BE607893A

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Publication number: BE607893A
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Description

"Procédé de soudure pour tous matériaux thermo- soudables y compris les matériaux-barrières et complexes."
La présente invention concorne les soudures do matériaux thermo-soudables y compris les matériauxbarrières et complexes.

SI l'on procède à l'examen systématique de soudures réalisées par les procédés usuels de scellage par impulsion, par chauffage thermique on par haute fréquence, on constate lors des essais de traction ou d'allongement une certaine hétérogénéité au niveau

des soudures par rapport au matériau à sceller, ce qui entraxe un affaiblissement caractérisé de la résistance à la traction de la soudure, de l'ordre de
30 % et plus, la résistance de la soudure étant nette- ment inférieure à la résistance présentée par le matériau scellé.

L'examen microscopique des soudures classiques montre au niveau de celles-ci un amincissement ae la matière ou un conque d'homogénéité ou d'adhérence, favorisant à ce niveau une diffusion anormale de gaz divers, qui dans certains cas, neuvent entraîner une altération de la matière emballée rendant ainsi inefficace un emballage adéquat pour le reste.

On a déjà tenté d'améliorer la résistance des soudures en préconisant une hausse de la pression utilisée et un réglage de la température aux environs de 190 C. Toutefois, cette méthode n'a pas donné les résultats attendus.

La présente invention a peur bnt de remédier à ces inconvénients et d'indiquer un procédé qui permette de réaliser des soudures ayant une résistance égale ou même supérieure à celle présentée par le matériau lui-même.

Dans ce but, le procédé, objet de l'invention, est caractérisé en ce que on donne à la roudure une homogénéité parfaite de la masse soudée et un renforcement de la soudure par la formation d'un bourrelet de matière.

Dans la réallsation pratique de l'invention,

les parties à souder, appliquées l'une contre l'autre, sont portées à leur point de fusion de façon à conférer
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une certaine mobilité rvr. chaînes :"'..'lcromolécula1res.

Suivant la nature du matériau mis en oeuvre, la température peut atteindre lusqu'à 250 environ.

En exerçant à ce moment une pression adéquate, on provoque un refoulement des matièies en fusion,
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La fige 1 montre un type de bourrelet formé par l'application du procédé à température de fusion du matériau.

La fig. 2 représente un autre type de soudure obtenu par le semé procédé.

La technique proposée suivant l'invention permet de réaliser le 3 3 possibilités suivantes : 1 ) Par la mise au point des conditions optima de pression, température et durée de scellage, atteindre au niveau de la soudure le point de fusion de la matière; l'accumulation de ces matières en fusion (provenant du matériau à sceller ou même par addition de matière) permet la formation d'un
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Bourrelet de matière, de forme evclde, voir memp on forme de pis de vahe suivant fig. 1.

Le renflement ainsi obtenu par accumulation de matières en fjsion présente les caractéristique? ci-dessous :

a) Amélioration au niveau de la soudure de la résistance mécanique à la traction et à l'allongement, permettant d'atteindre une
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résistance égale et m6me supérieure z la résistance intrinsèque du matériau mis en oeuvre. b) Par la formation de cette accumulation de matière formant bourrelet, de forme et d'épais- seur variables, on obtient à la soudure une diminution sensible de la perméabilité à la vapeur et aux gaz en fonction de l'épaisseur réalisée.

Cette forme particulière peut être obtenue avec différents types de mâchoires présentan t des profils différents, par exemple : A/ Mâchoires plates à arêtes vives (pour bourrelet simple) B/ Mâchoires comprenant une partie plate, terminée par une partie biseautée d'un angle déterminé et variable, a. pour bourrelet simple b. pour bourrelat double (voir explication au 2 ci-dessous) C/ Mâchoires comprenant une partie plate terminée par une incurvation à rayon de courbure déterminé et variable, a. pour bourrelet simple h. pour bourrelet double.

D/ Mâchoires arrondies à rayon de courbure déterminé et variable (pour bourrelet double).
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E/ H5cholro arrondie et cont1'E'-r.1{choiro Dlato., pour bourrolot doublo.

L- choix du type do rn",choir. l'';:t fonction

de la nature du matériau à sceller, de la forme et de l'épaisseur du bourrelet, compte tenu du but poursuivi, c'est-à-dire la formation d'un bourrelet à la tempéra- ture de fusion du matériau.

Il en est de mena en ce qui concerne la pression à appliquer, la température et le temps de scellage. Ces trois facteurs concourant étroitement à la réalisation de la soudure recherchée sont interdépen- dants et toute modification à l'un d'eux entraîne de ce fait un réglage des deux autres. En principe, con- trairement à ce qui est fait jusqu'ici, il n'r a pas lieu d'augmenter la pression à la soudure, mais bien la température.

A ticre d'exemple, les essais ont été poursuivis sur des soudeuses à mâchoires à des pressions variant de 25 gr/cm2 à 1,3 kg/cm2 et des températures de 150 C à 180 C.

A la température de 1500 et 25 gr de pression, avec des temps de contact compris entre 2" et 15", on constate, lors des tests de traction, que la rupture s'effectue par décollage des films.

La résistance à la traction se situe dans ce cas entre 4 et 5 kg et les allongements entre 20 et 40 %.

Dès que l'on augmente la pression, il y a d'abord un accroissement des caractéristiques (5 kg- 200 à 300 d'allongement), mais si l'on accroît davantage la pression (1,3 kg/cm2) la résistance et l'allongemont retombent très forte sont (3 kg- 20 à 30% d'allongement), lessoudures sont fortement aplaties

et présentent un amincissement marqué. La rupture du film se fait alors au niveau des soudures.

On a alors essayé de réduire ce défaut en plaçant un film de mena nature entre les 2 films à. souder.

Les résultats obtenus étaient quasi identiques à ceux obtenus ci-dessus et ne présentaient aucun avantage ni intérêt particulier.

En vue de parer à cet amincissement du film au niveau de la soudure et de la soudure elle-même, on a alors recouert de part et d'autre les films à souder d'une feuille de polyéthylène de même nature (0,25).

A la température de 1900 avec une pression de 25 gr, mais un temps de contact se situant entre 7 et 10", on a obtenu cette fois des caractéristiques qui, à peu de chose près, sont égales à celles du film mis en couvre. En effet, on a trouvé des résistances à la traction de l'ordre de 5 kg, avec des allongements de 1300 à 1400 %. Si la température est portée à 250 , même pression et 6" de contact, on retrouve, peu s'en faut, les caractéristiques du matériau non soudé, soit 5,800 kg à 6,300 kg à la traction et 1100 et 1700 % allongement.

L'examen d'une coupe de la soudure montre que les films ont gardé leur section initiale jusqu'au niveau de la soudure, que la base on est plutôt renfor- cée et nue la soudure présente uno section de loin supérieure à la section dos deux films réunis.

Cette façon de procéder a donc permis de supprimor les défauts qui étalant à l'origine de la

chute des caractéristiques traction - allongement au niveau ies soudures et l'on peut donc dire que le but visé est atteint.

En vue de vérifier le comportement eux essais d'une telle soudure, on a, à partir d'une gaine de polythène do 0,25 confectionné deux sacs de 72,5 en de long - 45 cm de large, dans lesquels on a introduit, pour l'un 25 kg de dolomie (avec petits cailloux), et pour l'autre 25 kg d'humus. Les résultats ont été probants ot ont permis de mettre aussi en évidence l'influence de la nature du produit emballé sur la résistance générale du sac.

Avec la dolomie, le sac a tenu 374 chutes au tambour (exigé pour le Congo, région Est : 100 chutes).

Le sac contenant de l'humus a résisté à 618 chutes et ne présentait qu'une petite fissure. (Ce dernier produit était beaucoup plus pulvérulent et ne détériorait pas les sacs).

D'autres essais ont confirmé ces résultats.

La valeur pratique de ce type de soudure étant bien établie, on a ensuite orienté les essais vers la réalisation de soudures présentant les mêmes caractéristiques, c'est-à-dire avec renforcement du film à la base de la soudure, elle-même présentant sur quelques millimètres une section supérieure aux 2 films réunis et cela en évitant l'apport supplémentaire de. matière,.
De telles soudures ont été sumises aux tests de traction et allongement. Nous : - trouvé 55 kg 5,6 kg en traction et. 1100 à 1200 en allongement.

C'est évidemment lentement inférieur à la soudure

avec apport de matière, mais pratiqueront cela peut être considéré corme suffisait. Une chose en tous cas est certaine : de telles caractéristiques ne peuvent être atteintes qu'avec une coupe présentant l'aspect des figures 1 et 2.

2 ) Ce procédé permet aussi la formation d'un double renflement de part et d'autre du point de scellage.

Cette possibilité permet dans le cas de matériau en gaine ou tube @@@btenir par une seule opération de coupure entre les doubles renflements ainsi provo- qués, une série de sachets ou pochettes. Ce double remirent peut être obtenu par une mâchoire morne ronde a très faible rayon de courbure et un* contre-mâchoire plate ou 2 mâchoires rondes à faible rayon de courbure ou 2 mâchoires à zone plate terminées par 2 lèvres à rayon de courbure variable suivant le matériau ou encore par 2 mâchoires comprenant une partie plate terminée par une partie biseautée d'un angle déterminé et variable.

3 ) Possibilité de souder à travers la masse de matière à conditionner telle que concentré de tomates, moutarde, etc... en opérant en deux temps (méthode de scellage par impulsion ou haute fréquence).

Au 1er stade, les mâchoires sont appliquées S'or le matériau et son contenu dp manière à exercer une pression élevée qui peut atteindre plusieurs Kgs au cm2 pour provoquer l'expulsion de la matière à omballer. Cette opération est suivie d'une détente ramonant la pression exercée à colle désirable pour obtonir la soudure dans los conditions décrites sous le).

Il y a lieu enfin de tenir compte de certains facteurs pour l'obtention de la soudure telle que décrite ci-dessus si l'on veut la réaliser comme il convient. a) Les mâchoires doivent être rigoureusement dans un mène plan et parallèles en tous points. b) La pression exercée doit être identique sur toute la surface de la partie à sceller. c) Aux points de cellage, les écarts de température de l'élément chauffant doivent être aussi faibles que possible.

Claims

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' :;' TC k'^ I 0'; S.

1) Procédé de soudure pour tous matériaux therso-soudables y compris le= matériaux-barrières et complexes, caractérisé en ce que on donne à la soudure une homogénéité parfaite de la masse soudée et un renforcement de la soudure par la formation d'un bourrelet de matière.

2) Procédé du genre 'antienne sous 1, caractérisé en ce que les parties souder, appliquées l'une contre l'autre, sont portées à leur point de fusion de façon à conférer une certaine mobilité aux chaînes EMI10.2 macromoléculalres.

3) Proche du genre mentionné sous 1 et 2, caractérisé en ce que une température pouvant atteindre jusqu'à 250 environ convient suivant la nature du matériau mis en oouvre.

4) Procédé du genre mentionné sous 1 à 3, caractérisé en ce que, en exerçant à ce moment une pression adéquate, on provoque un refoulement des matières en fusion, entraînant un gl'.ssement des macromolécules, qui alors s'interpénètrent, s'enchevê- trent; formant un tout homogène.

5) Procédé du genre mentionné sous 1 à 4, caractérisé en ce que l'on procède à la formation d'un double renflement de part et d'autre du scellage, de manière à obtenir par une eule opération de coupure ntre les doubles renflements ainsi provoqués une série de sachets ou pochettes. <Desc/Clms Page number 11>

6) Procéda du goure mentionné sous 1 à 4, caractérisé en ce que l'on soude à travers la masse à conditionner, en appliquant tout d'abord une pression élevée de plusieurs Kgs au cm2 pour expulser la matière, après quoi on provoque une détente ramenant la pression à celle désirable pour la soudure dans les conditions décrites aux revendications 1 à 4 ci-dessus.

7) Produits obtenus par application du procédé tel que décrit ci-dessus et revendiqué aux revendications 1 à 6 ci-dessus.