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procédé de fabrication de bandes en matière thermoplastique exemptes de bulles,, et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé.
L'invention concerne un procédé de.fabrication de bandes en matière thermoplastique, exemptes de bulles,' et un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. L'invention
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a pour but la fabrication de bandes dont l'épaisseur est supérieure à une certaine valeur ainimale, par exemple à 0.6mm.
Par masses thermoplastiques, il faut entendre les matières synthétiques de tous genres qu'on peut faire passer à un état plastique, par exemple le chlorure de polyvinyle, le polyéthy- lène, les polyamides et les Matières plastiques analogues. On peut également travailler de.la même manière, par le procédé " objet de l'invention, des matières plastiques durcissant à chaud, par exemple les mélanines. Par le terme de bandes, il faut entendre de préférence, des produits plats d'une longueur quelconque mais ce terme englobe également des produits plus courts, par exemple des panneaux ou plateaux d'une longueur limitée.
Il est connu que, sur les calandres usuelles à trois ou quatre cylindres telles qu'on les utilise dans l'industrie du caoutchouc ou des matières plastiques pour la fabrication de feuilles, on ne peut fabriquer que très diffi- cilement des feuilles d'une qualité utilisable et présentant une surface acceptable, qui aient une épaisseur supérieure à
0,6 à 0,8 mm. Dans le cas de bandes d'une épaisseur supérieure à ces chiffres, il apparaît des bulles internes et en surface des affaissements ainsi que des rugosités et des trous de passage de gaz auxquels on donne par exemple le nom de "pattes de mouches". Avec certains matériaux, par exemple le polyéthy- lène on ne peut obtenir une surface lisse. Bien au contraire, la feuille présente une surface semblable à un crêpe.
Pair contre, d'autres matériaux ne peuvent pas être travaillés de la manière traditionnelle sur des calandres, par exemple le polystyrol-choc ou le polypropylène. Pour la fabrication de feuilles plus épaisses, on peut certes utiliser une presse à filer équipée d'une buse à fente large, mais la production horaire.des machines de ce genre est relativement faible.
L'utilisation de presses à filer avec buse à fente large exige un traitement très soigné de la matière. une stabilisation coûteuse,, un réglage de l'épaisseur et un nettoyage qui
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demandent beaucoup de temps et les modèles qu'on peut fabri- quer sont en nombre limité et ne permettent qu'une production réduite. Pour pouvoir fabriquer des bandes'plus épaisses en utilisant une calandre de la manière traditionnelle, on était obligé jusqu'à présent de produire plusieurs feuilles et d'appliquer ensuite ces dernières les unes sur les autres par une opération dite de doublage ou de les comprimer les unes contre les autres en les chauffant. C'est ainsi que l'on cons- titue par exemple des revêtements de sols avec des épaisseurs de 2 à 4 mm en utilisant de 3 à 10 couches.
Cette manière d'opérer est compliquée et coûteuse du point de vue économique.
D'autres procédés connus de fabrication d'objets en bandes, feuilles ou profilés plus épais mettent à profit la pression d'avancement produite sur toute la largeur dans la fente d'une paire de cylindres entraînés en rotation, pour expulser la matière alimentée en étant égalisée par une racle et qui s'accumule entre les deux lèvres d'une buse. La matière pulvérulente est, dans tous les cas, chargée directe- ment dans l'intervalle entre les cylindres de sorte que c'est la totalité du travail de mise en température, de plastifica- tion et de dégazage, y compris la production de la pression d'avancement, qui doit être assurée dans la fente comprise entre les cylindres.
Le groupement de toutes ces opérations dans la fente entre les cylindres limite les possibilités d'utilisation du dispositif à des produits qui ne nécessitent pas une homogénéité et une absence de bulles (par exemple des garnitures de freins), ou bien réduit la production dans une mesure telle que le dispositif ne permet pas une fabrication économique.
Le but de l'invention est de remédier à ces défauts et à ces inconvénients. Le procédé selon l'invention est caractérisé par le fait que la matière plastique est ame- née dans la fente comprise entre les cylindres à l'état plas- tique ou fondu, et sous forme d'une couche homogène d'une /. épaisseur maximale de 0,4 mm, présentant une surface libre et
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reposant sur un support animé d'un mouvement de déplacement, et par le fait qu'elle sort, à l'état comprimé, sous la forme d'une bande plus épaisse que la couche de départ.
Selon une autre caractéristique du procédé objet de l'invention, on introduit dans la fente comprise entre les cylindres, simule, tanément avec la couche de matière plastique, une bande sup- plémentaire qui est soumise, à l'intérieur de la buse, avec la couche de matière plastique à une force de freinage.
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On introduit avantageusement dans la fente comprise entre les cylindres et un même temps que la couche de matière plastique, une bande supplémentaire, servant de couche de recouvrement, en l'appliquant sur la surface du cylindre qui porte la bande plus épaisse de matière plastique, '
Le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention qui est le mieux adapté comprend une paire de cylindres et une buse à fente large, combinée avec cette paire de cylindres qui exerce sur la matière plastique une fore ce de freinage, la largeur de la fente de cette buse étant supérieure à l'épaisseur de la couche de matière synthétique qui passe à travers la fente entre les cylindres.
Il est prévu d'autre part un support pour amener la matière synthé- tique sous forme de couche et des racles dont les bords actifs coopèrent avec les surfaces des cylindres,la fente comprise en- tre les cylindres étant disposés en face des supports qui assurent l'alimentation du produit. Selon une caractéristique essentielle de ce dispositif, le support est mobile et peut être chauffé.
D'autres caractéristiques du dispositif selon l'invention apparaitront à la lecture de la description ci- après.
La couche, d'une épaisseur de 0,4 mm au maximum, dont on part dans le procédé selon l'invention est obtenue en amenant la matière sous une forme plastique, molle ou fondue.
Il est alors avantageux de réaliser le support mobile lui-mme. de façon qu'il puisse être chauffé. La surface pouvant être
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chauffée a, de préférence, la t'or.. d'un support mobile sans i fin ou est constituée par la surface d'un cylindre, cependant que, contre la face de ce support ou cylindre qui porte la masse plastique sous forme d'une couche mince, est appliquée une racle qui est fixée contre le bord du corps de la buse et qui forme, avec une surface opposée, une buse 1 fente large assurant un calibrage.
En faisant arriver la matière plastique confor- mément à l'invention, on obtient que cette matière plastique parvienne sans présenter d'inclusions gazeuses dans l'espace de freinage, de sorte que la bande relativement épaisse est également exempte de bulles,-De cette façon, on peut fabri- quer d'une manière économique et simple, en utilisant des cylindres de calandrage, une bande de matière plastique exempte de bulles avec une épaisseur convenant pour l'utilisation comme revêtement de sols. Jusqu'à présent, on était obligé soit d'assembler plusieurs couches plus minces qui étaient fabriquées sur des calandres, soit d'utiliser une opération de filage à la presse.
Le procédé selon l'invention donne, par conséquent, la possibilité de fabriquer d'une manière particu- lièrement économique des bandes de matière plastique sans bulles d'une épaisseur supérieure. Le présent procédé permet également d'incorporer, en plus, dans le produit fini, à la masse plastique ou fondue, homogène, amenée par le support mobile, une bande qui au moins au début est solide, de manière à munir la bande d'un support particulier ou d'une couche spéciale incorporée à cette bande.
L'invention offre par conséquent, par comparai- son avec les procédés connus, l'avantage de mettre en forme un film homogénéisé de façon parfaite, en lui donnant la forme d'une feuille ou plaque plus épaisse, de préférence sensible- ment plus épaisse que cela n'est possible jusqu'à présent avec une calandre, ou bien de lui donner la forme d'un profilé, avant même qu'il puisse se former des inclusions d'air ou de gaz ou apparaître d'autres défauts d'homogénéité, en mettant
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à profit, d'une manière connue, la pression d'avancement de la dernière paire de cylindres d'une calandre ou d'un disposi- tif analogue, comme pression de refoulement.
Dans le cas de sntériaux qui présentent, en cas d'action prolongée de la chaleur, des phénomènes de dégradation, on a en outre la garantie qu'aucune particule de matière n'est exposée à la chaleur plus longtemps que cela n'est nécessaire pour le tra- vail parce qu'il n'existe pa* ce qu'on appelle des espaces morts.
On décrira ci-après quelques exemples de réali- sation du dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention avec référence aux dessins ci-annexés dans lesquels!
Fig. 1 est une vue en élévation schématique d'une première forme de réalisation du dispositif servant à la aise en oeuvre du procédé selon l'invention;
Fige. 2 à 7 sont des vues schématiques de diverses autres formes de réalisation pratique du dispositif servant à la aise en oeuvre du procédé selon l'invention.
Dans la figure 1, on a désigné par 1 et 2 des cylindres sur lesquels passe un support, réalisé par exemple sous la forme d'une bande en acier 3. sans fin et chauffée, et sur lequel on applique, au moyen d'un réservoir 4 contenant une matière plastique en poudre, une couche 5 de cette matière plastique. La couche 5 fondue qui, pendant la durée du séjour sur la bande 5 en acier chauffée, abandonne ses constituants volatils et qui se débarasse de l'air, est prélevée sur la bande en acier 3 au moyen d'un organe de grattage 6 qui joue le rôle de racle, cependant qu'une barre 7 constitue, en com- binaison avec l'organe de raclage 6, une buse à fente large.
8 désigne un cylindre conjugué qui forme, en combinaison avec le cylindre 2, la fente assurant l'alimentation de la matière::
Le mode de fonctionnement de cette forme de réalisation du dispositif de mise en oeuvre du procédé selon l'invention est le suivant.
La masse plastique qui'est transportée, par la
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bande 3 en acier, vers la buse à fente large et dont l'alimen- tation est assurée à travers la fente comprise entre les deux cylindres 2 et 8, est freinée par les forces de frottement de la buse à fente large, ce par quoi la masse commence par remplir la fente de la buse à fente large. En raison de la fente comprise entre les cylindres 2 et 8, ce freinage ne se
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propage pas vers l'amont, o'es-â-Ü1re en Ctirection du rebe.L- voir 4. Bien au contraire, la pression de la matière qui ap- paraît a pour effet de faire sortir la bande de la buse à fente large.
Il est en l'espèce avantageux de régler la tempé- rature du matériau de la buse à fente large, et il est indiqué, dans ce but, de chauffer au début du travail la buse à fente large et de la refroidir ensuite ultérieurement quand elle est devenue suffisamment chaude par suite de la chaleur pro- duite par le frottement de la masse chauffée.
La figure 2 représente un dispositif de calandre pour la fabrication de feuilles en chlorure de polyvinyle d' une épaisseur supérieure à 0,6 mm. Sur une calandre de cons- truction connue, par exemple une calandre à quatre cylindres du type connu sous le nom de calandre en F, comportant des cylindres 9 à 12, on fabrique d'une manière connue une feuille qui, après la dernière fente comprise entre deux cylindres, est recueillie sur le cylindre Il par une racle. Cette racle est montée sur un corps de buse 13 en forme d'arc de cercle qui constitue, en combinaison avec le cylindre 12, une sorte de buse à fente à travers laquelle en expulse sous pression la bande sous son épaisseur finale, bande qui est retirée du cylindre 12 au moyen d'un cylindre 14 d'extraction.
Le cylin- dre 12 est entraîné à une vitesse réduite dans le rapport entre l'épaisseur du film sur le cylindre 11 et l'épaisseur finale de la bande. De ce fait à l'effet de la pression d'avancement s'ajoute une force d'entraînement de même sens . fournie par le cylindre 12. Dans ce cas également, lA racle peut être réglée sur le corps de buse 13 de manière à réaliser une fente de protection faible par rapport au cylindre 11.
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La lèvre du corps de buse 13 peut être réglée au moyen de vis 'par rapport au cylindre 12. Le corps de buse 13 présente en outre des canalisations pour son chauffage ou son refroidisse- ment, ces canalisations n'ayant pas été représentées, afin de rendre le dessin plus clair. On peut l'amener dans des posi- tions dans lesquelles la surface intérieure de ce corps de buse n'est pas concentrique au cylindre 12. Par ce moyen, on peut modifier la section de l'enceinte de freinage, par exem- ple pour obtenir une compression supplémentaire de la matière travaillée.
L'utilisation d'un dispositif à cylindre, du type calandre d'étirage, pour la mise en oeuvre du procédé, permet de travailler notamment des matières tenaces donc des matières présentant une gamme étendue dans les limites de laquelle elle se ramollit. Par le passage à travers plusieurs intervalles entre cylindres, et sous l'action de la chaleur, de' la pression et du frottement par friction, la matière est très rapidement chauffée, comprimée, débarrassée de l'air et pétrie, et peut de ce fait, sous forme d'une couche mince, abandonner sur les surfaces chaudes des cylindres ses consti., ; tuants volatils..
Dans la forme de réalisation selon la figure 3, et d'une manière analogue au dispositif de la figure 2, deux cylindres 15 et 16 forment une fente de sortie d'où la matière se trouve refoulée directement dans une chambre de refoulement formée par deux racles 17 et 18. De la fente comprise entre les deux derniers cylindres 15 et 16 qui, de même, peuvent être entraînés à des vitesses différentes, il sort une feuille qui ordinairement adhère au cylindre 16 et qui peut en être détachée également d'une manière connue. Le film formé et détaché par les rcles 17 et 18 s'accumule entre celle-ci jusqu'à ce qu'il remplisse entièrement l'intervalle compris entre ces râcles.
Ensuite, par l'effet de la pression d'avan- cement produite dans la fente comprise entre les cylindes 15 et 16, il est expulsé, sous la forme d'une bande 19 sensible-
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ment plus épaisse, de la buse à fente large qu'on peut régler au moyen de lèvres mobiles et de via 20, Les deux racles 17 et 18 qui forment les moitiés de la buse à fente large peuvent être chauffées et refroidies à travers des forages et être réglées au moyen de tiges filetées 21 et 22. On a observé qu'il est avantageux de ne pas amener les racles 17 et 18 complètement en appui contre les cylindres 15, 16 correspondants,mais de prévoir une fente mince afind'éviter le contact métallique et une usure par frottement accrue.
Il estégalement possible de donner aux lèvres qui sont à l'opposé des cylindres 15 et 16 une forme prifilée
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et, par ce moyen, de produire une bande Ir# profilée transversalement. Les racles 17 et le a j orment -'''R rr4+4'- la buse à fente large peuvent d'une manière être réunies de manière ' former des buses fermées afin de 1, produire ainsi un@ du plusieurs bandes profilées d'une épais- seur considfaable.
Le procédé selon l'invention permet également d'incorporer dans le produit fini, en plus des films consti- tuant la bande et amené:: par le support mobile, une ou plu- sieurs feuilles ou autres bandes étrangères. On peut, par exemple, faire passer sur le cylindre 12, avec une vitesse de déplacement qui correspond à la vitesse périphérique de ce cylindre 12, une bande 23 (figure 2) destinée à l'obtention d'une surface résistant à l'abrasion.
Dans la forme de réalisation selon la figure 3, on peut introduire dans la fente comprise entre les cylindres 15 et 16 une bande complémentaire 24 qui peut, le cas échéant, être perforée, ou bien une feuille supplémentaire 25 passant sur la périphérie du cylindre 16, ou à la fois une telle bande 24 et une feuille supplémentaire 25. Cette feuille supplémentaire 25 peut être telle qu'elle fonde dans l'enceinte de freinage ou avant celle-ci et 'qu'elle se lie ensuite à la matière de la bande, par exemple pour jouer le rôle d'une charge.
Mais elle peut également subsister et être alors
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plissée dans l'enceinte de freinage. aile peut également être constituée en un matériau qui,tous l'effet de la chaleur, produit un dégagement gazeux ce qui permet d'obtenir .une bande 19 présentant un noyau à l'état de mousse.
Dans la forme de réalisatipn selon la figure 4, on fait arriver, avec la couche de matière plastique, une autre bande 26, formant couche de recouvrement, dans la fente comprise entre les deux cylindres 11 et 12.
Par différence avec le mode de réalisation selon la figure 4, dans le dispositif selon les figures 5 et 6, le corps de buse 13 est placé entre les cylindres 10 et 11.
Du fait que le corps de buse 13 donne, en combinaison avec le cylindre 11, naissance à la bande 19, la fente réalisée entre les deux cylindres 11 et 12 peut assurer le calibrage.
Dans la calandre selon la figure 7, le corps de buse 13 présente trois surfaces courbes, la troisième épousant, à la manière d'une râcle, la forme d'une partie du cylindre 12.