PERFECTIONNEMENT D'UN PROCEDE DE FABRICATION DE TUBES SOUPLES

LAMINES

DOMAINE TECHNIQUE

L'invention concerne le perfectionnement d'un procédé de fabrication de tubes souples destinés à stocker et à distribuer des produits liquides à pâteux. Ces tubes souples sont dits "laminés" car ils comprennent une tête et une jupe souple, elle-même obtenue à partir d'une bande dite "laminée", comprenant plusieurs couches en matières plastiques différentes.

ETAT DE LATECHNIQUE

La bande plane utilisée dans le cadre de la présente invention est découpée dans un film qui comprend plusieurs couches de matières plastiques différentes, qui combinent les différentes fonctions que doit remplir une jupe de tube (souplesse, aptitude à conserver sa forme déformée ("dead-fold properties"), barrière à la diffusion (en particulier imperméabilité à la vapeur d'eau), support d'impression, etc.). Ainsi le brevet européen de la demanderesse EP 0 612 612 décrit-il une jupe de tube multicouche flexible, comportant essentiellement une couche intermédiaire polymérique à effet barrière vis-à-vis de l'oxygène et des arômes, typiquement en EVOH (copolymère éthylène - alcool vinylique), ladite couche étant sensible à l'humidité, ainsi que sur chaque face de cette couche intermédiaire une ou plusieurs couches polymériques à base de polyoléfines, toutes lesdites couches étant liées de façon continue entre elles. Cette structure est caractérisée en ce que l'ensemble des couches situées sur la face intérieure de la couche intermédiaire à effet barrière a une épaisseur totale limitée, de façon à mieux conserver l'arôme ou le parfum du produit conditionné.

Pour obtenir de tels films multicouches, on utilise généralement des films de moindre épaisseur, obtenus par exemple par co-extrusion - lamination, et on les assemble, typiquement par co-lamination avec une couche intermédiaire extrudée d'une matière plastique ayant des propriétés adhésives,

On découpe une bande plane dans un de ces films multi-couches et on roule la bande pour obtenir un manchon. Le roulage est effectué de telle sorte que la bande est mise en forme de cylindre, les bords de ladite bande étant mis en regard l'un de l'autre, en général avec un léger recouvrement (« overlap »), puis soudés entre eux (soudure latérale ou « side-seaming »). Une tête de tube, comportant un orifice de distribution, est ensuite soudée à une extrémité de ladite jupe. Le tube ainsi réalisé est livré au conditionneur, la tête en bas et son orifice de distribution étant obturé - par exemple par une capsule vissée sur le goulot. Le conditionneur remplit le tube en versant le produit à conditionner par l'extrémité restée ouverte du tube. Une fois le tube rempli, son extrémité ouverte est aplatie puis soudée.

On connaît, par exemple par FR 1 571 778 ou FR 2 846 275, la fabrication classique des manchons cylindriques par roulage d'une bande puis soudure thermique des bords de la bande après que ceux-ci aient été mis en regard l'un de l'autre. Ce procédé est également appelé par la suite "roulage- soudage". Les figures 1 à 3 illustrent un dispositif mettant en oeuvre un procédé de roulage-soudage typique de l'art antérieur permettant de fabriquer de tels manchons.

La figure 1 est une vue, en coupe longitudinale dans le plan XZ, du dispositif (6) qui permet de fabriquer un manchon (4) à partir d'une bande (1) enroulée sous forme de bobine. Le manchon est ensuite débité suivant une longueur donnée pour obtenir des jupes cylindriques (41) destinées à être assemblées à des têtes pour obtenir des tubes souples. Dans une grande partie de son parcours au sein du dispositif (6), la bande (1) est accompagnée par des bandes mobiles

(620, 640, 650 et 660) fermées sur elles même, dont les fonctions sont détaillées ci-après.

Sur la figure le, on a repéré différents moyens du dispositif (6) par leur abscisse X=XA à XF, selon une direction X qui coïncide avec l'axe du manchon cylindrique à réaliser. Les différentes bandes mobiles (620, 640, 650 et 660) fermées sur elles-mêmes sont illustrées en figure 1 et sont re-prises séparément sur les figures l a à le:

- figure la: la bande mobile (620) solidaire du mandrin central (62), appelée "bande interne", est représentée en coupe sur la figure 3; elle est située au- dessous de la zone de recouvrement des bords 2 et 3 de la bande, et s'étend de X=XD à X=XG, typiquement sur une longueur de 1 ,8 m environ;

- figure 1 b : la bande mobile (640), dite "bande externe chaude", est située au- dessus de la de la zone de recouvrement des bords 2 et 3 de la bande, et s'étend de X=XE à X=XF, typiquement sur une longueur de 0,4 m environ;

- figure 1 c : la bande mobile (650), dite "bande externe froide", est située au- dessus de la zone de recouvrement des bords 2 et 3 de la bande, et s'étend de X=XF à X=XG, typiquement sur une longueur de 1 m environ;

- figure I d : la bande mobile (660), dite bande de transport, est située au- dessous de la bande roulée et du manchon, entraînant le tube sur une longueur de 2,5 m environ, entre X=XB et X=XH.

La figure le et la figure If décrivent plus particulièrement la bande (1) dans le dispositif (6) et sa mise en forme de manchon progressive par roulage et soudage des bords de la dite bande (1 ). La figure 1 e représente la bande et le manchon en coupe dans le plan XZ. La figure If illustre, sous forme de coupes transversales par un plan YZ, en différentes abscisses, notées de XA à XH le long de l'axe X, les étapes successives du roulage de la bande (1), du chevauchement des bords (2) et (3) de ladite bande et du soudage desdits bords.

- A -

Au fur et à mesure de son avance dans le dispositif (6), la bande passe par différentes zones : a) en amont de X=XA, se trouvent d'abord les moyens (10) d'approvisionnement en bande (1), typiquement un dévideur de bobine, puis un moyen de guidage latéral (60). La bande passe ensuite entre deux rouleaux de tension (61), la différence de vitesse tangentielle entre le rouleau de tension amont (610) et le rouleau de tension aval (611) induisant une tension dans la bande destinée à stabiliser sa géométrie, notamment en supprimant les ondulations latérales de ses bords. Cette tension, typiquement comprise entre 0,3 et 0,8 fois la limite élastique du matériau formant la bande (1 ), est maintenue durant la formation du tube (4). En X=XA, la bande arrive plane et en position transversale correcte, c'est-à-dire avec son plan médian (100) passant par l'axe longitudinal (40) fixe du mandrin central (62);

b) entre X=XA et X=XB, on trouve en général des moyens complémentaires permettant de mieux contrôler le positionnement de la bande sur l'axe Y. Un bon contrôle de la position transversale de la bande est en effet important si l'on veut obtenir une soudure longitudinale régulière car il faut maîtriser la configuration géométrique dans laquelle se trouvent les bords de la bande au moment de la soudure.

c) au point X=XB, un roulette centrale (630) est mise en appui sur la bande (1) au niveau de son plan médian (100), de manière à commencer le roulage de cette bande.

d) au point X=XC, les bords (2) et (3) de la bande sont guidés l'un vers l'autre par des moyens spécifiques, Ils sont par exemple engagés dans les gorges de roulettes à gorge (6310), La figure 2 représente, en coupe dans un plan YZ, un dispositif (631) de guidage des bords (2,3) de la bande (1), à l'aide de deux roulettes à gorge (6310), les bords étant maintenus dans les gorges.

e) entre X=XC et X=XD, se trouvent notamment des moyens (non représentés) pour maintenir en position le mandrin central (62) et éventuellement pour poursuivre le roulage de la bande.

f) entre X=XD et X=XE, des galets de roulage (632) et (633) sont appliqués latéralement, comme représenté sur la figure 3, de manière à rabattre les bords (2,3) de la bande, La figure 3 illustre par une coupe dans un plan YZ le roulage de la bande (1) à l'aide des galets de roulage (632) et (633). Ces galets s'appuient sur mandrin central et présentent une surface concave (6320, 6330) qui épouse la forme de celui-ci. Ils accompagnent la bande et guident les bords (2) et (3) jusqu'à ce qu'ils soient mis en regard l'un de l'autre. La bande rencontre plusieurs couples de galets, dont les axes (6321) et (6331) s'inclinent de plus en plus, leur point de convergence étant situés du même côté que la zone de recouvrement, de façon à placer puis à maintenir fermement les bords (2) et (3) en regard l'un de l'autre et à obtenir une géométrie de recouvrement la plus stable possible. Il est en effet essentiel que la configuration géométrique dans laquelle se trouvent les bords de la bande soit la plus stable possible au moment de la soudure. C'est notamment elle qui détermine la largeur de recouvrement, donc la largeur de la soudure visible.

g) entre X=XE et X=XF, les bords sont maintenus superposés l'un sur l'autre, ou simplement accolés l'un contre l'autre, grâce à un appui exercé par la bande externe chaude (640) sur la bande interne (620), Sous l'effet de cet appui, les bords se soudent entre eux grâce à un apport thermique effectué à ce niveau.

h) entre X= XF et X=XG, la soudure est refroidie pendant que le manchon reste soutenu intérieurement par le mandrin central (62) et que la zone de soudure est maintenue comprimée entre la bande mobile interne (620) et la bande externe froide (650).

i) Entre XG et XH, le manchon cylindrique ainsi obtenu sort de son dispositif de conformation (les bandes mobiles (620) et (650) et le mandrin central (62)) puis est débité (67) à la longueur voulue en jupes cylindriques (41).

PROBLEME POSE

Malgré toutes les précautions prises pour contrôler le positionnement latéral de la bande, la configuration géométrique dans laquelle se trouvent les bords de la bande lorsque celle-ci se présente dans la zone de soudure n'est pas aussi stable que souhaitée et la qualité de la soudure en pâtit, Même si l'on peut éviter des défauts visibles sur une même jupe, la largeur de la soudure longitudinale peut varier de façon importante dans le temps, soit devenir trop large et particulièrement inesthétique, soit devenir trop étroite, voire inexistante, ce qui impose la mise en place d'un contrôle continu difficile et coûteux de la qualité de la soudure réalisée. Le phénomène s'amplifiant avec la vitesse de défilement de la bande, la productivité du procédé est de ce fait limitée.

De plus, on constate dans un grand nombre de cas que le manchon, en sortant du dispositif de conformation constitué par l'ensemble des bandes mobiles (620) et (650) et du mandrin central (62), perd sa forme parfaitement circulaire, Sa section prend en effet une forme en "goutte d'eau" qui est particulièrement préjudiciable pour les opérations ultérieures effectuées dans le cadre de la fabrication du tube souple, En premier lieu, lors de l'assemblage de la tête de tube sur une extrémité de la jupe, celle-ci coïncide mal avec l'extrémité ouverte de la tête moulée à laquelle elle doit être reliée. Ensuite, l'autre extrémité de la jupe est une source ultérieure de problèmes puisque le conditionneur doit remplir le tube souple en introduisant une buse par cette extrémité ouverte de la jupe. Si cette extrémité ouverte n'est pas parfaitement circulaire, l'introduction automatique de la buse de remplissage peut être perturbée (collage de l'extrémité de la jupe sur la buse de remplissage par

exemple), ce qui impose l'ajout de moyens coûteux de centrage et de calibrage pour atteindre les cadences de remplissage voulues. En dernier lieu, lorsque le tube est rempli, cette même extrémité fait l'objet d'une soudure finale qui peut présenter de nombreux défauts si l'extrémité de la jupe n'a pas une géométrie circulaire répétitive. Parmi ces défauts, on peut rencontrer par exemple une position instable de la soudure longitudinale par rapport à ladite soudure finale.

Dans le brevet français FR 2 846 275, la demanderesse a proposé de prédéformer plastiquement la bande multicouche avant de réaliser le manchon. Mais une telle solution d'une part introduit une étape supplémentaire dans le procédé et d'autre part entraîne des variations de longueur ou de largeur qui nécessitent des recoupes. Elle n'est vraiment justifiée économiquement que lorsqu'on souhaite réaliser des tubes souples dont la jupe présente des décors en reliefs embossés.

La demanderesse a cherché à modifier ledit procédé de fabrication des manchons de façon à améliorer les conditions d'obtention d'une soudure longitudinale stable, sans avoir à imposer une déformation plastique supplémentaire à la bande.

OBJET DE L'INVENTION

Un premier objet selon l'invention est un procédé de fabrication de jupes de tubes souples comprenant les étapes suivantes: a) prévoir un film plastique multicouche; b) découper une bande dans ledit film plastique multicouche; c) réaliser un manchon cylindrique par roulage-soudage de ladite bande; d) découper à longueur voulue ledit manchon pour obtenir lesdites jupes de tube;

cαrαctérisé en ce que la bande est découpée dans un film plastique multicouche qui présente une structure parfaitement symétrique par rapport à son plan médian, c'est-à-dire présentant des couches symétriques ayant substantiellement la même épaisseur et constituée substantiellement du même matériau plastique, c'est-à-dire constituées d'un polymère ou d'un mélange en proportions identiques de plusieurs polymères, le ou lesdits polymères étant réalisés à partir de monomères ayant la même composition chimique et ayant substantiellement la même masse molaire moyenne.

La solution préconisée dans le cadre de cette invention diffère de celle préconisée dans FR 2846275 où l'on essayait d"'écraser" les différences de comportement mécanique des couches en déformant plastiquement celles-ci de manière à redistribuer les contraintes résiduelles régnant au sein de la structure, Ici, on cherche à limiter les hétérogénéités de comportement des différentes couches en visant une symétrie par rapport au plan médian du film aussi parfaite que possible, pas uniquement géométrique mais également au niveau du matériau constitutif, en ne se contentant pas de l'identité de la composition chimique du ou des monomères de base, Ainsi, les couches symétriques ont substantiellement la même épaisseur, c'est-à-dire des épaisseurs différentes entre elles de moins de 2μm pour les épaisseurs inférieures à 20 μm et de moins de 10% pour les épaisseurs plus grandes, de préférence de moins de 5 % pour les épaisseurs supérieures à 40 μm. Les couches symétriques sont constituées substantiellement du même matériau, c'est-à-dire de polymères constitués non seulement de monomères de même composition chimique mais également présentant des macromolécules de longueurs comparables, se traduisant par des masses molaires (moyennes en nombre)

M _n substantiellement égales, à savoir différant entre elles de moins de 10%, de préférence de moins de 5%.

De préférence, ces matériaux présentent des répartitions statistiques des chaînes polymériques aussi voisines que possible, c'est-à-dire, à 5% près, le

M v même indice de polymoléculαrité IP = où M _n est la masse molaire moyenne en nombre et M _w est la masse molaire moyenne en poids. On peut

représenter ces dernières par la formule générale M _a = ^ —^ , où M _n =

M _a avec a=l et M _w = M _a avec oc=2.

La mesure du module du polymolécularité étant en général assez délicate et coûteuse à réaliser, on préfère effectuer sur chaque matériau des couches symétriques au moins deux tests simultanés pour s'assurer de leur identité comportementale: la calorimétrie différentielle (DSC) et la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR). La calorimétrie différentielle permet en fournissant des thermogrammes F = f(T), où F représente Ie flux de chaleur (par exemple en W/g) et T la température, de localiser les points de fusion ou plus généralement de changement de phase qui sont caractéristiques de la structure cristalline du polymère. La FTIR est basée sur l'absorption d'un rayonnement infrarouge par le matériau analysé. Elle permet via la détection des vibrations caractéristiques des liaisons chimiques d'effectuer l'analyse des fonctions chimiques présentes dans le matériau, l'intensité de l'absorption à une longueur d'onde caractéristique étant liée à la proportion du groupement chimique responsable de l'absorption. En comparant les thermogrammes obtenus par DSC et les spectres FTIR des matériaux de deux couches symétriques, on peut caractériser leur degré de similitude. Les matériaux relatifs auxdites couches symétriques doivent donc présenter substantiellement les mêmes thermogrammes en analyse calorimétrique différentielle DSC et substantiellement les mêmes spectres en spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR). Les expressions "substantiellement les mêmes spectres" et "substantiellement les mêmes thermogrammes" doivent s'interpréter en fonction de matériel de mesure à notre disposition et du logiciel de traitement de comparaison dont il est muni. Dans le cas présent, on peut

trαduire ces expressions par : la comparaison de ces courbes permet de penser qu'il y a une probabilité supérieure à 80%, de préférence une probabilité supérieure à 90%, que les matériaux sont identiques .

La symétrie par rapport au plan médian du film permet en particulier de compenser les retraits ou déformations différentielles entre couches se produisant d'un côté du film par les retraits ou déformations différentielles entre couches se produisant de l'autre côté du film, Par exemple, la structure exposée dans EP 0 612 612 possède une couche en EVOH unique, non située sur le plan médian pour limiter les pertes en arôme ou en parfum du produit conditionné. Comme le comportement mécanique de l'EVOH diffère de celui des autres couches (il est en général plus rigide), la dissymétrie qui en résulte augmente les risques de formation de contraintes résiduelles non équilibrées.

Le procédé selon l'invention se traduit par l'utilisation d'un film avec un nombre impair (2n +1) de couches, c'est-à-dire un film dont l'ensemble des 2n couches non centrales présente une symétrie par rapport au plan médian du film, et dont la couche centrale est symétrique par rapport au plan médian. De préférence, le matériau de la couche centrale présente un caractère plus souple ou plus élastomérique que celui des autres couches. En d'autres termes, ce matériau possède un module d'Young moyen plus faible que celui des autres couches. La demanderesse a constaté en effet qu'une jupe de tube issue d'un film qui présente, toutes choses égales par ailleurs, une couche centrale constituée d'une polyoléfine particulièrement souple se prête mieux aux contraintes industrielles d'impression, probablement parce que le module de cisaillement, corrélé au module d'Young, est faible, ce qui permet à cette couche centrale de se cisailler fortement (tout en restant dans le domaine élastique) pour adapter le positionnement des couches entre elles. De plus, ladite jupe résiste mieux au percement et même présente une meilleure résistance à la fissuration (stress-cracking). Un tel matériau peut être par exemple, en particulier pour un film contenant plusieurs couches en

polyoléfines, un polyéthylène linéaire, en particulier choisi parmi les copolymères hexènes, plus particulièrement un copolymère hexène polyéthylène linéaire basse densité (PEL-BD), un EVA (copolymère éthylène acétate de vinyle), un polyéthylène à très basse densité (PE-VLD), c'est-à-dire ayant une densité typiquement comprise entre 0,88 g/cm3 et 0,93 g/cm3, un polyéthylène obtenu avec des catalyseurs monosites métallocènes.

Avantageusement, pour limiter les effets liés aux contraintes résiduelles régnant dans le film multicouche, en particulier l'effet de tuilage lors de la découpe de la bande et l'instabilité géométrique de la bande qui en résulte, les couches symétriques présentent un comportement mécanique comparable, à savoir un module d'Young moyen et une limite d'élasticité substantiellement voisins, typiquement des modules d'Young moyens différant entre eux de moins de 5% et des limites d'élasticité différant entre elles de moins de 5 %.

Une telle diminution des contraintes internes dans le film permet d'améliorer les conditions de réalisation de la soudure longitudinale, ainsi que, en raison de la régularité de la forme circulaire de la jupe ainsi obtenue, les conditions de soudure de la tête sur la jupe et les conditions de remplissage du tube.

Dans une modalité préférée de l'invention, on vise, pour obtenir une excellente homogénéité mécanique, à ce que les matériaux des couches symétriques aient suivi globalement les mêmes sollicitations thermiques et mécaniques pendant le processus de fabrication du film multicouche, Avantageusement, les couches symétriques sont réalisées simultanément, typiquement par extrusion, avec le même matériau de base. Par exemple, toutes les couches constitutives du film sont co-extrudées et co-laminées simultanément, les couches symétriques étant extrudées à partir du même matériau de base. Dans la pratique, on alimente la ou les extrudeuses avec des granulés ayant la même origine et les différents flux de matière fondue obtenus sont dirigés vers la même filière de co-extrusion.

Une première façon de procéder consiste à co-extruder les différentes couches du film multicouche en utilisant une filière de co-extrusion plate puis à calandrer l'empilage des couches coextrudées.

Une autre façon de procéder consiste à co-extruder et gonfler une gaine multicouche cylindrique en utilisant une tête-filière annulaire de co-extrusion. La gaine est gonflée de sorte qu'elle forme une bulle à paroi mince qui est ensuite pincée et aplatie, la couche interne de l'extrudat étant accolée contre elle- même. Avantageusement, la double couche interne ainsi obtenue est réalisée en utilisant un matériau apte à adhérer sur lui même sous l'effet de la pression d'aplatissement de la bulle, à la température typique du pincement de la bulle, à savoir entre 40°C et 80 ⁰ C. Ce matériau a une température de fusion comprise entre 100 ⁰ C et 120 ⁰ C et il est de préférence choisi parmi les matières plastiques pour lesquelles la température de scellage recommandée est comprise entre 40 ⁰ C et 60 ⁰ C, II s'agit par exemple d'une matière thermoplastique telle qu'un polyéthylène linéaire, en particulier choisi parmi les copolymères polyéthylènes hexènes, plus particulièrement un copolymère polyéthylène hexène linéaire basse densité (PEL-BD), un polyéthylène à très basse densité (PE-VLD densité comprise entre 0,88 g/cm ³ et 0,93 g/cm ³ ), un polyéthylène obtenu avec des catalyseurs monosites métallocènes, un EVA (copolymère éthylène - acétate de vinyle), ou encore des copolymères greffés tels qu'un EAA (copolymère éthylène - acide acrylique ou encore copolymère éthylène - acrylate d'alkyle), en particulier un EAA ionomère, par exemple un Surlyn (marque déposée par la société Dupont de Nemours) ou encore un copolymère (éthylène - ester acrylique) tel qu'un EBA (copolymère éthylène - acrylate de butyle) ou un EMA (copolymère éthylène - acrylate de méthyle ou encore copolymère éthylène - anhydride maléique).

Pour éviter une délamination du film obtenu par ce procédé, il est recommandé de gonfler la bulle sous pression d'un gaz non oxydant. On peut

cαrαctériser l'αuto-αdhésion de la couche interne: typiquement les deux couches centrales, constituées du même matériau interne, adhèrent l'une sur l'autre avec une force d'adhésion au moins égale à ό N/ 15 mm.

Quand on veut réaliser des jupes qui présentent de bonnes propriétés barrière à la diffusion, on utilise avantageusement un film qui présente deux couches en matériau à propriété barrière, typiquement un copolymère (éthylène - alcool vinylique) (EVOH), placées symétriquement par rapport au plan médian du film, situées chacune typiquement à 50-100 μm de la surface extérieure. Cette structure de jupe est différente de celle décrite dans EP 0612612, par exemple, où une unique couche en EVOH est placée du côté de la paroi interne de la jupe, à 140 μm maximum de la surface extérieure, de façon à limiter les pertes en humidité et en parfum du produit contenu dans le tube. La structure symétrique selon l'invention présente préférentiellement deux couches avec propriétés barrières situées à une distance plus faible de la surface extérieure. En diminuant ainsi l'épaisseur cumulée des couches comprises entre la surface extérieure et la couche en EVOH, on diminue ainsi fortement, au moins dans un premier temps, les pertes en humidité (et en parfums) du produit contenu dans le tube. Même si la couche barrière Ia plus proche finit par être dégradée sous l'effet de l'humidité, elle ralentit la diffusion de l'humidité et des parfums jusqu'à l'autre couche barrière qui reste totalement efficace beaucoup plus longtemps.

La bande est de préférence découpée dans un film multicouche dont l'épaisseur totale est comprise entre 200 μm et 450 μm, de préférence entre 300 μm et400 μm,

Un autre objet selon l'invention est une jupe de tube souple, constituée d'un empilage d'un nombre impair de couches en matière plastique caractérisée en ce que les couches qui sont placées de part et d'autre de la couche

centrαle et qui présentent le même rang, l'une dans le sens radial centrifuge, l'autre dans le sens radial centripète, ont substantiellement la même épaisseur et sont constituées substantiellement du même matériau plastique, c'est-à-dire constituées d'un polymère ou d'un mélange en proportions identiques de plusieurs polymères, le ou lesdits polymères étant réalisés à partir de monomères ayant la même composition chimique et ayant substantiellement la même masse molaire moyenne.

Il s'agit d'une jupe laminée: les couches empilées sont annulaires, une faible portion de l'anneau pouvant être constituée d'une matière plastique différente de la matière constitutive du reste de la couche et résultant de la fusion de l'ensemble des matières plastiques du film lors de la réalisation de la soudure longitudinale.

Un autre objet selon l'invention est un tube souple destiné à stocker et à distribuer des produits liquides à pâteux caractérisé en ce qu'il est muni d'une jupe selon l'invention.

FIGURES

Les figures 1 à 3 illustrent schématiquement un dispositif mettant en oeuvre un procédé typique de l'art antérieur permettant de fabriquer des manchons cylindriques à partir de bandes découpées dans des films.

Les figures 4 et 5 illustrent schématiquement deux structures de jupe obtenues selon l'invention.

EXEMPLES

Exemple 1 (figure 4)

Un film symétrique A est réalisé par coextrusion sur filière plate suivie d'un calandrage.

Trois extrudeuses alimentées respectivement en PE. BD, PE. MD et en EVA sont placées en amont d'une filière de co-extrusion plate, conçue de telle sorte que les veines d'écoulement débouchent sur des orifices rectangulaires, les deux veines du PE. BD débouchant sur les orifices extérieurs, celle de l'EVA débouchant sur l'orifice central, celles du PE. MD débouchant sur les orifices intermédiaires.

L'empilage de couches ainsi obtenu est comprimé par des cylindres régulés en température et entraînés ; c'est le calandrage qui permet d'obtenir un film d'épaisseur définie.

Le film est ensuite refroidi sur une distance suffisante avant d'être enroulé pour faire une bobine mère (Jumbo), Cette bobine est ensuite refendue pour réaliser les bandes lors d'une opération de reprise, II présente la structure suivante :

Les largeurs des bandes sont définies en fonction du diamètre de jupe à réaliser : 1 1 1 mm pour un tube 0 35, 126 mm pour un tube 0 40, 156 mm pour un tube 0 50.

Le film est soumis à un test de tuilage : on plaque chaque face du film contre une surface plane et on réalise dans l'épaisseur du film une double entaille en forme de croix : en cas de libération de contraintes résiduelles, les coins ainsi formés s'écartent et l'écartement entre deux coins en vis-à-vis, significatif de l'ampleur des contraintes résiduelles libérées, est mesuré. Les branches de l'entaille sont de même longueur et disposées à 45° par rapport à l'axe longitudinal (axe de l'extrusion) de sorte que deux coins en vis-à-vis sont associés à la direction longitudinale (MD), et que les deux autres coins sont associés à la direction perpendiculaire (CMD). On mesure la distance entre les coins opposés dans chaque direction.

Dans la direction MD, la distance entre les coins est dans tout les cas négligeable (inférieure à 0,8 mm). Dans la direction CMD, la distance entre les coins est négligeable lorsqu'on pratique l'entaille sur la face du film correspondant à la face interne de la bobine et inférieure à 15 mm lorsqu'on pratique l'entaille sur la face du film correspondant à la face externe de la bobine,

La bande est ensuite roulée et soudée longitudinalement (side-seaming) pour réaliser un manchon cylindrique dans lequel les jupes seront découpées. La largeur de la soudure est stable : elle varie entre 1,8 et 2,2 mm. La section du manchon sortant du dispositif de conformation a une forme stable montrant une ovalisation très faible (rapport des diamètres mesurés dans deux directions perpendiculaires compris entre 0,98 et 1,02).

Exemple 2 (figure 5)

Un film symétrique B est réalisé par co-extrusion gonflage d'une gaine cylindrique puis aplatissement de la bulle ainsi obtenue. Il présente la structure suivante ;

La gaine extrudée et gonflée est refroidie par de l'air à la température ambiante, calibrée et stabilisée avant d'être aplatie en passant dans un foulard d'aplatissement (ensemble de rouleaux disposés de sorte qu'ils imposent un aplatissement progressif) puis au travers de rouleaux pinceurs (qui ferment la bulle gonflée par l'air) couplés avec des rouleaux tireurs et des rouleaux d'équilibrage de tension.

Au cours de l'aplatissement (pincement), les parties en vis-à-vis de la couche interne de la gaine sont plaquées l'une contre l'autre. Elles se trouvent à une température (typiquement entre 40 ⁰ C et 80 ⁰ C) correspondant à une température de scellage, qui est inférieure à la température de fusion du matériau constitutif (EVA en l'occurrence) de sorte que les deux couches s'accolent et ne forment plus qu'une seule couche (liaison cohésive). Pour améliorer l'adhérence, on peut agir sur le gaz de gonflage en introduisant une atmosphère non oxydante (par exemple de l'azote) et ajouter en sortie un ou plusieurs passages au travers de rouleaux presseurs, réglés à une pression comprise typiquement entre 4 et 6 bars.

Le film résultant de l'aplatissement est recueilli sur une bobine après que les bords plies aient été coupés à l'aide de couteaux rotatifs.

Les tests de tuilαge donnent de bons résultats dans les deux directions: dans la direction MD, la distance entre les coins est dans tout les cas négligeable (inférieure à 0,8 mm). Dans la direction CMD, la distance entre les coins est négligeable lorsqu'on pratique l'entaille sur la face du film correspondant à la face interne de la bobine et égale à 9 mm lorsqu'on pratique l'entaille sur la face du film correspondant à la face externe de la bobine.

Pour comparer, nous avons effectué des tests de tuilage sur un film C non symétrique, correspondant à un standard de l'art antérieur ayant sensiblement la même épaisseur que le film B (405 μm) et présentant la structure suivante:

PE.BD 150 μ

PE.MD lOO μ

EMA 10 μ

EVOH 15 μ

EMA 10 μ

PE.BD 120 μ

Dans la direction MD, la distance entre les coins est négligeable lorsqu'on pratique l'entaille sur la face du film correspondant à la face interne de la bobine et égale à 15 mm lorsqu'on pratique l'entaille sur la face du film correspondant à la face externe de la bobine. Dans la direction CMD, Ia distance entre les coins est négligeable lorsqu'on pratique l'entaille sur la face du film correspondant à la face interne de la bobine et égale à 30 mm lorsqu'on pratique l'entaille sur la face du film correspondant à la face externe de la bobine,

La bande découpée dans le film B est ensuite roulée et soudée longitudinalement (side-seaming) pour réaliser un manchon cylindrique dans lequel les jupes sont découpées. La section du manchon sortant du dispositif de conformation a une forme stable montrant une ovalisation très faible. Sur plusieurs dizaines de mesures, on établit:

diαmètre mαxi moyen: 50,41 mm diamètre mini moyen: 49,03 mm écart moyen entre diamètres mini et maxi moyens : 1 ,38 mm

Par comparaison, le manchon obtenu à partir de la bande réalisée dans le film

C présente une géométrie moins stable: diamètre maxi moyen: 52, 19 mm diamètre mini moyen: 47,80 mm écart moyen entre diamètres mini et maxi moyens : 4,39 mm

Pour comparer les propriétés barrières entre un film symétrique selon l'invention et un film non symétrique standard de l'art antérieur, nous avons effectué les mesures sur des structures moins épaisses (300 μm).

Le film D a été réalisé par co-extrusion gonflage d'une gaine cylindrique puis aplatissement de la bulle ainsi obtenue. Il présente la structure suivante :

II présente de bonnes propriétés barrières, supérieures à celles d'un film dissymétrique possédant une seule couche barrière d'épaisseur égale à l'épaisseur cumulée des couches barrières dudit film.

Ainsi, comparativement à un film standard E d'épaisseur totale comparable (300 μm) et ayant la structure suivante :

PE.BD 150 μ

EMA 5 μ

EVOH 25 μ

EMA 5 μ

PE.BD 115 μ il présente des propriétés barrières améliorées:

• Perméabilité O2 (RH 90%, 38°C) : O,34 cc/m2/jour , alors que le film E a une perméabilité oxygène de 0,67 cc/m2/jour ;

• Perméabilité à la vapeur d'eau (RH 50%, 30 ⁰ C) : O,43 g/m2/jour , alors que le film E a une perméabilité à la vapeur d'eau de 0,52 g/m2/jour.

La bande est ensuite roulée et soudée longitudinalement (side-seaming) pour réaliser un manchon cylindrique dans lequel les jupes sont découpées. Deux séries de tubes sont réalisées d'une part avec des jupes découpées dans le film D et d'autre part avec des jupes découpées dans le film E. Pour évaluer les performances barrières des tubes ainsi réalisés, on les remplit avec une quantité déterminée d'un produit crémeux riche en arômes et en huiles essentielles (un baume analgésique destiné à réduire les douleurs musculaires et articulaires), on les scelle et on les entrepose. Au bout d'un certain temps, on mesure la perte en poids de ce produit contenu dans le tube.

• Perte en poids (au bout de 12 mois - température ambiante) : 1 ,5 % en moyenne, alors que la perte en poids est de 1,9 % en moyenne pour les tubes réalisés avec les jupes issues du film E,