FR2964366A1 - Procede et installation de pose de manchons etirables - Google Patents

Abstract

Le procédé de pose de manchons (1) obtenus à partir d'une gaine en matière plastique étirable sur des corps volumétriques (2) et selon lequel on étire le manchon (1) pour le positionner autour de la section transversale du corps (2), est remarquable en ce qu'on soumet le manchon (1) à un moyen de chauffage (B) de température supérieure à la température ambiante considérée, de l'ordre de 20°C à 24 ° C.

Description

L'invention concerne le domaine technique des manchons en matière plastique étirable.

Plus particulièrement, l'invention concerne les moyens pour la pose de ces manchons sur tout type de corps volumétrique.

Il est connu, pour l'homme du métier, de disposer sur des corps volumétriques, tels que des récipients, de forme géométrique quelconque, des manchons en lieu et place d'étiquettes, et destinés à recevoir différents types d'information, sous forme graphique ou numérique, concernant, par exemple, les caractéristiques du ou des produits contenus dans le récipient, des marques d'identification, des codes-barres, ...

Parmi les manchons en matière plastique, on distingue essentiellement les manchons thermo-rétractables et les manchons étirables.

L'invention concerne, exclusivement et limitativement, la pose des manchons étirables, c'est-à-dire ceux obtenus à partir d'une gaine en matière plastique étirable et découpée selon différents formats. Ces manchons peuvent être obtenus à partir de différentes matières plastiques généralement du PE, présentant des caractéristiques de déformation tout en offrant une résistance suffisante. Un manchon étirable, comparativement à un manchon rétractable, représente un moindre coût et un moindre impact environnemental. Par contre, si un manchon thermorétractable accepte un taux de déformation de l'ordre de 70 %, celui d'un manchon étirable est de l'ordre de 40 %, ce qui limite son utilisation comme il sera indiqué ci-après. Généralement, après avoir coupé les manchons, on les étire à une section légèrement supérieure à la section du corps volumétrique considéré pour enserrer la section dudit corps. Il suffit ensuite de relâcher l'effort d'étirement pour que le manchon adhère par élasticité sur la ou les partie(s) considérée(s) du corps volumétrique.

Différentes solutions techniques ont été proposées pour assurer la pose en continu de manchons étirables. On peut citer, par exemple, l'enseignement du brevet FR 2.848.985 qui concerne un procédé et une installation de pose de manchons étirables. Selon ce procédé, à partir d'une gaine étirable, les manchons sont coupés puis étirés à une section légèrement supérieure à la section de la boîte afin d'être placés sur ladite boîte, à partir de l'une de ses extrémités. L'installation comprend une alimentation en gaine et un dispositif de coupe des manchons, ainsi que des moyens de transfert des manchons en direction d'un ensemble de pose comprenant un ou plusieurs organes ayant, chacun, un étireur, les différents moyens étant commandés en synchronisme.

Ce type de procédé donne globalement satisfaction pour équiper les corps volumétriques de forme géométrique simple, tel que cylindrique, parallélépipédique, ..., et, plus généralement, toute forme géométrique ne présentant pas des écarts dimensionnels importants, notamment en section, comme cela peut être le cas pour certains récipients, par exemple. En effet, comme indiqué, malgré des caractéristiques et performances constamment améliorées, les manchons étirables présentent une capacité de déformation qui est limitée. Autrement dit, en ayant pour objectif de parfaitement faire plaquer le manchon sur la totalité de la partie considérée du récipient, soit le manchon plaquera correctement au niveau de la ou des zones de plus faibles dimensions, mais n'aura pas une capacité de déformation suffisante pour recouvrir la ou les parties de plus grandes dimensions, soit, inversement, le manchon pourra être suffisamment étiré pour recouvrir la ou les zones de plus grandes dimensions, mais sera trop fortement étiré pour parfaitement épouser la ou les zones de plus faibles dimensions.

A noter également que, dans le domaine des matières plastiques étirables, ces dernières sont soumises à un cycle d'hystérésis en ce sens qu'après avoir appliqué une force correspondant à l'étirement dans le domaine de la déformation plastique , et après avoir relâché cette force, la matière revient à son état initial avec une déformation résiduelle.

Compte tenu de ces différentes contraintes, le problème que se propose de résoudre l'invention est de pouvoir poser un manchon étirable en s'affranchissant des différences dimensionnelles et de formes géométriques que peut présenter la ou les zone(s) du récipient destinée(s) à recevoir le ou les manchons, en ayant toujours pour objectif que le manchon étirable s'adapte parfaitement sur la ou les zones considérées.

Pour résoudre un tel problème, il a été conçu et mis au point un procédé de pose de manchons obtenus à partir d'une gaine en matière plastique étirable selon lequel on soumet le manchon à un moyen de chauffage de température supérieure à la température ambiante considérée, de l'ordre de 20°C.

D'une manière surprenante et inattendue, il est apparu que cette opération de chauffage permet d'augmenter, d'une manière significative, ses capacités de déformation tout en diminuant les déformations résiduelles permanentes.

Ainsi des essais ont montré qu'il est possible d'obtenir à une température de l'ordre de 40°C, un taux de déformation de l'ordre de 60 % avec une déformation résiduelle de l'ordre de 7 %.

A partir de cette caractéristique à la base de l'invention, différentes solutions peuvent être envisagées pour réaliser l'opération de chauffage en tant que telle. - soit on chauffe la gaine préalablement à son installation sur un support ; - soit on chauffe le manchon préalablement, à l'opération d'étirement et de pose ; - soit on chauffe le manchon simultanément à l'opération d'étirement et de pose.

Des résultats satisfaisants ont été obtenus lorsque l'on chauffe à une température comprise entre 22 et 50°C.

Selon une autre caractéristique, après la pose du manchon sur le corps volumétrique, ledit manchon est soumis à une opération de refroidissement inférieure à la température ambiante considérée.

L'invention concerne également une installation pour la pose des manchons. Différentes solutions peuvent être envisagées : - soit l'installation comprend successivement : - des moyens pour chauffer la gaine préalablement à sa mise en place sur un support ; - des moyens pour dévider la gaine à partir du support ; - des moyens pour couper la gaine dévidée, afin de réaliser les manchons ; - au moins un ensemble de pose des manchons autour de la section transversale des corps volumétriques.

- soit l'installation comprend successivement : - des moyens pour dévider la gaine à partir d'un support ; - des moyens pour chauffer une partie de gaine dévidée ; - des moyens pour couper la partie de gaine dévidée et chauffée, afin de réaliser les manchons ; - au moins un ensemble de pose des manchons autour de la section transversale des corps volumétriques.

- soit l'installation comprend successivement : - des moyens pour dévider la gaine à partir d'un support ; - des moyens pour couper la gaine dévidée, afin de réaliser les manchons ; - des moyens pour chauffer les manchons ; - au moins un ensemble de pose des manchons autour de la section transversale des corps volumétriques.

Quelle que soit la forme de réalisation, l'ensemble de pose comprend des moyens pour étirer diamétralement au moins un manchon en vue d'augmenter régulièrement sa circonférence, puis l'engager autour de la 25 section transversale du corps volumétrique et relâcher l'action d'étirement.

Dans une forme de réalisation, l'ensemble de pose des manchons et les moyens de chauffage font partie d'une enceinte commune. 10 15 20 L'invention concerne également tout type de corps volumétrique équipé d'un ou plusieurs manchons posé(s) selon les caractéristiques du procédé revendiqué.

L'invention est exposée ci-après plus en détail à l'aide des figures des dessins annexés dans lesquels : - les figures 1, 2 et 3 sont des grafcets montrant les principales étapes du procédé de pose du manchon, selon différentes formes de réalisation - la figure 4 est une vue à caractère purement schématique montrant un exemple de corps volumétrique de forme complexe, avant mise en place du manchon étirable ; - la figure 5 est une vue correspondant à la figure 3, après mise en place du manchon étirable selon les caractéristiques de l'invention. - Les figures 6, 7 et 8 sont des courbes montrant certaines caractéristiques du film étirable soumis à différentes températures.

Comme indiqué et d'une manière parfaitement connue pour un homme du métier, les manchons (1) sont obtenus à partir d'une gaine réalisée dans un film en matière plastique étirable telle que le PE. Ces films en fonction de leur conformation peuvent avoir des caractéristiques de déformation résiduelle différentes. Le procédé de pose du manchon, selon l'invention, peut être mis en oeuvre surtout type d'installation et de machine parfaitement connues pour un homme du métier.

Selon une caractéristique à la base de l'invention, le manchon (1) est soumis à un moyen de chauffage de température supérieure à la température ambiante considérée qui peut être de l'ordre de 20 à 24° C.

Il est apparu que le fait de chauffer le manchon (1) augmente ses capacités de déformation tout en diminuant la déformation résiduelle après étirement permettant, par conséquent, de parfaitement adapter le manchon sur les différentes zones d'un corps volumétrique présentant des différences de formes et/ou de dimensions. Avantageusement, on chauffe à une température comprise entre 25°C et 50°C environ.

Différentes solutions peuvent être envisagées pour réaliser cette opération de chauffage, comme le montre schématiquement les figures 1, 2 et 3 qui symbolisent les principales étapes du procédé de réalisation et de pose du manchon à partir d'une gaine en matière plastique (Etape A).

Selon la forme de réalisation illustrée figure 1, on chauffe la gaine (Etape B), préalablement à sa mise en place, on réalise le manchon (Etape C), on étire le manchon (Etape D) et on pose le manchon sur le corps volumétrique considéré (Etape E).

Selon la forme de réalisation illustrée figure 2, on réalise le manchon (Etape C), on chauffe le manchon (Etape B), on étire le manchon (Etape D) et on pose le manchon (Etape E).

Dans la forme de réalisation illustrée figure 3, on réalise le manchon (Etape C), on étire et on chauffe le manchon (Etapes D + B), ou on chauffe et on étire le manchon (Etapes B + D), et on pose le manchon (Etape E).

A noter qu'après la pose du manchon sur le corps volumétrique, ledit manchon peut être soumis à une opération de refroidissement selon une température inférieure à la température ambiante considérée.

Les moyens de chauffage peuvent être de tout type connu et approprié, tel que chauffage à la résistance, chauffage à air chaud, ... Ces moyens de chauffage peuvent se présenter, par exemple, sous forme d'une enceinte dans laquelle passe la gaine préalablement à sa mise en place (figure 1), ou bien le manchon (figure 2) ou bien le manchon avec les moyens d'étirement (figure 3).

On a illustré aux figures 5 et 6, par des vues à caractère purement schématique, la pose d'un manchon étirable (1) sur un corps volumétrique (2), par exemple sous forme d'un récipient, dont la forme génère des différences de diamètres significatives (D2) et (Dl). Le fait de soumettre le manchon (1), au moment de sa pose, à une opération de chauffage, permet d'augmenter ses capacités de formation pour correspondre au plus grand diamètre (D2), tandis que sa déformation résiduelle permet de le plaquer, au niveau des formes, de diamètre inférieur (Dl).

Différents essais ont été effectués à titre confidentiel, afin de mesurer l'influence de la température au niveau de la capacité de formation du manchon (traduit par une force appliquée exprimée en MPa, sa déformation résiduelle étant exprimée en %).

Ainsi, pour un film connu sous la référence interne HECS 440 imprimé, et d'épaisseur de 50 µm, il a été relevé ce qui suit, comme le montre la courbe de la figure 6 : A une température de 24,7° C, considérée comme la température ambiante, la déformation résiduelle du manchon est de 12%. A une température de 35,6° C, cette déformation résiduelle est de l'ordre de 8,5 %, tandis qu'à une température de 44° C, la déformation résiduelle est de l'ordre de 7 %.

Il apparaît donc que la déformation résiduelle diminue d'une manière linéaire au fur et à mesure de l'augmentation de la température, ce qui correspond bien au but recherché.

La courbe de la figure 7 montre la contrainte exercée sur le manchon en fonction de la température correspondant indirectement à la capacité de déformation du manchon. Sur cette courbe, on peut voir que sa température ambiante, considérée à 24,4° C la contrainte est de 12 MPa, à 27,8° C, la contrainte est de 11 Mpa, tandis qu'à 41,5°C, la contrainte est de l'ordre de 8,5 MPa. Il apparaît donc qu'au fur et à mesure de l'élévation de la température, la contrainte diminue correspondant, par conséquent, à une augmentation de la capacité de déformation du manchon qui augmente d'une manière linéaire.

La figure 8 montre une autre courbe de la contrainte en fonction de la température avec trois types de films de matière plastique étirable de caractéristiques différentes, et sous les références internes MECS, HECS 440 et HECS 439.

Comme indiqué pour la courbe illustrée figure 7, pour chacun des films considérés, la contrainte diminue au fur et à mesure de l'augmentation de la température et ce d'une manière linéaire avec toutefois des mesures différentes qui dépendent des caractéristiques intrinsèques du film considéré.

Comme indiqué, le procédé de pose du manchon peut être mis en oeuvre sur tout type d'installation parfaitement connue. Dans ce but, l'installation comprend successivement - des moyens pour dévider la gaine à partir d'un support ; - des moyens pour chauffer une partie de gaine dévidée ; - des moyens pour couper la partie de gaine dévidée et chauffée, pour réaliser les manchons ; - au moins un ensemble de pose des manchons autour de la section transversale des corps volumétriques. ou bien - des moyens pour dévider la gaine à partir d'un support ; - des moyens pour couper la gaine dévidée, pour réaliser les manchons ; - des moyens pour chauffer les manchons - au moins un ensemble de pose des manchons autour de la section transversale des corps volumétriques.

A noter que la gaine peut être chauffée préalablement à sa mise en place sur le support. Il suffit ensuite de réaliser et poser le manchon à la façon connue.

L'ensemble de pose des manchons (C) comprend des moyens pour étirer diamétralement au moins un manchon en vue d'augmenter régulièrement sa circonférence, puis l'engager autour de la section transversale du corps volumétrique et relâcher l'action d'étirement.

A noter que l'ensemble de pose et le moyen de chauffage peuvent faire partie d'une enceinte commune.

25 Les avantages ressortent bien de la description. En particulier, on souligne et on rappelle l'augmentation du taux de déformation du manchon et la diminution de sa déformation résiduelle.5