CH421489A

CH421489A - A method of manufacturing an article composed of at least two layers of superimposed sheets of thermoplastic anisolvape material

Info

Publication number: CH421489A
Application number: CH668864A
Authority: CH
Inventors: Ole-Bendt Dipl Ing Rasmussen
Original assignee: Metal Containers Ltd
Priority date: 1963-05-22
Filing date: 1964-05-22
Publication date: 1966-09-30
Also published as: GB1018515A; FR1409291A; ES300080A1; NL6405685A; BE648313A

Description

       

  
 



  Procédé de fabrication d'un article composé d'au moins deux couches de feuilles
 de matière thermoplastique anisolvape superposées
 La présente invention a pour but un procédé de fabrication d'un article composé d'au moins deux couches de feuilles de matière thermoplastique anisotrope superposées.



   On sait que, par opposition aux autres feuilles en matière plastique, les feuilles formées de deux couches anisotropes superposées de façon que les directions d'orientation forment un angle, par exemple de 90   ",    présentent une plus grande résistance initiale aux déchirures et à une continuation de déchirures déjà amorcées. On a donc proposé d'utiliser de telles matières pour fabriquer des sacs, des cornets et d'autres articles d'emballage pour transporter des objets lourds.



   Cependant, les feuilles formées de pellicules superposées transversalement n'ont pas été utilisées jusqu'à présent pour fabriquer de tels articles d'emballage, car les procédés connus de soudure, même celui aux ultra-sons, ne permettaient pas d'obtenir un assemblage résistant, étant donné que l'anisotropie était détruite par la fusion de la matière lors de la soudure.



   Les expériences faites ont prouvé que la soudure ne donne satisfaction que si une feuille fondant difficilement est insérée entre les deux surfaces à réunir et que l'intensité du chauffage est très exactement réglée pour éviter un retrait. Avec de telles précautions, la soudure devient trop compliquée pour êre exploitable industriellement avec avantage.



   On a aussi suggéré d'utiliser des adhésifs. Avec ces derniers, une résistance suffisante ne peut être obtenue qu'en employant des adhésifs spéciaux qui, pendant la pose, doivent être durcis à une température proche de celle du point de fusion de la matière polymère orientée pour obtenir une adhésion adéquate et éviter que les adhésifs ne coulent à froid pendant l'usage. Les difficultés rencontrées pour régler le chauffage et pour éviter le retrait des feuilles font que ces procédés sont inutilisables en pratique.



   Enfin, on sait que pour augmenter la résistance aux déchirures déjà amorcées de feuilles anisotropes superposées, on obtient de meilleurs résultats en les cousant plutôt que d'utiliser d'autres feuilles pour parer au déchirement.



   Les feuilles anisotropes ressemblent aux matières textiles pour autant que les molécules à chaîne longue sont alignées parallèlement les unes aux autres et sont assemblées, lors de la cristallisation, sous forme de fils qui apparaissent au microscope.



   D'autre part, les propriétés de ces feuilles sont si différentes de celles des matières textiles tissées, que seul un gros fil peut être utilisé pour faire les coutures ; même les trous produits par la couture s'élargissent lorsque cette dernière est soumise à une traction, avant que la déchirure ne s'arrête.



   La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients précités et le procédé qui en fait l'objet est caractérisé en ce qu'on place les feuilles les unes sur les autres, en ce qu'on poinçonne des séries de trous à travers les couches à l'endroit où l'assemblage doit être effectué, en ce qu'on fait pénétrer de la matière thermoplastique dans les trous de manière qu'elle dépasse les bords des trous de chaque côté de l'ensemble des couches et la fait se solidifier, les parties s'étendant hors des trous étant reliées entre elles par la matière ayant pénétré à travers les trous pour maintenir ensemble les diverses couches de feuilles sans qu'il s'établisse une liaison entre elles.  



   Le dessin annexé illustre, à titre d'exemple, quel
 ques mises en oeuvre du procédé objet de l'invention.



   La fig. 1 montre deux feuilles superposées et réunies par des organes distincts.



   La fig. 2 montre des bandes utilisées pour obtenir l'assemblage.



   La fig. 3 illustré une mise en   oeuvre    dans laquelle
 on utilise une seule bande pour obtenir l'assemblage.



   Dans la mise en   oeuvre    représentée à la fig. 1,
 deux feuilles 5 et 6 sont superposées avec leurs bords
 alignés et une série de trous 7 sont poinçonnés à
 travers les deux feuilles.



   Chaque feuille 5 et 6 est faite de deux couches
 de polyéthylène de haute densité et a été orientée par
 allongement et superposée de manière qu'une des couches forme un certain angle avec l'autre couche.



   Du chlorure de polyvinyle à l'état fluide est amené
 dans les trous 7, passe des deux côtés des couches
 et forme, en se solidifiant, des boutons présentant
 des têtes 8 et 9 de chaque côté des couches, lesdites têtes étant reliées au centre par des parties médianes 10.



   A la fig.   .2,d.es    bandes continues 11 et 12 de polymère thermoplastique sont utilisées pour assembler les feuilles 5 et 6. Les deux bandes sont réunies
 à travers les trous 7 par soudure à haute-fréquence   ou    par soudure supersonique.



   A la fig. 3, une simple bande de polymère ther  moplastique    est pliée autour des bords des feuilles
 5 et 6 qui doivent être réunies, et est assemblée par soudure à travers les trous 7.



   Les feuilles ainsi assemblées sont destinées à constituer des articles d'emballages, notamment des sacs. Pour fabriquer ces derniers, on utilise deux couches de feuilles de polyéthylène superposées transversalement, comme décrit ci-dessus, qui sortent d'entre deux paires de rouleaux tournant par   intermit-    tenue grâce à un mécanisme à roue à rochet Les feuilles superposées sont alors amenées à des dispositifs de poinçonnage qui sont actionnés en synchronisme avec l'avance intermittente des pellicules, et une série de trous sont poinçonnés dans les feuilles à proximité de leurs bords. Chaque dispositif de poin çonnage perce une série de trous sur le pourtour des feuilles à des intervalles correspondant à la longueur des sacs à fabriquer.



   Les séries de trous longitudinaux proches des bords sont recouverts, de chaque côté, par des bandes de chlorure de polyvinyle fournies à partir de bobines, lesdites bandes étant soudées ensemble à travers les trous par soudure à haute-fréquence.



   Les trous poinçonnés dans la largeur des feuilles sont recouverts de bandes   déchlorure    de polyvinyle provenant également d'une bobine et sont soudées à travers les trous comme indiqué ci-dessus. Une fois les bandes détachées- des bobines, les sacs terminés sont découpés à leur grandeur finale devant la prochaine série de trous   traversant    les feuilles.



   Pour obtenir un assemblé satisfaisant, il est important d'éviter d'une part, un chauffage du polymère
 orienté proche de son point de fusion et, d'autre part,
 de souder la matière thermoplastique déposée dans
 les trous au polymère orienté.



   Enfin, il faut que les têtes et les bandes utilisées pour l'assemblage n'agissent pas comme des boutons
 rigides, mais restent flexibles pour absorber uniformé
 ment les contraintes et les chocs. Dans ce but, l'épais
 seur des têtes et des bandes de chaque côté des pelli
 cules ne doit pas de préférence dépasser 2 à 5 fois
 l'épaisseur desdites feuilles. De préférence, le diamè
 tre des trous correspond de 10 à 100 fois l'épaisseur
 de la pellicule. Les trous sont de préférence circulai
 res et doivent être poinçonnés proprement pour mini
 miser les effets de déchirure. Les espaces entre les
 trous sont, de préférence, de 1 à 5 fois le diamètre
 des trous.



   Si on essaie d'assembler ainsi des feuilles étirées
 bi-axialement et d'autres feuilles de moindre résis
 tance aux déchirures, les trous ont tendance à se
 déchirer. Même lorsqu'on utilise des feuilles non
 orientées, la matière autour des trous file à l'usage   et    les trous s'élargissent de plus en plus, puisque lesdites feuilles présentent toujours une faible résis
 tance aux déchirures.



   Les trous peuvent être poinçonnés en lignes droi
 tes ou courbés.   I1    faut que le point de fusion du poly
 mère utilisé pour les bandes soit toujours inférieur
 au point dè fusion des feuilles orientées. Par exem
 ple, le chlorure de polyvinyle est une matière appro
 priée pour assembler des feuilles superposées transversalement et constituées par un polyéthylène de haute densité et supportant une température d'envi
 ron 1000 C.



   On peut assembler les feuilles superposées trans
 versalement le long de leurs bords d'une manière
 continue pour former un tube. Les deux bandes de
 polymère fondu s'étendent alors au-delà des bords
 des feuilles et sont soudés ensemble au-delà desdits
 bords. Pour rendre la soudure plus résistante et
 étanche, on peut utiliser deux bandes étroites de polymère étiré qui sont disposées de chaque côté des feuilles orientées avant le poinçonnage des trous et
 avant d'appliquer le polymère fondu.



   Les bandes qui sont placées sur chaque côté de
 la paire de feuilles orientées, peuvent être des bandes
   ngides    en matière thermoplastique qui sont ensuite
 chauffées et soudées dans les trous. Les   bandes peu-    vent, dans ce cas, avoir un point de fusion plus élevé
 que celui du polymère orienté, mais l'application de la chaleur doit se limiter uniquement aux trous. La soudure peut être effectuée soit à haute fréquence,
 soit aux ultra-sons.
  



  
 



  A method of making an article composed of two or more layers of sheets
 superimposed thermoplastic anisolvape
 The object of the present invention is a method of manufacturing an article composed of at least two layers of superimposed sheets of anisotropic thermoplastic material.



   It is known that, as opposed to other plastic sheets, sheets formed of two anisotropic layers superimposed so that the orientation directions form an angle, for example 90 ", have a greater initial resistance to tearing and to stress. continuation of tears already initiated It has therefore been proposed to use such materials to make bags, cones and other packaging articles for transporting heavy objects.



   However, the sheets formed of films superimposed transversely have not been used heretofore to manufacture such packaging articles, because the known welding methods, even that with ultrasound, did not allow to obtain an assembly. resistant, since the anisotropy was destroyed by the melting of the material during welding.



   The experiments carried out have shown that the solder is only satisfactory if a sheet which melts with difficulty is inserted between the two surfaces to be joined and the intensity of the heating is very precisely regulated to avoid shrinkage. With such precautions, welding becomes too complicated to be industrially exploitable with advantage.



   It has also been suggested to use adhesives. With the latter, sufficient strength can only be obtained by employing special adhesives which, during installation, must be cured at a temperature close to that of the melting point of the oriented polymeric material in order to obtain adequate adhesion and prevent adhesives do not cold flow during use. The difficulties encountered in controlling the heating and in avoiding the shrinkage of the sheets make these methods unusable in practice.



   Finally, it is known that in order to increase the resistance to tears already initiated by superimposed anisotropic sheets, better results are obtained by sewing them rather than using other sheets to prevent tearing.



   Anisotropic sheets resemble textile materials in so far as the long chain molecules are aligned parallel to each other and are assembled, upon crystallization, in the form of threads which appear under the microscope.



   On the other hand, the properties of these sheets are so different from those of woven textile materials that only a heavy thread can be used to make the seams; even the holes produced by the seam widen when the seam is subjected to tension, before the tearing stops.



   The object of the present invention is to remedy the aforementioned drawbacks and the method which forms the subject thereof is characterized in that the sheets are placed on top of each other, in that series of holes are punched through the layers. at the point where the assembly is to be carried out, in that thermoplastic material is penetrated into the holes so that it protrudes from the edges of the holes on each side of the set of layers and makes it solidify , the parts extending out of the holes being interconnected by the material having penetrated through the holes to hold together the various layers of sheets without establishing a bond between them.



   The accompanying drawing illustrates, by way of example, which
 ques implementations of the method of the invention.



   Fig. 1 shows two sheets superimposed and united by separate organs.



   Fig. 2 shows bands used to obtain the assembly.



   Fig. 3 illustrates an implementation in which
 a single strip is used to obtain the assembly.



   In the implementation shown in FIG. 1,
 two sheets 5 and 6 are superimposed with their edges
 aligned and a series of holes 7 are punched
 through the two sheets.



   Each sheet 5 and 6 is made of two layers
 of high density polyethylene and has been oriented by
 elongation and superimposed so that one of the layers forms an angle with the other layer.



   Polyvinyl chloride in the fluid state is fed
 in holes 7, go on both sides of the diapers
 and forms, by solidifying, buttons presenting
 heads 8 and 9 on each side of the layers, said heads being connected in the center by middle parts 10.



   In fig. .2, d.es continuous bands 11 and 12 of thermoplastic polymer are used to assemble sheets 5 and 6. The two bands are joined
 through the holes 7 by high-frequency welding or by supersonic welding.



   In fig. 3, a simple strip of thermoplastic polymer is folded around the edges of the sheets
 5 and 6 which must be joined together, and is assembled by welding through holes 7.



   The sheets thus assembled are intended to constitute packaging articles, in particular bags. To manufacture the latter, two layers of polyethylene sheets superimposed transversely are used, as described above, which come out between two pairs of rollers rotating intermittently thanks to a ratchet wheel mechanism The superimposed sheets are then brought to punching devices which are actuated in synchronism with the intermittent advance of the films, and a series of holes are punched in the sheets near their edges. Each punching device drills a series of holes around the periphery of the sheets at intervals corresponding to the length of the bags to be produced.



   The series of longitudinal holes near the edges are covered, on each side, by strips of polyvinyl chloride supplied from coils, said strips being welded together through the holes by high frequency welding.



   The punched holes in the width of the sheets are covered with polyvinyl dechloride strips also coming from a coil and are welded through the holes as shown above. Once the strips are detached from the spools, the finished bags are cut to their final size in front of the next set of holes through the sheets.



   To obtain a satisfactory assembly, it is important to avoid, on the one hand, heating of the polymer
 oriented close to its melting point and, on the other hand,
 to weld the thermoplastic material deposited in
 the holes to the oriented polymer.



   Finally, the heads and bands used for assembly must not act as buttons
 rigid, but remain flexible to absorb uniform
 ment stresses and shocks. For this purpose, the thick
 seur heads and bands on each side of the pelli
 cules should preferably not exceed 2 to 5 times
 the thickness of said sheets. Preferably, the diameter
 tre holes correspond to 10 to 100 times the thickness
 of the film. The holes are preferably circulai
 res and must be punched cleanly for mini
 bet the effects of tearing. The spaces between
 holes are preferably 1 to 5 times the diameter
 Holes.



   If we try to put together stretched sheets
 bi-axially and other less resistant sheets
 tears, the holes tend to
 tear. Even when using non
 oriented, the material around the holes spins with use and the holes widen more and more, since said sheets always have a low resistance
 tance to tears.



   Holes can be punched in straight lines
 your or curved. The melting point of the poly
 mother used for bands is always inferior
 at the melting point of the oriented sheets. For example
 ple, polyvinyl chloride is an appropriate material
 required to assemble transversely superimposed sheets made of high density polyethylene and withstanding a temperature of approx.
 ron 1000 C.



   We can assemble the superimposed sheets trans
 versally along their edges in a way
 continues to form a tube. The two bands of
 molten polymer then extend beyond the edges
 sheets and are welded together beyond said
 edges. To make the weld more resistant and
 waterproof, two narrow strips of stretched polymer can be used which are arranged on each side of the oriented sheets before punching the holes and
 before applying the molten polymer.



   The bands that are placed on each side of
 the pair of oriented sheets, can be strips
   ngides in thermoplastic material which are then
 heated and welded in the holes. The bands may, in this case, have a higher melting point.
 than that of the oriented polymer, but the application of heat should be limited to the holes only. Welding can be carried out either at high frequency,
 or with ultrasound.

Claims

CLAIM I Method of manufacturing an article composed of at least two layers of sheets of anisotropic thermoplastic material superimposed such that their directions of orientation form an angle, characterized in that the sheets are placed on top of each other. Other ink that is punched series of holes through the layers at the point where the assembly is to be made, in that thermoplastic material is penetrated into the holes so that it protrudes from the edges of the holes on each side of the set of layers, and causes it to solidify, the parts extending out of the holes being joined together by material which has penetrated through the holes to hold the various layers of sheets together without, however, causing a link is established between them.

SUB-CLAIMS 1. Method according to claim I, characterized in that the thermoplastic material introduced into the holes has a lower melting point than that of the material of the sheets.

2. Method according to claim I, characterized in that the parts protruding from the holes form heads.

3. Method according to claim I, characterized in that the thermoplastic material is applied in the form of strips on each side of all the layers, following the series of holes and in that it is made to penetrate through the latter. to join the bands together after they have solidified.

4. Method according to claim I, characterized in that rigid strips of thermoplastic material are placed on the holes on each side of the set of layers and form a connection between said strips by welding through said holes.

5. Method according to claim I, characterized in that said holes are given a circular shape and a diameter of 10 to 100 times the thickness of the sheets, the spaces between the holes being 1 to 5 times the diameter of the holes.

CLAIM II Item obtained by the process of Revencation I.