UTILISANT CE DISPOSITIF

Objet de l'invention

[0001] La présente invention se rapporte à un dispositif tubulaire de support rétractable en vue de remplacer les mandrins en carton comme support nécessaire à l'enroulage d'échenillages, également nommés matrices d'estampage, ainsi que, plus généralement, en vue de remplacer les mandrins en carton comme support nécessaire à l'enroulage de films ou bandes minces en papier ou en matière synthétique.

[0002] On appelle échenillages les parties superflues dans la réalisation d'étiquettes en plastique ou en papier dans le domaine de l'imprimerie et du lettrage.

Etat de la technique

[0003] Il est connu d'utiliser des techniques de bobinage de produits longs ou en forme de bande sur un tambour au moyen d'un arbre expansible. Un arbre expansible est un axe ayant un diamètre variable au moyen de réglettes ou de tétons qui s'écartent grâce à une alimentation en air comprimé. Ainsi le diamètre effectif de l'arbre peut augmenter pour permettre au mandrin de tourner avec l'axe afin d'enrouler ou de dérouler le produit. Pour enlever l'axe du mandrin après bobinage, il suffit de laisser échapper l'air comprimé. Les arbres expansibles sont principalement utilisés dans l'industrie de l'emballage ou de l'enroulement de produits longs, par exemple dans l'industrie papetière, textile, du film plastique ou de la fibre optique. [0004] Ainsi, par exemple, le document EP 0 312 444 B1 décrit un procédé de bobinage de fibres optiques sur un tambour muni de flasques situées de part et d'autre du tambour pour maintenir la fibre lors de l'enroulement et après enroulement. Le tambour comporte également une ou plusieurs rainures de forme semi-cylindrique réalisées chacune selon une génératrice du tambour et constituant des interruptions dans la régularité de la surface extérieure du tambour. Lors du bobinage de la fibre optique, on met en place dans les rainures précitées des pièces amovibles de forme cylindrique et formant des saillies à la surface extérieure du tambour de façon à augmenter la circonférence d'enroulement d'une fibre optique. Une fois l'enroulement de la fibre achevé, on retire les pièces amovibles des rainures, ce qui a pour effet de relâcher la tension d'enroulement de la fibre optique et d'éliminer les contraintes dues à cette tension.

[0005] Le document DE 10 2009 009 351 B3 divulgue un procédé et une installation pour enrouler des bandes minces en bobines ou rouleaux, en particulier des bandes présentant des découpes et des éléments résiduels de bandes d'enroulement tels que des résidus de bandes encollées pour la fabrication d'étiquettes. Cette installation utilise un mandrin d'enroulement à expansion particulier, actionnable en rotation et sans limiteur de course radiale. Le mandrin présente des mâchoires d'écartement qui sont ajustables radialement au moyen de coussins de pression activés par un moyen de pression. Le procédé utilise un boyau de film coupé à longueur qui est pressé dans la direction de l'axe sur les mâchoires du mandrin d'enroulement à expansion. On alimente les coussins de pression pour appliquer les mâchoires d'écartement contre la surface intérieure du boyau de film. Les mâchoires sont terminées par des surfaces courbes qui adhèrent au boyau de film grâce à un ajustement adéquat de pression dans les coussins de pression. On applique alors la surface encollée de la bande à enrouler sur la surface externe du boyau de film et on enclenche le moteur pour démarrer l'enroulement de la bande d'enroulement ou des éléments résiduels. Une fois la bobine ou le rouleau entièrement réalisé, on diminue la pression dans les coussins de pression, afin de relâcher les mâchoires du dispositif d'enroulement et d'enfin retirer la bobine ou le rouleau de celui-ci. [0006] Lors du retrait du mandrin à expansion, le boyau en film reste collé au reste du rouleau et il est de plus souvent très difficile de retirer l'axe qui adhère très fortement au boyau de film, manuellement et sans intervention de moyens mécaniques extérieurs. Cette adhérence très forte s'explique par les tensions importantes appliquées aux bandes lors de l'enroulement.

[0007] Le même problème survient lors de l'utilisation d'un mandrin supplémentaire en carton au lieu du boyau de film. Dans les applications actuelles de recyclage interdisant toute pollution du film synthétique par le carton, on est alors obligé de procéder à une opération fastidieuse et coûteuse de guillotinage des bobines afin de séparer le carton de la matière synthétique à recycler.

[0008] Les brevets FR 1 189 265 A et FR 73 596 E se rapportent à un procédé de fabrication de fils de mousse synthétique et en particulier avec une opération thermique de vaporisage où le fil se contracte. Pour remplacer l'utilisation antérieure de manchons en carton qui sont des consommables affectant le prix de revient du procédé, ces brevets proposent l'utilisation de manchons élastiques sous forme d'un clinquant enroulé sur lui-même, de façon que ses bords se recouvrent, ce qui permet d'absorber le retrait de la bobine de fil . Il est préconisé d'utiliser deux manchons semblables pour éviter, grâce à la friction entre les deux manchons, un serrage trop fort du manchon intérieur sur la broche, résultant de la tension d'enserrement de la bobine. Le manchon élastique peut être recouvert d'un fourreau souple en tissu ou matière similaire indémaillable percé de lumières ou fentes réparties sur l'ensemble du fourreau. Ces lumières ont pour but de compenser le retrait du fil.

[0009] Le brevet CH 332 1 12 A divulgue un manchon élastique d'enroulement pour matière textile, composé d'un manchon en tôle métallique; comprenant une fente continue s'étendant d'une extrémité à l'autre du manchon, les bords de la fente étant recourbés vers l'intérieur du manchon. Le manchon tubulaire est recouvert d'un manchon de protection en matériau textile mauvais conducteur de la chaleur. [0010] Le brevet US 5,470,031 A divulgue un manchon réalisé sous forme d'un treillis en fil métallique réutilisable à monter de façon amovible sur une broche d'entraînement et pouvant tourner avec celle-ci. Un rouleau de déchets d'estampage d'étiquettes se forme sur le manchon rotatif qui peut alors être retiré de la broche. Le manchon est flexible de telle sorte qu'il se rétracte sur lui-même lorsqu'il est retiré de la broche et est facilement séparable du rouleau. Le rouleau est ensuite éliminé, sans la présence indésirable d'un mandrin en carton dur, ce qui contribue à réduire la quantité de déchets entrant en décharge et/ou dans l'incinérateur. Le manchon en treillis métallique est récupérable et peut être réutilisé indéfiniment.

[0011] L'utilisation d'un manchon en treillis métallique comme préconisé dans ce document n'est pas adaptée dans le cas de tous les déchets d'estampage encollés surtout lorsque les découpes d'étiquettes sont petites et que l'échenillage est de surface importante. La tension appliquée par le film encollé en s'enroulant est alors telle qu'il est impossible, après enroulage, de retirer la bobine d'échenillage de l'axe enrouleur et/ou du treillis métallique.

Buts de l'invention

[0012] La présente invention vise à fournir une solution aux inconvénients de l'état de la technique.

[0013] En particulier l'invention a pour but d'éviter la contamination des déchets recyclables provenant de films en matière synthétique et qui est due à l'utilisation de mandrins jetables en carton ou en matière synthétique.

[0014] L'invention a encore pour but l'enlèvement aisé et sans l'utilisation d'équipements de manutention additionnels ou coûteux, des bobines de matrices d'estampage de leur axe après enroulage.

Principaux éléments caractéristiques de l'invention

[0015] Un premier aspect de l'invention se rapporte à un dispositif tubulaire de support rétractable destiné à être utilisé comme élément intermédiaire dans la confection d'une bobine de matière sous forme de déchets à base de film mince sous forme d'échenillages encollés, par enroulement sur un axe pneumatique expansible de machine enrouleuse, ledit dispositif comprenant au moins deux éléments :

- un mandrin tubulaire fabriqué au moyen d'un tube cranté sur toute sa longueur selon un crantage ou une découpe définissant deux lèvres, de longueur adaptable, supérieure à la largeur de la bobine à confectionner et réalisé dans une matière permettant un pincement manuel du tube vers l'intérieur de celui-ci pour en réduire le diamètre D par chevauchement des deux lèvres, ledit mandrin tubulaire étant muni sur sa surface extérieure et/ou intérieure d'une bande rugueuse antidérapante et

- un premier filet ou treillis tubulaire élastique en matière synthétique ou composite, ledit premier filet ou treillis étant enfilé sur le tube cranté, ledit dispositif étant destiné à être enfilé sur l'axe pneumatique expansible avant enroulement et ledit dispositif étant conçu pour qu'une fois la bobine confectionnée, la bobine puisse d'abord être retirée de l'axe métallique et ensuite séparée par simple pincement et retrait manuel, sans effort et sans intervention mécanique extérieure, dudit dispositif tubulaire de support rétractable. Le tube cranté est défini comme étant un tube présentant une coupure ou une ouverture sur toute sa longueur. Il peut être réalisé en matière résiliente ou non. Cette ouverture est destinée à permettre aux deux lèvres longitudinales, placées de part et d'autre de l'ouverture, de passer l'une sous l'autre avec recouvrement partiel, ce qui diminue alors le diamètre effectif du tube.

[0016] C'est le caractère rétractable du dispositif tubulaire de support au niveau de son diamètre intérieur qui permet de retirer le tube cranté de la bobine de film ou d'échenillage enroulée autour de celui-ci par simple pincement manuel. Celui-ci permet de réduire très fortement la tension appliquée au tube par le film enroulé et donc de le retirer sans effort particulier.

[0017] Selon des formes d'exécution particulières de l'invention, le dispositif comprend en outre au moins une des caractéristiques additionnelles suivantes ou une combinaison appropriée de plusieurs de celles-ci :

- le tube cranté est en plastique, métal, de préférence métal ressort, en carton ou en papier, la longueur du tube étant adaptable par découpe à n'importe quelle longueur d'axe ou d'arbre pneumatique expansible utilisé pour le déroulage ou l'enroulage de films encollés ou non en papier, en cellulose, en matière textile, viscose, en matière plastique ou en matière composite ;

- la bande rugueuse antidérapante est réalisé en papier ou toile émeri ;

- le premier filet ou treillis tubulaire élastique en matière synthétique ou composite est réalisé en une matière teflonée ou en silicone ;

- le rapport de la surface des ouvertures sur la surface totale du premier filet ou treillis est d'au moins 90% ;

- le crantage est pratiqué selon une découpe linéaire parallèle à l'axe de symétrie du tube ou légèrement inclinée par rapport à celui-ci ;

- les coins formés par chacune des lèvres du tube cranté et le bord latéral de celui-ci sont arrondis ;

- le dispositif tubulaire de support rétractable comprend en outre un second filet ou treillis qui sera disposé, en utilisation, entre le tube cranté et l'axe pneumatique expansible.

[0018] Un second aspect de l'invention concerne l'utilisation d'un dispositif tubulaire de support rétractable comme décrit ci-dessus, pour l'enroulage sous forme de bobine de toute matière synthétique encollée destinée à un procédé de recyclage où l'absence de pollution par usage de mandrins perdus en carton est requise.

[0019] Un troisième aspect de la présente invention se rapporte à un procédé de fabrication de bobines à partir d'une matière encollée sous forme de bandes de film mince, d'échenillages ou de déchets de matrice d'estampage sur un axe pneumatique expansible de machine enrouleuse, comprenant au moins les étapes suivantes :

- on assemble le dispositif tubulaire de support rétractable en enfilant le filet tubulaire élastique sur le tube cranté ;

- on enfile le dispositif tubulaire de support rétractable comme décrit ci- dessus sur l'axe pneumatique expansible ;

- on bloque le dispositif tubulaire de support rétractable sur l'axe pneumatique par expansion de ce dernier ; - on attache une extrémité de la matière à enrouler sur le dispositif tubulaire de support rétractable ;

- on enroule ladite matière par rotation de l'axe pneumatique pour former une bobine ;

- une fois la bobine réalisée, on positionne l'axe pneumatique en position non expansée et on retire de cet axe la bobine constituée de matière enroulée sur le dispositif tubulaire de support rétractable ;

- on désolidarise enfin la matière enroulée sur la bobine du dispositif tubulaire de support rétractable en exerçant manuellement une force de pincement sur le tube cranté dirigée vers l'intérieur de celui-ci pour provoquer un chevauchement des lèvres situées de part et d'autre du crantage, ce qui induit une diminution du diamètre D du tube et facilite son retrait de la bobine, le filet tubulaire élastique étant ensuite retiré de la bobine.

[0020] Le procédé selon l'invention permet d'éviter l'utilisation, en particulier dans le domaine du recyclage de matières enroulées, de mandrins en carton ou en matière synthétique, dont le retrait de la bobine réalisée est impossible ou très difficile manuellement, surtout dans le cas de l'enroulement de résidus encollés, comme les échenillages.

[0021] De plus, le procédé selon l'invention permet d'éviter l'utilisation coûteuse de mandrins en carton qui imposerait l'enfouissement ou l'incinération de ceux-ci en même temps que les échenillages enroulés, car le carton est un contaminant indissociable du film enroulé qui empêche le recyclage de ce dernier, à moins de le séparer par un guillotinage coûteux.

[0022] L'invention permet ainsi d'obtenir une matière homogène, propre, non contaminée par une matière différente et recyclable à 100 % et de manière très peu coûteuse.

[0023] L'invention est ainsi utilisable pour l'enroulage de toute autre matière dont le recyclage exige l'absence d'un mandrin en carton : par exemple, papier siliconé utilisé pour le support d'étiquettes ou polyéthylène téréphtalate (PET) utilisé comme support d'étiquettes. [0024] Le dispositif de l'invention lui-même est recyclable à 100 % par les filières de recyclage existantes et est réutilisable un très grand nombre de fois. Brève description des figures

[0025] La FIG. 1 représente une vue d'un tube en matière plastique selon une forme d'exécution particulière l'invention qui est cranté (ouvert) sur toute sa longueur pour permettre un recouvrement de surface latéral et ainsi faire varier son diamètre.

[0026] La FIG. 2 représente une vue d'un filet tubulaire en matière plastique élastique selon une forme d'exécution particulière de l'invention.

[0027] La FIG. 3 représente une vue où on a collé une bande en matière rugueuse, par exemple en papier ou toile émeri, sur toute la longueur du tube cranté à l'extérieur et à l'intérieur de celui-ci

[0028] La FIG. 4 représente une vue où le filet tubulaire de la FIG.

2 est enfilé sur le tube de la FIG. 1 .

[0029] La FIG. 5 montre comment l'assemblage décrit sur la FIG.

3 est monté sur un axe de machine enrouleuse.

[0030] La FIG. 6 montre le montage de la FIG. 4 où l'axe de la machine enrouleuse est en position non expansée.

[0031] La FIG. 7 montre le montage de la FIG. 4 où le tube cranté enfilé sur le filet tubulaire est bloqué par expansion de l'axe de la machine au moyen d'air comprimé.

[0032] La FIG. 8 montre une vue où le début de l'échenillage ou du film à enrouler est collé ou fixé sur le filet tubulaire en matière synthétique.

[0033] La FIG. 9 montre le retrait de la bobine enroulée sur l'assemblage de la FIG. 3 de l'axe métallique de la machine.

[0034] La FIG 10 montre le retrait de l'assemblage de la FIG. 3 de la bobine d'échenillage en pinçant le tube selon son diamètre et en appliquant une force manuelle axiale pour son extraction.

[0035] La FIG. 1 1 montre le retrait du tube cranté de la bobine de matière enroulée et sa séparation du filet tubulaire élastique. [0036] Enfin, la FIG. 12 montre le retrait du filet tubulaire élastique de la bobine de matière enroulée.

Description de formes d'exécution préférées de l'invention

[0037] L'invention trouve son application dans les procédés d'enroulage ou de déroulage de films ou bandes minces, en matière synthétique, en papier, textile, etc., et en particulier d'enroulage de matières résiduelles encollées, d'échenillages ou de matrices d'estampages ou encore de tout déchet sous forme de film ou bande mince, éventuellement mélangé avec de la colle, résultant des procédés utilisés dans le domaine de l'imprimerie ou du lettrage, comme par exemple le papier siliconé ou le PET (polyéthylène téréphtalate) utilisés comme support d'étiquettes, etc.

[0038] L'invention se rapporte à un dispositif tubulaire de support rétractable fabriqué en toute matière appropriée, telle que le plastique (par exemple PET, PP, PE, PP/PE, PVC), le métal, le carton ou le papier, et dont la longueur est adaptable par exemple par découpe à n'importe quelle longueur d'axe pneumatique expansible utilisé actuellement pour l'enroulage ou le déroulage de films ou d'échenillages, encollés ou non, en papier, en cellulose, en matière textile, en viscose, en matière plastique, en matière composite, etc. L'utilisation d'un support tubulaire en carton peut s'avérer avantageuse si l'on veut éviter que celui-ci n'accumule une charge électrostatique.

[0039] La mise en œuvre de l'invention permet ainsi d'éviter l'utilisation de mandrins jetables en carton ou en matière synthétique qui polluent les déchets de ce type avant recyclage. De plus, les mandrins peuvent être réutilisés un très grand nombre de fois.

[0040] Selon des formes d'exécution préférées de l'invention, le dispositif tubulaire de support rétractable 1 est composé d'au moins deux éléments :

- un premier élément constitué d'un tube 10 en matière plastique, métallique, en papier, en carton ou en matière composite, présentant un crantage, c'est-à-dire une ouverture ou une découpe 1 1 pratiquée sur toute la longueur L du tube, déterminant ainsi deux côtés latéraux ou lèvres 12, 13 du tube 10 de part et d'autre de ce crantage 1 1 (FIG. 1 ). Ce crantage peut être parallèle ou légèrement oblique par rapport à l'axe de symétrie du tube ;

- un deuxième élément constitué d'un filet, treillis ou maillage 3 également tubulaire en matière plastique élastique ou en matière composite élastique, à l'exclusion d'un tissu souple (FIG. 2).

[0041] Avantageusement, le filet, treillis ou maillage 3 sera réalisé en matière teflonée ou silicone et présentera des grandes mailles, c'est-à-dire avec un rapport de la surface des ouvertures sur la surface totale très important, d'au moins 90%. Cela permet un accrochage suffisant des déchets encollés tout en permettant un décrochage ultérieur sans effort. De tels filets sont disponibles commercialement et donc bon marché.

[0042] Selon une forme d'exécution préférée de l'invention, et en vue d'augmenter encore la facilité de retrait du dispositif par rapport à la bobine d'échenillage et à l'axe enrouleur, on disposera successivement sur l'axe enrouleur, en partant de l'axe vers l'extérieur, un premier filet comme décrit ci- dessus, un mandrin et un second filet comme décrit ci-dessus (non représenté).

[0043] Selon une autre forme préférée de l'invention représentée sur la FIG. 3, une bande en matière rugueuse 15, par exemple en papier ou toile émeri, est collée sur toute la longueur du mandrin à l'extérieur et/ou à l'intérieur de celui-ci. Cette bande permet, à l'extérieur du tube, d'éviter l'entraînement du filet par le film qui s'enroule et donc le glissement du filet sur le tube cranté et, à l'intérieur, d'éviter le glissement du tube cranté par rapport à l'axe enrouleur.

[0044] Dans un très grand nombre de cas, l'invention peut être mise en œuvre sans utiliser la bande rugueuse. Néanmoins, l'utilisation de cette dernière permet un fonctionnement optimal de l'invention dans tous les cas et en particulier lorsque les étiquettes sont grandes et partant, que l'échenillage offre peu de surface résiduelle et donc procure peu de tension.

[0045] Selon l'invention, pour monter ou assembler le dispositif tubulaire de support rétractable, on enfilera d'abord, selon la direction V indiquée par la flèche sur la FIG. 4, le filet tubulaire en matière plastique élastique 3 autour du tube cranté 10. Le dispositif est ainsi prêt à l'usage. On notera que l'on peut avantageusement arrondir les coins où les lèvres 12, 13 rejoignent les parties latérales 14 du tubes 10 (FIG. 6), de façon à éviter le déchirement du filet tubulaire lorsque ce dernier est enfilé sur le tube cranté 10 ou retiré de celui-ci (non représenté).

[0046] Le dispositif tubulaire de support rétractable 1 , monté comme indiqué ci-dessus, est alors glissé sur l'axe enrouleur expansible de la machine 2 (FIG. 5).

[0047] Comme représenté sur la FIG. 6, l'axe métallique 2 sur lequel on glisse le dispositif tubulaire de support rétractable 1 est en position non expansée 21 à ce moment. Le diamètre du tube cranté 10 est choisi pour correspondre au diamètre de l'axe métallique enrouleur 2, de sorte que, lorsque le tube 10 est glissé sur l'axe métallique enrouleur 2, et maintenu par le filet élastique 3, les deux bords latéraux 12, 13 du tube 10 soient en contact sur toute la longueur du crantage (FIG. 6).

[0048] Le dispositif tubulaire de support rétractable 1 ainsi monté sur la machine d'enroulage ou de déroulage est bloqué sur l'axe de la machine lors de l'expansion de ce dernier au moyen d'air comprimé. En effet, sous l'effet de la pression de l'axe enrouleur expansé 22, le tube cranté 10 se dilate (les bords latéraux 12 et 13 s'écartent l'un de l'autre selon un écartement Y) et le filet tubulaire 3 en matière synthétique ou en matière composite élastique se tend (FIG. 7).

[0049] Avant bobinage, dans le cas d'un procédé d'enroulage d'échenillage 4 ou d'un film quelconque en bobines, une extrémité de l'échenillage ou du film est appliquée sur le filet tubulaire 3 et l'enroulement est amorcé brièvement par l'opérateur de façon manuelle (FIG. 8). On notera que, dans le cas d'échenillages, des résidus d'encollage provenant du procédé de fabrication des étiquettes sont déjà présents en quantité dans les déchets et il ne faut pas ajouter de colle supplémentaire pour en amorcer la fixation.

[0050] Une fois la production lancée, l'échenillage 4 est enroulé en une bobine sur le dispositif tubulaire de support rétractable 1 par la rotation de l'axe de la machine. En fin de production, la pression d'air dans l'axe métallique est relâchée afin de libérer le dispositif tubulaire rétractable. [0051] La FIG. 9 montre comment la bobine 5 enroulée sur le dispositif tubulaire de support rétractable 1 est retirée solidairement avec celui- ci, manuellement et sans effort par un opérateur, de l'axe métallique de la machine retourné en position non expansée 21 .

[0052] Le dispositif tubulaire de support rétractable 1 est ensuite retiré aisément de la bobine d'échenillage 5 en pressant le tube 10 latéralement vers l'intérieur de celui-ci (diamètre réduit D) et en appliquant une force manuelle axiale pour permettre l'extraction du tube 10 hors de la bobine 5 (FIG. 10). La force appliquée manuellement lors du pincement permet un chevauchement 6 suffisant des deux lèvres 12, 13 du tube cranté 10 pour en réduire le diamètre de manière à pouvoir retirer sans effort ce tube 10 de la bobine de matière enroulée 5, séparément du treillis 3 (FIG. 1 1 ).

[0053] Finalement, on retire également manuellement le filet tubulaire élastique 3 de la bobine de matière enroulée 5 (FIG. 12). Avantageusement, l'utilisation d'un treillis 3 qui entoure le tube cranté 10 permet à la colle présente dans les échenillages de ne pas adhérer à ce dernier, sous la tension de l'enroulement, contrairement à l'état de la technique où l'on doit utiliser une sache perdue ou un mandrin en carton entourant l'axe enrouleur expansible, ces éléments ne pouvant plus par la suite être séparés de la bobine.

[0054] Le dispositif tubulaire de support rétractable 10 est ensuite replacé sur l'axe de la machine pour recommencer l'opération d'enroulage.

Repères de référence

1 . Dispositif tubulaire de support rétractable

2. Arbre métallique enrouleur expansible

3. Treillis élastique

4. Echenillage

5. Bobine d'échenillage

6. Chevauchement des lèvres du tube cranté

10. Tube cranté

1 1 . Découpe

12. Première lèvre latérale du tube cranté

13. Seconde lèvre latérale du tube cranté

14. Bord latéral du tube cranté

15 Bande rugueuse en toile émeri

21 . Position non expansée de l'arbre métallique

22. Position expansée de l'arbre métallique