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Procédé pour l'extrusion de matières thermoplastiques et dispositifs pour sa réalisation.
La présente invention concerne un procédé pour l'extrusion de matières thermoplastiques ainsi que les dispositifs pour sa réalisation.
Dans les procédés actuels d'extrusion de matières thermoplastiques, on utilise, en général, des unités de plastification équipées de têtes d'extrusion qui peuvent être droites, c'est-à-dire dans l'axe de l'unité de plastification, ou être en équerre.
Dans certains cas, on peut employer des unités de plastification pourvues de têtes multiples pour permettre l'extrusion simultanée de plusieurs profils.
Jusqu'à présent, l'utilisation de pareils dispositifs était limitée pour diverses raisons. Par suite de la présence de zones de stagnation de la ma-
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tière dans les conduits de têtes multiples ou en équerre, on ne peu utiliser ces appareillages pour extruder des matières thermoplasti- ques de faible stabilité thermique ou de haute viscosité à l'état fondu.
De plus, du fait de leur complexité, il est très difficile de nettoyer ces têtes d'extrusion après leur utilisation.
Enfin, toutes ces têtes d'extrusion sont reliées de façon rigide à l'unité de plastification et dès lors, la position des points d'extrusion est fixée définitivement lors de la construction de machines.
En conséquence, aucun des procédés proposés jusqu'à présent ne peut convenir soit pour permettre la réalisation d'une gamme étendue de produits extrudés soit pour l'extrusion de matières thermoplastiques particulièrement visqueuses ou thermosensibles telles que, par exemple, le polychlorure de vinyle non plastifié.
La demanderesse a maintenant mis au point un procédé d'extrusion qui ne présente plus les inconvénients précités et qui, en outre, peut être adapté pour mettre en oeuvre n'importe quelle matière plastique.
Suivant ce procédé d'extrusion, on divise le flux de matière thermoplastique provenant d'une ou plusieurs unités de plastification en plusieurs flux secondaires et on canalise ces flux secondaires vers la ou les filières d'extrusion par l'intermédiaire de tubes souples résistant à la pression d'extrusion et dont la surface interne est lisse et non adhérente.
Les tubes utilisés pour canaliser le flux de matière plastique vers la ou les filières d'extrusion sont souples afin de permettre le raccordement entre l'unité de plastification et la ou les filières quelles que soient les positions relatives de ces différants organes. Cette caractéristique inclut la possibilité de rendre ces tubes rectilignes après leur démontage, ce qui facilite leur nettoyage. Ces tubes doivent évidemment résister à la pression de la matière qui les parcourt et leurs surfaces et sections
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intérieures sont telles que la matière ne peut y stagner.
A titre d'exemple non limitatif, on peut utiliser pour leur réalisation un tube en polytétrafluoréthylène entouré extérieurement d'une gaine de fils souples en acier. Le polytétrafluoréthylène résiste, en effet, aux températures généralement utilisées pour l'extrusion des matières thermoplastiques et son coefficient de frottement vis-à-vis de ces matières est très faible.
Lorsque l'unité de plastification est équipée de plusieurs tubes de raccordement, il est nécessaire de prévoir à son extrémité de sortie une pièce qui a pour effet de diviser le flux principal de matière plastique fondue en autant de flux secondaires qu'il y a de tubes de raccordement.
Cette répartition peut être réalisée de la façon suivante.
Le flux principal venant de l'unité de plastification entre dans une pièce de distribution par un conduit cylindrique percé dans l'axe de celle-ci. Le conduit cylindrique est prolongé par une portée conique convergente dans laquelle débouchent des canaux cylindriques identiques placés en position divergente mais dont les axes sont concourants sur l'axe du conduit principal.
Ces canaux divergents sont de plus jointifsà l'endroit où ils pénètrent dans la partie conique du conduit principal et leurs points d'intersection se placent sur une circonférence centrée sur l'axe du conduit principal. Enfin, la zone située à l'intérieur du faisceau des canaux divergents est constituée d'une contre-pointe s'avançant à l'encontre du flux de matière dans le conduit principal. De cette manière, on évite toute zone de stagnation de la matière en un point quelconque de la pièce de répartition et la pression d'écoulement est uniformément répartie entre les conduits secondaires. Le nombre de conduits secondaires peut être quelconque mais égal au nombre de tubes de raccordement prévus.
Le procédé suivant l'invention permet donc de raccorder, de manière fluodynamique :
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- une unité de plastification à plusieurs points d'alimentation d'une même filière de forme quelconque.
- plusieurs unités de plastification à une même filière de façon à alimenter celle-ci en matières thermoplastiques, soit de na- tures différentes, soit de même nature mais de coloris diffé- rents, soit encore de même nature et de même coloris - une unité de plastification à plusieurs filières quelles que soient leurs positions respectives.
En exploitant cette derniers :. @@@lbilité du procédé sui- vant l'invention, il est possible, par exemple, de fabriquer simul- tanément plusieurs corps creux, tels que des flacons, à partir d'une même masse mère.
Le procédé d'extrusion conforme à l'invention est expliqué en détails dans les exemples de réalisation décrits ci-après.
Il est entendu que ceux-ci sont donnés à titre purement illustratif et que, dès lors, ils ne limitent nullement la portée de l'inven- tion.
EXEMPLE 1 - Alimentation de plusieurs filières à partir d'une unité de plastification
Les figures 1 et 2 des dessins annexés sont respective- ment une vue de profil, partie en coupe, et une vue en élévation d'un dispositif conforme à l'invention convenant pour l'alimenta- tion simultanée de trois filières d'extrusion à partir d'une même unité de plastification. Le flux de matière thermoplastique ve- nant de l'unité de plastification (non représentée) pénètre en 5 dans le conduit cylindrique 6 de la pièce de répartition 1. Au fond du conduit cylindrique 6 sesitue la portée conique 7 dans laquelle débouchent les trois canaux divergents 12, 13 et 14 join- tifs en 12', 13' et 14' qui conduisent la matière thermoplastique par l'intermédiaire des tubes souples 9,10 et 11 vers les filières d'extrusion 2, 3 et-4.
La contre-pointe 8 qui occupe l'espace mort entre les canaux divergents empêche toute stagnation de la matière en cet endroit.
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A leur sortie de la pièce de répartition 1, les canaux divergents 12,13 et 14 sont reliés en 15,16 et 17 aux tubes sou- ples 9,10 et 11. Les joints entre ces canaux et les tubes souples @ sont réalisés detelle sorte qu'il ne puisse s'y produire de stagna- tion de matière.
Les autres extrémités des tubes souples 9,10 et 11 sont, de la même manière, reliés en 18,19 et 20 aux filières d'extrusion 2,3 et 4.
La symétrie parfaite de la pièce de répartition et l'égali- té du trajet suivi par la matière depuis la boudineuse jusqu'à la sortie des diverses filières, font que les trois flux de matière sortant de des filières sont parfaitement équilibrés.
En cas de besoin, un peut cependant régler aisément la vi- tesse d'extrusion en plaçant des pinces sur les tubes souples.
EXEMPLE 2 - Alimentation d'une filière ronde en plusieurs points
Les figures 3 et 4 des dessins annexés sont respectivement une vue en élévation et une vue en plan, partie en coupe, d'un dis- positif suivant l'invention convenant pour l'alimentation en cinq points d'une filière ronde de grand diamètre à partir d'une même unité de plastification.
Ce dispositif comporte également une pièce de répartition 1 dans laquelle se trouvent le conduit cylindrique 6, la portée co- nique 7 et la contre-pointe 8. Cinq canaux divergents 21,22, 23, 24 et 25, jointifs en 21', 22', 23', 24', et 25' débouchent dans la portée conique 7 et sont reliés aux extrémités des tubes souples 26,27, 28,29 et 30 comme décrit précédemment. Les autres extrémi- tés des tubes souples sont raccordées symétriquement sur la filière ronde 31.
Le réglage éventuel des débits dans les canaux souples peut s'effectuer en y restreignant plus ou moins le débit à l'aide de pinces.
Ce dispositif d'alimentation de la filière permet donc une répartition uniforme de la matière thermoplastique sur le pourtour
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de la filière sans nécessiter un appareillage coûteux et encombrant tel que celui qui est indispensable lorsqu'on alimente la filière par le centre ainsi qu'il était de pratique courante jusqu'à présent.
En outre ce dispositif se révèle particulièrement intéressant lorsqu'on désire revêtir des éléments de tuyaux d'une couche extérieure de matière plastique. Il est, en effet, très aisé de faire passer ces éléments de tuyaux par lecentre de filière et ce, à une vitesse linéaire égale à la vitesse d'extrusion de la matière thermoplastique.
EXEMPLE 3.- Alimentation d'une filière plate en -plusieurs points
Le procédé conforme à l'invention permet d'apporter une solution satisfaisante aux problèmes qui se posent lors de l'extrusion d'objets larges et minces tels que des feuilles. On sait, en effet, que l'alimentation d'une filière plate, en matière thermoplastique thermosensible ou de haute viscosité par un canal central pose des problèmes très délicats de répartition de la matière. Etant donné les grandes différences de chemin à parcourir par la matière extrudée suivant que l'on considère le milieu ou les extrémités de la filière, il est très difficile d'assurer une répartition de la matière telle que le débit le long de la filière soit absolument uniforme.
En outre, ces filières comportent généralement des zones de stagnation ou de friction exagérée de la matière ce qui nuit à la qualité du produit extrudé.
La variante du procédé suivant l'invention décrite ci-âpre: permet d'éviter ces inconvénients. Le dispositif utilisé est schématisé aux figures 5 et 6 des dessins annexés, lesquelles en représentent respectivement une vue en profil, partie en coupe, et une vue en élévation.
Sur ces figures, la filière plate 32 est alimentée en cinq points de la manière déjà décrite par les canaux souples 26, 27, 28, 29 et 30. On réalise ainsi, en fait, la division de la filière 32 en cinq zones 33, 34, 35, 36 et 37 constituant chacune une petite
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filière plate de faible longueur où les problèmes de répartition sont beaucoup plus aisés à résoudre. Le réglage des débits dans les différentes zones s'effectue aisément en restreignant le débit de matière dans les divers canaux souples à 1-'.aide de pinces.