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" PERFECTIONNEMENTS RELATIFS A LA PRODUCTION DE TISSUS ".-
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La présente invention est relative à la produc- tion de matière plastique extrudée sous forme de feuilles, de tubes, de tuyaux et analogues. Dans la suite du présent mémoire, le terme "feuille" s'applique non seulement à une feuille plane, mais également à une feuille sous forme tubulaire.
La présente invention a pour objet un appareil d'extrudage destiné à produire une feuille en matière plas- tique renforcée par des nervures ou comportant des nervu- res, qui sont extrudées simultanément et en une pièce avec la matière constituant la feuille, contrairement à ce qui se passe lors de la fabrication de feuilles aux- quelles des nervures peuvent être appliquées, en soudant sur ces feuilles des monofilaments ou cordons produits séparément.
Le nervurage de feuilles suivant l'invention peut s'effectuer en particulier pour conférer une résis- tance mécanique à des feuilles présentant une épaisseur telle qu'on les qualifie ordinairement de films ou mem- branes ou pour empêcher ou localiser le déchirement de ces feuilles. De même, pour des feuilles plus épaisses, par exemple pour des tubes, des tuyaux ou des feuilles planes, les nervures peuvent être incorporées pour ren- forcer ces objets ou pour permettre que la partie com- prise entre les nervures soit d'une épaisseur moindre que celle qui serait nécessaire pour le même usage, si l'on employait une feuille plaine.
Par ailleurs, conformément à la présente invention, des nervures peuvent être incor- porées dans des feuilles très minces, qui sont normalement, sous forme non-nervurée, difficiles à manipuler ou à faire
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passer dans des machines de confection de sacs ou d'autres machines de traitement ou de façonnage des feuilles, le nervurage donnant du corps au film et produisant un certain effet de raidissement sur les films très minces, de façon à les rendre plus aptes à subir les traitements subséquents. L'effet nervuré peut également tre produit principalement ou entièrement à des fins décoratives ou pour l'embellissement des feuilles.
L'invention comprend l'extrudage d'une natière plastique dans des filières ménagées dans des éléments porte-filières, qui sont déplaçables l'un par rapport à l'autre dans une direction perpendiculaire à la direction d'extrudage, certaines filières étant agencées pour former des cordons/filaments de nervurage, tandis que d'autres filières servent à extruder simultanément la partie formant la feuille de l'article, en une pièce avec les nervures, qui peuvent être produites sur l'un et/ou l'autre côté de la feuille.
L'invention concerne un appareil ou dispositif d'extrudage de feuilles, comprenant une paire d'éléments porte-filières montés de manière à pouvoir se déplacer perpendiculairement à la direction d'extrusion dans l'ap- pareil ou l'installation destinée à y amener une matière plastique sous pression, et comportant des surfaces de glis- sement de contact, une fente d'extrudage de feuilles adjacente auxdites surfaces de glissement du côté de cel- les-ci éloigné de l'alimentation en matière plastique et des filières d'extrudage de nervures de filaments débouchant dans la paroi de la fente précitée et servant à extruder des nervures ou des filaments en une seule pièce avec la feuille extrudée par la fente précitée, des moyens étant"prévus pour communiquer un mouvement re-
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latif aux éléments porte-filières,
lorsqu'ils sont montés dans l'appareil d'extrudage. Les éléments porte-filières peuvent également comporter une conduite supplémentaire dans la zone de glissement ou à travers celle-i, pour l'amenée d'un supplément de matière plastique à la fente d'extrudage de la feuille.
Les éléments porte-filières peuvent être cir- culaire5et coaxiaux ou bien ils peuvent être droits ou rectilignes. Lorsqu'on emploie des éléments porte-filiè- res circulaires, on leur communique un mouvement rotatif ou oscillatoire continu, tandis que lorsqu'on fait usage d'éléments porte-filières rectilignes, on applique un mouvement de va-et-vient rectiligne.
Une série de filières d'extrusion de nervures et les conduits d'alimentation supplémentaires peuvent présenter diverses profondeurs, diamètres ou largeurs.
Par ailleurs, le nombre de filières de la série peut varier, tandis que ces filières peuvent être disposées par groupes, de façon à s'adapter au caractère du produit nervuré à produire et à la quantité de matière plastique supplémentaire à fournir à la fente servant à l'extrudage de feuilles.
Lorsque des nervures doivent être formées des deux côtés de la feuille, les nervures prévues d'un côté froisent, de préférence, les nervures prévues de l'autre côté en suivant des trajets hélicoidaux ou inclinés de sens opposés, de façon que, si l'on suppose que la matière plastique est transparente ou translucide, le nervurage @ a l'aspect d'un filet ou d'un ti@ille. En variante, les nervures peuvent être sinueuses ou former des zig-zag d'un côté et/ou de l'autre côté de la feuille.
Les éléments porte-filières peuvent être montés
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dans n'importe quel appareil approprié pour fournir de la matière plastique sous pression à ces éléments, mais on préfère monter ces éléments dans un appareil d'extru- dage du type décrit dans le brevet belge n 552.251 de la demanderesse, les filières d'extrudage de feuilles nervurées conformes à la présente invention étant substi- tuées aux éléments porte-filières pour l'extrudage de cordons en matière plastique sous forme de filets décrits dans ledit brevet.
L'expression "matière plastique"utilisée dans le présent mémoire et, en particulier, dans les reven- dications, désigne une matière plastique organique ou synthétique susceptible d'être extrudée sous la forme d'une feuille. Cette expression désigne notamment les matières plastiques thermoplastiques fondues, telles que le chlorure de polyvinyle ou le polyéthylène, ou n'imp@@te quelle matière plastique dans un état extrudable.
Dans les dessins ci-annexés : - la figure 1 est une coupe verticale d'un ap- pareil d'extrudage de matière plastique d'un type appro- prié pour fournir de la matière plastique sous pression à des éléments porte-filières rotatifs suivant l'invention, ces éléments étant montrés dans la partie inférieure de la figure. (On remaraquera que la figure 1 illustre un appa- reil similaire à l'appareil de la figure 1 du brevet belge n 552.251 de la demanderesse).
- la figure 2 est une vue en plan de dessous d'une forme d'exécution des éléments porte-filières montrés à la figure 1, cette vue montrant la fente d'ex- trudage de la feuille et les filières d'extrudage de nervures prévues de part et d'autre de cette fente; - les¯figures 3 et 4 sont des coupes respecti- vement suivant les lignes A-A et B-B de la figure 1;
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- la figure 5 est une coupe schématique des éléments porte-filières illustrant une forme d'exécution dans laquelle la fente annulaire d'extrudage de la feuille est découpée ou évidée entièrement dans la partie intérieu- re des éléments porte-filières coaxiaux; - la figure 6 est une coupe fragmentaire illus- trant la fente annulaire découpée ou évidée entièrement dans l'élément porte-filières extérieur ;
- la figure 7 est une coupe fragmentaire illus- trant la fente annulaire découpée évidée en partie dans l'élément porte-filière intérieur et en partie dans l'élé- ment porte-filières extérieur.(Aux figures 5,6 et 7 la position des filières d'extrudage des nervures est mon- trée en traits interrompus); - la figure 8 est une vue en perspective de l'élément porte-filières intérieur , dans lequel les fi- lières proprement dites d'extrudage des nervures et les conduits d'amenée de matière plastique passant par la zone de glissement sont illustrés sous la forme de canaux ou de rainures ouverts latéralement;
- la figure 9 est une vue en perspective frag- mentaire de l'élément porte-filières extérieur (corres- pondant à. la figure 6) illustrant la forme de rainures des filières d'extrudage de nervures proprement dites et des conduits d'amenée de matière plastique dans la zone de glissement; - la figure 10 est une vue en élévation, par- tiellement en coupe, montrant l'appareil représenté à la figure 1 renversé pour l'extrudage d'une feuille nervu- rée vers le haut, l'appareil étant modifié par l'adjonction de moyens pour faire balonner ou pour dilater la feuille tubulaire nervurée telle qu'elle a été extrudée, de ma- nière connue pour.la production de feuilles non nervurées en matière plastique.
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Pour l'exécution de l'invention, selon le mode préféré, dans lequel on emploie des filières qui doivent être animées d'un mouvement sur des trajectoires circulai- res continues perpendiculaires à l'axe du cercle, une paire d'éléments porte-filières coaxiaux 1 et 2 sont montés de manière à fermer l'extrémité inférieure d'une chambre 3 d'alimentation en matière plastique sous pression de l'appareil d'extrudage du type général connu illustré à la figure 1. L'élément porte-filières intérieur 1 affecte la forme d'un disque et est fixé à une tête conique 4 montée sur un arbre ou tube 5, qui s'étend à travers la chambre d'alimentation 3 et traverse un bouchon conique 6 prévu à l'extrémité éloignée des filières.
Le bouchon 6 présente dans sa surface périphérique deux canaux dis- tributeurs de matière plastique 6a et 6b (voir figures 3 et 4) diamétralement opposés, qui se rencontrent en 6c, en regard de l'orifice d'amenée de matière plastique 7, qui reçoit de la matière plastique d'une source appropriée par l'intermédiaire d'une vis transporteuse 8. Les canaux 5a et 6b (voir les figures 1, 3 et 4) divergent dans la direction de la chambre 3, de façon à disperser la matière plastique autour de l'entrée de la chambre.
L'arbre 5 passe à travers un palier 9 et est fixé, de manière réglable en direction axiale, par un écrou 10 et un contre-écrou de blocage 10a. Lorsqu'un mouvement doit être communiqué à l'élément porte-filières intérieur 1, l'arbre est entrainé par une roue à chaîne 11 et par une chaîne lla à partir d'une source d'énergie appropriée.
D'autres moyens appropriés peuvent être prévus pour faire tourner l'arbre 5.
L'élément porte-filières extérieur 2 est de forme annulaire.,et¯est¯disposé autour de l'élément porte- filières intérieur. Cet élément 2 est monté, de manière amovible, sur un élément de support 12 , qui sert égale-
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1 ment de paroi extérieure pour la partie inférieure de la chambre 3. Cet élément peut être fixe, si l'on désire que l'élément porte-filières extérieur 2 occupe, en permanen- ce, une position stationnaire. Lorsqu'il s'agit de faire tourner l'élément porte-filières extérieur 2, l'élément 12 est monté dans des paliers portés par le carter extérieur en deux pièces 13 de l'appareil. Le carter 13 peut être pourvu d'éléments de chauffage électriques 13 a et, en général, l'appareil peut être équipé de moyens de chauffa- ge, selon les besoins.
Les paliers pour l'élément de sup- port 12 sont, de préférence, du type à rouleaux coniques, comme montré en 12a à la figure 1. Pour faire tourner l'é- hément porte-filières extérieur et son support 12, on peut prévoir un entraînement par chaîne 12b. On peut ce- pendant utiliser n'importe quel autre dispositif d'entraî- nement approprié pour conférer un mouvement de rotation à l'élément porte-filières extérieur 2 et à son support.
Les surfaces périphériques adjacentes des deux éléments porte-filières 1 et 2 sont convenablement polies pour former des surfaces de glissement dans la zone la, qui guident et maintiennent une relation précise pendant le mouvement des filières portées par les éléments. Les surfaces polies sont, de préférence, tronconiques, la petite extrémité du cône étant disposée vers la source d'alimentation. En variante, si on le désire, la conicit' des surfaces peut être renversée, de façon que la pression règnant dans la chambre serve à maintenir une jonction à glissement étroite.
Les éléments porte-filières peuvent être montés, de manière amovible, sur leurs supports, comme indiqué à la figure 1, afin de pouvoir être rempla- cés par d'autres éléments porte-filières présentant un agencement et desdimensions de filières différents.
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Les éléments porte-filières 1 et 2 comportent également, en plus de la zone de glissement, une zone ex- térieure ou inférieure dans laquelle est ménagée une fente annulaire 1b servant à extruder la partie formant feuille du produit extrudé , fente dans laquelle débouchent les filières d'extrudage de nervures 1c. Lors de la fabrica- tion des éléments porte-filières, il convient de faire en sorte que toute la périphérie de ces éléments soit po- lie de façon que ceux-ci présentent des surfaces complé- mentaires tronconiques, après quoi on forme la fente 1b en meulant les surfaces périphériques en direction radiale sur une largeur correspondant à l'épaisseur de la feuille à produire.
L'opération de formation de la fente d'extrudage annulaire peut être exécutée de manière à faire en sorte que la fente 1b se présente comme un évidement ménagé dans l'élément porte-filières intérieur 1, le côté opposé de la fente étant constitué par un prolongement de la surface de glissement la de l'élément 2, comme montré à la figure 5. L'opération de formation de la fente d'extru- dage annulaire peut aussi se faire de façon que la fente 1b se présente comme un évidement ménagé dans l'élément porte-filières extérieur 2 , le côté où la paroi opposée de la fente étant, dans ce cas, constitué par un prolon- gement de la surface de contact à glissement la de l'é- lément porte-filières intérieur 1, comme montré à la fi- gure 6.
Dans une troisième variante, l'évidement for- mant la fente 1b est formé tant dans l'élément porte- filières intérieur 1 que dans l'élément porte-filières extérieur 2 , la surface de contact la étant disposée en- tre les parois des évidements, comme montré à la figure 7.
Dans une' forme d'exécution, les filières 1c de formation des nervures sont constituées par des rainure:
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ménagées dans la paroi extérieure et/ou dans la paroi in- térieure (voir figure 2, figures 8 et 9, ainsi que les lignes en traits interrompus des figures 5, 6 et 7) de ladite fente, selon que le nervurage doit se présenter à l'extérieur , à l'intérieur ou sur les deux faces de la feuille. Les filières de formation des nervures s'étendent à partir de la surface extérieure ou coté de décharge des éléments porte-filières 1 et 2, en passant par la zone de la fente 1b et la zone de contact à glissement la en communication avec la chambre d'alimentation 3. En d'autres termes, les filières 1c sont des rainures trans- versales, qui traversent les éléments porte-filières en direction axiale.
Afin d'assurer une alimentation adéquate en matière plastique de la fente de formation de la feuille, il est nécessaire d'employer des conduits supplémentaires ou additionnels ld ménagés dans la zone des surfaces de glissement (voir figures 8 et 9), si ce n'est aux endroits où les filières 1c sont suffisamment proches l'une de l'au- tre pour assurer une alimentation adéquate en matière plastique de la fente 1b servant à l'extrudage de la feuille. Ces conduits additionnels peuvent affecter la forme de rainures s'ouvrant dans la surface de contact.
Ou bien ils peuvent se présenter sous la forme de tubes traversant l'un et/ou l'autre des éléments porte-filières, ces tubes communiquant à une extrémité avec la chambre d'alimentation, tandis que leur autre extrémité débouche dans la fente 1b, de sorte que l'alimentation en matière plastique de cette fente est indépendante des surfaces de glissement.
De même ,les filières 1c servant à former les nervures peuvent, au lieu de se présenter sous forme de rainures ouvertes comme montré aux figures 8 et 9 des dessins ci-annexés, affecter la forme de tubes ou d'alésages by-passant la zone de contact la et amenant de
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la matière plastique de la chambre 3 à l'une et/ou l'autre des parois de la fente 1b à son extrémité de décharge ou embouchure, ou à la face extérieure de l'un et/ou l'autre des éléments porte-filières.
Les figures 8 et 9 montrent en perspective les éléments porte-filières intérieur- et extérieur coaxiaux
1 et 2 dans la forme d'exécution dans laquelle des filiè- res 1c et des conduits d'alimentation 1d sont prévus.
L'élément porte-filières intérieur 1 présente un alésage central 5a pour recevoir l'extrémité de l'arbre 5.
Pour l'obtention de certains produits, l'arbre sur lequel est monté l'élément porte-filières intérieur est tubulaire ou présente un alésage axial dans le but de chasser de l'air dans la feuille tubulaire extrudée, en vue de la gonfler ou de dilater le tube nervuré extru- dé, de façon à produire un tube plus mince de plus grand diamètre. De même, lors de la fabrication de tubes ou tuyaux à parois plus épaisses, de l'air sous pression peut être utilisé pour maintenir la forme du produit ex- trudé ou pour empêcher que le tube formé ne s'aplatisse prématurément, sans provoquer une dilatation réelle.
Ce procédé de dilatation , parfois aussi appelé procédé de "ballonnement", est illustré à la figure 1 0 qui représente l'appareil d'extrudage de la figure 1 en position renversée, pour extruder la feuille nervurée en direction ascendante d'une manière connue pour l'extru- dage et le ballonnement de feuilles lisses, comme varian- te de l'extrudage descendant ou de l'extrudage horizon- tal.
Pour le procédé de ballonnement, l'arbre 5 est tubulaire ou présente un alsésage central 5b relié à une source d'air ou de gaz sous pression. Autour du tube nervuré sortant-de la fente annulaire 1b est monté un collecteur ou conduit d'air circulaire 14 , qui présente
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une fente annulaire 14a par laquelle de l'air est soufflé sur le tube nervuré pendant qu'il subit sa dilatation.
A une distance appropriée des éléments porte- filières, on prévoit une paire de rouleaux de traction
15, qui tirent la feuille tubulaire vers le haut à une vitesse compatible avec la vitesse d'extrudage. Des plan- ches 15a ou des dispositifs analogues peuvent être employés .pour aplatir le tube ballonné avant qu'il n'arrive dans l'intervalle entre les rouleaux 15. D e ces rouleaux 15, le tube aplati peut 8tre amené sur une bobine collectrice
16. Si on le désire, une feuille plane (simple épaisseur) peut être produite à partir de l'élément tubulaire extru- dé, en coupant cet élément tubulaire sur son trajet vers les rouleaux de traction ou plus loin, de manière connue en soi.
La distance entre les filières de formation des nervures est déterminée en fonction de l'effet de nervurage que l'on désire obtenir et, comme indiqué plus haut, des éléments porte-filières interchangeables peuvent être employés , ces éléments comportant des nombres dif- férents de nervures, celles-ci pouvant être disposées différemment et présenter des sections transversales différentes. De même, des éléments porte-filières pré- (sentant des fentes annulaires de larguers ou dimensions radiales différentes pour la feuille peuvent être prévus.
Les rainures ou fentes de formation des nervures ménagées dans un des éléments porte-filières peuvent présenter une section transversale différente de celle des fentes ou rainures ménagées dans l'autre élément porte-filières.
Bien qu'on utilise habituellement des éléments porte-filières présentant un certain nombre de filières de formation de nervures (avec ou sans un certain nombre de conduits d'alimentation dans les zones de glissement),
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traversant l'un et/ou l'autre des éléments porte-filières, on verra que des éléments comportant chacun une seule fi- lière de formation de nervures produiront une feuille comportant une nervure hélicoïdale ou en zig-zag formée d'une pièce sur la feuille de part et d'autre de celle- ci. Si une seule filière productrice de nervures est pré- vue dans un seul des éléments porte-filières, la feuille extrudée ne comportera qu'une seule nervure continue formée d'une seule pièce d'un côté seulement de cette feuille.
Il est cependant évident que lorsque les ner- vures sont destinées à procurer des qualités de résistan- ce au déchirement, il est avantageux de faire en sorte que les nervures prévues de part et d'autre de la feuille se coupent ou se croisent l'une l'autre, en formant un treillis ou un filet.
Le mouvement relatif préféré à communiquer aux éléments porte-filières coaxiaux est celui dans lequel les éléments sont animés d'un mouvement de rotation con- tinu en sens opposés. D'autres types de mouvements peuvent impliquer la rotation des deux éléments dans le même sens , mais à des vitesses différentes. On peut aussi faire en sorte que les deux éléments oscillent dans des sens oppo- sés ou que l'élément porte-filières intérieur ou l'élément porte-filières extérieur oscille ou soit animé d'un mou- vement de rotation continu, tandis que l'autre élément porte-filières est maintenu stationnaire. En faisant tourner les filières, de manière continue, dans des sens opposés, toute tendance à tordre le produit extrudé, en particulier lorsque celui-ci est gonflé, est évitée.
Si l'on désire maintenir une filière stationnaire pendant que l'autre tourne de manière continue, ou bien lorsque les deux éléments porte-filières sont animés d'un mou- vement de rotation continu unidirectionnel, ce qui crée
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une tendance pour la feuille extrudée à tourner, on peut contrecarrer cette tendance en faisant tourner les rou- leaux de traction autour de l'axe de la feuille tubulaire dans le mme sens que celui dans lequel cette feuille tend à tourner.
Pour la mise en oeuvre de l'invention avec des éléments porte-filières droits ou rectilignes (non repré- sentés sur les dessins ci-annexés), ces éléments porte- filières sont montés de la manière illustrée aux figurée
6, 7 et 8 du brevet belge n 552.251 de la demanderesse, de manière à fermer une chambre d'alimentation en matière plastique de dimensions appropriées, chaque élément étant monté dans des paliers ou supports rectilignes de chaque côté de la chambre, de manière à permettre un mouvement de va-et-vient relatif rapide entre les deux éléments.
Les extrémités des éléments porte-filières s'étendent au delà des extrémités correspondantes de la chambre sur une distance supérieure à l'amplitude de la course oscillatoire arquée et les extrémités terminales de la chambre, sous lesquelles se déplacent les éléments, sont munies de dis- positifs d'étanchéité, pour empêcher l'échappement de la ± matière plastique en. direction latérale. Les éléments por@- filières présentent une zone de glissement et une zone comportant une fente rectiligne pour l'extrudage d'une feuille, d'une manière similaire à celle décrite plus haut pour l'appareil rotatif.
De même, la zone de forma- tion de la feuille comporte des filières de formation de nervures, des conduits additionnels étant, au besoin, pré- vus pour renforcer 1 alimentation en matière plastique de la zone d'extrudage de la feuille.
Des moyens appropriés quelconques peuvent être prévus pour communiquer un mouvement de va-et-vient aux éléments porte-filières rectilignes. En particulier, le mou-
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vement de va-et-vient doit être tel que le temps d'arrêt à la fin de la course soit minimum, et ceci s'applique également à l'oscillation des éléments porte-filières co- axiaux rotatifs.
Après extrudage de la matière plastique sous forme d'articles plats ou tubulaires (notamment pour des tuyaux souples ou analogues) la matière plastique peut être fixée en faisant passer le produit extrudé, par exemple dans un liquide contenu dans un réservoir, de la manière décrite dans le brevet précité de la demanderesse.
Dans les formes circulaire et rectiligne des éléments porte-filières, le nervurage d'un côté de la feuille sert essentiellement à des fins décoratives; de même , une feuille munie de nervures sur ses deux faces, sans entrecroisement de ces nervures, est destinée principalement à des fins décoratives, parce que l'absence de nervures se croisant l'une l'autre fait en sorte que la feuille a tendance à se déchirer plus facilement, spécialement dans le cas de pellicules minces.
On peut faire des lervures plus grosses ou plus épaisses que la feuille elle-même et il est possible d'extruder certaines matières plastiques qui ont été lé- gèrement pigmentées, de manière à obtenir des nervures plus fortement colorées sur une feuille presque claire ou apparemment non colorée, ce qui produit un effet très dé- coratif.
Les feuilles ou films en matière plastique unies sont utilisés sur une grande échelle pour les vêtements imperméables ou pour les parapluies, mais ces feuilles à surface lisse et plane ont l'inconvénient de se déchirer aisément. Avec des feuilles en matière plastique nervurées conformément à la présente invention, surtout lorsque les nervures s'entrecroisent en formant un treillis ou un filet
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les déchirements sont grandement empêchés ou localisés.
Dans le cas d'articles tubulaires plus lourds, notamment dans le cas de tuyaux, un renforfement de la résistance à l'éclatement et une meilleure résistance à l'usure peuvent être obtenus, sans que la flexibilité de l'article soit altérée dans une mesure appréciable. L'addition de nervu- res peut également être utilisée pour réduire le poids du tube ou tuyttu souple.
REVENDICATIONS.-
1.- Appareil d'extrudage de matière plastique permettant d'extruder des feuilles planes ou tubulaires, caractérisé en ce qu'il comporte une paire d'éléments porte-filières pouvant être monté)de façon à subir un mouvement relatif transversalement à la direction d'ex- trudage dans un appareil ou une installation agencée pour être alimentée en matière plastique sous pression et comportant des surfaces de contact à glissement, une fente d'extrudage de feuilles adjacente à ces surfaces du côté éloigné de l'alimentation en matière plastique, ainsi,que des moyens d'extrudage de nervures ou de fila- ments débouchant dans la paroi de la fente susdite et servant à extruder des filaments ou nervures en une seule pièce avec la feuille,
des moyens étant prévus pour assu- rer un mouvement relatif entre les éléments porte-filières, lorsque ceux-ci sont montés dans l'appareil ou l'instal- lation d'extrudage sous pression.
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"IMPROVEMENTS RELATING TO THE PRODUCTION OF FABRICS" .-
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The present invention relates to the production of extruded plastic material in the form of sheets, tubes, pipes and the like. In the remainder of the present specification, the term "sheet" applies not only to a flat sheet, but also to a sheet in tubular form.
The present invention relates to an extrusion apparatus for producing a plastic sheet reinforced by ribs or having ribs, which are extruded simultaneously and in one piece with the material constituting the sheet, unlike this invention. which occurs during the manufacture of sheets to which ribs can be applied, by welding to these sheets monofilaments or cords produced separately.
The ribbing of sheets according to the invention can be carried out in particular to impart mechanical strength to sheets having a thickness such as they are ordinarily referred to as films or membranes or to prevent or localize the tearing of these sheets. . Likewise, for thicker sheets, for example for tubes, pipes or flat sheets, the ribs can be incorporated to reinforce these objects or to allow the part between the ribs to be of a thickness. less than that which would be necessary for the same use, if a plain sheet were used.
Further, in accordance with the present invention, ribs can be incorporated into very thin sheets, which are normally, in un-ribbed form, difficult to handle or make.
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pass through bag making machines or other sheet processing or shaping machines, the ribbing giving body to the film and producing a certain stiffening effect on the very thin films, so as to make them more suitable to withstand subsequent treatments. The ribbed effect can also be produced mainly or entirely for decorative purposes or for embellishing the leaves.
The invention comprises the extrusion of a plastic material in dies formed in die holder elements, which are movable with respect to one another in a direction perpendicular to the direction of extrusion, certain dies being arranged to form ribbing cords / filaments, while other dies serve to simultaneously extrude the sheet forming portion of the article, integrally with the ribs, which may be produced on either and / or the other side of the sheet.
The invention relates to an apparatus or device for extruding sheets, comprising a pair of die-holder elements mounted so as to be able to move perpendicular to the direction of extrusion in the apparatus or installation intended therein. supplying plastic material under pressure, and having contacting sliding surfaces, a sheet extrusion slot adjacent to said sliding surfaces on the side thereof remote from the plastic feed and dies. 'extrusion of ribs of filaments opening into the wall of the aforementioned slot and serving to extrude ribs or filaments in one piece with the sheet extruded by the aforementioned slot, means being "provided for imparting a re- movement.
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relating to die-supporting elements,
when mounted in the extruder. The die-supporting elements may also have an additional conduit in or through the sliding zone, for supplying additional plastic material to the extrusion slot of the sheet.
The die holder elements may be circular and coaxial or they may be straight or rectilinear. When circular die-carrying members are used, a continuous rotary or oscillatory motion is imparted to them, while when straight die-carrying members are used, a rectilinear reciprocating motion is applied.
A series of rib extrusion dies and additional supply conduits may be of various depths, diameters or widths.
Furthermore, the number of dies in the series can vary, while these dies can be arranged in groups, so as to adapt to the character of the ribbed product to be produced and to the amount of additional plastic material to be supplied to the slit serving. extrusion of sheets.
When ribs are to be formed on both sides of the sheet, the ribs provided on one side preferably crinkle the ribs provided on the other side in helical or inclined paths in opposite directions, so that if the It is assumed that the plastic material is transparent or translucent, the rib @ having the appearance of a net or a ti @ ille. Alternatively, the ribs may be sinuous or form zigzags on one side and / or the other side of the sheet.
Die holder elements can be mounted
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in any suitable apparatus for supplying plastics material under pressure to these elements, but it is preferred to mount these elements in an extrusion apparatus of the type described in the applicant's Belgian patent no. 552,251, the dies of the extrusion of ribbed sheets in accordance with the present invention being substituted for the die-carrying elements for the extrusion of plastic strands in the form of threads described in said patent.
The term "plastic material" used herein and, in particular, in the claims, denotes an organic or synthetic plastic material capable of being extruded in the form of a sheet. This expression especially denotes molten thermoplastic plastics, such as polyvinyl chloride or polyethylene, or any plastic material in an extrudable state.
In the accompanying drawings: - Figure 1 is a vertical sectional view of a plastic extrusion apparatus of a type suitable for supplying plastic material under pressure to the following rotary die-holder elements. invention, these elements being shown in the lower part of the figure. (It will be noted that FIG. 1 illustrates an apparatus similar to the apparatus of FIG. 1 of Belgian patent no. 552,251 by the applicant).
FIG. 2 is a bottom plan view of one embodiment of the die holder elements shown in FIG. 1, this view showing the extrusion slot of the sheet and the rib extrusion dies. provided on either side of this slot; - Figures 3 and 4 are cross-sections respectively along lines A-A and B-B of figure 1;
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FIG. 5 is a schematic sectional view of the die-holder elements illustrating an embodiment in which the annular extrusion slot of the sheet is cut or hollowed out entirely in the interior part of the coaxial die-holder elements; FIG. 6 is a fragmentary cross section showing the annular slot cut or recessed entirely in the outer die holder member;
- Figure 7 is a fragmentary sectional view illustrating the annular cut-out slit partly recessed in the inner die holder member and partly in the outer die holder member. (In figures 5,6 and 7 the position rib extrusion dies is shown in dashed lines); FIG. 8 is a perspective view of the inner die-holder element, in which the actual dies for extruding the ribs and the supply conduits for plastic material passing through the sliding zone are illustrated under the figure. form of channels or grooves open laterally;
FIG. 9 is a fragmentary perspective view of the outer die holder element (corresponding to FIG. 6) illustrating the shape of the grooves of the rib extrusion dies themselves and of the supply conduits. plastic in the sliding zone; FIG. 10 is an elevational view, partly in section, showing the apparatus shown in FIG. 1 inverted for extruding an upwardly ribbed sheet, the apparatus being modified by the addition means for balancing or expanding the ribbed tubular sheet as it has been extruded, in a manner known for the production of non-ribbed plastic sheets.
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For the execution of the invention, according to the preferred embodiment, in which dies are employed which are to be animated by a movement on continuous circular paths perpendicular to the axis of the circle, a pair of carrier elements. Coaxial dies 1 and 2 are mounted so as to close the lower end of a chamber 3 for supplying plastic material under pressure to the extrusion apparatus of the generally known type illustrated in FIG. 1. The carrier element inner dies 1 takes the form of a disc and is attached to a conical head 4 mounted on a shaft or tube 5, which extends through the feed chamber 3 and passes through a conical plug 6 provided at the far end sectors.
The stopper 6 has in its peripheral surface two plastic distribution channels 6a and 6b (see Figures 3 and 4) diametrically opposed, which meet at 6c, opposite the plastic supply orifice 7, which receives plastic from a suitable source via a conveyor screw 8. Channels 5a and 6b (see Figures 1, 3 and 4) diverge in the direction of chamber 3, so as to disperse the plastic material around the entrance to the room.
The shaft 5 passes through a bearing 9 and is fixed, in an adjustable manner in the axial direction, by a nut 10 and a locking locknut 10a. When movement is to be communicated to the inner die-holder member 1, the shaft is driven by a chain wheel 11 and a chain 11a from an appropriate energy source.
Other suitable means can be provided to rotate the shaft 5.
The outer die holder element 2 is annular in shape., And¯is¯ disposed around the inner die holder element. This element 2 is mounted, removably, on a support element 12, which also serves
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1 outer wall element for the lower part of the chamber 3. This element can be fixed, if it is desired that the outer die-holder element 2 occupy, permanently, a stationary position. When it comes to rotating the outer die-holder element 2, the element 12 is mounted in bearings carried by the two-piece outer casing 13 of the apparatus. The housing 13 can be provided with electric heating elements 13a and, in general, the apparatus can be equipped with heating means, as required.
The bearings for the support member 12 are preferably of the taper roller type, as shown at 12a in Fig. 1. To rotate the outer die carrier member and its support 12, it is possible provide a chain drive 12b. Any other suitable drive device can, however, be used to impart rotational movement to the outer die holder member 2 and its support.
The adjacent peripheral surfaces of the two die-carrying members 1 and 2 are suitably polished to form sliding surfaces in zone 1a, which guide and maintain a precise relationship during the movement of the dies carried by the members. The polished surfaces are preferably frustoconical with the small end of the cone being disposed towards the power source. Alternatively, if desired, the conicity of the surfaces can be reversed, so that the pressure in the chamber serves to maintain a tight sliding junction.
The die holder elements can be removably mounted on their supports, as shown in FIG. 1, so that they can be replaced by other die holder elements having different arrangement and dimensions of the die.
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The die-holder elements 1 and 2 also comprise, in addition to the sliding zone, an outer or lower zone in which is formed an annular slot 1b serving to extrude the part forming the sheet of the extruded product, into which the slot emerges. rib extrusion dies 1c. When fabricating the die-carrying elements, it is advisable to ensure that the entire periphery of these elements is polished so that they have complementary frustoconical surfaces, after which the slot 1b is formed. by grinding the peripheral surfaces in a radial direction over a width corresponding to the thickness of the sheet to be produced.
The operation of forming the annular extrusion slot can be carried out so that the slot 1b appears as a recess formed in the inner die holder member 1, the opposite side of the slot being formed by an extension of the sliding surface la of the element 2, as shown in FIG. 5. The operation of forming the annular extrusion slot can also be carried out so that the slot 1b appears as a recess formed in the outer die-holder element 2, the side where the opposite wall of the slot being, in this case, constituted by an extension of the sliding contact surface la of the inner die-holder element 1, as shown in figure 6.
In a third variant, the recess forming the slot 1b is formed both in the inner die-holder element 1 and in the outer die-holder element 2, the contact surface 1a being disposed between the walls of the dies. recesses, as shown in figure 7.
In one embodiment, the dies 1c for forming the ribs consist of grooves:
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formed in the outer wall and / or in the inner wall (see figure 2, figures 8 and 9, as well as the broken lines in figures 5, 6 and 7) of said slot, depending on whether the ribbing is to be present on the outside, inside or on both sides of the sheet. The rib-forming dies extend from the outer surface or discharge side of the die-holder elements 1 and 2, passing through the slot area 1b and the sliding contact area 1a in communication with the chamber. 3. In other words, the dies 1c are transverse grooves, which pass through the die holder elements in an axial direction.
In order to ensure an adequate supply of plastic material to the sheet-forming slot, it is necessary to use additional or additional ducts ld provided in the area of the sliding surfaces (see figures 8 and 9), if necessary. This is where the dies 1c are close enough to each other to ensure an adequate supply of plastic material to the slot 1b used for extruding the sheet. These additional conduits may take the form of grooves opening into the contact surface.
Or they can be in the form of tubes passing through one and / or the other of the die holder elements, these tubes communicating at one end with the feed chamber, while their other end opens into the slot 1b , so that the supply of plastic material to this slot is independent of the sliding surfaces.
Likewise, the dies 1c serving to form the ribs can, instead of being in the form of open grooves as shown in Figures 8 and 9 of the accompanying drawings, take the form of tubes or bores bypassing the area. contact and bringing
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the plastic material of the chamber 3 to one and / or the other of the walls of the slot 1b at its discharge end or mouth, or to the outer face of one and / or the other of the carrier elements channels.
Figures 8 and 9 show in perspective the inner- and outer coaxial die-holder elements
1 and 2 in the embodiment in which dies 1c and supply conduits 1d are provided.
The inner die holder element 1 has a central bore 5a to receive the end of the shaft 5.
To obtain certain products, the shaft on which the internal die-holder element is mounted is tubular or has an axial bore in order to expel air in the extruded tubular sheet, with a view to inflating it or to expand the extruded ribbed tube, thereby producing a thinner tube of larger diameter. Likewise, when fabricating thicker-walled tubes or pipes, pressurized air can be used to maintain the shape of the extruded product or to prevent the formed tube from flattening prematurely, without causing collapse. actual dilation.
This expansion process, sometimes also referred to as the "ballooning" process, is illustrated in Figure 10 which shows the extruder apparatus of Figure 1 in an inverted position, to extrude the ribbed sheet in an upward direction in a known manner. for extruding and bloating smooth sheets, as a variant of downward extrusion or horizontal extrusion.
For the ballooning process, the shaft 5 is tubular or has a central bore 5b connected to a source of air or gas under pressure. Around the ribbed tube emerging from the annular slot 1b is mounted a collector or circular air duct 14, which has
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an annular slot 14a through which air is blown over the ribbed tube as it undergoes its expansion.
At an appropriate distance from the die-holder elements, a pair of traction rollers is provided.
15, which pull the tubular sheet upward at a speed compatible with the extrusion speed. Planks 15a or the like can be employed to flatten the balloon tube before it comes into the gap between the rollers 15. From these rollers 15, the flattened tube can be fed onto a take-up reel.
16. If desired, a flat sheet (single ply) can be produced from the extruded tubular member, by cutting this tubular member in its path to the pull rollers or further, in a manner known per se. .
The distance between the dies forming the ribs is determined as a function of the ribbing effect which is desired to be obtained and, as indicated above, interchangeable die carrier elements can be used, these elements having different numbers. ribs, these can be arranged differently and have different cross sections. Likewise, die holder elements (having annular slots of different widths or radial dimensions for the sheet can be provided.
The grooves or slots for forming the ribs formed in one of the die holder elements may have a cross section different from that of the slots or grooves formed in the other die holder element.
Although die carrier members having a number of rib forming dies (with or without a number of feed conduits in the slip areas) are usually used,
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traversing one and / or the other of the die-carrying elements, it will be seen that elements each having a single rib-forming die will produce a sheet having a helical or zig-zag rib formed integrally on the leaf on either side of it. If only one rib producing die is provided in one of the die support members, the extruded sheet will have only one continuous rib formed integrally on one side only of that sheet.
It is evident, however, that when the ribs are intended to provide tear-resistant qualities, it is advantageous to cause the ribs provided on either side of the sheet to intersect or cross each other. one another, forming a trellis or a net.
The preferred relative movement to impart to the coaxial die carrier elements is that in which the elements are driven in a continuous rotational movement in opposite directions. Other types of movements may involve rotating the two elements in the same direction, but at different speeds. It is also possible to cause the two elements to oscillate in opposite directions or for the inner die-carrying member or the outer die-carrying member to oscillate or be driven by a continuous rotational movement, while the other die holder element is kept stationary. By continuously rotating the dies in opposite directions, any tendency to twist the extruded product, especially when the extrudate is swollen, is avoided.
If it is desired to keep one die stationary while the other rotates continuously, or when the two die carrier elements are driven in a continuous unidirectional rotational movement, which creates
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a tendency for the extruded sheet to rotate, this tendency can be counteracted by causing the traction rollers to rotate around the axis of the tubular sheet in the same direction as that in which this sheet tends to rotate.
For the implementation of the invention with straight or rectilinear die-holder elements (not shown in the accompanying drawings), these die-holder elements are mounted in the manner illustrated in the figures.
6, 7 and 8 of Belgian patent No. 552,251 of the applicant, so as to close a supply chamber of plastic material of suitable dimensions, each element being mounted in bearings or rectilinear supports on each side of the chamber, so as to allow rapid relative back-and-forth movement between the two elements.
The ends of the die-carrying elements extend beyond the corresponding ends of the chamber a distance greater than the amplitude of the arcuate oscillatory stroke and the terminal ends of the chamber, under which the elements move, are provided with dis - positive sealing, to prevent the escape of the ± plastic material. lateral direction. The die elements have a sliding area and an area having a straight slot for extruding a sheet, in a manner similar to that described above for the rotary apparatus.
Likewise, the sheet forming zone has rib forming dies, additional conduits being provided, if necessary, to reinforce the plastic feed to the sheet extrusion zone.
Any suitable means may be provided to impart a reciprocating motion to the rectilinear die holder elements. In particular, the soft
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The reciprocating action should be such that the stopping time at the end of the stroke is minimum, and this also applies to the oscillation of the rotating coaxial die holder members.
After extrusion of the plastic material in the form of flat or tubular articles (in particular for flexible pipes or the like) the plastic material can be fixed by passing the extruded product, for example in a liquid contained in a reservoir, in the manner described. in the aforementioned patent of the applicant.
In the circular and rectilinear shapes of the die-holder elements, the ribbing on one side of the sheet is mainly used for decorative purposes; Likewise, a sheet provided with ribs on both sides, without the intersection of these ribs, is intended primarily for decorative purposes, because the absence of ribs crossing each other causes the sheet to tend to tear more easily, especially in the case of thin films.
The veins can be made larger or thicker than the sheet itself and it is possible to extrude certain plastics which have been slightly pigmented, so as to obtain more strongly colored veins on an almost light or apparently light sheet. not colored, which produces a very decorative effect.
Plain plastic sheets or films are widely used for waterproof clothing or for umbrellas, but such sheets with a smooth and flat surface have the disadvantage of easily tearing. With ribbed plastic sheets according to the present invention, especially when the ribs intersect to form a mesh or net
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tears are largely prevented or localized.
In the case of heavier tubular articles, especially in the case of pipes, a reinforcement of the burst strength and a better wear resistance can be obtained, without the flexibility of the article being impaired in a particular way. appreciable measure. The addition of ribs can also be used to reduce the weight of the flexible tube or hose.
CLAIMS.-
1.- Plastic extrusion apparatus for extruding flat or tubular sheets, characterized in that it comprises a pair of die holder elements which can be mounted) so as to undergo a relative movement transversely to the direction extrusion in an apparatus or installation arranged to be supplied with plastic material under pressure and having sliding contact surfaces, a sheet extrusion slot adjacent to these surfaces on the side remote from the plastic supply , thus, that means for extruding ribs or filaments opening into the wall of the aforesaid slot and serving to extrude filaments or ribs in one piece with the sheet,
means being provided for ensuring relative movement between the die-carrying elements, when the latter are mounted in the pressurized extrusion apparatus or installation.