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lier, de polypropylène en feuilles.
Les polymères à haute cristallinité, et en particulier le polypropylène, ont acquis de nos jours une place importante parmi les matières plastiques travaillées par thermoformage, et ceci à cause de leurs propriétés avantageuses telles que : grande résistance aux agents chimiques, résistance mécanique et thermique élevées, imperméabilité aux liquides et aux gaz, etc., propriétés qui les rendent particulièrement indiqués pour la fabrication d'emballages peur produits alimentaires.
Actuellement, le façonnage des polymères hautement cristalli-
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formage à "l'état solide" , procédé qui se caractérise par le fait que le matériau soumis au thermoformage est chauffé non pas au-dessus de son point de fusion, mais au contraire au-dessous de celui-ci de manière à pouvoir travailler le matériau à l'état solide. Ainsi
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il est spécifié que pour un polypropylène ayant un point de fusion
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l'état solide est celle comprise entre 149[deg.]C et 166[deg.]C.
Dans les procédés de thermoformage de matières plastiques en feuilles connus jusqu'à présent il a été proposé une vaste gamme de conditions de travail, parmi lesquelles celle qui consiste à refroidir le moule en correspondance de ses cavités de formage (voir Bre-
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Etats-Unis d'Amérique 3.121.920).
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ple de 0, 2 à environ 5, suivant la méthode ASTM D-1238-52T, comme décrit dans le Brevet des Etats-Unis d'Amérique 3.121.920 susmentionné.
Dans la documentation (voir Brevet des Etats-Unis d'Amérique
2.967.328) est également décrit l'emploi, dans le thermoformage de matières plastiques en feuilles, de poinçons chauffés. Les conditions de travail précitées ont été appliquées également dans les procédés <EMI ID=8.1>
à fait satisfaisants, surtout en ce qui concerne la productivité atteinte et la qualité des produits obtenus.
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est possible de réaliser un procédé perfectionné de 'thermoformage
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cédemment et d'obtenir une productivité élevée de pièces formées d'une grande précision et, par conséquent, d'une excellente qualité.
Ces avantages, ainsi que d'autres qui seront mieux compris par la suite, sont obtenus par un procédé perfectionné, selon la présente invention, pour le thermoformage de polypropylène en fertiles par façonnage à l'état solide, caractérisé par le fait qu'il consiste 6. faire passer avec un mouvement intermittent la
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Due dont l'extension longitudinale est égale à au moins quatre fois la longueur utile d'une successive zone de formage, de manière
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rieure, mais voisine, à sa température de fusion, à convoyer la feuille vers la zone de formage et appliquer une pression contrôlée sur les zones périphériques de la feuille disposée dans la zone de formage pour la bloquer sur celle-ci, exécuter une phase de préformage de la feuille entre un poinçon en contact au moins partiel
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par rapport à l'autre, le poinçon étant chauffé au moins au niveau
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feuille en face 'du poinçon pour faire adhérer ladite feuille contre les parois du moule environnant ladite cavité, lesdites parois
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sortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un mode de réalisation préféré mais non exclusif du procédé pour le <EMI ID=19.1>
<EMI ID=20.1> <EMI ID=21.1> selon l'invention.
Dans le procédé de thermoformage selon l'invention, on utilise comme matériau de départ une feuille de polypropylène, de préférence à faible indice de fluidité, c'est-à-dire inférieur à 0,7,
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faible indice de fluidité, c'est-à-dire avec une viscosité élevée, on obtient une répartition et une homogénéité plus "dociles" des épaisseurs, ainsi qu'une meilleure orientation moléculaire des produits formés, caractéristiques qui concourent, à égalité de poids, à une meilleure consistance des objets obtenus et, en définitive, à une économie de matière.
Premièrement, on fait passer la feuille de polypropylène, indiquée sur le dessin avec 1, dans une zone de réchauffement A, très développée en longueur pour permettre un stationnement suffisant de la feuille dans le réchauffeur de manière à obtenir une augmentation progressive de la température jusque environ 161-168[deg.]C,
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zone de formage successive, de manière à assurer un chauffage homogène sur tous les points de l'épaisseur de la feuille de polypropylène en tenant compte de sa faible- diffusivité (c'est-à-dire rapport entre conductivité thermique et capacité thermique). la durée de stationnement de la feuille dans la zone de réchauffement est d'au moins 5 secondes environ pour des feuilles d'une épaisseur d'environ 0,2/0,3 mm, et augmente, bien que dans une moindre mesure, avec l'épaisseur de la feuille.
Afin d'assurer la progressivité et la plus grande homogénéité possible du chauffage, la zone A est constituée par plusieurs séries d'éléments thermoélectriques céramiques de type connu, convenablement limités et gouvernés par des régulateurs électroniques, ces éléments étant de préférence disposés au-dessus et au-dessous de la feuille jusqu'à proximité du moule de formage. L'homogénéité du chauffage est également assurée grâce à une disposition <EMI ID=26.1>
ments thermoélectriques céramiques.
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dents appropriées (non représentées) qui la prennent en charge dès le début de la zone de chauffage A, ou bien après que la feuille aura parcouru une certaine portion du réchauffeur, au cas où il serait nécessaire de prévoir une phase préliminaire de libre distension. On fait donc avancer la feuille d'une manièr6 intermittente et, afin de réduire au minimum le temps mort d'alimentation du moule et éviter toute perturbation thermique de la feuille, le mouvement est commandé par des cames dotées d'accélérations et de décélérations élevées, de l'ordre de 10 m/seconde<2>, compatibles avec la résistance de la feuille, dans un temps inférieur k
0,4 secondes. Une fois atteint la température de 161-168[deg.]C, la feuille est soumise à la phase de forçage B. Dans la phase de formage on utilise un moule 2 creux, dont la cavité 3 reproduit en
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quel est mobile un poinçon opportunément conformé 5 qui traverse un élément à cloche mobile 6. Ce dernier est monté élastiquement dans le contre-moule 4, par exemple au moyen de ressorts 6a, et peut éventuellement être actionné de l'extérieur en injectant du fluide sous pression à travers les ouvertures 7 pratiquées dans le contremoule 4.
Le moule est lui aussi commandé mécaniquement par des cames synchronisées avec les cames qui commandent le mouvement intermittent de la feuille 1 à travers la zone de chauffage A. Grâce au système de commande mécanique, la durée totale du mouvement du moule est inférieure à environ 0,8 secondes. Si on la considère dans la succession des opérations qui se déroulent, cette économie de temps permet le déroulement du processus de thermoformage dans
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pression et enfin un stade de stationnement dans le moule pour le refroidissement.
Le moule 2 est refroidi, au moins en correspondance de ses parois définissant la cavité 3, à une température inférieure à
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contact avec les parois de la cavité 3. A cet effet, dans le seule 2 ont été pratiqués des canaux 8 pour la circulation d'un liquide
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été également prévues des ouvertures 9 pour la décharge de l'air ou
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ou bien encore pour une éventuelle injection d'air en contre-pres$ion au cours d'une des phases de préformage, de formage ou d'éjection. Pour faciliter l'éjection des pièces formées dans le moule, il est également prévu un organe 10 se déplaçant axialement et présentant une tige dépassant vers l'extérieur du moule 2 pour permettre son actionnement de l'extérieur de ce dernier. De même que les
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mobile 10 qui, dans la forme de réalisation illustrée, définit le fond de la cavité 3, est lui aussi refroidi à environ 4-6 De.
Dans la zone de thermoformage B, la feuille est dans un premier temps assujettie sur le moule en appliquant sur ses zones périphériques disposées autour de l'embouchure de celui-ci une pression contrôlée exercée par le bord inférieur de l'élément mobile
6. l'élément mobile 6 peut exercer sur les parties périphériques de la feuille soit une pression assez forte pour bloquer la feuille, ou bien, en alternative, une pression moindre pour permettre son glissement contrôlé dans la cavité du moule, afin d'éviter tout plissement ou épaississement anormal.
Une fois la feuille assujettie, celle-ci est attaquée par le poinçon 5 dans son mouvement vers la cavité 3 du moule 2. Avantageusement, le poinçon 5 est chauffé, au moins sur sa surface extérieure destinée à entrer en contact avec la feuille à. travailler,
à une température inférieure de 16 à 34[deg.]C environ à la température de la feuille, c'est-à-dire de préférence à une température d'envi-
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De préférence, on choisira les valeurs plus basses de la plage de température susmentionnée lorsque l'on souhaite conférer au flan une forme particulière destinée à lui être imprimée par la forme du poinçon. Dans ce cas, la plus grande différence de température entre la surface du poinçon et le flan soumis au façonnage provoque une "congélation" de la surface du flan figée dans la forme qui lui aura été imprimée par le poinçon. En revanche, on <EMI ID=38.1>
rature lorsque l'on souhaite obtenir une épaisseur plus réduite vers le fond de l'objet façonné, ou bien conférer à celui-ci une forme qui lui serait imprimée par la cavité du moule plutôt que par le poinçon.
Le poinçon 5 est chauffé par exemple électriquement et commandé indépendamment du mouvement du moule ou du contre-moule.
Afin d'obtenir une répartition plus uniforme des épaisseurs de l'objet formé, le poinçon présente, au moins sur sa surface de contact avec la feuille, un faible coefficient de friction obtenu soit en chromant "à glace" cette même surface, soit en la recouvrant avec un matériau à faible coefficient de friction, par exemple du polytétrafluoréthylène (Téflon). D'autre part, le poinçon est réalisé dans un matériau à faible conductivité thermique.
Une fois achevée la phase de préformage au moyen du poinçon 5, on termine le formage en injectant dans la cavité comprise entre le moule 2 et le contre-moule 4, en position de fermeture de cos derniers, du fluide sous pression, de préférence de l'air, dirigé
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réalisé en prévoyant des ouvertures appropriées dotées de valves, par exemple comme celle indiquée schématiquement avec 11 sur :La figure et pratiquée sur le contre-moule 4. Généralement, la pression
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ron 3,5 kg/cm<2>.
Avantageusement, le fluide sous pression est injecté sous forme de jet instantané refroidi à: une température inférieure à
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celle que le jet lui-même fait adhérer contre les parois de la cavité 3 et celle frappée par le jet de fluide sous pression refroidi, en favorisant ainsi l'obtention d'une bonne stabilité dimensionnelle du produit et une grande précision de tous ses détails structurels.
Avantageusement, le procédé selon la présente invention prévoit une phase successive destinée à se dérouler dans le moule, phase qui consiste dans le découpage ou détourage de l'objet après son formage. Ceci est réalisé en prévoyant des reliefs et des évidements correspondants à bords coupants pratiqués respectivement <EMI ID=42.1>
de découpait, lorsque l'objet est encore logé dans le moule refroidi
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successive, mais se révèle d'une importance capitale dans le thermoformage du polypropylène car elle évite ,toute distorsion éventuelle ainsi que tout retour de chaleur résiduelle de la partie restante de la feuille, c'est-à-dire la chute, vers l'objet formé. Ceci va entièrement au bénéfice d'un parfait calibrage des bords, condition essentielle pour permettre une opération successive de bordage par galetage de l'objet formé.
L'objet ainsi formé et refroidi est successivement éjecté du moule, éventuellement par actionnement de l'organe 10 ou, si nécessaire, également par application d'une contre-pression à travers le
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goulotte convoyeuse mobile 12, dans un gerbeur situé en contrebas.
Il apparaît clairement de la description qui précède que le procédé selon l'invention atteint pleinement tous les buts envisagés. Ainsi, grâce à la combinaison particulière des différentes phases précitées et 3. la combinaison judicieuse des températures des différents organes et éléments qui concourent au thermoformage du polypropylène , on parvient à réduire au minimum les temps morts du cycle de travail et à éviter les dispersions de chaleur de la feuille, ce qui permet d'atteindre des phases utiles de thermoformage de l'ordre d'une seconde. Le procédé selon l'invention permet ainsi d'atteindre une productivité qui, suivant les épaisseurs utilisées, peut dépasser 30 - 35 cycles par minute. D'autre part, grâce à ce procédé, on obtient des objets d'une grande précision et présentant un "fini" et une stabilité dimensionnelle considérables.
Le procédé se prête aussi bien au travail de la résine homo-
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inertes normalement utilisées pour charger le polypropylène, telles que carbonate de calcium, plâtre, talc, bois, etc.
Il va de soi que l'invention qui vient d'être décrite est susceptible de nombreuses modifications et variantes rentrant toutes dans le cadre de la même protection industrielle. Ainsi, par exemple, on pourra doter le moule de plusieurs cavités et prévoir un nombre correspondant de poinçons dans le but de former <EMI ID=47.1>
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de la feuille un léger vide on bien appliquer une contre-pression modérée suivant les nécessités. D'autres modifications et variantes apparaîtront de toute façon évidentes à l'homme de l'art.
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lène en feuilles par façonnage à l'état solide, caractérisé par le fait qu'il consiste à faire passer avec un mouvement intermittent la feuille de polypropylène à travers une zone de réchauffement continue dont l'extension longitudinale est égale à au moins trois fois la longueur utile d'une successive zone de formage, de manière
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rieure, mais voisine, à sa température de fusion, à. convoyer la feuille vers la zone de formage et appliquer une pression contrôlée sur les zones périphériques de. la feuille disposée dans :la zone de formage pour la bloquer sur celle-ci, exécuter une phase de préformage de la feuille entre un poinçon en oontact au motus partiel avec la fouille et un moule creux dotés d'un mouvement relatif l'un par rapport à l'autre, le poinçon étant chauffé au moins au niveau de sa zone de contact avec la feuille à une température inférieure d'environ 16 à 34[deg.]C à la température de la feuille, et successivement exécuter une phase de formage final en insufflant un jet pratiquement instantané de fluide sous pression sur la surface de le feuille en face du poinçon pour faire adhérer ladite feuille contre les parois du moule qui environnent ladite cavité, lesdites parois
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