CH374197A - Procédé de fabrication d'une bande de matière fluable et appareillage pour la mise en oeuvre de ce procédé - Google Patents

Description

  
 



  Procédé de fabrication d'une bande de matière fluable
 et appareillage pour la mise en oeuvre de ce procédé
   I1    est généralement reconnu qu'en formant des bourrelets latéraux sur des bandes de matière fluable, on peut faciliter l'étirement ultérieur ou un autre traitement de la bande, mais un succès complet avec de tels procédés n'a pas encore été obtenu.   I1    est cependant difficile de former ces bourrelets latéraux tout en conservant par ailleurs à la feuille une section sensiblement uniforme, afin que toutes les parties de la feuille soient uniformément traitées - au cours d'opérations subséquentes.

   D'autre part, un procédé connu consiste à extruder un matériau de formation d'une bande à travers l'orifice d'une filière ayant des parois sensiblement parallèles avec un élargissement à chaque extrémité, mais la zone de raccordement entre les bourrelets et la partie plane de bande est affaiblie.



   Pour remédier à ces inconvénients d'une technique connue, la présente invention a pour objet un procédé de fabrication d'une bande de matière fluable présentant des bourrelets le long de ses bords.



  Ce procédé est caractérisé par le fait que   l'on    conforme du matériau de formation de la bande en deux courants indépendants. de section droite à la forme des bourrelets et que, simultanément, on conforme ledit matériau en un ruban central de section droite sensiblement uniforme dans toute sa largeur et d'épaisseur moindre que la section droite des courants conformés en bourrelets, et enfin que   l'on    engage par fluage lesdits bourrelets le long des bords longitudinaux du ruban, et que   l'on    durcit l'ensemble par refroidissement.



   L'invention a aussi pour objet un appareillage pour la mise en oeuvre dudit procédé. Cet appareillage comprend une enveloppe, un passage réduit s'étendant longitudinalement dans ladite enveloppe et s'ouvrant le long d'un côté de celle-ci, des moyens pour fournir un courant dudit matériau dans le passage réduit et des moyens constitués par une paire de lames portée par l'enveloppe le long de   l'un    desdits côtés et définissant un orifice d'extrusion sensiblement uniforme en alignement avec le passage restreint pour conformer le matériau en ledit ruban.



  Il est caractérisé par des moyens connectés avec les moyens d'alimentation en matériau, disposés vers l'extérieur et séparés des extrémités opposées du passage restreint pour conformer le matériau sous la forme desdits bourrelets agrandis.



   Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, deux formes d'exécution de l'appareillage que comprend l'invention et une variante.



   La fig. 1 est une coupe verticale de la première forme d'exécution.



   La fig. 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la fig. 1.



   La fig. 3 est une coupe suivant la ligne III-III de la fig. 1.



   La fig. 4 est une vue en bout dans la direction des flèches IV-IV de la fig. 1.



   La fig. 5 est une vue en perspective d'un détail de l'appareillage montré dans la fig. 1.



   La fig. 6 est une coupe verticale analogue à celle représentée dans la fig. 1, de la deuxième forme d'exécution.



   La fig. 7 est une coupe suivant la ligne VII-VII de la fig.   6.   



   La fig. 8 est une vue en perspective d'un détail analogue à celui représenté dans la fig. 5.



   La fig. 9 est une coupe d'une partie d'une feuille à bord épaissis formés de la manière classique.  



   La fig. 10 est une coupe analogue à celle de la fig. 6 et représentant une partie d'une feuille fabriquée au moyen de   l'un    ou l'autre des appareillages représentés.



   L'appareillage décrit ci-après est destiné à la fabrication d'une feuille à bourrelets latéraux composés d'une matière plastique de formation du ruban, par exemple de polyéthylène ou de polypropylène.



   L'appareillage représenté aux fig. 1 à 5, comprend un corps principal allongé ou enveloppe 15, des lèvres espacées ou lames d'extrusion 17, une pièce d'espacement ou plaque de division 19 et des blocs d'extrémité 21. L'enveloppe 15 est réunie à une conduite d'alimentation 23 et est pourvue d'une ouverture d'entrée 25 à travers laquelle le polymère fondu tel que du polypropylène est amené dans une chambre d'alimentation 27 s'étendant sur toute la longueur de l'enveloppe. Une fente ou passage réduit 29 s'ouvre dans la chambre d'alimentation 27 pour diriger le polymère fondu dans un orifice d'extrusion 31 formé par les lames 17.

   Un creux 33 est formé dans la paroi avant de l'enveloppe 15 pour recevoir les lames 17 qui sont maintenues en place par des boulons 35 qui passent par des ouvertures agrandies ou allongées dans les lames elles-mmes de façon à permettre à celles-ci d'tre ajustées sélectivement en s'avançant ou en s'éloignant l'une de l'autre. Le réglage ou ajustement des lames 17 est effectué par un boulon de tension 36 qui passe à travers des parties de l'enveloppe 15 et s'engage par filetage dans les lames elles-mmes, la tension étant appliquée aux boulons 36 par des écrous 37 qui reposent sur les parois adjacentes de l'enveloppe.



   Les plaques de division 19 et les blocs 21 sont fixés aux extrémités de l'enveloppe 15 par des boulons 39. Chacune des plaques 19 est pourvue d'une ouverture 41 qui s'engage et réunit l'enveloppe de la chambre d'alimentation 27 avec un canal 43 formé dans un bloc   d'extrémité    adjacent 21 à travers lequel il s'étend. Les canaux ont une configuration déterminée par la forme des bourrelets désirés dans la bande finie et, comme on le voit mieux dans les fig. 2 et 4, sont alignés longitudinalement avec les extrémités de la chambre d'alimentation 27 et les orifices d'extrusion 31.



   Bien que des blocs d'extrémités comportant des canaux sensiblement droits placés directement au voisinage des plaques de division 19 (fig. 6 et 7) se soient révélés satisfaisants, il est préférable d'avoir les parties 44 formant les sorties des canaux d'extrémité 43 placées angulairement ou inclinées vers l'orifice d'extrusion 31. Les parties 44 du canal du bloc d'extrémité s'ouvrent chacune dans un creux 45 formé dans un coin du bloc d'extrémité et sensiblement en alignement avec l'orifice d'extrusion 31. Un boulon 46 placé à travers chacun des blocs d'extrémité 21 règle le courant de polymère fondu dans les canaux des blocs d'extrémité 43.



   Pour la simplicité de la fabrication et de l'assemblage des parties constitutives, les plaques de division 19 peuvent tre exécutées suivant la construction représentée à la fig. 5, chaque plaque comportant des ouvertures 47 pour les boulons 39 et une entaille 48 dans un bord correspondant à la largeur de l'entaille du bloc d'extrémité 45. Préférablement, le bord entaillé des plaques de division 19 est aminci pour faciliter un écoulement aérodynamique du polymère fondu par rapport à ces plaques.



   Pour faire fonctionner l'appareillage, les lames 17 sont initialement ajustées par des boulons de tension 36 et des écrous 37 pour fournir un orifice d'extrusion 31 de dimension désirée, après quoi les boulons 35 sont serrés pour fixer les lames 17 en place. Le polymère fondu est alors envoyé à travers le conduit 23 dans l'enveloppe 15 de l'ajutage dans lequel il remplit initialement la chambre d'alimentation 27 et le passage réduit 29.



   L'unique courant de polymère fondu amené à l'enveloppe de l'ajutage est séparé en trois courants.



  En passant à travers l'orifice d'extrusion 31, le polymère fondu est conformé par les lames 17 en un ruban 49 d'épaisseur sensiblement uniforme sur toute sa largeur. Le polymère fondu est simultanément conformé par les parois des canaux du bloc d'extrémité 43 en bourrelets continus 51, d'épaisseur plus grande que celle du ruban 49. Comme les sorties 44 des canaux de blocs d'extrémité 43 sont alignées avec l'orifice d'extrusion 31, les bourrelets 51 s'engagent sur les bords adjacents du ruban 49, immédiatement, pendant qu'ils se déplacent au-delà des bords amincis 48 des plaques 19. Le durcissement des bourrelets et du ruban en un tout se fait par refroidissement soit dans l'atmosphère ambiante, soit par un courant d'air froid, soit par immersion dans un réservoir d'eau froide à la mme sortie de l'ajutage.



   Les plaques de division 19 couvrent chacune (fig. 1) au moins une partie de l'entaille 45 dans le bloc adjacent d'extrémité 21 pour maintenir un courant séparé de polymère fondu à travers l'orifice d'extrusion 31 et les entailles 45 du bloc d'extrémité pendant au moins leur mise en forme initiale. De plus, les plaques de division 19, guident l'écoulement 51 du polymère fondu à la sortie de l'entaille 45 du bloc d'extrémité.

   En raison de la direction d'écoulement du polymère lorsqu'il entre dans les entailles 45 et de l'action déflectrice des plaques 19, les courants de polymères issus des entailles 45 du bloc d'extrémité suivent des chemins convergents qui rencontrent les bords du ruban extrudé 49 à travers l'orifice 31.   I1    en résulte que le contact entre les bords du ruban 49 et les bourrelets 51 a lieu immédiatement après que ces bourrelets quittent l'ajutage d'extrusion, malgré la présence de contractions transversales du ruban 49. On notera que la réunion graduelle des bourrelets de polymère fondu 51 avec les bords adjacents du ruban 49 fournit un contact net.



   L'angle suivant lequel les bourrelets 51 de polymère s'engagent avec les bords adjacents du ruban 49 dépend de considérations complexes.  



   Pour que les bourrelets extrudés de polymère fondu 51 se dirigent angulairement vers les bords du ruban de polymère 49 de façon à assurer un contact précis entre ces parties avant qu'elles ne subissent un refroidissement et sans altérer leurs caractéristiques soit de configuration, soit d'écoulement, la partie formant sortie 44 des canaux des blocs d'extrémité 43 respectifs est disposée sensiblement à angle droit par rapport à la paroi inclinée 53 des entailles du bloc d'extrémité 45 et à un certain angle par rapport au plan placé perpendiculairement par rapport à l'axe de l'orifice d'extrusion 31. Cet angle mentionné en dernier est, de façon désirable, compris entre 300 et 800 pour satisfaire à une variété de conditions de fonctionnement et il est préférablement compris entre   550    et 650 pour obtenir des résultats optima.



   La forme d'exécution représentée aux fig. 6 et 7 est analogue à celle de la fig. 1 et les mmes références désignent les parties analogues pour éviter une répétition de la description.



   Dans cette forme d'exécution, cependant, les blocs d'extrémité 21 présentent des canaux droits 43' pour former des bourrelets 51 et aucun boulon n'en règle l'écoulement.



   Les plaques de division 19 (fig. 8) comportent des ouvertures 47 pour recevoir des boulons 39 et un bord aminci   48' qui    facilitent un écoulement hydrodynamique du matériau de formation de la bande sous la forme d'un ruban indépendant et de bourrelets qui lui sont soudés. Les plaques 19 (fig. 6 et 7) couvrent les extrémités du passage réduit 29 et sont de position variable pour couvrir n'importe quelle partie d'extrémité de l'orifice d'extrusion 31.



   Les fig. 9 et 10 représentent des sections fragmentaires en coupe de bandes de polypropylène 55 et 57 pourvues de bords en forme de bourrelets et obtenues la première par des procédés connus et la seconde par le procédé décrit ci-dessus. On note que la première bande 55 présente un amincissement prononcé 61 au voisinage du bourrelet, alors que le ruban 49 de la seconde bande 57 est d'épaisseur sensiblement uniforme sur toute sa largeur. Les parties amincies 61 constituent une zone affaiblie dans la bande finie et limitent la charge qui peut tre appliquée à la bande. En étirant transversalement le film de polypropylène 55 pour obtenir une anisotropie du polymère, on approche souvent de la résistance limite des parties affaiblies 61, ce qui amène la bande à se déchirer le long de ces zones.



   Les plaques de division 19 pourraient faire partie intégrante, soit de l'enveloppe 15, soit des blocs d'extrémité 21, mais elles sont préférablement exécutées de façon à faciliter le remplacement des pièces, la fabrication de l'appareillage, ainsi que le nettoyage. Au lieu d'incliner les seules parties des canaux du bloc d'extrémité 43, les canaux tout entiers peuvent tre inclinés.



   Un autre avantage de l'appareillage décrit est la possibilité de vérifier avec précision la dimension des bourrelets bordant la bande lorsque l'épaisseur du ruban est modifiée. Le polymère est refroidi lorsqu'il sort de l'appareillage, préférablement par un bain d'eau placé à une distance prédéterminée de l'ajutage. D'une façon générale, la bande refroidie s'engage dans une paire de rouleaux qui sert à étirer le polymère pendant que celui-ci est extrudé pour orienter longitudinalement ses molécules, de façon à rendre la bande plus appropriée à l'allongement biaxial.

   Les rapports des étirages sont donnés séparément pour le ruban et pour les bourrelets par:   
 R = Vl et B = Vt
 V2 V0   
Dans ces   formules   
 R désigne le rapport d'étirage du ruban de la
 bande;
 B désigne le rapport d'étirage du bourrelet de
 la bande;
 V1 est la vitesse du film refroidi après étirage
 V2 est la vitesse d'éjection du polymère fondu
 formant le ruban de la bande;
   V    est la vitesse d'éjection du polymère fondu
 formant les bourrelets de la bande.



   L'effet de l'étirage sur la dimension du film résultant est déterminé par la vitesse de refroidissement du film. Un refroidissement rapide rétrécit peu le film dans la direction transversale, si bien que les tensions longitudinales d'étirage produisent une réduction dans l'épaisseur du film extrudé. Au contraire, un refroidissement retardé provoque une diminution de la largeur du ruban.



   En maintenant constante la vitesse de surface du système de rouleaux convoyeurs, le rapport d'étirage des bourrelets sera augmenté, si bien que des bourrelets de plus petites dimensions en coupe seront produits.



   Avec une certaine vitesse de débit du matériau polymère fondu sur l'ajutage, le réglage des écrous 46, tel que décrit, provoquera une augmentation dans la quantité de polymère fourni à l'orifice d'extrusion 41 et augmentera ainsi sa vitesse de sortie et réduira le rapport d'étirage de structure (F). Si le taux de refroidissement est maintenu constant, la structure du ruban résultant aura une épaisseur accrue. A titre de variante, le refroidissement du film fraîchement extrudé peut tre effectué plus rapidement de façon à maintenir une dimension constante du ruban.



   Ainsi, la réduction du débit de polymère fondu sur les canaux du bloc d'extrémité réduira la vitesse du polymère fondu sortant de ceux-ci et de ce fait augmentera le rapport d'étirage des bourrelets (B).



  Si aucun changement n'est fait dans le taux de refroidissement du polymère fondu pendant que celuici est extrudé ou dans la vitesse de surface de l'assemblage de rouleaux de prise, les courants de polymère formant les bords en forme de bourrelets du film seront étirés d'un plus grand degré, de façon à fournir un ruban à bords en bourrelet de plus petite section transversale.



   D'autre part, avec ce taux réduit de polymère fondu à travers les canaux du bloc d'extrémité, la  vitesse de surface de l'assemblage de rouleaux peut tre réduite de façon à réduire à la fois les rapports d'étirage de structure et de bourrelet, si bien qu'à la fois la structure et les bords en bourrelet du ruban auront une épaisseur augmentée. Si la vitesse de surface de l'assemblage de rouleaux est réduite jusqu'à une valeur pour laquelle le rapport d'étirage de bourrelet (B) est le mme que celui qui existait dans les conditions normales d'opération, il sera clair que la dimension des bords en forme de bourrelet du ruban résultant sera maintenue la mme que celle formée sur le ruban original, alors que la structure du ruban aura une épaisseur augmentée.



   En dehors de la souplesse de l'appareillage décrit lui permettant de s'adapter à différentes conditions requises de fonctionnement, des rubans d'épaisseur différente avec des bourrelets d'autre forme peuvent aisément et rapidement tre obtenus sans changer l'orifice d'extrusion 31 ni les canaux du bloc d'extrémité 43.
  

Claims (1)

1. REVENDICATION I Procédé de fabrication d'une bande de matière fluable présentant des bourrelets le long de ses bords, caractérisé par le fait que l'on conforme du matériau de formation de la bande en deux courants distincts de section droite à la forme des bourrelets et que, simultanément, on conforme dudit matériau en un ruban central de section droite sensiblement uniforme dans toute sa largeur et d'épaisseur moindre que celle de la section droite des bourrelets, que l'on engage par fluage lesdits bourrelets le long des bords longitudinaux du ruban, et enfin que l'on durcit l'ensemble par refroidissement.

   SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé suivant la revendication I, caractérisé en ce que les deux courants distincs sont latéralement espacés l'un de l'autre et que ledit ruban central s'étend entre eux et dont il est espacé.

   2. Procédé suivant la revendication I, caractérisé en ce que les bourrelets sont engagés le long des bords longitudinaux du ruban pendant que le matériau des deux bourrelets et du ruban se trouve à une température de fluage assuré.

   3. Procédé suivant la sous-revendication 2, caractérisé en ce que les bourrelets sont engagés le long des bords longitudinaux du ruban en mme temps que s'opère leur durcissement.

   4. Procédé suivant la sous-revendication 3, caractérisé en ce qu'une masse dudit matériau délivré par l'appareil d'extrusion, se partage, une partie servant à former le ruban, le reste se séparant en lesdits bourrelets alignés le long des bords longitudinaux du ruban.

   5. Procédé suivant la sous-revendication 4, caractérisé par le fait que l'on fait avancer la bande munie de bourrelets le long de ses bords à une vitesse plus grande que celles des bourrelets et du ruban lorsqu'ils se déplacent pour s'engager mutuellement, dans le but d'effectuer un étirage longitudinal du matériau plastique avant son durcissement total.

   6. Procédé suivant la sous-revendication 5, caractérisé en ce que des courants de matériau conformé en bourrelets se déplacent à une vitesse au plus égale à celle du ruban lors de leur engagement mutuel.

   REVENDICATION II Appareillage pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication I, comprenant une enveloppe, un passage réduit s'étendant longitudinalement dans ladite enveloppe et s'ouvrant le long d'un côté de celle-ci, des moyens pour fournir un courant dudit matériau dans le passage réduit et des moyens constitués par une paire de lames portées par l'enveloppe le long de l'un desdits côtés et définissant un orifice d'extrusion sensiblement uniforme en alignement avec le passage restreint pour conformer le matériau en ledit ruban, caractérisé par des moyens connectés avec les moyens d'alimentation en matériau, disposés vers l'extérieur et séparés des extrémités opposées du passage restreint pour conformer le matériau sous la forme desdits bourrelets agrandis.

   SOUS-REVENDICATIONS 7. Appareillage suivant la revendication II, caractérisé par des plaques de fermeture d'au moins une partie des extrémités opposées de l'orifice d'extrusion, lesdits moyens mentionnés en dernier lieu étant disposés à l'extérieur desdites plaques.

   8. Appareillage suivant la revendication II, caractérisé en ce que les moyens de formation des bourrelets sont disposés pour diriger le matériau vers les bords du ruban lorsque le ruban et les bourrelets quittent l'appareillage.

   9. Appareillage suivant la revendication II, caractérisé par des moyens réglables pour régler le flot de matériau dans lesdits moyens de formation des bourrelets.

   10. Appareillage suivant la revendication II, caractérisé en ce que les moyens de formation des bourrelets comprennent des blocs d'extrémité portés par l'enveloppe à l'extérieur des extrémités opposées du passage réduit, un canal étant formé dans chaque bloc d'extrémité et réuni avec des moyens d'alimentation en matériau pour former les bourrelets agrandis.

   11. Appareillage suivant la revendication II, caractérisé en ce que lesdits canaux sont en alignement longitudinal avec l'orifice d'extrusion et en ce qu'il existe une ouverture à chacune desdites plaques connectant lesdits canaux des blocs d'extrémité avec les moyens d'alimentation en matériau.

   12. Appareillage suivant la revendication II, caractérisé en ce que lesdits canaux de blocs d'extrémité sont pourvus de rainures formées le long de la surface intérieure de chacun desdits blocs d'extrémité qui coopèrent avec la plaque adjacente pour conformer ledit matériau avec des bourrelets agrandis.

   13. Appareillage suivant la revendication II, caractérisé en ce que les bords desdits blocs d'extrémité adjacents auxdites plaques comprennent chacun une fente dans laquelle s'ouvre la partie inclinée desdits canaux de blocs d'extrémité dans lesquels à leur tour, lesdites entailles et les plaques adjacentes coopèrent pour former le matériau plastique pendant que celuici est extrudé.

   14. Appareillage suivant la revendication II, caractérisé en ce qu'au moins les parties terminales desdits canaux sont inclinées suivant un angle compris entre 500 et 900 par rapport à un plan placé perpendiculairement à l'axe d'extrusion.

   15. Appareillage suivant la revendication II, caractérisé en ce que lesdites plaques ne s'étendent pas au-delà des plans des surfaces extérieures des lames.