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" PERFECTIONNEMENTS RELATIFS A LA PRODUCTION DE TISSUS ".-
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La présente invention est relative à la produc- tion de matière plastique extrudée sous forme de feuilles, de tubes, de tuyaux et analogues. Dans la suite du présent mémoire, le terme "feuille" s'applique non seulement à une feuille plane, mais également à une feuille sous forme tubulaire.
La présente invention a pour objet un appareil d'extrudage destiné à produire une feuille en matière plas- tique renforcée par des nervures ou comportant des nervu- res, qui sont extrudées simultanément et en une pièce avec la matière constituant la feuille, contrairement à ce qui se passe lors de la fabrication de feuilles aux- quelles des nervures peuvent être appliquées, en soudant sur ces feuilles des monofilaments ou cordons produits séparément.
Le nervurage de feuilles suivant l'invention peut s'effectuer en particulier pour conférer une résis- tance mécanique à des feuilles présentant une épaisseur telle qu'on les qualifie ordinairement de films ou mem- branes ou pour empêcher ou localiser le déchirement de ces feuilles. De même, pour des feuilles plus épaisses, par exemple pour des tubes, des tuyaux ou des feuilles planes, les nervures peuvent être incorporées pour ren- forcer ces objets ou pour permettre que la partie com- prise entre les nervures soit d'une épaisseur moindre que celle qui serait nécessaire pour le même usage, si l'on employait une feuille plaine.
Par ailleurs, conformément à la présente invention, des nervures peuvent être incor- porées dans des feuilles très minces, qui sont normalement, sous forme non-nervurée, difficiles à manipuler ou à faire
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passer dans des machines de confection de sacs ou d'autres machines de traitement ou de façonnage des feuilles, le nervurage donnant du corps au film et produisant un certain effet de raidissement sur les films très minces, de façon à les rendre plus aptes à subir les traitements subséquents. L'effet nervuré peut également tre produit principalement ou entièrement à des fins décoratives ou pour l'embellissement des feuilles.
L'invention comprend l'extrudage d'une natière plastique dans des filières ménagées dans des éléments porte-filières, qui sont déplaçables l'un par rapport à l'autre dans une direction perpendiculaire à la direction d'extrudage, certaines filières étant agencées pour former des cordons/filaments de nervurage, tandis que d'autres filières servent à extruder simultanément la partie formant la feuille de l'article, en une pièce avec les nervures, qui peuvent être produites sur l'un et/ou l'autre côté de la feuille.
L'invention concerne un appareil ou dispositif d'extrudage de feuilles, comprenant une paire d'éléments porte-filières montés de manière à pouvoir se déplacer perpendiculairement à la direction d'extrusion dans l'ap- pareil ou l'installation destinée à y amener une matière plastique sous pression, et comportant des surfaces de glis- sement de contact, une fente d'extrudage de feuilles adjacente auxdites surfaces de glissement du côté de cel- les-ci éloigné de l'alimentation en matière plastique et des filières d'extrudage de nervures de filaments débouchant dans la paroi de la fente précitée et servant à extruder des nervures ou des filaments en une seule pièce avec la feuille extrudée par la fente précitée, des moyens étant"prévus pour communiquer un mouvement re-
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latif aux éléments porte-filières,
lorsqu'ils sont montés dans l'appareil d'extrudage. Les éléments porte-filières peuvent également comporter une conduite supplémentaire dans la zone de glissement ou à travers celle-i, pour l'amenée d'un supplément de matière plastique à la fente d'extrudage de la feuille.
Les éléments porte-filières peuvent être cir- culaire5et coaxiaux ou bien ils peuvent être droits ou rectilignes. Lorsqu'on emploie des éléments porte-filiè- res circulaires, on leur communique un mouvement rotatif ou oscillatoire continu, tandis que lorsqu'on fait usage d'éléments porte-filières rectilignes, on applique un mouvement de va-et-vient rectiligne.
Une série de filières d'extrusion de nervures et les conduits d'alimentation supplémentaires peuvent présenter diverses profondeurs, diamètres ou largeurs.
Par ailleurs, le nombre de filières de la série peut varier, tandis que ces filières peuvent être disposées par groupes, de façon à s'adapter au caractère du produit nervuré à produire et à la quantité de matière plastique supplémentaire à fournir à la fente servant à l'extrudage de feuilles.
Lorsque des nervures doivent être formées des deux côtés de la feuille, les nervures prévues d'un côté froisent, de préférence, les nervures prévues de l'autre côté en suivant des trajets hélicoidaux ou inclinés de sens opposés, de façon que, si l'on suppose que la matière plastique est transparente ou translucide, le nervurage @ a l'aspect d'un filet ou d'un ti@ille. En variante, les nervures peuvent être sinueuses ou former des zig-zag d'un côté et/ou de l'autre côté de la feuille.
Les éléments porte-filières peuvent être montés
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dans n'importe quel appareil approprié pour fournir de la matière plastique sous pression à ces éléments, mais on préfère monter ces éléments dans un appareil d'extru- dage du type décrit dans le brevet belge n 552.251 de la demanderesse, les filières d'extrudage de feuilles nervurées conformes à la présente invention étant substi- tuées aux éléments porte-filières pour l'extrudage de cordons en matière plastique sous forme de filets décrits dans ledit brevet.
L'expression "matière plastique"utilisée dans le présent mémoire et, en particulier, dans les reven- dications, désigne une matière plastique organique ou synthétique susceptible d'être extrudée sous la forme d'une feuille. Cette expression désigne notamment les matières plastiques thermoplastiques fondues, telles que le chlorure de polyvinyle ou le polyéthylène, ou n'imp@@te quelle matière plastique dans un état extrudable.
Dans les dessins ci-annexés : - la figure 1 est une coupe verticale d'un ap- pareil d'extrudage de matière plastique d'un type appro- prié pour fournir de la matière plastique sous pression à des éléments porte-filières rotatifs suivant l'invention, ces éléments étant montrés dans la partie inférieure de la figure. (On remaraquera que la figure 1 illustre un appa- reil similaire à l'appareil de la figure 1 du brevet belge n 552.251 de la demanderesse).
- la figure 2 est une vue en plan de dessous d'une forme d'exécution des éléments porte-filières montrés à la figure 1, cette vue montrant la fente d'ex- trudage de la feuille et les filières d'extrudage de nervures prévues de part et d'autre de cette fente; - les¯figures 3 et 4 sont des coupes respecti- vement suivant les lignes A-A et B-B de la figure 1;
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- la figure 5 est une coupe schématique des éléments porte-filières illustrant une forme d'exécution dans laquelle la fente annulaire d'extrudage de la feuille est découpée ou évidée entièrement dans la partie intérieu- re des éléments porte-filières coaxiaux; - la figure 6 est une coupe fragmentaire illus- trant la fente annulaire découpée ou évidée entièrement dans l'élément porte-filières extérieur ;
- la figure 7 est une coupe fragmentaire illus- trant la fente annulaire découpée évidée en partie dans l'élément porte-filière intérieur et en partie dans l'élé- ment porte-filières extérieur.(Aux figures 5,6 et 7 la position des filières d'extrudage des nervures est mon- trée en traits interrompus); - la figure 8 est une vue en perspective de l'élément porte-filières intérieur , dans lequel les fi- lières proprement dites d'extrudage des nervures et les conduits d'amenée de matière plastique passant par la zone de glissement sont illustrés sous la forme de canaux ou de rainures ouverts latéralement;
- la figure 9 est une vue en perspective frag- mentaire de l'élément porte-filières extérieur (corres- pondant à. la figure 6) illustrant la forme de rainures des filières d'extrudage de nervures proprement dites et des conduits d'amenée de matière plastique dans la zone de glissement; - la figure 10 est une vue en élévation, par- tiellement en coupe, montrant l'appareil représenté à la figure 1 renversé pour l'extrudage d'une feuille nervu- rée vers le haut, l'appareil étant modifié par l'adjonction de moyens pour faire balonner ou pour dilater la feuille tubulaire nervurée telle qu'elle a été extrudée, de ma- nière connue pour.la production de feuilles non nervurées en matière plastique.
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Pour l'exécution de l'invention, selon le mode préféré, dans lequel on emploie des filières qui doivent être animées d'un mouvement sur des trajectoires circulai- res continues perpendiculaires à l'axe du cercle, une paire d'éléments porte-filières coaxiaux 1 et 2 sont montés de manière à fermer l'extrémité inférieure d'une chambre 3 d'alimentation en matière plastique sous pression de l'appareil d'extrudage du type général connu illustré à la figure 1. L'élément porte-filières intérieur 1 affecte la forme d'un disque et est fixé à une tête conique 4 montée sur un arbre ou tube 5, qui s'étend à travers la chambre d'alimentation 3 et traverse un bouchon conique 6 prévu à l'extrémité éloignée des filières.
Le bouchon 6 présente dans sa surface périphérique deux canaux dis- tributeurs de matière plastique 6a et 6b (voir figures 3 et 4) diamétralement opposés, qui se rencontrent en 6c, en regard de l'orifice d'amenée de matière plastique 7, qui reçoit de la matière plastique d'une source appropriée par l'intermédiaire d'une vis transporteuse 8. Les canaux 5a et 6b (voir les figures 1, 3 et 4) divergent dans la direction de la chambre 3, de façon à disperser la matière plastique autour de l'entrée de la chambre.
L'arbre 5 passe à travers un palier 9 et est fixé, de manière réglable en direction axiale, par un écrou 10 et un contre-écrou de blocage 10a. Lorsqu'un mouvement doit être communiqué à l'élément porte-filières intérieur 1, l'arbre est entrainé par une roue à chaîne 11 et par une chaîne lla à partir d'une source d'énergie appropriée.
D'autres moyens appropriés peuvent être prévus pour faire tourner l'arbre 5.
L'élément porte-filières extérieur 2 est de forme annulaire.,et¯est¯disposé autour de l'élément porte- filières intérieur. Cet élément 2 est monté, de manière amovible, sur un élément de support 12 , qui sert égale-
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1 ment de paroi extérieure pour la partie inférieure de la chambre 3. Cet élément peut être fixe, si l'on désire que l'élément porte-filières extérieur 2 occupe, en permanen- ce, une position stationnaire. Lorsqu'il s'agit de faire tourner l'élément porte-filières extérieur 2, l'élément 12 est monté dans des paliers portés par le carter extérieur en deux pièces 13 de l'appareil. Le carter 13 peut être pourvu d'éléments de chauffage électriques 13 a et, en général, l'appareil peut être équipé de moyens de chauffa- ge, selon les besoins.
Les paliers pour l'élément de sup- port 12 sont, de préférence, du type à rouleaux coniques, comme montré en 12a à la figure 1. Pour faire tourner l'é- hément porte-filières extérieur et son support 12, on peut prévoir un entraînement par chaîne 12b. On peut ce- pendant utiliser n'importe quel autre dispositif d'entraî- nement approprié pour conférer un mouvement de rotation à l'élément porte-filières extérieur 2 et à son support.
Les surfaces périphériques adjacentes des deux éléments porte-filières 1 et 2 sont convenablement polies pour former des surfaces de glissement dans la zone la, qui guident et maintiennent une relation précise pendant le mouvement des filières portées par les éléments. Les surfaces polies sont, de préférence, tronconiques, la petite extrémité du cône étant disposée vers la source d'alimentation. En variante, si on le désire, la conicit' des surfaces peut être renversée, de façon que la pression règnant dans la chambre serve à maintenir une jonction à glissement étroite.
Les éléments porte-filières peuvent être montés, de manière amovible, sur leurs supports, comme indiqué à la figure 1, afin de pouvoir être rempla- cés par d'autres éléments porte-filières présentant un agencement et desdimensions de filières différents.
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Les éléments porte-filières 1 et 2 comportent également, en plus de la zone de glissement, une zone ex- térieure ou inférieure dans laquelle est ménagée une fente annulaire 1b servant à extruder la partie formant feuille du produit extrudé , fente dans laquelle débouchent les filières d'extrudage de nervures 1c. Lors de la fabrica- tion des éléments porte-filières, il convient de faire en sorte que toute la périphérie de ces éléments soit po- lie de façon que ceux-ci présentent des surfaces complé- mentaires tronconiques, après quoi on forme la fente 1b en meulant les surfaces périphériques en direction radiale sur une largeur correspondant à l'épaisseur de la feuille à produire.
L'opération de formation de la fente d'extrudage annulaire peut être exécutée de manière à faire en sorte que la fente 1b se présente comme un évidement ménagé dans l'élément porte-filières intérieur 1, le côté opposé de la fente étant constitué par un prolongement de la surface de glissement la de l'élément 2, comme montré à la figure 5. L'opération de formation de la fente d'extru- dage annulaire peut aussi se faire de façon que la fente 1b se présente comme un évidement ménagé dans l'élément porte-filières extérieur 2 , le côté où la paroi opposée de la fente étant, dans ce cas, constitué par un prolon- gement de la surface de contact à glissement la de l'é- lément porte-filières intérieur 1, comme montré à la fi- gure 6.
Dans une troisième variante, l'évidement for- mant la fente 1b est formé tant dans l'élément porte- filières intérieur 1 que dans l'élément porte-filières extérieur 2 , la surface de contact la étant disposée en- tre les parois des évidements, comme montré à la figure 7.
Dans une' forme d'exécution, les filières 1c de formation des nervures sont constituées par des rainure:
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ménagées dans la paroi extérieure et/ou dans la paroi in- térieure (voir figure 2, figures 8 et 9, ainsi que les lignes en traits interrompus des figures 5, 6 et 7) de ladite fente, selon que le nervurage doit se présenter à l'extérieur , à l'intérieur ou sur les deux faces de la feuille. Les filières de formation des nervures s'étendent à partir de la surface extérieure ou coté de décharge des éléments porte-filières 1 et 2, en passant par la zone de la fente 1b et la zone de contact à glissement la en communication avec la chambre d'alimentation 3. En d'autres termes, les filières 1c sont des rainures trans- versales, qui traversent les éléments porte-filières en direction axiale.
Afin d'assurer une alimentation adéquate en matière plastique de la fente de formation de la feuille, il est nécessaire d'employer des conduits supplémentaires ou additionnels ld ménagés dans la zone des surfaces de glissement (voir figures 8 et 9), si ce n'est aux endroits où les filières 1c sont suffisamment proches l'une de l'au- tre pour assurer une alimentation adéquate en matière plastique de la fente 1b servant à l'extrudage de la feuille. Ces conduits additionnels peuvent affecter la forme de rainures s'ouvrant dans la surface de contact.
Ou bien ils peuvent se présenter sous la forme de tubes traversant l'un et/ou l'autre des éléments porte-filières, ces tubes communiquant à une extrémité avec la chambre d'alimentation, tandis que leur autre extrémité débouche dans la fente 1b, de sorte que l'alimentation en matière plastique de cette fente est indépendante des surfaces de glissement.
De même ,les filières 1c servant à former les nervures peuvent, au lieu de se présenter sous forme de rainures ouvertes comme montré aux figures 8 et 9 des dessins ci-annexés, affecter la forme de tubes ou d'alésages by-passant la zone de contact la et amenant de
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la matière plastique de la chambre 3 à l'une et/ou l'autre des parois de la fente 1b à son extrémité de décharge ou embouchure, ou à la face extérieure de l'un et/ou l'autre des éléments porte-filières.
Les figures 8 et 9 montrent en perspective les éléments porte-filières intérieur- et extérieur coaxiaux
1 et 2 dans la forme d'exécution dans laquelle des filiè- res 1c et des conduits d'alimentation 1d sont prévus.
L'élément porte-filières intérieur 1 présente un alésage central 5a pour recevoir l'extrémité de l'arbre 5.
Pour l'obtention de certains produits, l'arbre sur lequel est monté l'élément porte-filières intérieur est tubulaire ou présente un alésage axial dans le but de chasser de l'air dans la feuille tubulaire extrudée, en vue de la gonfler ou de dilater le tube nervuré extru- dé, de façon à produire un tube plus mince de plus grand diamètre. De même, lors de la fabrication de tubes ou tuyaux à parois plus épaisses, de l'air sous pression peut être utilisé pour maintenir la forme du produit ex- trudé ou pour empêcher que le tube formé ne s'aplatisse prématurément, sans provoquer une dilatation réelle.
Ce procédé de dilatation , parfois aussi appelé procédé de "ballonnement", est illustré à la figure 1 0 qui représente l'appareil d'extrudage de la figure 1 en position renversée, pour extruder la feuille nervurée en direction ascendante d'une manière connue pour l'extru- dage et le ballonnement de feuilles lisses, comme varian- te de l'extrudage descendant ou de l'extrudage horizon- tal.
Pour le procédé de ballonnement, l'arbre 5 est tubulaire ou présente un alsésage central 5b relié à une source d'air ou de gaz sous pression. Autour du tube nervuré sortant-de la fente annulaire 1b est monté un collecteur ou conduit d'air circulaire 14 , qui présente
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une fente annulaire 14a par laquelle de l'air est soufflé sur le tube nervuré pendant qu'il subit sa dilatation.
A une distance appropriée des éléments porte- filières, on prévoit une paire de rouleaux de traction
15, qui tirent la feuille tubulaire vers le haut à une vitesse compatible avec la vitesse d'extrudage. Des plan- ches 15a ou des dispositifs analogues peuvent être employés .pour aplatir le tube ballonné avant qu'il n'arrive dans l'intervalle entre les rouleaux 15. D e ces rouleaux 15, le tube aplati peut 8tre amené sur une bobine collectrice
16. Si on le désire, une feuille plane (simple épaisseur) peut être produite à partir de l'élément tubulaire extru- dé, en coupant cet élément tubulaire sur son trajet vers les rouleaux de traction ou plus loin, de manière connue en soi.
La distance entre les filières de formation des nervures est déterminée en fonction de l'effet de nervurage que l'on désire obtenir et, comme indiqué plus haut, des éléments porte-filières interchangeables peuvent être employés , ces éléments comportant des nombres dif- férents de nervures, celles-ci pouvant être disposées différemment et présenter des sections transversales différentes. De même, des éléments porte-filières pré- (sentant des fentes annulaires de larguers ou dimensions radiales différentes pour la feuille peuvent être prévus.
Les rainures ou fentes de formation des nervures ménagées dans un des éléments porte-filières peuvent présenter une section transversale différente de celle des fentes ou rainures ménagées dans l'autre élément porte-filières.
Bien qu'on utilise habituellement des éléments porte-filières présentant un certain nombre de filières de formation de nervures (avec ou sans un certain nombre de conduits d'alimentation dans les zones de glissement),
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traversant l'un et/ou l'autre des éléments porte-filières, on verra que des éléments comportant chacun une seule fi- lière de formation de nervures produiront une feuille comportant une nervure hélicoïdale ou en zig-zag formée d'une pièce sur la feuille de part et d'autre de celle- ci. Si une seule filière productrice de nervures est pré- vue dans un seul des éléments porte-filières, la feuille extrudée ne comportera qu'une seule nervure continue formée d'une seule pièce d'un côté seulement de cette feuille.
Il est cependant évident que lorsque les ner- vures sont destinées à procurer des qualités de résistan- ce au déchirement, il est avantageux de faire en sorte que les nervures prévues de part et d'autre de la feuille se coupent ou se croisent l'une l'autre, en formant un treillis ou un filet.
Le mouvement relatif préféré à communiquer aux éléments porte-filières coaxiaux est celui dans lequel les éléments sont animés d'un mouvement de rotation con- tinu en sens opposés. D'autres types de mouvements peuvent impliquer la rotation des deux éléments dans le même sens , mais à des vitesses différentes. On peut aussi faire en sorte que les deux éléments oscillent dans des sens oppo- sés ou que l'élément porte-filières intérieur ou l'élément porte-filières extérieur oscille ou soit animé d'un mou- vement de rotation continu, tandis que l'autre élément porte-filières est maintenu stationnaire. En faisant tourner les filières, de manière continue, dans des sens opposés, toute tendance à tordre le produit extrudé, en particulier lorsque celui-ci est gonflé, est évitée.
Si l'on désire maintenir une filière stationnaire pendant que l'autre tourne de manière continue, ou bien lorsque les deux éléments porte-filières sont animés d'un mou- vement de rotation continu unidirectionnel, ce qui crée
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une tendance pour la feuille extrudée à tourner, on peut contrecarrer cette tendance en faisant tourner les rou- leaux de traction autour de l'axe de la feuille tubulaire dans le mme sens que celui dans lequel cette feuille tend à tourner.
Pour la mise en oeuvre de l'invention avec des éléments porte-filières droits ou rectilignes (non repré- sentés sur les dessins ci-annexés), ces éléments porte- filières sont montés de la manière illustrée aux figurée
6, 7 et 8 du brevet belge n 552.251 de la demanderesse, de manière à fermer une chambre d'alimentation en matière plastique de dimensions appropriées, chaque élément étant monté dans des paliers ou supports rectilignes de chaque côté de la chambre, de manière à permettre un mouvement de va-et-vient relatif rapide entre les deux éléments.
Les extrémités des éléments porte-filières s'étendent au delà des extrémités correspondantes de la chambre sur une distance supérieure à l'amplitude de la course oscillatoire arquée et les extrémités terminales de la chambre, sous lesquelles se déplacent les éléments, sont munies de dis- positifs d'étanchéité, pour empêcher l'échappement de la ± matière plastique en. direction latérale. Les éléments por@- filières présentent une zone de glissement et une zone comportant une fente rectiligne pour l'extrudage d'une feuille, d'une manière similaire à celle décrite plus haut pour l'appareil rotatif.
De même, la zone de forma- tion de la feuille comporte des filières de formation de nervures, des conduits additionnels étant, au besoin, pré- vus pour renforcer 1 alimentation en matière plastique de la zone d'extrudage de la feuille.
Des moyens appropriés quelconques peuvent être prévus pour communiquer un mouvement de va-et-vient aux éléments porte-filières rectilignes. En particulier, le mou-
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vement de va-et-vient doit être tel que le temps d'arrêt à la fin de la course soit minimum, et ceci s'applique également à l'oscillation des éléments porte-filières co- axiaux rotatifs.
Après extrudage de la matière plastique sous forme d'articles plats ou tubulaires (notamment pour des tuyaux souples ou analogues) la matière plastique peut être fixée en faisant passer le produit extrudé, par exemple dans un liquide contenu dans un réservoir, de la manière décrite dans le brevet précité de la demanderesse.
Dans les formes circulaire et rectiligne des éléments porte-filières, le nervurage d'un côté de la feuille sert essentiellement à des fins décoratives; de même , une feuille munie de nervures sur ses deux faces, sans entrecroisement de ces nervures, est destinée principalement à des fins décoratives, parce que l'absence de nervures se croisant l'une l'autre fait en sorte que la feuille a tendance à se déchirer plus facilement, spécialement dans le cas de pellicules minces.
On peut faire des lervures plus grosses ou plus épaisses que la feuille elle-même et il est possible d'extruder certaines matières plastiques qui ont été lé- gèrement pigmentées, de manière à obtenir des nervures plus fortement colorées sur une feuille presque claire ou apparemment non colorée, ce qui produit un effet très dé- coratif.
Les feuilles ou films en matière plastique unies sont utilisés sur une grande échelle pour les vêtements imperméables ou pour les parapluies, mais ces feuilles à surface lisse et plane ont l'inconvénient de se déchirer aisément. Avec des feuilles en matière plastique nervurées conformément à la présente invention, surtout lorsque les nervures s'entrecroisent en formant un treillis ou un filet
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les déchirements sont grandement empêchés ou localisés.
Dans le cas d'articles tubulaires plus lourds, notamment dans le cas de tuyaux, un renforfement de la résistance à l'éclatement et une meilleure résistance à l'usure peuvent être obtenus, sans que la flexibilité de l'article soit altérée dans une mesure appréciable. L'addition de nervu- res peut également être utilisée pour réduire le poids du tube ou tuyttu souple.
REVENDICATIONS.-
1.- Appareil d'extrudage de matière plastique permettant d'extruder des feuilles planes ou tubulaires, caractérisé en ce qu'il comporte une paire d'éléments porte-filières pouvant être monté)de façon à subir un mouvement relatif transversalement à la direction d'ex- trudage dans un appareil ou une installation agencée pour être alimentée en matière plastique sous pression et comportant des surfaces de contact à glissement, une fente d'extrudage de feuilles adjacente à ces surfaces du côté éloigné de l'alimentation en matière plastique, ainsi,que des moyens d'extrudage de nervures ou de fila- ments débouchant dans la paroi de la fente susdite et servant à extruder des filaments ou nervures en une seule pièce avec la feuille,
des moyens étant prévus pour assu- rer un mouvement relatif entre les éléments porte-filières, lorsque ceux-ci sont montés dans l'appareil ou l'instal- lation d'extrudage sous pression.