CA1077220A - Dispositif de filieres pour la production de feuilles ou pellicules composites - Google Patents

Abstract

ABREGE DESCRIPTIF Dispositif de filière d'extrusion. Il comprend une fente d'extrusion alimentée en amont par deux courants de ma-tière polymère l'un sortant d'un ou plusieurs conduits plats et l'autre d'une multiplicité de petits trous, percés dans un organe prismatique à section en forme de poinçon placé dans le corps de la filière en amont de la fente. ces trous étant pratiqués dans le poinçon selon deux rangées parallèles et étant décalés en quinconce d'une rangée à l'autre. Applica-tion à la fabrication de produits comprenant un réseau de fils ou filaments enrobés dans un film ou une feuille.

Description

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L'invention concerne un dispositif de filière destiné
à produire par extrusion à partir de matières polymères fondues, dont deux au moins ne sont pas compatibles entre elles, des films ou pellicules enrobant des fils ou filaments placés paral-lèlement dans le sens de la lonqueur de la feuille.
De tels films ou pellicules composites sont utili sables en particulier pour la fabrication de filets par impres-sion et fibrillation avec étirage transversal, comme décrit dans la demande de brevet français n~ 73 29 362 de la Demanderesse, mise ~ la disposition du public par une publica-tion au Bulletin Officiel de la Propriété Industrielle, série "listes" numéro 10 du 8 mars 1974.
Un dispositif de filière déjà connu comporte pour ltalimentation de la fente d'extrusion, d~une part, des con-duits plats convergeant vers cette fente pou ltamenée de la ou des matières polymères destinées à former le corps du film et, dtautre part, une série dtorifices placés parallèlement les uns aux autres en regard de la fente pour la formation des fils ou filaments avec une autre matière polymère, ces orifices étant creusés dans les dents d'un profil en peigne de sorte que les intervalles entre les dents servent au passage de ltune des matières polymères formant le corps de la pellicule et enrobant les filaments.
On pensait qu'un tel agencement était nécessaire pour réaliser un bon enrobage des fils ou filaments.
Il s'est révélé toutefois qu'une telle disposition a ltinconvénient que les intervalles laissés entre les filaments deviennent trop grands lorsqu'on procède à un étirage transversal important de la pellicule lors de la formation du filet.
L'un des objets de l'invention est un dispositif de filière qui permet de resserrer les filaments tr~s près les uns des autres dans le produit extrudé, tout en étant de cons-~,. -1-, ~
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truction simple et avantageuse.
Un autre objet de l'invention est la réalisation d'un corps de filière comprenant une partie centrale munie des ori-fices de formation des filaments avec canaux d'alimentation de ces orifices et deux parties lat~rales assemblées de manière à
enserrer la première tout en laissant de part et d'autre de celle-ci des intervalles calibrés et réglables pour le passage de la matière enrobante.
Un troisième objet de l'invention est un dispositif de réglage de la largeur de la fente d'extrusion permettant d'ajuster cette largeur en plusieurs points de la longueur de la fente.
Un autre objet de l'invention est un dispositif d'ex-trusion pour l'obtention d'un film ou d'une feuille enrobant un réseau de fils ou filaments longitudinaux, le dispositif compre-nant une fente d'extrusion alimentée en amont par deux courants de matière polymère, ltun sortant d'un ou plusieurs conduits plats et l'autre d'une multiplicité de petits trous percés dans un organe prismatique à section en forme de poinçon placé dans

2~ le corps de la filière en amont de la fente, les trous étant pratiqués dans le poinçon selon deux rangées parallèles et étant décalés en quinconce d'une rangée à l'autre, caractérisé en ce que les parois de la fente d'extrusion sont raccordées par des surfaces arrondies aux conduits plats destinés ~ l'amenée de la matière formant le corps du film, les trous susdits débouchant vers C2S surfaces arrondies.
La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnée à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les parti-cularités qui ressortent tant des dessins que du texte ~aisant, bien entendu, partie de ladite invention.
' ~ -2-~i 772.~al La figure 1 est une vue schématique en élévation et à échelle réduite d'un bloc filière selon un mode de réalisation de l'invention.
Les figures 2 et 3 montrent, à plus grande échelle, des coupes selon II-II et III-III de la figure 1.
La figure 4, à la même échelle que la figure 1, montre en élévation le corps central de la filière dont on voit la coupe en forme de poinçon sur les figures 2 et 3.
La figure S montre, à plus grande échelle, la partie centrale de ce corps regardée dans le sens de la flèche A de la figure 4.
La figure 6 est une coupe partielle de ce corps selon la ligne VI-VI.
Comme on le voit sur le dessin (figures 2 et 3), la filière perfectionnée comporte un corps en deux parties 1, 2 de ~orme générale prismatique placees parallèlement l'une à
l'autre, lesdites parties se terminant par des lèvres la, 2a 1~77220 séparées par un petit intervalle 3 qui forme la fente d'extru-sion. Ces deux parties sont assernblées par tout moyen conve-nable, par exemple par des vis 4 (figure 3). Elles enserrent entre elles une pièce centrale 5 de forme générale également prismatique qui s'étend parallèlement auxdites parties et dont la section a vers le bas une forme pointue semblable à celle dlun poinçon. On la désiynera donc sous ce terme dans la suite de la description. Les parties 1 et 2 sont serrées contre ce poinçon le long de surfaces de butées lb, 2b, tandis qu'au-dessous les flancs 6 du poinçon se trouvent séparées des flancsintérieurs lc, 2c des parties 1 et 2 par des intervalles plats 7, 8 qui convergent vers la fente d~extrusion 3. Ces inter-valles servent à amener vers ladite fente une matière polymère à l'état fondu destinée à former la matrice du film qui est extrudé à travers la fente 3. Lesdits intervalles communiquent ~ cet effet avec des charnbres 9, règnant parallèlement à la fente 3 entre le poinçon 5 et les parties 1 et 2, lesdites chambres étant elles-memes alimentées sous pression par des canaux 9a. Ceux-ci sont forés dans les parties 1, 2 et dé-bouchent sur le dessus du bloc où ils sont raccordés à undispositif d~alimentation non figuré. Dans le poin,con 5 est creusée, près de son extrémité inférieure, une chambre cylin-drique 10 qui règne tout le long de ce poinçon parallèlement à la ~ente d'extrusion et qui est alimentée sous pression avec une matière polymère fondue non compatible avec la pre-mière et dont le point de fusion est de préférence plus élevé.
La paroi de cette chambre est percée de trous dlextrusion 18 comme on l'expliquera ci-après.
Comme on le voit sur les figures 2 et 4, la chambre 10 est alimentée par trois canaux 11, lla, llb percés dans la masse du poinçon, le premier dans sa partie centrale perpen-diculairement ~ la chambre 10 et les deux autres percés obli-1~177Z~C3 quement. Ces trois canaux aboutissent à un évidement 14 de lapartie supérieure du poin,con dans laquelle vient s'emmancher une douille 15 vissée en 16 dans le corps de la filière et des-tinée au raccordement avec le dispositif d'alimentation en matière polymbre fondue, non figuré.
La disposition des canaux 11, lla, llb permet de régulariser le débit vers la chambre 10 et vers ses trous d'ex-trusion et d'équilibrer les pertes de charge. Un plus grand nombre de canaux pourrait d'ailleurs atre prévu.
Deux flasques latéraux 12, 13 placés en bout des parties 1, 2 concourent a leur assemblage et servent à fermer en bout la fente 3, les intervalles 7, 8, les canaux 9 et la chambre 10.
Près de llextrémité du poin~con, la paroi de la ~ham-bre 10 est percée de petits trous 18 à travers lesquels la ma-tière polymère fondue amenée dans cette chambre peut s'écouler vers la fente 3,en même temps que la matière venant des inter-valles 7, 8. L~extrusion à travers ces petits trous 18 donne des fils ou filaments qui, passant à travers la fente 3, sont enrobés dans la feuille continue sortant de cette fente et, comme la matière des fils est non compatible avec la matière formant la feuille et a un point de fusion plus élevé, les fils subissent un début de solidification qui les stabilise.
Les recherches de la Demanderesse ayant montré qu'il était désirable de rapprocher ces fils ou filaments, de maniere que i'étirage transversal ultérieur du produit extrudé, dans un rapport qui peut atteindre 10:1 par exemple, laisse entre les fils un intervalle de quelques millimètres, 5mm par exemple, les trous 18 sont percés dans la paroi du canal selon deux rangées parallèles et sont décalés en quinconce d'une rangée l'autre (figure 5).
Cette disposition permet de rapprocher les trous tout 1~7~2.~
en laissant subsister suffisamment de matière de la paroi de la chambre 10.
L~intervalle e (figure 5) entre deux trous formant deux filaments voisins peut même atre plus petit que le dia-mètre de ces trous car le diamètre des filaments extrudés est lui-meme plus petit que celui des trous en raison de phénomènes de viscosité.
On peut aussi avoir entre les axes des trous des inter-valles variables le long du poinçon.
En particulier, la Demanderesse a trouvé qu'il est avantageux d'augmenter l'intervalle entre les trous vers les extrémités de la chambre 10.
En effet, le processus d'extrusion dans une filière plate détermine, comme on l~a constaté, un rétrécissement trans-versal du film extrudé entre la sortie de la filière et la ré-ception de ce film sur cylindre, Les fils tendent à se rap-procher et ce phénomène est plus accentué sur les bords du film que dans sa partie centrale.
De plus, quand le film est destiné à 8tre bi-orienté, l'étirage longitudinal produit encore un rétrécissement du film en largeur et ce rétrécissement est encore plus accentué sur les bords, avec une tendance des filaments à se rapprocher, Après l'étirage transversal, ceci se traduit par un espacement de la chaSne moins important sur les bords de la laize qu~au centre.
Pour pallier ce phénomène, on peut faire varier l~es-pacement des trous 18 dans les zones concernées, de fa~con que cet espacement (compté parallèlement à l'axe de la chambre 10) augmente progressivement quand on va vers les extrémités de la filière. La variation convenable de l'espacement peut être dé-terminée expérimentalement ou par le calcul.
Le percement des trous en quinconce facilite une telle .
~077~20 disposition, On remarquera que les t:rous ainsi percés n'ont plus leur axe dans le plan axial de la fente d~extrusion 3, les axes des trous étant décalés d'un côté et de l~autre de ce plan ~fi-gures 5 et 6), Mais, comme les trous débouchent dans les inter-valles 7, 8 entre le poin~con et les parties 1 et 2 du corps de la filière et qu'en raison de la forme du poin~on ces intervalles vont en convergeant vers la fente 3, les fils sortant des trous sont pris dans la masse de matière qui s'écoule dans ces inter-valles vers la fente et se trouvent ainsi ramenés dans le plan de symétrie de celle-ci, Pour faciliter ce phénomène, les parois planes 3a, 3b de la fente sont raccordées aux parois convergentes ld, 2d des intervalles 7, 8 par des surfaces arrondies le, 2e formant au-dessous du poinc,on une petite chambre qui précède la fente, Pour régler la section de passage dans les intervalles 7, 8, deux barres longitudinales 21, 22 s'étendant parallèlement à la fente sont montées coulissantes dans des évidements longi-tudinaux 23, 2~ partiqués dans les parties 1 et 2 du corps de la filière, lesdites barres se terminant du c8té du poincon par des surfaces 25, 26 parallèles à celles du poinc,on. Au moyen de vis 27, 28 se vissant dans des trous taraudés du corps de filière, mais dont les extrémités sont prisonnières dans les barres 21, 22 tout en pouvant y tourner librement, on peut dé-placer les barres 21, 22 parallèlement à elles-mêmes, de manière à étrangler plus ou moins les sections de passage offertes à la matière de part et d'autre du poinc,on, Ceci permet de régula-riser la section du film sortant de la filière par modification des débits.
La largeur de la fente 3 peut aussi être réglée à
l~aide de vis 29 réparties à certains intervalles le long de l'une des lèvres la de la filière et se vissant chacune dans ~10772.~0 un écrou 31 solidaire du corps de filière.
La lèvre la étant raccordée au corps de filière 1 par une partie amincie 32, la pression exercée par les vis 29 per-met une certaine déformation élastique ~aisant varier la lar-geur de la fente. Par le réglage des vis 29 de proche en proche, on peut régler et affiner la section du film.
Le corps de filière est complété par des organes de chauffage à résistance électrique qui peuvent être, soit appli-qués sur la surface extérieure du corps de filière comme figuré
en 33, soit noyés dans la masse de la filière, par exemple sous la forme de cartouches chauffantes cylindriques 34.
Ces résistances peuvent atre groupées par zones per-pendiculaires au plan de la fente et régulées de fa,con indépen-dan-te permettant encore de corriger la section du film en ajus~
tant les températures locales.
Il y a lieu de noter que le système de filière décrit se pr~te à la mise en oeuvre de deux substances polymères ex-ternes différentes pour former la matrice du film, puisqu'il est possible d'amener ces matières séparément dans les chambres 9 alimentant respectivement les intervalles 7, ~3 en amont de la fente. Il suffit que les deux matières soient compatibles entre elles pour assurer une liaison entre les filaments de la couche médiane. La disposition des barres 21, 22 permet d'adapter sé-parément les débits aux matières utilisées.
Les trous 18 percés dans la paroi du canal 10 peuvent avoir une section différente d'une section circulaire si l'on veut obtenir des fils à section non circulaire, par exemple aplatis. Mais la forme des fils peut aussi être modifiée en faisant varier la viscosité de la substance polymère ou en jou-ant sur la température d'extrusion par exemple par un réglageconvenable des résistances de chauffage.
Il va de soi que les modes de réalisation décrits ne 1~77Z.Z~
sont que des exemples et qu'il serait possible de les modifier, notamment par substitution d~équivalents techniques, sans sortir pour cela du cadre de l'invention.

Claims (7)

Les réalisations de l'invention. au sujet desquelles un droit exclusif de propriété ou de privilège est revendiqué, sont définies comme il suit:-

1. Dispositif de filière d'extrusion pour l'obtention d'un film ou d'une feuille enrobant un réseau de fils ou fi-laments longitudinaux, le dispositif comprenant une fente d'extrusion alimentée en amont par deux courants de matière polymère, l'un sortant d'un ou plusieurs conduits plats et l'autre d'une multiplicité de petits trous percés dans un or-gane prismatique à section en forme de poinçon placé dans le corps de la filière en amont de la fente. les trous étant pra-tiqués dans le poinçon selon deux rangées parallèles et étant décalés en quinconce d'une rangée à l'autre, caractérisé en ce que les parois de la fente d'extrusion sont raccordées par des surfaces arrondies aux conduits plats destinés à l'amenée de la matière formant le corps du film, les trous susdits débou-chant vers ces surfaces arrondies.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'intervalle entre les trous est plus grand vers les extrémités de la fente que dans la partie centrale.

3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé
en ce que la distance e entre deux trous voisins est inférieure à leur diamètres au moins pour les trous situés dans la partie centrale du poinçon.

4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les trous sont pratiqués dans la paroi d'une chambre cylindrique forée dans le poinçon parallè-lement à la fente et alimentée par plusieurs canaux répartis dans le poinçon.

5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps de la filière se compose de deux parties laté-rales de forme prismatique assemblées entre elles et enserrant l'organe prismatique à section en forme de poinçon, en ménageant entre elles-mêmes et cet organe des intervalles plats servant à amener à la fente d'extrusion la ou les matières fondues servant à réaliser la matrice du film.

6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la section de passage dans lesdits intervalles est réglable au moyen de barres faisant plus ou moins saillie.

7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 5, caractérisé en ce que l'une des parois au moins de la fente est flexible perpendiculairement à cette fente et est associée à des dispositifs de pression répartis sur sa longueur pour permettre des ajustements locaux de la largeur de la fente.