CH476565A

CH476565A - Procédé de fabrication d'un récipient tubulaire souple

Info

Publication number: CH476565A
Application number: CH887367A
Authority: CH
Inventors: Edward Morris Cecil; Phillip Adcock Edmund; Ann Stanley Joan
Original assignee: United Glass Ltd
Priority date: 1966-06-22
Filing date: 1967-06-22
Publication date: 1969-08-15
Also published as: SE344431B

Description

Procédé de fabrication d'un récipient tubulaire souple
La présente invention a pour objet un procédé de fabrication d'un récipient tubulaire souple en matière stratifiée.

Les récipients tubulaires souples formés de ma trières plastiques synthétiques, telles que le polyéthylène et le chlorure de polyvinyle, ne conviennent pas pour contenir certaines produits, car la perméabilité de la matière plastique permet à des constituants, comme par exemple des solvants et des parfums, de diffuser vers l'extérieur à travers les parois du tube ou permet à l'oxygène ou à d'autres gaz de pénétrer dans le récipient et d'altérer son contenu. Ces récipients ont pour autre inconvénient que, contrairement aux tubes de métal, ils ne restent pas aplatis après l'expulsion d'une partie de leur contenu, mais tendent à se dilater à nouveau lorsqu'ils ne sont plus comprimés, en aspirant de l'air à travers l'orifice d'éjection.

Pour surmonter ces difficultés, on a déjà proposé de confectionner des récipients tubulaires à l'aide d'un stratifié comprenant une feuille de métal intercalée entre des couches d'une matière thermoplastique soudable à chaud. Pour former les corps de ces tubes, on enroule le stratifié sur un mandrin et on scelle par la chaleur des parties chevauchantes du stratifié. La présence d'une feuille de métal dans la paroi des récipients fabriqués à partir de ces tubes rend la paroi du tube pratiquement imperméable et s'oppose, au moins partiellement, à la tendance du récipient de se redéployer et d'aspirer de l'air lorsqu'il n'est plus comprimé.

Cependant, les tubes ainsi confectionnés ont le défaut de présenter des cordons de soudure prononcés sur leurs surfaces externes, en sorte qu'il est difficile ou impossible d'imprimer sur ces surfaces par les méthodes usuelles. En outre, comme les bords des couches cons titubantes du stratifié sont exposés au contenu du tube, le produit contenu dans le tube a tendance à s'infiltrer entre les couches et à les décoller.

La présente invention vise un procédé de fabrication de récipient tubulaire ne présentant pas les inconvénients signalés ci-dessus des récipients tubulaires connus. Ce procédé est caractérisé en ce que l'on façonne un stratifié, renfermant au moins une couche de matière thermoplastique et sauf sur ses parties marginales une couche métallique en forme de tube de manière que lesdites parties marginales se recouvrent pour être réunies par fusion de manière à former un joint longitunal contenant seulement de la matière thermoplastique.

Le stratifié de matière thermoplastique et de matière métallique peut comprendre un nombre quelconque de couches, et ce nombre dépend de l'épaisseur désirée pour la paroi du tube à fabriquer et de l'épaisseur de la matière thermoplastique et de la couche métallique disponibles. Ainsi, le stratifié peut consister en une seule couche de matière thermoplastique et une seule couche métallique. Cependant, le stratifié est de préférence formé d'une couche métallique intercalée entre deux couches de matière thermoplastique.

Dans tous les cas, la largeur de la matière thermoplastique doit dépasser légèrement celle de la couche métallique pour qu'il demeure des parties marginales fusibles lorsque le stratifié est façonné en un tube.

Le stratifié peut être fabriqué par des techniques classiques de fabrication des stratifiés métal-matière thermoplastique, par exemple par la technique de revê- tement par extrusion, par la technique de revêtement au rouleau ou par la technique de collage à l'aide d'un adhésif, ou de préférence par une technique utilisant de la chaleur induite. Dans cette technique, on presse une couche de métal et une couche de matière thermoplastique l'une sur l'autre et on les réunit par chauffage de la couche de métal au moyen d'un courant induit à haute fréquence jusqu'à une température suffisante pour que la matière thermoplastique se ramollisse et adhère au métal.

Cette méthode a pour avantage de permettre de fabriquer le récipient tubulaire en une seule opération continue en partant des feuilles individuelles de matière thermoplastique et de matière métallique, en formant un stratifié avec ces matières, puis en transformant ce stratifié en récipient tubulaire.

Après la formation du tube avec son joint latéral longitudinal contenant seulement de la matière thermoplastique, il est parfois avantageux de revêtir le tube entièrement d'une matière thermoplastique, et ceci peut se faire en extrudant une matière thermoplastique fondue autour du tube et en la faisant adhérer au tube.

On peut souvent améliorer l'adhérence par un traitement de la surface externe du tube avant l'application du revêtement, par exemple en exposant cette surface à une décharge silencieuse à haute fréquence, en l'exposant à une flamme de gaz ou en la soumettant à l'action d'un gaz polarisant, tel que du chlore ou de l'ozone.

Le dessin annexé illustre, à titre d'exemple, une mise en oeuvre préférée du procédé selon l'invention.

Ce dessin est purement schématique et n'est pas à l'échelle.

La fig. 1 représente un appareil pour la fabrication d'un tube continu à partir duquel le récipient tubulaire peut être confectionné.

La fig. 2 est une coupe transversale d'une bande de stratifié fournie à l'appareil.

La fig. 3 est une coupe partielle du tube produit, et
la fig. 4 représente un appareil pour la fabrication en continu de la bande de stratifié fournie à l'appareil de la fig. 1.

La bande de stratifié représentée à la fig. 2 comprend une feuille 4 d'aluminium ou d'un autre métal, par exemple d'étain, intercalée entre deux couches 5 de polyéthylène ou d'une autre matière thermoplastique, par exemple de chlorure de polyvinyle ou de polypropylène. La bande représentée comprend seulement ces trois couches mais, des ensembles plus complexes peuvent être employés, pour autant que les deux couches extérieures soient formées de la même matière plastique scellable à chaud, ou de matières pouvant être scellées à chaud l'une sur l'autre.

La largeur des couches de matière thermoplastique excède la largeur de la feuille interne d'une petite valeur (en général de 6,3 à 12,7 mm) et les parties marginales dépassantes de la matière thermoplastique sont solidement soudées par la chaleur, en sorte que les bords de la feuille sont complètement enfermés dans une masse de matière plastique fondue et qu'une bordure marginale 6 d'épaisseur réduite, composée uniquement de matière thermoplastique, est formée le long de chacun des bords longitudinaux de la bande de stratifié. Comme le but est de produire un tube de section transversale circulaire, capable d'être imprimé en rond (par opposition aux tubes dits à poser à plat ), l'épaisseur de la bande de stratifié est importante.

En général, il s'est avéré que les meilleurs résultats sont obtenus lorsque la bande de stratifié (en dehors de ses bordures marginales) a une épaisseur non inférieure à 0,127mm et non supérieure à 0,23 mm. Une matière qui s'est révélée satisfaisante comprend une bande d'aluminium tendre de 0,051 mm d'épaisseur et de 8,9 mm de largeur, collée entre deux couches de polyéthylène ayant chacune 0,076 mm d'épaisseur et 10,2 mm de largeur. Une autre matière appropriée comprend une feuille de métal n'ayant que 0,025 mm d'épaisseur entre des couches de polyéthylène de 0,051 mm d'épaisseur. De préférence, l'épaisseur des bordures marginales est la moitié de celle du reste du stratifié, pour des raisons évidentes.

La largeur de la matière dépend du diamètre du tube désiré et peut varier suivant les besoins. La bande de stratifié est parfaitement flexible et peut être stockée en galette.

Une bande de stratifié (fig. 2) est débitée par une galette 7 (fig. 1) et amenée sur un mandrin 8, supporté par l'une de ses extrémités et pourvu à cette extrémité d'un orifice 9 d'admission d'air sous pression, éjecté par un orifice 10 ménagé à rextrémité opposée du mandrin.

Des raccords 1 1 servent à l'admission d'un liquide de refroidissement qui circule dans des canaux du mandrin, et traverse une filière 12 de formation du tube ou d'enroulement, puis une filière annulaire de revêtement 13, alimentée en matière thermoplastique fondue par une boudineuse 14. Le support du mandrin permet un réglage fin de sa position, afin qu'il puisse être centré exactement dans les filières.

La bande de stratifié débité par la galette 7 est formée avec ménagement autour du mandrin par la filière 12, en sorte qu'elle prend une forme cylindrique avec les bordures latérales de la bande se recouvrant mutuellement sur toute leur largeur. A la sortie de la filière 12, ces bordures chevauchantes sont engagées par un galet chauffé 15 ayant la même largeur que chacune des bordures, et qui fait se souder les bordures sur toute leur largeur, mais il n'est pas essentiel que le joint ainsi formé soit soudé continuellement et parfaitement et il suffit que les bords de la bande soient tenus ensemble de façon que la forme cylindrique donnée à la bande par la filière 12 soit conservée.

Alors qu'il est encore supporté par le mandrin, le tube traverse la filière d'enduction 13, qui applique la matière thermoplastique fondue débitée par la boudineuse 14 en une couche uniforme sur toute la surface extérieure du tube. La matière thermoplastique fondue extrudée par la filière 13 fait fondre la surface extérieure de la feuille de matière thermoplastique 5, en sorte qu'elle se colle solidement à cette dernière et scelle parfaitement la soudure du tube. Le refroidissement du mandrin par un liquide assure un refroidissement rapide du tube, ce qui prévient une fusion non désirée des couches de matière thermoplastique du stratifié. Le tube refroidi est saisi par une paire de cylindres extracteurs 16, qui tirent le tube et la bande dont il est formé à travers les filières de formation et de revêtement.

La longueur de tube comprise entre l'extrémité du mandrin 8 et les cylindres extracteurs 16 est maintenue en forme cylindrique par la pression de l'air éjecté par l'orifice 10.

Dans l'appareil représenté à la fig. 1, une bande de stratifié préformé est amenée sur le mandrin 8 à partir de la galette 7. La fig. 4 représente un appareil pour la formation d'une bande de stratifié au début de l'opéra- tion et, dans la mise en oeuvre préférée de l'invention, la galette 7 de la fig. 1 est remplacée par l'appareil de la fig. 4.

Dans ce dernier, un ruban métallique 4 est débité par une galette 24 et une feuille de matière thermoplastique 5 est débitée par deux galettes 25 et 35. Les trois feuilles passent entre deux galets 26, 27, qui les rapprochent, puis sont pressées ensemble entre des galets 28, 29, au moins le galet 28 ayant une surface de matière non métallique. A l'intérieur du galet 28 se trouve un bobinage d'induction 30 alimenté en courant à haute fréquence, par exemple d'environ 2 Mc/sec. et entre 1 l/2 et 10 kW. Ceci induit un courant dans la feuille 4, qui se chauffe et ramollit la matière thermoplastique sur ses deux côtés suffisamment pour faire adhérer les trois couches ensemble.

Les bords longitudinaux des bandes de matière thermoplastique peuvent être scellées par la chaleur avant, pendant ou après le passage des trois couches entre les galets 28 et 29, par exemple au moyen de galets chauffés ou, ils peuvent ne pas être scellés du tout à ce moment, cette opération étant confiée au galet chauffé 15 qui doit alors produire suffisamment de chaleur pour faire fusionner toutes les parties marginales de matière thermoplastique ensemble.

Le tube continu produit consiste en une couche interne 5 (fig. 3) de matière thermoplastique, une couche 4 de métal et une couche externe plus épaisse, exempte de cordon, de matière thermoplastique formée par la fusion de la couche externe 5 du stratifié avec la matière thermoplastique supplémentaire fournie par la filière d'enduction. La surface extérieure du tube terminé est lisse et peut facilement recevoir une impression sur toute sa circonférence. Sur la surface intérieure du tube, le joint ne fait que peu ou pas de saillie et, par conséquent, n'entrave pas les opérations subséquentes éventuelles, au cours desquelles le tube est amené sur des broches cylindriques pour le soudage, l'impression ou d'autres opérations.

Les bords du métal sont isolés du contenu par le joint interne, du fait qu'ils sont enfermés dans la matière thermoplastique solide formée par les bordures chevauchantes 6.

A la sortie des cylindres extracteurs 16, le tube est tronçonné en longueurs appropriées aux récipients tubulaires désirés, et la fabrication de ces récipients est terminée de manière connue, par soudage d'une pièce terminale de matière thermoplastique sur une extrémité d'un tronçon du tube. Le récipient reçoit ensuite une impression, puis est rempli par l'extrémité ouverte, qui est ensuite scellée, généralement par aplatissement de la partie terminale du tube et soudage des parois l'une sur l'autre.

La couche de feuille de métal 4 ne s'étend pas sur toute la périphérie de la paroi du récipient les deux bords de la feuille étant séparés par une distance correspondant à la largeur des bordures 6 de la bande préstratifiée. Par conséquent chacun des récipients produits comprend une partie de sa paroi, s'étendant longitudinalement, qui consiste seulement en matière thermoplastique. Cependant, la surface de cette partie est petite par rapport à la surface totale du tube et le degré de perméabilité résultant de l'absence de feuille métallique dans le joint est en général sans importance pratique. Bien entendu, il est possible de réduire la perméabilité en diminuant la largeur des bordures 6 aux marges de la bande de stratifié.

Une feuille métallique collée à du papier peut être utilisée à la place de feuille métallique seule pour l'une des couches, par exemple la couche centrale, de la bande préstratifée. D'autres matières thermoplastiques que celles mentionnées peuvent être utilisées pour les couches externe et interne de la bande. Le revêtement thermoplastique extrudé sur la surface externe du tube formé à partir de la bande peut être en une matière différente de celle employée pour la bande préstratifiée elle-même, auquel cas il peut être nécessaire de prendre des précautions spéciales assurant un collage correct de la matière extrudée à la surface externe du tube.

Ainsi, avant que le tube formé à partir de la bande de stratifié atteigne la filière d'enduction 13, on peut le faire traverser une décharge électrique à effluve ou une flamme de gaz, ou le soumettre à l'action d'un gaz polarisant tel que du chlore ou de l'ozone.

Claims

REVENDICATION I Procédé de fabrication d'un récipient tubulaire souple, caractérisé en ce que l'on façonne un stratifié, renfermant au moins une couche de matière thermoplastique et, sauf sur les parties marginales, une couche de métal en forme de tube de manière que lesdites parties marginales se recouvrent pour être réunies par fusion de manière à former un joint longitudinal renfermant seulement de la matière thermoplastique.

SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que le stratifié comprend une couche de métal intercalée entre deux couches de matière thermoplatique.

2. Procédé selon la revendication I ou la sousrevendication 1, caractérisé en ce que la matière métallique est de l'aluminium ou de l'étain.

3. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que la matière thermoplastique est un polymère de l'éthylène, du chlorure de vinyle ou du propylène.

4. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que l'épaisseur du stratifié, en dehors de ses parties marginales longitudinales, est de 0,127 à 0,23 mm.

5. Procédé selon la sous-revendication 1, caractérisé en ce que la bande de métal a une épaisseur de 0,025 à 0,051 mm et chaque couche de matière thermoplastique a une épaisseur de 0,051 à 0,076 mm.

6. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que le stratifié est formé par pressage des couches de métal et de matière thermoplastique ensemble, le métal étant chauffé au moyen d'un courant induit à haute fréquence jusqu'à une température suffisante pour que la matière thermoplastique se ramollisse et adhère au métal.

7. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce qu'après la formation du joint longitudinal, on revêt le tube ainsi formé d'une couche de matière thermoplastique.

8. Procédé selon la sous-revendication 7, caractérisé en ce que la matière thermoplastique du revêtement est différente de celle comprise dans le stratifié initial.

9. Procédé selon la sous-revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que, après la formation du joint longitudinal et avant l'application du revêtement, on traite la surface extérieure du tube pour améliorer sa liaison avec la matière du revêtement.

10. Procédé selon la sous-revendication 9, caractérisé en ce que le traitement de la surface extérieure du tube consiste à la soumettre à l'action d'une décharge électrique à effluve.

11. Procédé selon la sous-revendication 9, caractérisé en ce que le traitement de la surface extérieure du tube consiste à la soumettre à l'action d'une flamme de gaz.

12. Procédé selon la sous-revendication 9, caractérisé en ce que le traitement de la surface extérieure du tube consiste à la soumettre à l'action d'un gaz polarisant.

13. Procédé selon la sous-revendication 12, caractérisé en ce que le gaz polarisant est du chlore ou de l'ozone.

14. Procédé selon la revendication I, pour la fabrication en continu de récipient tubulaire souple, caractérisé en ce que l'on intercale une bande métallique continue entre deux bandes continues de matière thermoplastique de manière que les bords longitudinaux des bandes de matière thermoplastique dépassent les bords longitudinaux de la bande métallique, en ce que l'on soumet l'assemblage à trois couches ainsi formé à une pression et on chauffe la bande métallique au moyen d'un courant induit à haute fréquence jusqu'à une température suffisante pour ramollir la matière thermoplastique des deux côtés de la bande métallique et faire ainsi adhérer les bandes de matière thermoplastique à la bande métallique,

en ce que l'on enroule le stratifié ainsi formé autour d'un mandrin de manière que les bords longitudinaux des bandes de matière thermoplastique se recouvrent pour former un tube, en ce que l'on réunit lesdits bords longitudinaux par fusion, en ce que l'on extrude un revêtement de matière thermoplastique autour du tube, en ce que l'on refroidit le tube revêtu et en ce que l'on divise le tube revêtu en tronçons de longueur prédéterminée.

REVENDICATION II Récipient tubulaire souple, fabriqué par le procédé selon la revendication I.