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La présente invention est relative à la fabrication et à l'enrou# lage de pellicules ou tubes en matière plastique.
On connait depuis quelque temps des tubes de pellicule extrudés et des pellicules plates obtenues en découpant ces tubes en un ou plusieurs endroits. On s'est heurté à des difficultés par suite de l'épaisseur irrégu- lière de ces tubes et pellicules, les irrégularités s'étendant dans le sens de la longueur de la pellicule. Les causes de ces irrégularités sont d'ordres divers, une des causes principales étant que si la température de la matière plastique varie, même légèrement, la viscosité de celle-ci variera et de là l'épaisseur de la pellicule ou du tube produit.
Même si l'on prend soin de maintenir uniformes la température et la viscosité de la matière plastique, il se produit des variations dans la matière plastique qui est extrudée par les différentes parties de l'oririce d'extrusion à tout moment et ceci forme des surfaces d'épaisseurs différentes qui s'étendent dans le sens de la longueur du tube, et de la pellicule qu'on en découpe. L'objection principale à ces irrégularités est que lorsque la pellicule ou le tube est enroulé sur un rouleau, les parties plus épaisses et les parties minces tom- bent au même endroit dans les spires successives de telle sorte que le rou- leau fini ne présente pas une surface vraiment cylindrique.
Cela tend à don- ner un certain caractère flasque à la pellicule et rend très difficile ou même impossible de la manipuler sur les presses à imprimer, dans les machi- nes d'emballage, etc...
Si on établit des soufflets dans le tube avant ou en même temps qu'il est aplati pour l'enroulement sur rouleau d'envidage final, ces varia- tions d'épaisseur sont de peu d'importance. Mais si le tube est aplati sans formation de soufflets ou s'il est découpé en pellicules - habituellement après avoir été d'abord aplati - il est désirable de faire varier la locali- sation des surfaces relativement plus épaisses et relativement plus minces, comme proposé ici, afin de produire un rouleau dont le profil soit plat.
Si le produit extrudé subit une rotation continue - en faisant tourner soit l'orifice, soit les rouleaux d'aplatissement (ou d'autres élé- ments) - l'inégalité se déplacera transversalement aux spires successives du rouleau de produit final. Si la rotation est continue dans un sens, ou si le sens de rotation est renversé après chaque rotation de 360 (ou un multiple de 360 ), on tend vers un état idéal dans lequel les irrégulari- tés se répartissent sur toute la largeur du rouleau, celui-ci étant aussi voisin que possible du cylindre parfait avec une pellicule comportant des différences d'épaisseur allongées en répartition anarchique.
La manière la plus pratique de réaliser cette rotation est de faire tourner l'appareil d'extrusion tout entier. La rotation de la seule filière pose des problèmes de fuite.
La matière plastique peut être du chlorhydrate de caoutchouc, du polyéthylène, du chlorure de polyvinyle ou un autre ester polyvinylique, un copolymère de polyvinyle, un copolymère de chlorure de vinylidène-chloru- re de vinyle, du polystyrène, de l'acétate de cellulose, etc. Si la pelli- cule ou le tube est destiné à l'emballage, la pellicule ou le tube aura généralement environ 1/2 à 10 millièmes de pouce (0,0127 mm à 0,254 mm) d' épaisseur .Le tube destiné à être découpé en une pellicule plate, a généra- lement une largeur beaucoup plus grande que la largeur moyenne du tube des- tiné à la fabrication de sacs.
L'invention sera décrite ci-dessous avec référence aux dessins annexés, dans lesquels :
Fig. 1 est une vue en élévation (quelque peu schématique) repré- sentant l'installation préférée et illustrant la production de tube et de
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pellicule.
Fig.2 est une vue en plan de l'installation montrée dans la par- tie inférieure de la fige 1.
Fig. 3 représente une coupe dans un tube de pellicule montrant l'emplacement des irrégularités, et une coupe du même tube après aplatisse- ment,les irrégularités étant indiquées et l'épaisseur de celles-ci étant exagérée aux fins d'illustration.
Fig. 4 est une coupe d'un rouleau fini d'une telle pellicule ou d'un tel tube, préparé de la façon habituelle, et
Fig. 5 représente un rouleau fini de la même pellicule ou du même tube préparé conformément à l'invention.
La façon la plus pratique de répartir les irrégularités de l'épais- seur de la pellicule ou du tube est de faire tourner tout le dispositif d'extrusion qui opère l'extrusion du tube. Pour réaliser ceci, une extré- mité du dispositif d'extrusion 1 est montée sur la voie de roulement cir- culaire 2, l'autre extrémité est centrée sur le palier de pivot 3, et la tête de filière d'extrusion 4 est maintenue constamment centrée au-dessus de celui-ci. Les roues 6 supportent l'extrémité extérieure de l'appareil d'extrusion sur la voie de roulement. La matière plastique est introduite dans l'appareil d'extrusion par la trémie 8. Le moteur et d'autres éléments lourds servant au fonctionnement du dispositif d'extrusion sont enfermés dans le carter 9.
Le moteur d'entrainement 11, par l'intermédiaire du réducteur de vitesse 12, fait tourner le pignon d'entrainement 14 qui engrène la cré- maillère circulaire 15 sur la voie de roulement circulaire en vue de faire tourner l'appareil d'extrusion sur la voie de roulement. Pour la facilité l'appareil d'extrusion,etc.. sont montés sur le chariot 17. Le figure 2 représente le chariot 17 en traits pleins dans une position et en traits interrompus du côté opposé de la voie de roulement.
La.matière plastique est extrudée par l'orifice 20 de la tête de filière 4. La atête de filière comporte des dispositifs habituels (non représentés) pour souffler le tube 22 et augmenter son diamètre, étirant ainsi latéralement la pellicule.Cet étirage est habituel, mais non essen- tiel pour l'application de la présente invention. D'habitude,des rouleaux tels que les rouleaux 24 sont prévus -à l'extrémité supérieure du tube pour l'aplatir graduellementoLa phase finale d'aplatissement du tube est habi- tuellement exécutée sous pression et le dessin montre le cylindre de pres- sion 25 destiné à exercer une pression sur les rouleaux d'aplatissement fi- nal 26. La pellicule est généralement refroidie à un certain stade entre l'orifice et l'enroulement.
La figure 1 représente des tambours de refroi- dissement 30 destinés à cette fin, supportés sur le bâti 31. Il est compré- hensible que la pellicule tubulaire aplatie 32, après avoir quitté les rou- leaux 26 est double et reste double sur les tambours de refroidissement.
Les côtés peuvent être à soufflet, mais en manipulant une pellicule qui comporte des soufflets,on n'a pas les avantages qui résultent de la manipu- lation d'un tube qui a été aplati sans formation de soufflets.
Le tube aplati est coupé à chaque bord double ou près de chaque bord double, et peut être en outre découpé pour donner des feuilles de la -largeur désirée. Le dessin représente deux couteaux de rognage 35 qui peuvent être fixés au bâti 31 qui tient les tambours de refroidissement, etc. Ces couteaux rognent les bords pliés de la pellicule et ces bords rognés sont recueillis comme déchets, qui sont d'habitude réutilisés. Les deux pellicu- les séparées 32' et 32" poursuivent leur chemin vers lesrouleaux d'enroule- ment 32a et 32b.
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En variante, le tube aplati peut être enroulé directement sur le rouleau d'enroulement 36 (Fig.l) sans être découpéeCe rouleau est sup- porté par le bâti 31.
Les rouleaux 26 peuvent exercer une traction sur le tube de telle sorte qu'il passe entre eux à une vitesse plus grande que la vitesse d'ex- trusion à l'orifice, et dans ce cas, le tube est étiré dans le sens de la longueur en cours d'extrusion C'est une opération usuelle, bien que non nécessaire pour l'exécution de l'invention.
Il est plus avantageux de renverser le mouvement de rotation re- latif entre l'orifice et l'enroulement de 3600 que d'imprimer une rotation continue sans renversement. Dans le cas d'une rotation continue du dispo- sitif d'extrusion, des dispositifs spéciaux sont nécessaires pour maintenir les connexions électriques, etco avec le mécanisme de rotation, tandis que si la rotation est renversée tous les 360 , seules des connexions ordinaires sont nécessaires -La figure 2 représente une came 40 qui actionne un commu- tateur (non représenté) sur le fond du mécanisme de rotation, pour renverser le sens de rotation du dispositif d'extrusion tous les 360 .
La pellicule peut se déplacer de 225 pieds (68,58 m)ou davantage pendant que le disposi- tif d'extrusion tourne de 360 0
La figure 3 est une coupe transversale du tube de pellicule souf- flé. Les imperfections de la paroi du tube sont montrées en A et B. En ces endroits, la pellicule est plus épaisse que sur la partie restante de la section du tube où l'épaisseur est uniforme, Le tube aplati est représenté en superposition sur le tube soufflé;
on y voit également les irrégularités A et Bo Lorsque le tube est enroulé, avec ou sans découpage préalable en pellicule plate et s'il n'y a pas de dispositif prévu pour faire varier la localisation des irrégularités de la pellicule, il se forme un rouleau comme celui représenté sur la figure 4, dans lequel les zones épaissies A et B sont enroulées sur elles-mêmes, respectivement , donnant un rouleau fini qui n'a' pas un diamètre uniforme, et où les parties épaissies augmentent le diamètre
En faisant tourner l'orifice par une installation comme illus- tré sur les figo 1 et 2, le tube étant ou, non découpé en pellicule, les ir- régularités des couches adjacentes du produit enroulé ne coincident pas,
mais traversent graduellement le rouleau fini d'un bout à l'autre donnant un rouleau de diamètre uniforme et de profil plat, comme illustré sur la fige 5. Un tel rouleau est manipulé avec facilité dans les machines à impri- mer, les machines d'emballage , etc. et il n'a pas cette tendance à avoir -le caractère flasque qui se produit quand les irrégularités coincident,cel- les-ci étant amplifiées à chaque spire successive du produit sur le rouleau d'envidage (voir fig.4).
Le procédé est brièvement repris ci-après.La matière plastique est introduite dans la trémie 8 et extrudée par l'orifice circulaire 20 de la manière habituelle.On insuffle de l'air, ou un autre gaz, dans le tube par la tête de filière, et on empêche ainsi l'affaissement du tube ex- trudé que l'on peut étirer latéralement. Les rouleaux situés au-dessus de l'orifice aplatissent le tube et peuvent extraire le tube à une vitesse plus élevée que celle à laquelle il est extrudé, ce qui l'étiré longitudinalement.
Un dispositif de refroidissement approprié est prévu. L'installation peut même comprendre des dispositifs pour faire tourner le tube après le durcis- sement et avant l'aplatissement, par exemple comme décrit dans le brevet amé- ricain ? 2.697.852.
Le mouvement circulaire de l'appareil d'extrusion peut être re- lativement lento Une rotation de 3600 en 5 minutes est.,tout à fait satisfai-
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santéLa came 40 provoque le renversement du sens de rotation de l'appa- reil d'extrusion chaque fois que celui-ci tourne de 360 .
Le tube aplati peut être enroulée sans découpage ou transformé d'abord en pellicule plate par les couteaux. Ces couteaux peuvent fendre les bords pliés du tube ou les rogner, en laissant deux pellicules dont les bords coïncident en contact plat l'une avec l'autre. On peut évidem- ment utiliser un seul couteau pour former une pellicule pliée de largeur dou- ble.En plus des deux couteaux près des bords de la pellicule aplatie, on peut placer un troisième couteau et même des couteaux supplémentaires entre les bords de la pellicule pour produire des pellicules moins larges désirées. Apès le passage sur les couteaux, les pellicules sont séparées et enroulées séparément.
Diverses modifications peuvent être apportées à l'installation et au fonctionnement représenté et décrit, particulièrement celles suggérées ci-dessus ou celles qui apparaîtront d'elles-mêmes aux spécialistes de la questiono Par exemple, l'orifice d'extrusion ne doit pas nécessairement ê- tre circulaire mais pourrait être ovale, etc.
REVENDICATIONS
1. Appareil pour l'extrusion d'une pellicule en matière plasti- que, avant l'enroulement de celle-ci sur un roulea, comprenant un disposi- tif d'extrusion à orifice sans fin de largeur uniforme pour l'extrusion d'un tube, une ouverture dans l'enceinte de l'orifice pour le gonflage du tube, et un dispositif pour manipuler le tube après refroidissement et dur- cissement de la matière plastique, caractérisé en ce qu'il comporte un dis- positif pour produire une rotation relative entre l'orifice d'extrusion et le dispositif de manipulation du tube.