (13) est exécutée sous la forme d'un premier élément tubulaire et est contenue dans l'espace intérieur creux d'un deuxième élément tubulaire, de façon à obtenir une structure à double paroi. 9. Structure portante en matière plastique suivant la revendication 8, caractérisée en ce que ladite structure portante en matière plastique est une palette, dans laquelle ladite première partie constitue le plateau supérieur (1), ladite seconde partie le plateau inférieur (2,3, 4), et en ce que lesdits éléments tubulaires forment les éléments de liaison entre le plateau supérieur (1) et le plateau inférieur (2,3, 4).