Procédé de fabrication dyun produit cellulaire et appareil pour sa mise en oeuvre
La présente invention a pour objets un procédé de fabrication d'un produit cellulaire comportant des cellules scellées et un appareil pour ta mise en oeuvre de ce procédé.
Ce procédé est caractérisé en ce qu'on revêt une première feuille de plastique- d'un liquide contenant une matière plastique hautement élastique et relativement imperméable aux gaz, on chauffe au moins le revêtement sur la feuille afin d'évaporer le liquide et de laisser subsister une couche plastique sèche, on amène la feuille revêtue chauffée sur un cylindre de gaufrage comportant plusieurs dépressions discrètes rapprochées de manière à former des parties saillantes sur la feuille, la couche revêtue se trouvant à la surface extérieure de la feuille pendant qu'elle est sur le rouleau de gaufrage, on revêt une deuxième feuille de plastique d'un liquide contenant une matière plastique élastique relativement imperméable aux gaz,- on chauffe au moins ce revêtement afin d'évaporer le liquide et de laisser subsister une couche de matière plastique imperméable,
on amène ensuite le revêtement chaud de la deuxième feuille en contact sous pression avec le revêtement de la première feuille de manière à sceller de façon permanente les cellules saillantes, et on refroidit ensuite l'ensemble résultant pour obtenir le produit terminé.
Le dessin annexé représente un appareil utilisé dans des mises en oeuvre du procédé et à titre d'exemple, plusieurs formes d'exécution de l'appareil que comprend l'invention:
la fig. 1 est une vue schématique de l'appareil utilisé dans des mises en oeuvre;
la fig. 2 est une coupe à plus grande échelle suivant II-II de la fig. 1;.
la fig. 3 est une vue schématique d'une première forme- d'exécution;
la fig. 4 est une coupe à plus grande échelle suivant 4-4 de la fig. 3;
la fig. 5 est une vue schématique d'une seconde
forme d'exécution;
la fig. 6 est une vue schématique d'une troisième
forme d'exécution;
la fig. 7 est une vue schématique d'une quatrième
forme d'exécution;
la fig. 8¯ est une vue schématique d'une cinquième
forme d'exécution;
la fig. 9 est une vue schématique d'une sixIème
forme d'exécution;
la fig. 10 est une vue schématique d'une septième
forme d'exécution;
;
la fig, il est une coupe d'un produit cellulaire ob
tenu par ces formes d'exécution, et
les fig. b2 à 14 sont des coupes de divers produits
cellulaires donnés à titre comparatif.
L'appareil représenté à ta fig. 1 ne constitue pas une
forme d'exécution de l'appareil revendiqué, il permet le
revêtement de feuilles plastiques utilisées par la suite
dans le procédé qui va être décrit. Lors de la production -d'un stratifié, une matière de support telle que du poly
éthylène, sous forme d'une feuille 10, est amenée de ma
nière continue à travers l'appareil et entre dans ce der
nier du côté droit. La feuille 10 est guidée par une série
de rouleaux 11, 12 et 13 vers une- paire de rouleaux 14
et 15 qui assurent l'application d'un revêtement en une
autre- matière plastique sur Fun des côtés de la feuille 10.
Le revêtement de celle-ci est constitué par un liquide 17,
qui peut être une émulsion, une dispersion ou une solu
tion, contenu dans une cuvette 16. Le rouleau d'impres
sion 15 est partiellement immergé dans le liquide 17 et
est revêtu à mesure qu'il tourne. Une raclette 18 est en
contact avec la surface du rouleau 15 et élimine l'excès
de liquide pouvant y adhérer. Lorsque le rouleau 15 en
tre en contact. avec la feuille 10, le liquide 17 est déposé
sur la feuille pour former un revêtement 19. Le rouleau 14 agit comme contre-rouleau du rouleau 15 de manière à assurer un dépôt uniforme du revêtement 19 sur la feuille.
La feuille revêtue est alors amenée autour d'une série de rouleaux 20 à 28 qui sont disposés suivant une configuration en arc de cercle et qui guident la feuille revêtue sur un tambour 29 sur lequel la couche de revêtement en matière plastique est séchée et durcie. Ce procédé de revêtement permet l'application de couches excessivement minces et uniformes à des vitesses très élevées.
L'appareil représenté à la fig. 1 est en particulier utilisable pour l'application d'un revêtement de chlorure de polyvinylidène sur la feuille de support 10, et l'épaisseur du revêtement ainsi appliqué est régie par la profondeur des dépressions dans le rouleau d'impression 15.
Lorsque ces dépressions sont relativement peu profondes, il est possible de recouvrir la feuille 10 d'une couche de chlorure de polyvinylidène ayant une épaisseur de l'ordre de 2,5 microns. Le liquide de revêtement peut naturellement prendre diverses formes, bien qu'une forme particulièrement bonne soit constituée par un latex dans lequel environ 90 % en poids de chlorure de polyvinylidène et 10 % en poids d'acrylonitrile ont été copolymérisés. Ceci produit un revêtement élastique qui peut être gaufré aisément. Les dimensions de particules de la matière ne doivent de préférence pas dépasser 0,25 micron et le mélange est alors combiné avec un agent d'émulsionnement et de l'eau de manière à obtenir un latex ayant une viscosité appropriée à l'application sur la feuille de support au moyen du rouleau d'impression décrit ci-dessus.
Bien qu'il soit possible d'utiliser un solvant à la place de l'eau et de l'agent d'émulsion- nement pour la production de latex liquide, il est important que le solvant n'attaque pas la feuille de support et ne pénètre pas dans celle-ci, sinon la feuille aurait tendance à absorber le solvant et il serait alors difficile d'éliminer ce solvant de la feuille dans un temps raisonnable. Si la feuille de support n'absorbe pas le solvant, on peut utiliser un solution de la matière plastique à la place du latex.
A mesure que la feuille 10 avec son revêtement de latex 19 passe sur les rouleaux 20 à 28, qui sont de préférence entraînés à une vitesse uniforme, les îlots individuels du latex déposés par le rouleau d'impression 15 s'étalent sur la surface de la matière de support et produisent un revêtement uniforme. Le chauffage intilal de la feuille est effectué au moyen de radiateurs 30, 31 et 32 qui préchauffent la feuille de support et la couche déposée à une température sensiblement inférieure à celle du point de fusion de la feuille.
Le tambour 29 autour duquel on amène la matière
10 revêtue est de préférence maintenu à une température suffisamment élevée pour empêcher une perte excessive de chaleur des stratifiés et pour ne pas faire fondre cependant la feuille de support. Le revêtement 19 est durci et séché pendant qu'il passe autour du tambour 29 au moyen de plusieurs jets d'air 33 et 34. Les jets d'air 33 sont obtenus au moyen de plusieurs orifices très voisins formés dans un tube transversal 35, tandis que les jets 34 sont obtenus au moyen de plusieurs orifices dans un tube adjacent 36 disposé latéralement. Les tubes 35 et 36 sont reliés à une tubulure centrale 37 et chaque paire de tubes 35 et 36 est logée ensemble avec la tubulure commune 37 dans une enveloppe 38. On alimente en air chaud plusieurs des tubulures 37 au moyen d'une canalisation maîtresse primaire 39 indiquée en traits mixtes.
Grâce à cet agencement, les jets d'air chaud arrivent sur la couche 19 à mesure que la matière passe sur le tambour 29.
Lorsqu'on utilise une émulsion de chlorure de polyvinylidène la température de l'air provenant des jets 33 et 34 doit de préférence être de l'ordre de 1490 à 2040 C.
Ceci produit une élévation de la température du revêtement de polyvinylidène et en même temps le tambour 29 maintient la feuille de support à une température inférieure à son point de fusion. En utilisant du polyéthylène comme feuille de support, on a trouvé que pour un tambour ayant environ 137 cm de diamètre et pour une matière de support se déplaçant à une vitesse d'environ 305 m par mn, les éléments de chauffage à rayonnement infrarouge 30 et 32 doivent émettre suffisamment de chaleur pour élever la température du revêtement de latex à une valeur qui ne dépasse pas 79,50C. Des températures de l'air de 149 à 2040C produisent alors le séchage complet et le durcissement du revêtement. Pour des feuilles de support ayant un point de fusion supérieur, on peut utiliser des températures de préchauffage supérieures.
Après que la matière émerge du dernier jet d'air, elle est enlevée du tambour 29 au moyen d'une série de rouleaux entraînés 40 à 44, les rouleaux 40 et 42 étant refroidis de manière à amener le stratifié 10' à la température ambiante.
Le stratifié terminé 10' est représenté sur la fig. 2 qui montre que le revêtement 19 est très mince en comparaison de la feuille de support 10.
Le stratifié 10' produit au moyen de l'appareil représenté à la fig. 1 peut être utilisé pour la production d'un stratifié à trois couches, la couche centrale étant imper- méable aux gaz et à la vapeur d'eau, tandis que les couches extérieures peuvent être scellables thermiquement à des températures relativement basses. Dans ce but, le stratifié 10' peut être réalisé avec une feuille de support 10 relativement mince ayant par exemple une épaisseur de 25,4 microns et la couche de latex 19 peut avoir une épaisseur de l'ordre de 1110000 de l'épaisseur de la feuille de base. Le stratifié 10' peut être enroulé sur une bobine, la couche imperméable étant dirigée vers l'intérieur ou il peut être amené directement à un dispositif pour la fabrication du matériel cellulaire tel que représenté aux fig. 7 et 8.
L'appareil représenté à la fig. 3 permet d'assembler deux stratifiés 10'a et 10'b de manière à former un stratifié à trois couches. Cet appareil comprend une paire de tambours 45 et 46 qui sont de préférence maintenus à une température nettement inférieure au point de fusion des feuilles de support. Dans le cas du polyéthy- lène, la température ne doit de préférence pas dépasser 820 C. Au-dessous du tambour 45, le stratifié 10'a est amené sur trois rouleaux 47, 48 et 49 entraînés. De même, le stratifié 10'b est amené sur des rouleaux 50, 51 et 52 au-dessous du tambour 46.
Le premier stratifié 10'a est amené sur un rouleau de guidage 53 et de là vers le haut autour du tambour 45 et autour des rouleaux 47 à 49. Des éléments dé chauffage 54 à 58 sont disposés à proximité de la trajectoire du stratifié à partir de la bobine et autour du tambour 45 de manière à préchauffer la feuille de support et la couche imperméable, par exemple en chlorure de polyvinylidène, à une température non supérieure à 79,50 C.
On a trouvé que les éléments de chauffage émettant un rayonnement ayant des longueurs d'onde dans 1' infra- rouge dans le domaine approximatif de 3,2 à 3,5 microns produisent de bons résultats.
Le stratifié 10'b provenant d'une deuxième bobine est amené autour d'un rouleau de guidage 59 et de là vers le haut autour du tambour 46 et des rouleaux 50 à 52. Des éléments de chauffage 60 à 64 sont disposés le long du trajet du stratifié à partir de la bobine et autour du tambour 46 de manière à chauffer la feuille de support et la couche de polyvinylidène, comme décrit pour le stratifié 10'a. Les rouleaux 47 à 49 et 50 à 52 sont de préférence refroidis de manière à amener la température de la couche de polyvinylidène à environ 160 C, après son chauffage par les éléments de chauffage infrarouges. Il en résulte que le polyvinylidène devient amorphe et cet état durera pendant des heures.
On fait alors passer les stratifiés 10'a et 10'b sur des rouleaux 65 et 66 et on les amène ensemble entre des rouleaux de pression 67 et 68, les revêtements de polyvinylidène étant en contact l'un avec l'autre. En opérant ainsi, il y a une adhérence solide et permanente des deux couches l'une sur l'autre, de sorte que les revêtements de polyvinylidène sont assemblés de manière à former en fait une couche unique centrale. Le stratifié est alors amené par des rouleaux 69, 70, 71 et 72 sur une bobine 73 sur laquelle il est enroulé. Une vue en coupe transversale fragmentaire du stratifié est visible à la fig. 4 et on observera que la couche de vinylidène 19' est sensiblement homogène et est relativement mince en comparaison des couches superficielles.
Lorsqu'on utilise des feuilles de base d'une épaisseur de l'ordre de 12,7 microns, l'épaisseur totale du stratifié sera uniquement légèrement supérieure à 25,4 microns.
Le stratifié produit avec l'appareil de la fig. 3 peut être réalisé à des vitesses extrêmement élevées de l'ordre de 305 m par mn et il est évident qu'on peut opérer en combinaison avec un appareil tel que représenté sur la fig. 1 pour la production continue du produit stratifié plastique en trois couches sans qu'il soit nécessaire de manipuler le matériel de base revêtu entre les stades du procédé.
Dans l'appareil représenté à la fig. 5, deux tambours 74 et 75 correspondant aux tambours 45 et 46 de la fig. 3 sont disposés à proximité l'un de l'autre et espacés d'une distance légèrement inférieure à l'épaisseur totale des deux stratifiés 10'a et 10'b devant être assemblés l'un à l'autre. De cette manière, les deux stratifiés sont soumis à une pression; on fait passer les stratifiés individuels 10'a et 10'b autour de rouleaux 76 et 77 respectivement, à partir de là vers le haut autour des tambours 74 et 75 et on fait alors passer le stratifié obtenu autour de rouleaux de refroidissement 78, 79 et 80. Les deux stratifiés 10'a et 10'b sont amenés sur les tambours 74 et 75 et autour de ces tambours de manière que le revêtement de polyvinylidène soit à l'extérieur.
Les revêtements et les feuilles de support sont chauffés par des éléments de chauffage infrarouges 81 à 87 de manière à élever la température des revêtements au moins à environ 121-1350 C. Lorsque les revêtements de polyvinylidène sont amenés en contact dans cet état chauffé, ils adhèrent et les rouleaux 78 à 80 sont refroidis de manière à abaisser immédiatement la température du stratifié de préférence à une température inférieure à 380 C.
Le stratifié passe alors sur des rouleaux 88, 89, 90 et 91 et est enroulé sur une bobine 92.
Dans certains cas, il est désirable d'utiliser un vernis sur la matière de base afin de produire une meilleure adhérence entre le revêtement imperméable et la matière de base, par exemple une résine époxy ou une autre résine ayant une base de butadiyne telle que la combinaison de chlorure de polyvinyle et de butadiyne. Dans la plupart des applications, il est désirable d'utiliser une dispersion de la résine dans l'eau bien qu'il soit possible d'utiliser une solution à condition cependant que le solvant n'attaque pas la matière de base ou de support comme décrit ci-dessus.
La formation de stratifiés plastiques en utilisant une première couche de vernis peut s'effectuer dans l'appareil de la fig. 6. Une feuille de support 93 est amenée à partir d'un rouleau 94 autour de rouleaux 95 et 96 et sur un rouleau d'impression 97. Le rouleau d'impression 97 a une partie de son pourtour immergée dans un bain 98 contenant le vernis, et la quantité de vernis qui adhère au rouleau est réglée par une raclette 99 et la profondeur des dépressions dans le rouleau d'impression.
Un rouleau de pression 100 coopère avec le rouleau d'impression 97 de sorte qu'une certaine pression est appliquée sur la feuille pour assurer une application uniforme du vernis 93. Après revêtement de la feuille de support 93, celle-ci passe vers le haut devant des éléments de chauffage 101 et 102 à chaleur radiante et de là autour d'un tambour 103. Il est préférable de maintenir le tambour 103 à une température inférieure au point de fusion de la feuille de support 93 comme décrit en liaison avec les formes d'exécution précédentes. L'élément 104 qui entoure une portion de la périphérie du tambour 103 est identique à l'élément entourant le tambour 29 représenté à la fig. 1 et fournit plusieurs jets d'air amenant de l'air chauffé sur le revêtement.
Bien qu'on puisse utiliser un vernis approprié quelconque, un exemple d'un vernis satisfaisant est constitué par une dispersion de polyvinylidène contenant une résine partiellement polymérisée et environ 40 % de solides tels que la silice colloïdale. Après chauffage du revêtement de vernis et refroidissement d'une manière sensiblement identique à celle du revêtement de latex de polyvinylidène décrite ci-dessus, le stratifié passe sur des rouleaux 106 à 109 qui effectuent le revêtement de latex de polyvinylidène comme décrit dans la fig. 1.
L'application du revêtement de polyvinylidène et son durcissement sont réalisés d'une manière identique à celle représentée et décrite en liaison avec la fig. 1, et en conséquence on a utilisé des nombres de référence avec des signes primes, identiques pour identifier les éléments correspondants des fig. 1 et 6. Le polyvinylidène est par exemple appliqué par le rouleau d'impression 15' en coopération avec le contre-rouleau 14', le stratifié passe alors sur le rouleau 20' et passe ensuite vers le haut devant les éléments de chauffage 31' et 32' à chaleur radiante et autour du rouleau 29', des jets d'air chaud 33' et 34' frappant pendant cette période de temps la couche de manière à effectuer le durcissement.
Le matériel chauffé est alors enlevé du tambour 29' et se déplace sur le tambour de refroidissement 42' et à partir de là sur les rouleaux 43' et 44' vers une bobine 110.
Le stratifié résultant 111 qui contient la feuille de support avec des revêtements successifs formés d'une première couche de résine et d'une résine imperméable telle que du polyvinylidène peut alors être utilisé sous cette forme pour l'emballage et pour d'autres applications ou on peut assembler deux stratifiés 111 de ce genre de manière à produire un matériel composé au moyen des appareils représentés aux fig. 3 et 5.
I1 est évident à partir de ce qui précède que ce stratifié peut être fabriqué à des vitesses excessivement éle vées et qu'il faut des quantités relativement faibles de la résine imperméable afin de produire un stratifié plus efficace présentant simultanément des caractéristiques importantes de résistance et d'aptitude au scellage à chaud. L'utilisation de quantités relativement faibles de résine imperméable telle que du polyvinylidène augmente très peu le prix de revient résultant du stratifié sous forme de feuilles et la pratique a montré que les grands avantages obtenus ont plus que compensé les faibles frais supplémentaires.
Les stratifiés décrits ci-dessus sont relativement légers et sensiblement imperméables aux gaz et à la vapeur d'eau. Ces stratifiés sont particulièrement utiles pour là fabrication des produits cellulaires dans lesquels l'un au moins des stratifiés est bosselé de manière à obtenir plusieurs parties saillantes discrètes qui sont scellées par une feuille dorsale.
L'appareil représenté à la fig. 7 est particulièrement utile pour la formation de matériels cellulaires avec les stratifiés décrits ci-dessus dans lesquels les couches ayant les points de fusion les plus bas doivent être soudées l'une sur l'autre. Ceci implique naturellement le scellage ou soudage de deux stratifiés à trois couches tels que représentés à la fig. 4, de deux stratifiés à deux couches ou de combinaisons de stratifiés à deux couches et à trois couches. Le stratifié peut être formé de chlorure de polyvinyle revêtu de saran, les surfaces de saran des stratifiés étant soudées l'une à l'autre.
L'appareil de la fig. 7 peut être combiné avec un appareil de revêtement ou de formation de stratifiés tel que représenté aux fig 1, 3, 5 et 6, de sorte que les feuilles plastiques sont chacune revêtues et sont ensuite automatiquement amenées dens le. dispositif pour la formation du matériel cellulaire, ce qui évite la manipulation du produit intermédiaire. En outre, on peut régler la vitesse de formation du stratifié et la mettre en accord avec la vitesse de formation du matériel cellulaire.
L'appareil doit transformer des feuilles stratifiées 120, 121 de matière plastique en matériel cellulaire. Ces feuilles proviennent de bobines 120' et 121' respectivement. La feuille provenant du rouleau 120' est amenée sur un rouleau 122 et à partir de là sur une série de rouleaux 123 à 129 qui sont de préférence des rouleaux entraînés de manière à éviter toutes les contraintes non nécessaires en ce qui concerne la feuille à mesure qu'elle est chauffée.
Plusieurs éléments de chauffage 130 à 135 à chaleur radiante sont disposés entre les paires de rouleaux 123 à 129 et servent à élever graduellement la température de la feuille 120. Les rouleaux 123 à 129 sont de préférence recouverus d'une matière non conductrice à résistance élevée à la chaleur telle que du téflon ou une matière analogue pour empêcher toute adhérence possible de la feuille plastique 120 aux rouleaux. Le chauffage des éléments de chauffage 130 à 135 est également réglé en accord avec le point de fusion de la feuille plastique 120. Dans le cas du polyéthylène par exemple la température de la feuille 120 doit être au voisinage de 180 à 2000 C au moment où elle arrive sur le rouleau terminal 136, laquelle est nettement inférieure au point de fusion du polyéthylène.
Dans le cas de saran et de chlorure de polyvinyle, la température est un peu plus élevée étant donné- que les points de fusion de ces matières plastiques sont supérieurs.
La feuille plastique 120 passe alors autour d'un rouleau 136 et de rouleaux 137 et 138, tous ces rouleaux étant de préférence revêtus d'une matière qui empêche l'adhérence de la matière plastique chauffée. On a trouvé que le téflon était très efficace dans ce but. Les trois rouleaux 136 à 138 sont tous chauffés de préférence à des températures augmentant graduellement de sorte que la température de la feuille plastique 120, au moment où elle est appliquée sur un rouleau 139 de gaufrage est telle que la température de la surface extérieure lorsqu'elle se trouve sur le rouleau 139 est de préférence voisine du point de fusion. On a trouvé avantageux d'éviter d'amener la feuille plastique 120 à son point de fusion ou à une température supérieure, en particulier dans le cas où on utilise des feuilles non stratifiées, étant.
donné qu'on a trouvé que le rouleau 139 effectuant le gaufrage au moyen du vide peut produire des trous très fins dans la matière plastique lorsque la température est trop élevée au moment où cette matière est appliquée sur le rouleau de gaufrage. En dépit de la température inférieure de la feuille 120 lorsqu'elle est appliquée sur le rouleau 139, la réunion par fusion de la feuille bosselée 120 avec la feuille dorsale 12.1 peut être effectuée comme on le verra.
Le rouleau de gaufrage 139 peut avoir toutes les dimensions ou toutes les configurations désirées; il est avantageux que sa surface contienne plusieurs dépressions discrètes ayant les dimensions et les configurations des bosses devant être formées dans la feuille 120 et qu'il soit fabriqué en une matière conductrice de la chaleur telle que de l'aluminium. En plus, le rouleau comprend un moyen permettant de maintenir sa température à un niveau donné pendant tout le procédé, température inférieure au point de fusion de la feuille plastique en contact avec le cylindre.
La feuille plastique dorsale 121 est amenée à partir de la bobine 121' et on la fait passer sur un rouleau 140 et sur des rouleaux 141 à 145 revêtus de téflon, chacun de ces rouleaux étant entraîné. Plusieurs éléments de chauffage 146 à 149 à chaleur radiante, qui peuvent être à rayonnement infrarouge, élèvent la température de la feuille plastique à une température un peu inférieure au point. de fusion de celle-ci.
La feuille 121 est alors ame née autour d'un rouleau de chauffage 150 revêtu de té flon et à partir de là autour d'un rouleau 151 revêtu de silicone. Le rouleau 151 est de préférence maintenu à la température ambiante ou à une température inférieure et il agit de manière à maintenir le côté arrière de la feuille 12.1 à une température sensiblement inférieure à son point de fusion. En même temps, un élément de chauffage 152 à chaleur radiante, recourbé autour de la surface du rouleau 151,. chauffe la surface extérieure de la feuille 121 à une température sensiblement supérieure à la température de soudage ou scellage de la surface de cette couche.
En supposant par exemple que les couches plastiques devant être soudées l'une à l'autre aient une température de soudage d'environ 151,50 C, la feuille plastique 120 est de préférence chauffée dans. ces conditions à une température d'environ 1490 C pour l'application sur le rouleau de gaufrage. Cette tempéra¯ ture est inférieure à la température de soudage ou scel lage, ce. qui empêche la possibilité d'un endommagement de là. feuille pendant le gaufrage. Simultanément, la surface extérieure de la feuille 121 est chauffée à une température de 1540 C ou supérieure de sorte que la surface de la feuille peut être à l'état fondu ou très voisine du point de fusion.
Cependant la feuille 121 ne subit pas de distorsion ou n'est pas endommagée étant donné que le rouleau 151 maintient le côté arrière de la feuille à une température qui est bien inférieure à son point de soudage. Dans ces conditions, la surface chauffée de la feuille 121 est suffisante pour élever momentanément la température de la surface extérieure de la feuille 120 lorsqu'elle est sur le rouleau de gaufrage, de sorte que les surfaces en contact des deux feuilles se trouvent à la température d'assemblage par soudage ou à une température supérieure et sont assemblées ensemble de manière permanente, les parties saillantes de la feuille 120 étant scellées individuellement.
Un autre facteur important pour effectuer un bon soudage entre les deux feuilles 120 et 121 réside dans le réglage de la température du rouleau de. gaufrage 139.
On à trouvé que la température optimale pour le rou îeau 139 varie selon la vitesse de fonctionnement et l'épaisseur des feuilles. Habituellement, lorsqu'on utilise
des feuilles de polyéthylène de 25 microns, la température du rouleau 139 peut aller jusqu'à 1800 C lorsque l'appa- reil est mis en route. A mesure que la température se stabilise, et lorsqu'on opère à une vitesse de l'ordre de 61 mimi, la température peut être diminuée à 100oC et même à une température inférieure. Pour des vitesses supérieures, on peut maintenir des températures encore plus basses dans le rouleau 139 et naturellement pour des feuilles plus lourdes, on peut aisément maintenir des températures plus faibles.
I1 est avantageux de maintenir - une température aussi faible que possible du rouleau 139 sans influencer défavorablement le soudage entre les deux feuilles étant donné qu'il convient d'effectuer un certain refroidissement des parties saillantes tandis qu'elles se trouvent sur le rouleau de gaufrage et d'éviter l'accumulation de chaleur dans le rouleau qui peut conduire à un endommagement des parties saillantes.
La matériel cellulaire terminé 153 est refroidi par des jets d'eau ou d'air 139' et il est enlevé du cylindre 139 au moyen d'une série de rouleaux de refroidissement 154, 155 et 156 qui abaissent encore davantage la température du produit terminé, lequel est amené sur un rouleau 157 et ensuite sur une bobine 158.
L'appareil de la fig. 7 est particulièrement utile pour l'obtention de matériel cellulaire à partir de stratifiés tels que celui représenté à la fig. 11 dans laquelle la ma tíere imperméable est désignée de manière générale par la lettre I tandis que la matière de support est désignée par la lettre B et oit la matière de support B a habituel- lement un point de fusion inférieur à celui de la matière imperméable I.
Même dans les cas où le point de fusion de la matière de support peut être légèrement supérieur à celui de la matière I, il est possible d'utiliser l'appareil de la fig. 7 étant donné que la température de la feuille 120, du fait de Vappllcation sur le cylindre 139 de gaufrage, est généralement légèrement inférieure à celle du point de fusion de la couche de matière devant être soudée ou scellée, tandis que la feuille 121 est refroidie par passage sur le rouleau 151 sur son côté arrière et est chauffée par l'élément de chauffage 152 sur le côté extérieur, de sorte que la surface au moins de la couche extérieure qui est scellée ou soudée sur la feuille gaufrée 128 aura une température de préférence légèrement supérieure à son point de fusion.
Lors de la fabrication du produit cellulaire de la fig. 11, Ôù la couchè imperméable I fond à une température supérieure à celle de la couche de support B et est dans un état amorphe, on peut utiliser un meilleur soudage dans l'appareil représenté à la fig. 8. Dans cette figure, les feuilles stratifiées devant être soudées l'une sur l'autre sont désignées par les nombres de référence 10'a et 10'b, ces feuilles étant formées par exemple comme décrit en référence à la fig. 1.
Les feuilles stratifiées sont amenées à partir de rouleaux 160 et 161 la feuille 10'a étant amenée autour d'un rouleau 162 et passant ensuite vers le haut devant des éléments de chauffage 163 et 164 à chaleur radiante et à partir de là autour d'un rouleau 165 et d'un grand tambour 166 En supposant que chacun des stratifiés 10'a et 10'b comprend une couche de base de polyéthylène et une couche superficielle de saran, le saran se trouve alors sur la face gauche de la matière 10'a comme indiqué à la fig. 8 et sur le côté droit de la matière 10'b.
Ainsi, les éléments de chauffage 163 et 164 chauffent principale- ment le saran à une température voisine de 82 à 93O C
Le cylindre 166 est chauffé à une température suffisamment élevée pour amener le revêtement de saran à une température de 101 ,5o C à 1070 C. La matière chauffée est alors appliquée sur un rouleau de gaufrage 167 lequel est chauffé comme décrit ci-dessus.
Le rouleau de gaufrage 167 est identique au cylindre 139 représenté à la fig. 7 et la feuille bosselée 10'a est alors refroidie par une courroie de refroidissement 168 qui est en contact étroit avec la surface du cylindre de bossellement 167 et est entraînée par des rouleaux 169, 170, 171, 172 et 173, ce dernier étant maintenu à une température suffisamment basse pour amener le revêtement de saran à la température ambiante et de préférence à une température inférieure et pour amener ainsi ce saran à un état amorphe.
La deuxième feuille 10'b qui doit être soudée sur l'extérieur de la feuille bosselée 10'a pendant qu'elle se trouve sur le rouleau de gaufrage 167 est entraînée par un rouleau 174 vers le haut et passe devant des éléments de chauffage 175 et 176 à chaleur radiante et ensuite autour d'une série de rouleaux 177, 178, 179 et 180. Entant donné que la couche de saran sur la feuille 10'b se trouve sur le côté droit comme on le voit à la fig. 8 les éléments de chauffage 175 et 176 chauffent le revêtement de saran à une température de l'ordre de 930 C comme dans le cas des éléments de chauffage 163 et 164.
Le rouleau 178 est chauffé à une température suffisam- ment élevée pour augmenter la température du saran à environ 101,5 à 1070 C. Le rouleau 178 de même que le rouleau 166 est de préférence revêtu de téflon afin d'empêcher toute adhérence possible des couches sur ces rouleaux de chauffage. La matière chauffée 10'b quiti tant le rouleau 178 se déplace autour de rouleaux 179 et I80 qui réduisent la température de la couche de saran au voisinage de la température ambiante et de préférence à une température plus faible, et la matière refroidie qui se trouve alors dans l'état amorphe est amenée autour d'un rouleau 181 et sur la feuille 10'a gaufrée et refroidie.
Les deux revêtements de saran étant dans l'état amorphe, on obtient un soudage permanent par contact des deux feuilles et le produit fini est alors retiré du rouleau de gaufrage au moyen d'une série de rou leaux 182, 184 et 185 et enroulée sur une bobine 186.
Le produit obtenu avec l'appareil de la fig. 8 est représenté à la fig. 11 et on observera que les couches imperméables I, qui dans la présente forme d'exécution sont constituées par du saran, sont complètement enfermées dans les couches de base telles que du poly éthylène ou du polyvinyle.
Comme indiqué ci-dessus, certaines formes d'exécu- tion de l'appareil peuvent être utilisées- dans un procédé continu pour la fabrication d'un stratifié plastique et la transformation immédiatement subséquente des stratifiés en un produit cellulaire. On peut par exemple utiliser l'appareil de la fig. 1 avec celui de la fig. 7 pour la fabrication continue du produit cellulaire. En opérant ainsi, il est possible d'éliminer certaines des opérations de chauffage et de refroidissement et d'obtenir ainsi un procédé plus efficace.
L'un des modes de réalisation de l'appareil pour la formation de feuilles stratifiées plastiques et leur transformation immédiate en un produit cellulaire est représenté à la fig. 9. Dans la mesure où certains éléments de la fig. 9 correspondent à des éléments des fig. 1 à 7, on a utilisé des nombres identiques additionnés de 200 pour désigner ces éléments dans la fig. 9.
L'appareil de la fig. 9 peut être utilisé pour la fabrication d'une grande variété de stratifiés et en particulier pour le revêtement de feuilles de polyéthylène et de chlorure de polyvinyle au moyen d'une matière plastique imperméable telle que du saran. Les revêtements de saran peuvent être soudés à chaud de manière à assembler deux feuilles en matière plastique à revêtement pour la formation du produit cellulaire, ou l'assemblage peut être effectué en amenant les revêtements de saran à un état amorphe. Les températures et le traitement thermique pour l'assemblage des stratifiés plastiques sont les mêmes que dans les autres formes d'exécution.
Les feuilles de matière plastique à revêtir 210a et 210b sont traitées simultanément. On fait passer la feuille 210a sur des rouleaux 211 et 212 et de là entre un rouleau d'impression 215 et un contre-rouleau 214.
Le rouleau d'impression 215 est immergé dans un bain 216 qui peut être constitué par une émulsion de saran et une raclette 218 élimine l'excès d'émulsion sur la surface du rouleau 215. La feuille imprimée 210 passe alors sur les rouleaux 220 à 228 et en dessous d'éléments de chauffage 230 à 232 à chaleur radiante. Le stratifié séché se déplace alors autour d'un tambour 229 et le revêtement subit un séchage supplémentaire au moyen de jets d'air chaud provenant d'un dispositif 239 comme décrit ci-dessus en référence à la fig. 1. Le stratifié quitte le tambour 229 alors qu'il est chauffé à une température inférieure au point de fusion du saran.
Afin d'élever la température de stratifié à la température de moulage et d'assemblage par fusion, le stratifié passe sur des rouleaux 336, 337 et 338 qui peuvent être chauffés à des températures successivement croissantes, puis on l'amène sur un rouleau de gaufrage 339 à vide.
La deuxième feuille 210b est traitée d'une manière sensiblement identique. Après que la feuille 210b a quitté le tambour 229', elle passe sur trois rouleaux de chauffage 336', 337' et 338' et à partir de là autour d'un rouleau refroidi 351 ayant un revêtement élastique 351a en un caoutchouc de silicone par exemple, de manière à obtenir une pression de serrage sensiblement uniforme sur toute sa surface de contact avec le rouleau de gaufrage 339. Un dispositif final de chauffage 352 entourant une partie de la périphérie du rouleau 351 chauffe la surface extérieure de la feuille 210b- à une température supérieure à la température d'assemblage par fusion de manière à effectuer un soudage avec la feuille gaufrée 210a et à obtenir des cellules scellées. La température du rouleau 339 est de préférence réglée à un niveau inférieur à la température de gaufrage de la feuille 210a.
A des vitesses relativement élevées, la température 339 peut être réduite aux environs de 380 C et même à une température. inférieure. En plus, des jets d'eau ou de gaz 339' de refroidissement peuvent être utilisés pour assurer un refroidissement suffisant du produit stratifié ainsi que'une adhérence permanente entre les deux feuilles revêtues. On fait alors passer le produit fini autour de rouleaux 354, 355 et 356 de refroidissement et on le fait ensuite passer sur un rouleau 357 puis sur une bobine 358. Le produit fini est représenté à la fig. 11 bien que les parties saillantes puissent avoir des configurations autres qu'hémisphériques.
L'appareil de la fig. 9 peut aussi être utilisé pour le scellage ou soudage des feuilles plastiques revêtues 210a et 210b lorsque le revêtement appliqué sur les feuilles comporte un état amorphe, comme c'est le cas du saran.
Ce mode opératoire fait intervenir le chauffage des revêtements de saran au moins à une température de 101,50 C et ensuite le refroidissement rapide des revêtements à une température bien inférieure à la température ambiante et de préférence de 4O à 160 C. Le refroidissement de la feuille 210a peut être effectué par une courroie de refroidissement telle que la courroie 168 de la fig. 8, laquelle agit de manière à refroidir la feuille gaufrée 210a tandis qu'elle est sur le rouleau de gaufrage 339. La feuille 210b est alors surrefondue au moyen de rouleaux 336', 337' et 338' et le rouleau 351 agit uniquement pour amener la feuille 210b en contact de pression avec la feuille 210a sur le rouleau de gau frage 339.
Avec cette disposition, il n'est pas nécessaire de refroidir les rouleaux 354, 355 et 356 mais on peut les maintenir à température ambiante.
L'appareil représenté à la fig. 10 permet un procédé continu pour revêtir simultanément quatre feuilles plastiques séparées d'une matière plastique contenant par exemple du saran, de transformer en stratifié deux paires de feuilles de manière à obtenir un stratifié à trois couches comme décrit en référence à la fig. 3 et de réaliser ensuite un produit cellulaire à partir des deux stratifiés, produit représenté à la fig. 12.
Les quatre feuilles qui sont traitées simultanément sont désignées par les nombres de référence 410a, 410b, 410c et 410d. La feuille 410a est amenée par l'intermédiaire de rouleaux 411a et 412a sur un rouleau d'impression 413a comportant une raclette 414a. Le rouleau d'impression 413a est partiellement immergé dans un bain 415a contenant un latex tel que la combinaison de polyvinylidène et d'acrylonitrile décrite précédemment
Un contre-rouleau 416a coopère avec le rouleau d'impression 413a de manière à déposer le latex sur la feuille 410a. La feuille revêtue passe alors sur des rouleaux 417a à 423a et des éléments de chauffage 424a, 425a et 426a à chaleur radiante éliminent une partie de l'humidité du revêtement comme décrit en référence à la fig. 1. La feuille passe alors autour d'un tambour 427a comportant un dispositif 428a à jets d'air correspondant au dispositif 39 de la fig. 1.
Ce dispositif assure le séchage final du revêtement et la feuille plastique revêtue 410a est alors enlevée du tambour 427a au moyen de rouleaux chauffés 429a, 430a, 431a et 432a.
Les feuilles 410b, -c et -d sont traitées simultanément de la même manière et les éléments correspondants de l'appareil pour ces trois feuilles sont désignés par des nombres correspondants comportant les suffixes -b, -c et -d respectivement.
Les feuilles revêtues 410a et 410b sont réunies, les revêtements étant chauffés à une températjre de soudage et elles passent entre des rouleaux de pression 433a# et 433b, ce dernier comport#ant de préférence un revêtement élastique en caoutchouc de silicone, par exemple. On obtient un stratifié à trois couches 410' analogue à celui de la fig 4. Le stratifié est alors amené sur des rouleaux 434 à 439 et en dessous d'éléments de chauffage 440, 441 et 442 à chaleur radiante de manière à le préchauffer. Le stratifié passe alors autour de rouleaux de chauffage 443, 444, 445 et 446 et à partir de là sur un rouleau de gaufrage 447.
Un deuxième stratifié 410" à trois couches est alors réalisé à partir des feuilles revêtues 410c et 410d de manière similaire et les éléments utilisés correspondent aux éléments pour former le stratifié à partir des feuilles 410a et 410b et sont désignés par des nombres identiques comportant le signe prime, sauf que les rouleaux 445 et 446 pour chauffer le stratifié 410' sont remplacés par un rouleau 448 unique à revêtement élastique de manière à obtenir une pression uniforme s'exerçant sur le rouleau de gaufrage 447, de sorte qu'un soudage efficace est obtenu entre les deux stratifiés. Le revêtement sur le rouleau 448 est de préférence en caoutchouc de silicone comme dans le cas du rouleau 151 de la fig. 7.
Le produit cellulaire stratifié sur le rouleau de gaufrage 447 est alors refroidi au moyen de jets d'air froid ou d'eau 449 et le produit refroidi est enlevé au moyen de rouleaux de refroidissement 450, 451 et 452. Le produit est ensuite guidé autour d'un rouleau 453 et enroulé sur une bobine 454.
L'appareil de la fig. 10 peut être modifié pour la formation de stratifiés à partir des feuilles plastiques revêtues 410a et b et 410c et d par utilisation de la surfusion. Dans ce but, les rouleaux 429a, 430a et 431a sont refroidis à la température de surfusion afin de refroidir rapidement le revêtement de manière à l'amener à l'état amorphe. Les rouleaux 429b, 430b et 431b sont amenés de manière similaire à une température de surfusion afin de refroidir le revêtement sur la feuille 410b. Lorsque les feuilles à revêtement surfondu sont réunies entre les rouleaux 433a et 433b, elles adhèrent immédiatement avec formation d'un stratifié à trois couches. Le procédé de chauffage et de gaufrage du stratifié à trois couches 410' est ensuite le même que celui décrit ci-dessus.
On utiliserait le même procédé pour la formation d'un stratifié à partir des feuilles revêtues 410c et 410d par refroidissement des rouleaux 429c, 430c, 431c, 429d, 430d et 431d.
Les produits cellulaires sont représentés aux fig. 11 à 14 et dans chaque cas les matières de support ou de base sont désignées par la lettre B tandis que la matière déposée sur le support est désignée par la lettre I. Le produit de la fig. 11, obtenu par le procédé décrit, comprend des stratifiés à deux couches, la couche imperméable I étant enfermée et protégée par la matière de base. La matière de base peut être du chlorure de polyvinyle ou du polystyrène, tandis que la matière imperméable peut être une combinaison de chlorure de polyvinylidène et d'acrylonitrile, par exemple. On observera que lorsque les couches I sont soudées ensemble de manière à former les cellules elles conduisent à une structure sensiblement homogène permettant la fermeture permanente des cellules.
Le produit de la fig. 12, donné à titre comparatif, comprend des stratifiés à trois couches. On observera que dans chacun des stratifiés, la matière imperméable I est enfermée entre des couches extérieures de la matière de base, les matières I n'étant pas collées ensemble comme les produits obtenus par le procédé décrit.
Les fig. 13 et 14 montrent des produits donnés également à titre comparatif comportant des stratifiés à deux couches et à trois couches et dont les matières imperméables I ne sont pas collées ensemble.
La matière de base peut avoir une épaisseur de 25 à 50 microns, tandis que le revêtement en matière imperméable peut avoir une épaisseur de 1/10 de l'épaisseur de la matière de base et les cellules peuvent être de dimensions et de configurations quelconques.
REVENDICATION I
Procédé de fabrication d'un produit cellulaire comportant des cellules scellées, caractérisé en ce qu'on revêt une première feuille de plastique d'un liquide contenant une matière plastique hautement élastique et relativement imperméable aux gaz, on chauffe au moins le revêtement sur la feuille afin d'évaporer le liquide et de laisser subsister une couche plastique sèche, on amène la feuille revêtue chauffée sur un cylindre de gaufrage comportant plusieurs dépressions discrètes rapprochées de manière à former des parties saillantes sur la feuille, la couche revêtue se trouvant à la surface extérieure de la feuille pendant qu'elle est sur le rouleau de gaufrage, on revêt une deuxième feuille de plastique d'un liquide contenant une matière plastique élastique relativement imperméable aux gaz,
on chauffe au moins ce revêtement afin d'évaporer le liquide et de laisser subsister une couche de matière plastique imperméable, on amène ensuite le revêtement chaud de la deuxième feuille en contact sous pression avec le revêtement de la première feuille gaufrée de manière à sceller de façon permanente les cellules saillantes, et on refroidit ensuite l'ensemble résultant pour obtenir le produit terminé.
REVENDICATION II
Appareil pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication I, caractérisé en ce qu'il comprend un radiateur pour préchauffer une première feuille de plastique, un cylindre de gaufrage, des rouleaux pour faire passer la première feuille préchauffée autour du cylindre, un radiateur pour préchauffer une deuxième feuille de plastique, un rouleau à surface élastique engageant le cylindre avec pression, et un rouleau pour amener la deuxième feuille autour du rouleau à surface élastique pour effectuer le contact sous pression des première et deuxième feuilles.
SOUS-REVENDICATIONS
1. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que les revêtements en matière plastique sont formés de chlorure de polyvinylidène et d'acrylonitrile copolymérisés.
2. Appareil selon la revendication II, caractérisé en ce qu'il comprend un premier radiateur, un dispositif pour déplacer la première feuille devant ce radiateur de manière à la préchauffer, un rouleau disposé au voisinage immédiat de la surface du cylindre de gaufrage, un organe de chauffage pour ce rouleau, un dispositif pour amener la feuille préchauffée autour du rouleau chauffé et sur le cylindre de gaufrage de manière à y former des cellules, un deuxième radiateur, un dispositif pour amener la deuxième feuille au voisinage du deuxième radiateur de manière à la préchauffer, un second rouleau de chauffage, un rouleau à revêtement
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