CH432812A

CH432812A - Procédé pour fixer une bande autour d'un objet

Info

Publication number: CH432812A
Application number: CH119965A
Authority: CH
Inventors: Sabin Jr Bartlett David
Original assignee: Fmc Corp
Priority date: 1964-02-06
Filing date: 1965-01-28
Publication date: 1967-03-31
Also published as: ES308599A1; BE658779A; FR1424109A; US3316687A; NL6501376A; IL22840A; DE1479207A1; AT266712B; GB1071042A; SE307664B

Description

Procédé pour fixer une bande autour d'un objet
La présente invention a pour objet un procédé pour fixer une bande polymère orientée par allongement autour d'un objet. Les bandes polymères orientées par allongement sont maintenant très employée pour remplacer les courroies formées d'une bande d'acier longtemps utilisées pour le cerclage.

Une bande polymère pouvant être utilisée dans le domaine de l'emballage peut être formée de nombreux polymères et copolymères linéaires, à longue chaîne, formant des films. Pour des raisons économiques, une matière préférée est le polypropylène. Cependant, on doit comprendre que le procédé est applicable à des bandes d'autres polymères et copolymères, par exemple d'autres polyoléfines, des polyesters, des polyamides et des résines acryliques.

Le processus exact ou spécifique pour former une bande polymère dépend du polymère particulier, mais, en général, la bande est formée en extrudant le polymère fondu à travers un orifice pour former une structure dans laquelle les molécules à longue chaîne du polymère sont orientées de manière hétérogène. Cette structure initiale a une tenacité relativement faible et un allonge- ment élevé ou une fragilité élevée. Cependant, en étendant longitudinalement la structure d'ordinaire à une températur. e élevée, les molécules sont orientées uni- axialement, généralement suivant la direction longitudinale de la structure et la ténacité est grandement aug mentée, tandis que l'allongement t et/ou la fragilité sont sensiblement réduits.

La structure résultante est le type de bande dont la présente invention cherche à prévoir la fixation et elle sera appelée bande polymère orientée par allongement . La plupart des bandes polymères orientées par allongement ont un point t de fusion assez faible, mais, si elles sont chauffées même jusqu'à la température à laquelle elles sont orientées par allongement (température qui peut être considérablement inférieure au point de fusion), elles se rétréciront jusqu'à avoir approximativement la longueur qu'elles avaient avant l'allongement, perdront leur orientation moléculaire uniaxiale et, en conséquence, perdront de la ténacité.

Le but de la présente invention est de fournir un procédé pour fixer deux portions de bandes polymères orientées par allongement de manière telle que le joint puisse résister sensiblement à une tension égale à celle de la bande en soi, et de manière à éviter une perte sensible d'orientation moléculaire.

Le procédé faisant l'objet. de l'invention est oaracté- tissé en ce qu'on retire la bande d'un magasin et on la dispose autour de l'objet de façon à former deux portions extrêmes se recouvrant mais placées à distance l'une de l'autre, l'une étant l'extrémité libre de la bande et l'autre s'étendant jusqu'au magasin, on produit de la chaleur entre les portions extrêmes en introduisant brièvement un élément chaud entre ces dernières mais sans contact avec elles pour amollir leurs surfaces se e faisant face tout en maintenant le reste des portions extrêmes en condition normale,

on presse les surfaces amollies l'une contre l'autre avec des dispositifs froids qui s'étendent le long de la bande au-delà des surfaces amollies sous pression jusqu'à ce que celles-ci fusionnent afin de fixer une longueur de bande autour de l'objet, et on sépare la longueur fixée de la bande du magasin.

Le dessin annexé illustre, à titre d'exemple, une mise en oeuvre du procédé objet de l'irnvention :
la fig. 1 est une vue en élévation latérale schématique illustrant un dispositif utilisé dans cette mise en oeuvre,
la fig. 2 est une coupe suivant II-II de la fig. 1,
la fig. 3 est une coupe semblable à celle de la fig. 2 représentant une autre étape de cette mise en oeuvre, et
la fig. 4 est une vue en perspective à plus grande échelle d'une portion d'extrémité de la bande au cours de ladite mise en oeuvre.

Une bande unique 10 (fig. 1) comporte une portion d'extrémité libre 1 1 et une portion 12 qui s'étend jusqu'à un magasin. Les deux portions de la bande s'étendent entre les rouleaux de guidage qui les maintiennent espacées face à face. Comme on l'a indiqué Idans le dessin, l'espacement entre les portions de bandes est déter nuné par l'appui de ces portions contre ,deux éléments 13 et 14. Les éléments 13 et 14 sont maintenus froids par un liquide de refroidissement que l'on fait circuler entre eux. Le liquide de refroidissement est transmis à l'élément 13 par une canalisation 15 et, après avoir circulé à travers un canal 16, il est ejecté à travers une canalisation 17.

L'élément 14 est refroidi de la même manière, l'agent de refroidissement liquide étant introduit par une canalisation 18 et déchargé par une canalisation 19.

Lorsqu'on prépare les deux portions de bandes 1 1 et 12 pour fixer celles-ci ensemble, on fait un apport suffi sant d'énergie calorifique entre les faces en regard des portions. de bande pour fondre et rendre visqueuses les surfaces se faisant face et une zone de la bande immédiatement adjacente à ces surfaces. Cet apport d'énergie se fait sous forme de chaleur rayonnée, fournie par un mince élément de chauffage 20 en forme de lame. L'élément 20 est connecté au piston d'un cylindre pneumatique 21 au moyen duquel il peut être projeté depuis une position rétractée, représentée dans la fig. 3, jusqu'à une position entre les portions de bande espacées 1 1 et 12, non en contact avec ces parties de bande, comme on l'a représenté dans la fig. 2.

Lorsque l'élément 20 est dans sa position rétractée, son extrémité est placée entre deux dispositifs de chauffage 22 et 23 au moyen desquels il est maintenu à une température élevée. Pour conditionner les portions de bande afin de les coller ou de les sceller ensemble par la chaleur, l'élément 20 est très rapidement déplacé jusqu'à la position située entre les deux portions de bande comme on l'a indiqué dans la fig. 2. Lorsque la bande est en polypropylène, elle se ramollira à une température allant jusqu'à environ 1070 C et fondra à environ 155 C.

On a trouvé que lorsque le chauffage. de l'élément 20 est maintenu à une température comprise entre environ 5930 C et 6500 C et que les deux parties de bande sont à environ 1,5 mm de l'élément, les faces intérieures de la bande seront fondues jusqu'à une profondeur de 0,08 à 0,1 millimètre par insertion de l'élément, de chauffage entre les deux faces pendant un espace de temps extrêmement bref, de l'ordre de quelquesmlllisecondes. Puisque la bande a normalement environ 0,5 millimètre d'épaisseur, il apparaît que ce. procédé laisse la majeure partie de la section transversale de la bande sans changement, même si, en plus de la zone fondue, la bande peut être ramollie jusqu'à provoquer une désorientation moléculaire sur 0,05 à 0,

08 millimètre de plus. Dans la fig. 4, la zone fondue de la partie d'extrémité 1 1 de la bande est indiquée en 24.

Au cours du procédé la bande ne rétrécit pas sur une longueur substantielle parce que seule une partie relativement faible de l'épaisseur totale de la bande est affectée par la chaleur et que la partie non affectée fournit une résistance ou une rigidité suffisante pour empêcher la surface ramollie de se rétrécir. Lorsque les surfaces de la bande qui se font face sont ainsi fondues, on fait revenir l'élément de chauffage 20 à la position. de la fig. 3 et les surfaces fondues de la bande sont immédiatement pressées ensemble en déplaçant l'élément 13 vers l'élément 14, comme on le représente dans la fig. 3. Les portions de bande sont maintenues sous pression jusqu'à ce que les parties fondues se rassemblent par fusion et, dans le cas d'une bande de polypropylène, le temps exigé pour accomplir cette fusion peut être aussi bref qu'une demi-seconde.

Puisque l'élément de chauffage est inséré entre les deux portions de bande pendant seulement quelques millisecondes, tout le procédé peut être achevé dans un temps très court.

Les éléments 13 et 14 sont des éléments de pression et ils s'étendent sur une are des faces extérieures des portions de bande plus grande que l'aire e 1des faces inté- rieures fondues. La raison on est qu'ainsi toute la surface fondue de chaque portion de bande est pressée fermement contre l'autre portion de bande, de sorte qu'aucune partie de la bande qui a été fondue n'est maintenue sans fixation à l'autre partie de bande. Même si la bande ne devient pas orientée du point de vue moléculaire sur un pourcentage relativement faible de sa section transversale, sa résistance totale est naturellement affaiblie en ce point.

Mais lorsque les parties en recouvrement sont assemblées par fusion, l'épaisseur totale de la bande non affectée est t plus grande dans le joint que sur le reste de la longueur de la bande. Comme on l'a représenté dans la fig. 4, la zone fondue et, par conséquent, la zone visqueuse 24 ne s'étend pas jusqu'à la pointe même de la portion d'extrémité 1 1 de la bande. Si la partie fondue 24 s'étendait jusqu'à la pointe de la portion d'extrémité 11, il y aurait de grandes chances qu'une partie 12 soit fondue au delà du point de recouvrement avec la portion d'extrémité 1 1 et ceci laisserait une section de la bande, immédiatement adjacente au joint, plus faible que le reste de la bande.

La portion de bande 12 s'étend jusqu'à un magasin comme on l'a indiqué dans la fig. 1, de sorte qu'après que le joint a été réalisé, la portion est séparée du magasin à une faible distance de la surface fondue, en assurant ainsi que toute la surface fondue de la portion 1 1 est fondue avec la portion de bande 12.

Les éléments de pression 13 et 14 sont maintenus froids pour assurer que la majeure partie de la section transversale des parties de bande en recouvrement est maintenue dans un état orienté par allongement en empêchant la chaleur de migrer à travers la bande depuis les surfaces intérieures fondues durant le temps où la pression est maintenue.

I1 est nécessaire, afin d'obtenir une fusion convie nable et, par suite, un bon scellement entre les parties de bande en recouvrement, qu'au moins une e des aires des faces opposées de la bande soit en fait fondue, c'est-àdire soit élevée jusqu'à une température supérieure à son point de ramollissement. On a trouvé que la bande pouvait être fondue dans une profondeur telle que cette fusion n'affecte pas la majeur partie Ide ces portions, en employant une température relativement élevée pendant un temps très court. Lorsqu'on utilise une température inférieure et un temps plus long, il devient difficile, sinon impossible, d'empêcher toute la section transversale d'être affectée.

Il y a aussi avantage à espacer la bande de l'élément de chauffage et à faire rayonner la chaleur à travers l'intervalle rempli d'air jusqu'à la bande. Si la bande était en contact avec l'élément de chauffage, il est probable qu'une partie de la portion fondue de la bande adhèrerait à l'élément de chauffage et, en conséquence, ne serait pas disponible pour réunir par fusion les parties de bande lorsqu'elles seront ultérieurement comprimées par les éléments de pression 13 et 14.

En outre, un revêtement de la matière de la bande pourrait se former sur l'élément de chauffage et interférer avec une transmission convenable de la chaleur Les éléments de pression 13 et 14 peuvent t être refroidis par des moyens autres que ceux indiqués ci-dessus et en pressant les parties de bande ramollies, l'élément 14 pourrait être l'élément mobile ou bien les éléments 13 et 14 pourraient être déplacés simultanément. L'élément de chauffage 20 peut contenir une unité de chauffage électrique plutôt que d'être chauffé par les dispositifs séparés 22 et 23 et l'élément t de chauffage pourrait avoir une épaisseur supérieure à celle d'une lame.

Egalement, l'élément 20 peut être déplacé vers et à partir de la position entre les portions de bande espacées par des moyens autres que le cylindre pneumatique 21. Ainsi, le dispositif particulier pour réaliser les étapes du procédé décrit citdessus peut être modifié considérablement.

Claims

REVENDICATION Procédé pour fixer une bande polymère orientée par allongement autour d'un objet, caractérisé en ce qu'on retire la bande d'un magasin et on la dispose autour de l'objet de façon à former deux portions extrêmes se recouvrant mais placées à distance l'une de l'autre, l'une étant l'extrémité libre de la bande et l'autre s'étendant jusqu'au magasin, on produit de la chaleur entre les portions extrêmes en introduisant brièvement un élément chaud entre ces dernières mais sans contact avec elles pour amollir leurs surfaces se faisant face tout en maintenant le reste des portions extrêmes en condition normale,

on presse les surfaces amollies l'une contre l'autre avec des dispositifs froids qui s'étendent le long de la bande au-lelà des surfaces amollies sous pression jusqu'à ce que celiesci fusionnent afin de fixer une longueur de bande autour de l'objet, et on sépare la lon gueur fixée de la bande du magasin.