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La présente invention se rapporteà un procédé et à un appareil permettant de laminer et d'étirer simultanément des pellicules thermoplastiques, de manière que la pelli- cule puisse subir un allongement sensiblement égal dans tous les sens dans son propre plan.
Des pellicules en matière plastique, telles que cel- les qu'on utilise à des fins d'emballage ou d'empaquetage, sont le plus couramment obtenues d'abord par extrudage de
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la t; re plastique en fusion, sous foruie d'une feuille ou d'un. tube, puis pfir t'tir; ge de l'article extâudé, de [.1011i(3- re à réduire son épaisseur et à orienter les uolécules pa-
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rallèlement au plan principal de la pellicule résultante.
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.Les valeurs d'allongement des pellicules ootenuas prr les procédés utilisés jusqu'à ce jour varient de façon très isi- portante lorsqu'on les mesure dan Ui.L'r.re:lt5 saut, dans leur plan principal. De telles différences cita LlonC0:;lO.nt cous l'effort sont dues è. -les différences correspondantes des degrés d'étirage cO;a.lU!Üqué au cours do 1"' production dans le sens de l'extrudage et suiv&nidi vers angles transver-
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saux par rapport à ce sens. jetant donné que les pellicules,
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en général les plus intéresssxites, sont celles qui sont uniformément olasticues, ou uniformément résistantes à l'effort ua:.s tous les sens dons leur plan principal, on a cherché pendant longtemps à effectuer un 9tirege uniforme et dans plusieurs sens au cours dus 1s production de pelli- cules minces à partir de iil8tières tller:-loplesti0ues organi- ques.
On a utilisa des 31argisseuses, se déplaçant sur des trajets divergents, de ...<".1.ÍèL'e à étirer les feuilles plrnes en entière plastique à 1= fois dans le sens longitudinal et dans le sens transversal, Uf>ib celles-ci ont présente de noùibreux probloaes de manipulation et elles on1; r:=:11i8 peu de suffrages dans le co,..erce.
Des pièces t'ioulaires extru- dées ont été étirées L'c.ïfila..Bait autour de l'axe du tube et
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dans le sens longitudinal par divers dispositifs mécaniques
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et ptr des cO:Jl0inaisoü5 de dispositifs ¯:.:r.,k.i.çues et pneu- matiques ou hydrauliques assurant une di l,tGt.::',)!1 interne. liêJ1le le meilleur de ces procédas suscite des "j.n"icnltés pour obtenir un etir'r:c vrai usât '1..11..:01',:18 ùfns tous. les sens, et les Y3l.! iC.tl'':i, J, y. no . 1"': :1.14 pnt .###usol 1üÜf.-Jl'.:les au'on
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le désira.
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L'invention a pour objet : un procédé et un appareil nouveaux permettant d'ob- tenir une pellicule en matière plastique qui présente une . orientation sensiblement égale dans tous les sens dans le plan de la pellicule; - un procédé et un appareil grâce auxquels une pelli- cule est laminée et étirée dans plusieurs sens, en une seule opération continue et à une cadencé de production élevée, la pellicule montrant une orientation sensiblement uniforme dans tous les sens.
Ces caractéristiques ainsi que d'autres apparatront au cours de la description qui va suivre.
Le procédé objet de l'invention consiste à amener radialement vers l'extérieur, à partir d'un point central d'alimentation une matière thermoplastique organique ramol- lie par la chaleur et formant une pellicule. La feuille ré- sultante est amenée en contact avec plusieurs couteaux uni- formément espacés et équidistants du point central d'alimen- tation, ce qui produit plusieurs feuilles s'étendant vers l'extérieur à partir de la feuille centrale unique. Chacune de ces feuilles est engagée dans l'intervalle de pinçage entre des cylindres preneurs d'un jeu correspondant, la lon- gueur de ces cylindres étant essentiellement égale à la lar- geur de la feuille ainsi engagée, et les divers jeux de ces cylindres preneurs constituant un polygone fermé, centré au- tour du point central d'alimentation.
Tous ces jeux de cy- lindres sont entraînés à la même vitesse périphérique, de façon à assurer un étirage radial continu et uniforme et' à donner une feuille de résistance uniforme dans tous les sens.
Le nouvel appareil étire radialement une feuille de pellicule plane qui sort d'un orifice d'extrudage central.
L'étirage est effectué eu moyen d.e plusieurs paires de rou-
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leaux de laminage disposas de manière à constituer un poly- gone fermé autour de l'orifice central. Des dispositifs de découpage sont prévus entre les paires adjacentes de cylin- dres, de façon à diviser la feuille centrale en plusieurs feuilles indépendatea qui sont alors amenées individuelle- ment aux cylindres de laminage.
On va décrire l'appareil objet de le présente inven- tion en ce qui concerne un mode de réalisation préféré epré- senté sur le dessin annexé, sur lequel: la figure 1 est une vue en plan simplifiée de la machi- ne ; la figure 2 est une coupe verticale faite par 2-2 de la figure 1 ; la figure 3 est un détail de l'un des couteaux, ainsi que de son montage et de son mécanisme d'entraînement; la figure 4 est une élévation de profil de la machine de la figre 1 représentent l'un des sodés de réalisation du mécanisme d'entraînement; la figure 5 est une élévation avec coupe partielle fai- te par 5-5 de la figure 1, représentant d'autres détails du mécanisme d'entraînement et des couteaux; enfin, la figure 6 est une vue similaire faite par 6-6 de la figure 1.
La première condition requise pour tour mode de réa- lisation du nouvel appareil est de comporter un dispositif d'alimentation central d'où la matière thermoplestique fon- due ou en fusion est débitée radialement vers l'extérieur sous forme d'une feuille plastique.
L'un des dispositifs permettent d'obtenir une Teuille sensiblement plane, en ma- tière plastique, autour d'un point central est la tête de filière d'un appareil d'ex@ cudage représentée schématique- ment sur la figure 2, tête qui se compose d'une plaque d'ex-
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trémité 10 et d'un noyau 11, s'étendant vers la bas, montés concentriquement sur l'extrémité du cylindre 12, disposé verticalement, de l'appareil d'extrudage, un intervalle ra- dial uniforme étant laissé,d'une part, entre le noyau 11 et le cylindre 12 et, d' autre part, entre l'extrémité du cylindre
12 et la surface inférieure de la plaque d'extrémité 10, ce qui constitue un orifice circonférentiel 13 disposé dans le plan horizontal.
Dans le mode de réalisation de l'pppareil représenté sur la figure 1, l'appareil d'extrud?ge est centré par rap- port aux cylindres de laminage qui sont disposés par paires, en formant les côtés d'un octogone fermé. On peut utiliser toute forme polygonale fermée dans laquelle les médiatrices des divers côtés se coupent au centre, mais on préfère les polygones réguliers à six côtés ou davantage. Chaque côté du polygone se compose d'un jeu.de cylindres preneurs ou de laminage et de leur équipement auxiliaire, capables de lami- ner et d'étirer une feuille extrudé-.radialement à partir de' l'orifice 13 de la filière située au centre.
Dans le mo- de de réalisation représenté et préféré, les paires de cy- lindres de laminage sont montées alternativement au-dessus et au-dessous du plan horizontal de la feuille, de façon appropriée dans les positions représentées sur la figure 2.
Ce-agencement, bien que non indispensable, permet un espa- cement des cylindres tel qu'on obtienne une action d'étira- fermé ge efficace et égale tout autour du périmètre/du poly- gone.
Le bâti-support de l'appareil (non représenté sur la figure 1, mais illustré sur les figures 3 à 3) comporte des pla- ques de base 14, convenablement montées sur des profilés 15 de section en U, disposés suivant la même forme polygonale que les cylindres à supporter. A chaque angle du polygone
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est monté, sur une plaque de base 1°,un montant rigide 16 ( tous les montants étant de hauteur uniforme) et chaque mon- tant 16 est surmonté d'une plaque de tête ou de recouvrement 17 qui peut, pour des buts de commodité, être de forme tra- pézoïdale, sa petite base étant tournée vers le centre du polygone.
Sur chaque plaque de tête 17 est monté un support vertical 18.,servant à supporter l'une des extrémités d'un jeu de cylindres inférieurs de laminage 19 et 22 et les mé- canismes d'entraînement et de coupe qui leur sont associés (qu'on va décrire plus loin), et un support vertical plus grand 20, destiné à supporter l'une des extrémités du jeu voisin de cylindres supérieurs de laminage 21 et 23 et le mécanisme d'entraînement qui lui est associé. Les plus grands cylindres 19 et 21 sont représentés ici sous forme de cylindres fous, entraînés par les cylindres plus petits 22 et 23.
Un cylindre sensiblement plus petit 22. exerce une pression longitudinale contre chaque cylindre fou inférieur 19 et est supporté dans le même support 18 à distance du centre du polygone. Les cylindres 19 sont, de préférence, des cylindres métalliques creux et les cylindres 22 sont, de préférence, des cylindres entraînés garnis de caoutchouc, servant à faire tourner les cylindres 19. De même, à chaque cylindre fou supérieur 21, qui est de préférence métallique et creux, est associé un cylindre presseur 23, monté dans les supports 20,qui joue le même rôle que les cylindres 22 et qui fonctionne de la même manière.
Les divers cylindres 22 et 23 peuvent être entraînés simultanément et à la même vitesse périphérique, de façon appropriée, par le mécanisme d'entraînement commun illustré sule dessin et décrit ci-après.
La figure 1 représente les éléments du mécanisme d'antraîne- ment associé seuament à doux jeux de cylindres de laninage. Mais il est bien entenru que cirque jeu .le tels cylindre est équi- pé de façon simalaire.
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Dans le oi0fl& de x'c:Fi...:1?tlOll I'r:t7:^:3 lü!s, ou volt qu'un arbre court vertical 24 est monté ux in ,pl;lpuc: do base 14, à chacun des impies du polygone, à l'extérieur au mon- tant 16. Chaque arbre 24 porte un pignon à chaîne 27, et une chaîne sans fin 30 est en prise avec tous les pignons à chaîne 27. L'un des arbres 24 porte un autre pignon à chaî-
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ne 26 qui est en prise avec une chaîne cL' entzrzi rm,;le:t 25.
Les arbres 24- sont entraînée à partir d'une source d'éner- gie (non représentée) prr l'interné diaire de la chaîne 25, du pignon, à chaîne 26 et des pignons à chaîne 27 et de la chaîne 30. La chaîne 30 est également en prise avec des pi- gnons à chaîne. 31 montés respectivement pris de la base de cnacun des arbres verticaux 32 qui sont respectivement pla- cés au-dessous et à l'extérieur de chaque Jeu de cylindres entraînes supérieurs 23.
Chaque arbre 32 est montede façon à tourner dans un palier inférieur 33, fixé sur la plaque de base 14,et s'étend à trcvers un palier supérieur 34, re- présenté sous le forme d'un bras horizontal 35 faisant sail- lie à l'extérieur de la plaque de tête 17 qui le supporte.
Les arbres 32 portent chacun un pignon conique 36 à leur extrémité supérieure, et chaque pignon 36 engrène avec un pignon similaire 37 monté sur un arbre horizontal 38 pouvant tourner,, qui est porté par des paliers 39 prévus dans les supports 20. Chaque arbre 38 porte, à l'une de ses extrémi- tés, un pignon à chaîne 40,qui sert à entraîner un cylindre presseur 23.par l'intermédiaire d'une chaîne 41 et d'un pi- gnon à chaîne 42, qui est monté -sur l'extrémité extérieure de l'arbre axial 43 du cylindre 23.
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D'une manière si,ti.L-ire, la chaîne 30 est en prise avec des pignons è chaîne J.4. montés respectivement pros de la base d'srbres verticaux r.aGWiis ;., 3a^c^s respectivement au-dessous et à l'wîcfcyriyur ue chaque jeu de cylindres 0--t.L LnÎl"¯';-- i.:.L'.;.v^ t.ys 22. Chaque ['1.'1J;rE1 z5 porto, il ,,on extro-
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alité supérieure, un pignon conique 46 engrement avec un pi- gnon similaire 47, fixé sur un arbre horizontal rotetif' 48 qui est porté par des paliers montés dans un prolonge:tient faisant saillie vers l'arrière et vers le bas du support 18.
L'une des extrémités de chaque arbre 48 porte un p'gnon à chaîne 49 servant à entraîner le cylindre presseur 22 par l'Intermédiaire d'une chaîne 50 et d'un pignon chaîne 51, qui est monté sur l'extré.iité extérieure de l'arbre axial 52 du cylindre 22. La chaîne 50 est également en prise avec un pignon à chaîne 53 monté sur l'extrémité d'un arbre hori- zontal 54 porté par les supports 18 derrière la partie su- périeura du cylindre fou 19 et juste au-dessus de cette par- tie.
Près de chaque extrémité de l'arbre 54 sont fixés, com- ne représenté sur If figure 3, des pignons coniques 55 entraî- nant chacun un arbre horizontal 56 qui, à son tour, entraî- ne un autre arbre 57 disposé à ang2e droit par rapport à ce dernier et portant, à son extrémité extérieure, un couteau circulaire rotatif 58 disposé de manière à porter contre une pellicule centrale 59, juste au moment où elle atteint la surface supérieure des cylindres 19 et la surface inférieure des cylindres 21, afin de sectionner cette pellicule 59 en feuilles 60 dont la largeur est égale à la longueur des cy- lindres 19 et 21. Les arbres 56 et 57 peuvent être portés par des bras 61 faisant saillie à partir des supports 18.
Une pression réglable peut être appliquée, d'une ma- nière connue, contre les paliers supportant les cylindres 22 et 23, de façon à amener ces cylindres en position mutuel- le d'entraînement avec les cylindres fous 19 et 21, par l'intermédiaire des bandes de pellicule interposées 60. sont
Les cylindres 19 et 21, de préférence , creux et refroidis intérieurement, par exemple par une circulation d'eau froide obtenue par l'intermédiaire de tubes 62 abou- tissant à un alésage axial prévu dans chaque extrémité des cylindres, afin de refroidir et de contrôler la température
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de la pellicule à mesure qu'elle passe entre les cylindres.
Lors du fonctionnement de la mechine, la matière plastique chaude formant la pellicule est extrudée radialement, sous forme d'une feuille 59, hors de la fente circonféren- tielle 13, formant orifice,, d'une tête ( disposée verticale- ment) de l'appareil d'extrudage 12, et les parties du bord de la feuille extrudée sont saisies et amenées aux interval- les de pinçace des cylindres 19-21 et 22-23. La vitesse à laquelle les cylindres sont entraînés est réglée de manière que la réduction d'épaisseur désirée de la feuille centrale
59 se produise à mesure qu'elle est étirée entre l'orifice central 13 et les surfaces relativement froides des cylindres de laminage.
L'étirage se produit simultanément dans tous sens dans la feuille et jusqu'à un degré uniforme sur toute sa surface. Les couteaux 58 divisent la pellicule cen- trale en autant de feuilles 60 qu'il y a de jeux de cylindres de laminage. Les feuilles finies sont enlevées de façon con- tinue des cylindres de laminage par des cylindres d'envidage ou d'emmagasinage 63.
Lorsque, comme dans le mode de réali sa- tion représenté, la distance maximum s'étendant de l'orifice d'extrudage au point de contact entre la pellicule et les cylindres de laminage est à peu près égale à la longueur des divers cylindres de laminage, l'importance de l'étirage à laquelle la feuille centrale de pellicule 59 est soumise est nécessairement uniforme en tous sens et des échantillons prélevés sur des pellicules résultantes 60 montrent une orientation sensiblement indentique en tous sens dans le plan de la pellicule.
Les nouveaux procédé et appareil sont intéressants pour l'obtention d'une pellicule à partir d'une variété de matières thermoplastiques organiques, parmi lesquelles on cite comme exemples typiques: le polystyrène, le polyéthy- lène, le chlorure de polyvinyle plastifié, les copolymères,; de chlorure de vinyle et d'acétate de vinyle, ainsi que
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l'acrylate d'éthyle polymérisé.
Dans un exemple particulier, du polyéthylène est ex- trudé à une température de 199 C., à raison de 58,850 kg à l'heure, hors de l'orifice circonférentiel décrit, l'ouver- ture de l'orifice étant réglée à 1,0668 mm. On maintient les cylindres de laminage à environ 15 C., en @ dsant circuler de l'eau froide dans les cylindres fous creux, et ils tour- nent à une vitesse périphérique d'environ 6 mètres par minu- te. La pellicule ainsi étirée a une épaisseur moyenne de 0,0297 mm, lorsqu'elle quitte les huit jeux de cylindres de laminage. On a prélevé des échantillons des huit feuilles de pellicule, dans le sens longitudinal, dans le sens trans- versal et à 4-5 par rapport à la direction suivie par la pellicule à sa sortie des cylindres de laminage.
On a mesura les valeurs d'allongement sur tous les échantillons et on a enregistré le pourcentage d'allongement jusqu'à rupture. On a effectué des essais similaires sur des échantillons préle- vés dans le sens longitudinal et dans le sens transversal . sur chacune des diverses pellicules de polyéthylène du com- merce provenant de fabricants différents. Les données men- tionnées sur le tableau/ci-après représentent les moyennes de 3 déterminations ou plus sur des échantillons prélevés en double dans chaque cas.
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Pourcentage <SEP> d'allongement <SEP> jusqu'à <SEP> rupture
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Il est évident que le présent appareil et le présent procédé. fournissent des pellicules d'une orientation extrê- mement uniforme dans tous les sens.
REVENDICATIONS.-
1.- Procédé permettant de laminer et d'étirer si- multanément des pellicules thermoplastiques de manière qu'elles puissent subir un allongement sensiblement égal dans tous les sens de son propre plan, caractérisé en ce qu'il consiste à répartir une matière thermoplastique organique fondue, d'une façon continue, sous forme d'une mince feuille unique, vers l'extûrieur à partir.d'un centre; à fendre la feuille radialement en des points fixes espacés autour de sa périphérie ; à saisir chacune des feuilles ainsi séparées indépendamment et à les transporter radialement à distance du centre, à une vites- se linéaire au moins aussi grande que la vitesse de formation de la feuille centrale unique.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.