FR2541623A1 - Sac auto-expansible par une mousse de polyurethane avec dispositif de melange par barbotage d'air - Google Patents

Abstract

SAC AUTO-EXPANSIBLE POUR L'EMBALLAGE, L'ISOLATION, LE CALAGE, ETC., CARACTERISE EN CE QUE LES COINS 3 SONT OUVERTS ET LEURS BORDS INFERIEURS SONT RELIES PAR UNE SOUDURE DISCONTINUE 4 DELIMITANT UN CANAL DE DEGAZAGE 5 FORMANT RESERVOIR DE TROP-PLEIN DE MOUSSE, ET LE LONG D'UN BORD VERTICAL DU SAC 1 S'ETEND UNE SOUDURE CONTINUE 6 DU COIN 3 JUSQU'A UNE FAIBLE DISTANCE DU FOND, EN MENAGEANT UNE OUVERTURE 9, DETERMINANT UNE CHEMINEE 7 DE SOUFFLAGE D'AIR MUNIE D'UN TUBE 8 FORMANT UN EMBOUT DE RACCORDEMENT A UNE SOURCE D'AIR COMPRIME, DES DOSES DE POLYOL ACTIVE ET D'ISOCYANATE POUVANT ETRE INTRODUITES AU MOYEN D'UN EMBOUT TRAVERSANT UN COIN 3 ET UN TROU DE LA SOUDURE 4, OU GRACE A DEUX SACHETS 10, 11 INTEGRES AU SAC ET CONTENANT LES DOSES DE PRODUITS NECESSAIRES, DONT LE MELANGE INTIME EST OBTENU PAR UN BARBOTAGE D'AIR PROVOQUANT UNE VIVE AGITATION POUR FORMER UNE MOUSSE DE POLYURETHANE.

Description

La presente invention concerne le domaine de l'emballage, de l'isolation, et du remplissage de cavités, au moyen de matériaux de calage, d'isolation ou de remplissage, et a pour objet un sac auto-expansible par une mousse polyuréthane avec dispositif de mélange par barbotage d'air destiné a ces effets.

Pour le remplissage et l'emballage, on utilise généralement de la paille, des chutes de mousse, des copeaux de bois, ou analogues. De même, pour l'isolation de tuyaux ou de conduites, il est courant d'entourer ces derniers avec des matieres isolantes, telles que la laine de verre ou de roche. Cependant, ces procédés d'isolation, de remplissage, et d'emballage sont le plus souvent lies à un important dégagement de poussières, et, de ce fait, sont salissants, et nécessitent une dépense relativement importante pour leur mise en oeuvre.

Pour pallier ces inconvénients, il a e été proposé d'utiliser de la mousse de polyuréthane sous forme de demi-coquilles rigides ou semi-rigides, ou encore de couler "in-situ" de ladite mousse de polyuréthane.

Ainsi, il est possible d'emballer un objet en sandwich entre deux demi-coquilles qui ont e' été pourvues chacune à la fabrication, d'une demi-empreinte de l'objet à emballer, dont le calage s'effectue alors dans un cocon de mousse sur mesure. L'isolation d'un tuyau s'effectuera de la meme marnière, par enveloppement entre deux demi-coquilles, dont les cavités sont moulées à la forme et aux dimensions du tuyau a' isoler.

Toutefois, dans ce mode d'isolation ou d'emballage entre deux demi-coquilles rigides ou semi-rigides, il est nécessaire de creer un moule spécial et coûteux pour chaque objet à emballer ou pour chaque tuyau à isoler, les demi-coquilles devant, en outre, être fabriquées en usine spécialisée, puis expédiées et stockées sous un grand volume chez l'utilisateur.

En cas d'emballage par coulée "in-situ", l'objet à emballer est prealablement placé dans un sac hermetique en polyéthylène, puis est introduit dans une caisse en bois ou en carton, et un mélange moussant de polyuréthane est coule, à l'aide d'une machine spéciale dans ladite caisse. Ce mélange s'expansé alors et polymerise en entourant intimement 1'objet dans ses parties inferieures et latérales. Après cette premiere opération, on procède au recouvrement de la partie supérieure de l'objet par une deuxième coulée, de manière à emprisonner entièrement ce dernier dans un cocon de mousse.L'isolation de tuyaux s'effectue de la même manière, à l'exception toutefois de la prévision d'un coffrage autour du tuyau servant de recipient provisoire à la mousse. Le procédé de coulée "in-situ" de la mousse de polyuréthane est, en outre, relativement intéressant pour le remplissage des cavités de corps creux, en-vue de leur isolation thermique et/ou phonique, ou de leur solidification.

Cependant, ce procédé de coulée "in-situ", bien que présentant l'avantage de ne pas nécessiter d'aire de stockage, ni demoule, utilise une machine à mousser spéciale et sophistiquée qui s'encrasse à chaque arrêt prolongé, et les produits chimiques employés, qui sont stockés dans des fûts, doivent être utilisés rapidement une fois que ces fûts sont ouverts, à cause de leur sensibilité à l'humidité, qui interdit les utilisations courtes et espacées. En outre, l'utilisateur de ce procédé doit connaître parfaitement la technique de la machine à mousser et du chimisme du polyuréthane. De plus, la coulée du mélange moussant de polyuréthane, très liquide au début, est toujours délicate, car souvent une partie du mélange fuit à travers des trous ou des fissures des rabats, des boites en carton destinées à l'emballage, ou des coffrages pour l'isolation.Ces fuites peuvent avoir de graves conséquences, du fait que le mélange moussant en cours d'expansion est poisseux et nocif, risquant d'occasionner des dommages divers. Enfin, du fait de ltétat de la mousse en cours d'expansion, aucune manipulation de celle-ci n'est possible, et elle ne peut donc que stexpanser librement.

Des progrès récents ont permis le développement d'un autre procédé de coule "in-situ" appliqué à l'emballage, qui consiste à couler le mélange moussant de polyuréthane dans un sac en polyéthylène très fin et fermé sur toute sa périphérie, notamment par soudure, à laisser la mousse s'expanser à environ 4/sème de son volume, a déposer le sac en cours d'expansion au fond d'une bote, puis à déposer sur ledit sac en cours d'expansion l'objet à emballer, la mousse achevant alors son expansion, gélifiant et polymérisant en quelques minutes. La souplesse du sac permet à la mousse d'épouser intimement les parois et les formes de l'objet à emballer pendant son expansion.

Un autre procédé récent permet l'obtention d'un résultat analogue par utilisation d'un sac auto-expansible constitué par un sac en polyéthylène fermé sur toute sa périphérie, notamment par soudure, et contenant deux sachets en matière plastique souple étanche, telle que du polyéthylène, dont l'un renferme un polyol activé et l'autre un isocyanate. Une pression énergique sur les sachets provoque leur rupture et l'écoulement du polyol activé et de l'isocyanate dans le sac. L'opérateur malaxe alors les parois extérieures du sac de façon à obtenir à l'intérieur de ce dernier, un mélange intime du polyol activé et de l'isocyanate, déterminant ainsi la formation du mélange moussant qui s'expanse, gélifie et polymérise à l'intérieur du sac en épousant les formes de l'objet à emballer.

Cependant, la coulée "in-situ" en sac nécessite une machine à mousser spéciale et sophistiquée risquant un encrassage rapide à chaque arrêt, et les produits chimiques, qui sont stockés dans des fûts doivent être utilises rapidement après ouverture desdits fûts du fait de leur sensibilité à I'humidité interdisant les utilisations courtes et espacées. En outre, l'utilisateur de ce procédé doit etre un technicien averti de la technique de la machine à mousser et du chimisme du polyuréthane.

Dans le cas d'utilisation d'un sac contenant des sachets de produits à mélanger, l'intervention manuelle consistant à faire éclater les sachets pour en vider le contenu dans le fond du sac et à malaxer manuellement ce sac pour obtenir le mélange moussant rebute souvent les utili- sateurs du fait d'une certaine complexité opérationnelle et de la durée du temps passé0
La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients.

Elle a, en effet, pour objet un sac auto-expansible par une mousse de polyuréthane, essentiellement constitué par un sac en matière plastique souple étanche, telle que du polyéthylène, du chlorure de vinyle, ou analogue, et fermé, de préférence par soudure, sur sa périphérie, caractérisé en ce que les coins de sa partie supérieure sont ouverts et les bords inférieurs de ces coins sont reliés par une soudure discontinue horizontale délimitant dans ladite partie supérieure un canal de dégazage constituant également un réservoir de réception d'un trop-plein de mousse, et en ce que le long d'un bord vertical du sac est prévue une soudure continue s'étendant du bord inférieur du coin ouvert jusqu'à une faible distance du fond du sac, en ménageant une ouverture, déterminant une cheminée de soufflage d'air de faible diamètre dont l'extrémité supérieure est avantageusement munie d'un tube formant un embout de raccordement à une source d'air comprimé, des doses prédéterminées de polyol activé et d'isocyanate pouvant etre introduites au moyen d'un embout traversant un coin ouvert et un trou de la soudure discontinue, ou grace à deux sachets intégrés au sac et contenant les doses de produits nécessaires, le me lange intime de ces produits étant obtenu par un barbotage d'air provoquant une vive agitation et déterminant la forma tion d'une mousse de polyuréthane.

L'invention sera mieux comprise grace à la description ci-après, qui se rapporte à un mode de réalisation preferé, donne à titre d'exemple non limitatif, et expliqué avec reference aux dessins schématiques annexés, dans lesquels la figure 1 est une vue en plan d'un sac conforme à l'invention muni de sachets contenant les produits pour la réalisation du mélange moussant la figure 2 représente, en plan, le sac avant son introduction dans un dispositif presseur pour réaliser l'éclatement des sachets ou avant réalisation manuelle de cette opération les figures 3 et 4 montrent 1'ope'ration d'écrasement des sachets les figures 5 et 6 représentent la mise en émulsion des produits à mélanger la figure 7 montre le sac pendant l'expansion de la mousse, et la figure 8 représente le surmoulage d'un objet en vue de son emballage.

Conformément à 11 invention, et comme le montre, plus particulièrement, à titre d'exemple; la figure 1 des dessins annexes, le sac auto-expansible par une mousse de polyurethane, qui est essentiellement constitue par un sac 1 en matière plastique souple étanche, telle que du polyéthylène, du chlorure de vinyle, ou analogue, et fermé sur sa périphérie 2 de préférence, par une soudure, est caractérisé en ce que les coins 3 de sa partie su périeure sont ouverts, et les bords inférieurs de ces coins 3 sont relies par une soudure discontinue 4 horizontale, qui délimite dans la partie supérieure un canal de dégazage 5 formant également un réservoir de réception d'un trop-plein de mousse s'échappant eventuellement â travers les trous de la soudure discontinue 4.

Le long d'un bord vertical (celui de droite sur la figure 1), le sac 1 est pourvu d'une soudure continue 6, qui s'étend du bord Inférieur du coin ouvert 3 correspondant jusqu'à une fable distance du fond du sac 1, par exemple jusqu'à environ 1 à 3 mm du fond, en ménageant une ouverture 9. Cette soudure 6 détermine une cheminez 7 de soufflage d'air dont le diamètre est avantageusement compris entre 5 et 20 mm, et qui est pourvue a son extrémité supérieure d'un tube 8, qui forme un embout de raccordement à une source d'air comprime, ce tube 8 pouvant être constitué en polyéthylène,ou analogue.

Dans le sac 1 sont disposés deux sachets 10 et 11, dont l'un, 10, contient un polyol activé, et l'autre, Il, contient un isocyanate.

A titre d'exemple, le sachet 10 contient - 100 parties en poids de polypropylène glycol du type
connu sous la dénomination commerciale Dow Voranol
RH 360 - 0,5 à 5 parties en poids de silicone du type connu
sous la de' nomination commerciale Dow Corning DC 193 - 0,2 à 5 parties en poids d'un activateur amine tertiaire
du type connu sous la de nomination commerciale Dabco - 2 a 25 parties en poids d'eau - 5 à 10 parties en poids d'agent ignifugeant du type
connu sous la dénomination commerciale Fhosgard C22R
L'isocyanate contenu dans le sachet 11 peut avantageusement être du type méthyl phenyl diisocyanate tel que celui connu sous la dénomination commerciale Bayer
Desmodur 44V20.

La mousse utilisée pour l'expansion du sac 1 pourrait egalement être une mousse phénolique, urée-formol, carbodiimide, ou autre, les sachets 10 et 11 renfermant alors les ingrédients nécessaires à la fabrication de telles mousses.

Conformément à l'invention, les sachets 10 et 11, qui sont avantageusement en matière plastique souple étanche, telle que du polyéthylène, présentent, de pre férence, une forme trapézoïdale et sont fermés hermeti quement sur toute leur périphérie,- notamment par soudure, les soudures des petites bases 10', 11' des sachets 10, 11 étant fragilisées pour former une ligne de rupture préférentielle. Ainsi, l'application d'une pression énergique sur les sachets s'exercera essentiellement, du fait de la forme trapézoldale de ces derniers, sur les petites bases 10' et 11', qui se rompent et permettent ltécoulement des produits dans le fond du sac 1.

Selon une caractéristique de l'invention, les sachets 10 et 11 sont avantageusement collés ou soudes sur l'une des parois du sac 1 avec orientation de leur base 10', 11' à soudure fragilisée en direction du coin dans lequel débouche la cheminée de soufflage d'air 7.

La mise en oeuvre du sac conforme à l'invention est expliquee ci-après en regard des figures 2a' 8.

Le sac 1 est plié le long de la diagonale passant au;dessus de la partie supérieure des sachets 10 et 11 (figure 2), puis il-est introduit dans un dispositif presseur à levier 12 (figures 3 et 4), dont la fermeture du plateau mobile provoque a'éclatement desdits sachets et l'ecoulement des produits qu'ils renferment en direction du coin inférieur du sac 1, dans lequel débouche l'ouverture de la cheminée de soufflage d'air 7 (figure 5).

L'éclatement des sachets 10 et 11 peut également être réalisé par une simple pression~manuelle.

Le sac 1 est alors suspendu, avantageusement au niveau de son coin ouvert 3 opposé au tube de soufflage 8, à une potence 13, de préférence entre deux parois 14, et de l'air est introduit, pendant un temps variable environ entre quinze secondes et quarante secondes en fonction de la quantité de produits mis en oeuvre, de préférence pendant trente secondes, dans la cheminée 7 au moyen du tube 8 (figure 6).L'air pénètre dans le sac 1 dans le coin contenant le polyol activé et ltisocyanate issus deys sachets 10 et 11, et, du fait de sa pression d'introduction, il barbote dans l'isocyanate et le polyol en provoquant une vive agitation et ainsi leur mélange intime, qui détermine la formation d'une mousse de polyuréthane (figure 7). Après expansion de cette mousse à environ 80 ,% de son volume, le sac 1 est déposé au lieu d'utilisation pour la mise en place de l'objet à emballer 15 (figure 8).

A la fin de l'expansion suivie de la gélification et de la polymérisation de la mousse polyuréthane, le sac 1, avec la mousse, est transformé en une coquille, qui épouse intimement les formes de l'objet à emballer 15.

Le mélange intime des polyol activé et isocyanate est obtenu par introduction dans ces produits d'une quantité d'air sous pression, dont le débit et la pression sont variables, en fonction de la taille des sacs 1 utilisés et de la quantité des produits, respectivement entre 10 à 50 litres/minute et entre 1 et 5 bars. L'alimentation en air comprimé peut etre effectuée par tous moyens connus, à savoir gonfleur à pied, petit compresseur, pompe à piston manuelle, ou autres, ou encore par branchement à un circuit d'air comprimé existant.

La quantité de produit mise en oeuvre dans un sac 1 peut varier, suivant ses dimensions et celles des sachets 10 et li entre 50 et 500 grammes, et selon le chimisme du mélange, les mousses obtenues peuvent présenter une densité comprise entre 13 et 100 grammes/litre.

Le sac conforme à l'invention peut également être utilisé sans les sachets 10 et 11, notamment en cas d'utilisation massive d'un même emballage. Le polyol activé et l'isocyanate sont alors introduits dans le sac 1 à sa partie supérieure au moyen d'un embout penétrant dans un des coins ouverts 3 et traversant un des trous de la soudure discontinue 4.

Dans un tel cas d'utilisation, l'embout peut être relié successivement, au moyen d'un raccord rapide, à des doseurs volumétriques équipant deux fûts ou tonnelets contenant respectivement le polyol activé et l'isocyanate, ces doseurs permettant l'introduction dans le sac d'une ou de plusieurs doses de chaque produit en fonction des quantités nécessaires à l'obtention d'une mousse de polyurethane.

La mise en me lange intime des constituants de la mousse s'effectue alors de la manière décrite ci-dessus à propos du sac renfermant-des sachets de produits.

L'invention est plus particulièrement applicable dans le domaine de l'emballage, notamment d'objets fragiles au moyen de coquilles de calage. Cependant, le sac conforme à l'invention trouve egalement son utilisation dans l'isolation de tuyauteries, par expansion autour de ces dernières, ainsi que pour le bouchage ou le remplissage de toutes cavites ou de tous, corps creux en vue de leur isolation thermique et/ou phonique, ou encore de leur solidification, l'expansion en mousse s'effectuant sans intervention manuelle ni machine spéciale.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation decrit et représenté aux dessins annexes. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments, ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention.

Claims (3)

R E V E N D I C A T I O N S

1. Sac auto-expansible par une mousse de polplréthane, essentiellement constitue par un sac (1) en matière plas tique souple étanche, telle que du polyéthylène, du chlorure de vinyle, ou analogue, et fermé, de préférence par soudure, sur sa périphérie (2), caractérise en ce que les coins (3) de sa partie supérieure sont ouverts et les bords inférieurs de ces coins sont relies par une soudure discontinue horizontale (4) de limitant dans ladite partie supérieure un canal de degazage (5) constituant également un reservoir de réception d'un trop-plein de mousse, et en ce que le long d'un bord vertical du sac (1) est prévue une soudure continue (6) s'étendant du bord inférieur du coin ouvert (3) jusqutà une faible distance du fond du sac (1), en ménageant une ouverture (9), déterminant une cheminée (7) de soufflage d'air de faible diamètre dont ltextrémite supérieure est avantageusement munie d'un tube (8) formant un embout de raccordement à une source d'air comprime, des doses predéterminées de polyol active et d'isocyanate pouvant être introduites au moyen d'un embout traversant un coin ouvert (3) et un trou de la soudure discontinue (4), ou grace à deux sachets (10, ll) intégrés au sac (1) et contenant les doses de produits nécessaires, le mélange intime de ces produits étant obtenu par un barbotage dtair provoquant une vive agitation et déterminant la formation d'une mousse de polyuréthane.

2. Sac, suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les sachets (10) et (11), qui sont avantageusement en matière plastique souple étanche, telle que du po lyethylène, présentent, de préference, une forme trapé- zoîdale et sont fermés hermétiquement sur toute leur périphérie, notamment par soudure, les soudures des petites bases (10', 11t) des sachets (10, 11) étant fragilisées pour former une ligne de rupture préférentielle.

3. Sac, suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les sachets (10) et (11) sont avantageusement collés ou soudés sur l'une des parois du sac (1) avec orientation de leur base (10'), (11') à soudure fragilisée en direction du coin dans lequel débouche la cheminée de soufflage d'air (7).