Procédé de moulage par soufflage d'un article creux en matière plastique
La présente invention a pour objet un procédé de moulage par soufflage d'un article creux en matière plastique. I1 est difficile d'obtenir un article plastique creux présentant une épaisseur de paroi uniforme sur tout l'article, et un but de l'invention est de fournir une méthode permettant la production d'un tel article.
Quand on extrude des articles plastiques tubulaires vers le bas, le poids croissant du produit plastique extrudé tend à allonger la matière plastique, de sorte que l'épaisseur de la paroi du produit extrudé est progressivement décroissante après qu'une quantité initiale de matière plastique a été extrudée. I1 en résulte que l'épaisseur de la paroi de l'article extrudé ou de la paraison n'est pas uniforme et les articles moulés présentent à leur tour une épaisseur de paroi non uniforme. On a cherché à obtenir un procédé évitant ce désavantage des méthodes connues.
Le procédé faisant l'objet de la présente invention est caractérisé en ce qu'on extrude une paraison, on enferme la paraison dans un moule, on souffle la paraison dans ledit moule, et on compense l'inégalité d'épaisseur de la paroi de la paraison pendant ou avant le soufflage.
Cette inégalité d'épaisseur peut tre compensée en utilisant un moule conique, la conicité augrnentant progressivement dans la direction d'extrusion.
Alternativement, cette inégalité peut tre compensée en allongeant la parais on dans la direction d'extra- sion.
Le moule peut tre de types variés. I1 peut tre en deux parties et divisé le long d'un plan vertical, de la manière connue. Le moule peut comprendre une partie principale d'une seule pièce, par exemple une partie tubulaire centrale, et des parties séparables inférieures et supérieures groupées en paires pour enfermer la paraison pendant le soufflage. Le moule peut tre aussi constitué principalement d'une seule pièce, comprenant par exemple une partie principale d'une pièce et un fond séparable; dans ce cas, la partie principale peut tre poussée contre une tte d'extrusion pendant le soufflage. Le moule peut comprendre aussi une partie supérieure séparable. Les parties du moule peuvent tre portatives pour permettre le retrait aisé de l'article soufflé.
Le moule peut tre aussi fixé à une tte d'extrusion, par exemple du type à accumulation, et séparé de la tte après le soufflage. On peut utiliser de multiples arrangements de moules, par exemple employer une paire de moules, les moules se déplaçant latéralement à tour de rôle dans une position de réception de la matière extrudée. On peut utiliser une table tournante portant un certain nombre de moules qui sont déplacés successivement au-dessous de la tte d'extrusion.
Dans le cas où l'on allonge la paraison, l'extrémité de celle-ci peut tre placée autour d'un mandrin de soufflage qui est alors retiré pour allonger la matière extrudée de manière que sa paroi présente une épaisseur sensiblement uniforme. Cette méthode peut tre utilisée aussi pour produire des articles minces et économiques. Elle permet d'obtenir un article comprenant un col épais.
Les parties du moule destinées à former une extrémité de l'article, par exemple, le col, peuvent tre sarées de la partie ou des parties du moule formant le corps principal de l'article.
Les méthodes envisagées ici conviennent particulièrement à la production de manchons fixes ou dilatables pour les bobines utilisées pour l'enroulement d'un fil textile, par exemple.
On a trouvé que les bobines de textile utilisées avec une tension d'enroulement élevée et tournant à haute vitesse, pour les fibres synthétiques modernes, nécessitent d'tre protégées par un manchon amovible et dilatable. On évite ainsi la nécessité de remplacer l'âme métallique coûteuse de la bobine et d'utiliser un procédé coûteux de traitement de surface.
Les bobines et les manchons connus actuellement sont de forme cylindrique, l'une de leurs extrémités est formée de manière à présenter une surface douce sur laquelle le fil peut frotter pendant le bobinage, cette extrémité étant renforcée pour protéger la bobine et le fil, et l'autre extrémité permettant la fixation de la première spire.
On a fait des manchons en papier imprégné et dont les extrémités étaient mises à la forme désirée, mais ces manchons ont été remplacés par des tubes de plastique extrudés qui offrent une plus forte résistance au fil pour un poids et une épaisseur donnés. Les manchons de plastique se sont révélés moins sujets à tre endommagés et de dimensions plus constantes que les manchons de papier. En outre, ils présentent un meilleur fini superficiel.
Toutefois, on rencontre un certain nombre de difficultés avec les manchons plastiques. Des manchons extrudés sont simplement des tubes coupés à la longueur désirée, et la forme du nez, qui doit tre arrondi et uniforme, est obtenue par une opération subséquente. I1 s'ensuit que le fini superficiel du manchon est celui du tube extrudé et le meilleur résultat qui peut tre obtenu est un fini doux , similaire à celui d'un papier à lettres de bonne qualité présentant une surface d'environ 50 microns.
Une autre méthode consiste à utiliser des miçrorainures présentant une profondeur d'environ 0,063 mm, ou un soufflage au sable d'une profondeur semblable, ce qui nécessite aussi une opération supplémentaire. Ces deux méthodes sont coûteuses. Le fini superficiel du manchon doit tre égal sur toute la surface requise, et la qualité des micro-rainures dépend du fini superficiel de l'article extrudé initial, de l'épaisseur de paroi de cet article et d'autres facteurs.
Un manchon de bobine conique, en plastique, moulé par soufflage selon le procédé envisagé ici, présente des avantages sur les manchons de plastique connus. Il permet une vitesse d'enroulement supérieure et un meilleur dévidage du fil enroulé sur la bobine. Des variations de tolérance dans le diamètre d'un manchon à l'autre n'est pas un inconvénient, pourvu qu'une variation limitée de la position longitudinale du manchon sur la bobine soit permise.
On peut obtenir beaucoup d'autres avantages en moulant des manchons de bobines par soufflage. Le fini superficiel requis est obtenu pendant le moulage et la seule opération subséquente nécessaire est de couper l'article à la longueur voulue pour assurer l'ajustage en diamètre. Le fini superficiel est invariable et peut tre par conséquent reproduit dans tous les articles moulés successivement. Il est possible de produire par ce procédé un manchon de bobine en plastique moulé par soufflage qui n'est pas conique, mais qui montre une épaisseur de paroi uniforme, et qui présente en outre les avantages cités plus haut.
Le dessin annexé illustre, à titre d'exemple, des mises en oeuvre du procédé objet de la présente invention.
La fig. 1 est une coupe d'un appareillage utilisé dans une première mise en oeuvre du procédé et comprenant un moule représenté ouvert.
La fig. 2 est une coupe correspondant à celle de la fig. 1, le moule étant fermé.
La fig. 3 est une coupe d'un moulage retiré du moule représenté aux fig. 1 et 2.
La fig. 4 est une vue, dans sa partie supérieure, et une coupe, dans sa partie inférieure, du moulage représenté à la fig. 3 et constituant un manchon de bobine.
La fig. 5 est une coupe d'un appareillage utilisé dans une seconde mise en oeuvre du procédé et comprenant un moule dont les diverses parties sont déparées.
La fig. 6 est une coupe correspondant à celle de la fig. 1, le moule étant fermé.
La fig. 7 est une vue du moulage obtenu dans le moule représenté aux fig. 5 et 6.
La fig. 8 est partiellement une vue et partiellement une coupe du moulage représenté à la fig. 7.
La fig. 9 est une coupe partielle d'un appareillage utilisé dans une troisième mise en oeuvre du procédé.
La fig. 10 est une coupe partielle d'un appareillage utilisé dans une quatrième mise en oeuvre du procédé.
La fig. 1 1 est une coupe partielle d'un appareillage utilisé dans une cinquième mise en oeuvre du procédé.
Les fig. 12 et 13 sont des coupes partielles correspondant à la fig. 11.
La fig. 14 est une coupe correspondant à la fig. 1 1 et montrant un autre stade du procédé.
La fig. 15 est une coupe correspondant à la fig.
14, et montrant un moule ferme.
La fig. 16 est une coupe d'un appareillage utilisé dans une sixième mise en oeuvre du procédé, et
la fig. 17 est une coupe d'un appareillage utilisé dans une septième mise en oeuvre du procédé.
Dans une première mise en oeuvre du procédé (fig. 1), on utilise une tte d'extrusion 1 à travers laquelle est extrudée une paraison 2 sur un mandrin de soufflage d'air 3 dressé verticalement entre deux moitiés 4 d'un moule ouvert. Chaque moitié du moule présente une cavité 5 de conicité 6. Une partie 7 de chaque moitié du moule présente un fini superficiel obtenu par soufflage de sable. Les parties supérieures 8 des moitiés du moule s'étendent vers une ligne de contact pour pincer la paraison (fig. 2). Les parties inférieures 9 des moitiés de moule sont formées de manière à comprimer la paraison dans une zone 10 contre le mandrin 3. Les moitiés du moule présentent chacune un évidement circulaire 11. La fig. 2 montre le moule fermé et renfermant un moulage soufflé 12.
La fig. 3 montre le moulage retiré du moule, les plans indiqués par les traces III-III étant ceux selon lesquels le moulage est coupé pour donner un manchon de bobine conique 13 (fig. 4).
Les parties sablées 7 reproduisent une surface 7A sur le manchon. I1 est évident qu'on peut obtenir d'autres finis, par exemple des micro-rainures continues ou interrompues.
Bien que l'appareillage représenté aux fig. 1 et 2 donne de bons résultats, il laisse subsister une mince ligne en relief sur le manchon fini, dans la zone de raccord des deux moitiés 4 du moule. Pour éviter cette ligne, on peut utiliser l'appareillage représenté aux fig. 7 et 8. Un moule 20 d'une pièce comprend une surface intérieure conique 21 présentant des micro-rainures 22. Pour former une chambre de soufflage fermée, des parties de moule séparées 23 et 24 entourent le moule 20 et présentent des parties supérieures 25 destinées à pincer la paraison 26 qui est extrudée sur un mandrin d'air 27. Les parties inférieures 28 du moule déterminent la forme du fond du moulage et serrent la paraison autour du mandrin. La fig. 6 montre le moule fermé, enfermant son moulage soufflé 29. La fig. 7 montre le moule ouvert, le mandrin 27 retiré et le moulage 29 sortant du moule 20.
La fig. 8 montre le moulage avec ses micro-rainures 22A et les -traces VIII-VIII indiquent les plans de coupe du moulage pour donner un manchon de bobine.
La fig. 9 est une coupe partielle d'un appareillage dans lequel un moule 30 bute contre une tte d'extrusion 31, et montre la paraison extrudée 32 et le moulage soufflé 33. Le moule présente une conicité 34 et comporte des épaulements 35. Le moule 30 peut tre en deux parties ou d'une seule pièce.
La fig. 10 montre un appareillage très semblable à celui représenté à la fig. 9, sauf qu'il comprend des épaulements 40 sur une tte d'extrusion 41 et non sur le moule.
Les moules selon les fig. 9 et 10 peuvent tre mobiles par rapport à la tte d'extrusion ou ils peuvent tre fixés à cette dernière.
Les fig. 1 1 à 15 montrent un appareillage dans lequel la paraison est allongée vers le bas pour éviter des inégalités dans l'épaisseur de la paroi. Une tte d'extrusion 50 (fig. 11) est représentée au moment où commence l'extrusion d'une paraison 51.
Des moitiés de moule 52 sont ouvertes et présentent les mmes caractéristiques que les moitiés de moule 4 de la fig. 1. Un mandrin de soufflage 53 comprend deux mâchoires de serrage 54 coopérantes, montées sur des pivots 55. Un manchon 56 est associé au mandrin 53 et aux mâchoires 54. La fig. 1 1 montre le commencement de l'opération. La fig 12 (dans laquelle les moitiés du moule ne sont pas représentées) montre l'ensemble du mandrin 53, des mâchoires 54 et du manchon 56 qui est déplacé verticalement vers le haut de manière que le mandrin pénètre dans l'extrémité ouverte de la paraison. La fig. 13 montre le manchon 56 déplacé vers le haut par rapport au mandrin et aux mâchoires, de manière que les mâchoires soient pressées vers l'intérieur pour serrer la paraison contre le mandrin.
L'ensemble est alors retiré à partir de cette position, pour étirer la paraison à une vitesse supérieure à la vitesse d'extrusion, jusque dans la position représentée à la fig. 14, juste avant la fermeture du moule et le soufflage. La fig. 15 montre le moulage soufflé 57 dans le moule fermé. Les autres stades de la fabrication d'un manchon de bobine ont été décrits précédemment (fig. 1 à 5). Il faut noter que chaque mâchoire de serrage 54 comporte des évidements 54A dans lesquels s'écoule la matière molle constituant la paraison, de manière que les mâchoires serrent mieux cette paraison. On voit à la fig. 15 que les mâchoires 54 forment, avec les parties inférieures 58 des moitiés de moule, un dispositif de calibrage de col serrant la paraison autour du mandrin.
L'appareillage représenté à la fig. 16 permet également l'étirage de la paraison, comme l'appareillage représenté aux fig. 1 1 à 15, avec un moule semblable à celui représenté à la fig. 10, soit un moule conique d'une seule pièce fixé à la tte d'extrusion.
L'appareil représenté à la fig. 17 est semblable à celui de la fig. 5 (les parties mobiles du moule ayant été supprimées pour plus de simplicité et utilise la technique d'allongement de la paraison qui s'effectue comme suit: Une tte d'extrusion 70 est représentée dans la position de début d'extrusion d'une paraison 71. Un mandrin à air 72 présentant une tte tronconique 73 pénètre dans la paraison dont la matière va tre serrée entre la tte 73 et un collet 74 de forme intérieure correspondante. Quand l'extrémité de la paraison est serrée, la paraison est étirée vers le bas à la vitesse désirée et sur la longueur voulue, comme décrit précédemment (fig. 11 à 15).
A method of blow molding a hollow plastic article
The present invention relates to a process for blow molding a hollow plastic article. It is difficult to obtain a hollow plastic article having a uniform wall thickness throughout the article, and an object of the invention is to provide a method for the production of such an article.
When downwardly extruding tubular plastic articles, the increasing weight of the extruded plastic product tends to elongate the plastic material, so that the wall thickness of the extruded product is gradually decreasing after an initial amount of plastic has been added. been extruded. As a result, the wall thickness of the extruded article or the parison is not uniform and the molded articles in turn exhibit a non-uniform wall thickness. An attempt has been made to obtain a process avoiding this disadvantage of the known methods.
The method forming the object of the present invention is characterized in that a parison is extruded, the parison is enclosed in a mold, the parison is blown into said mold, and the unevenness of the wall thickness is compensated for. the parison during or before blowing.
This inequality of thickness can be compensated for by using a conical mold, the taper increasing progressively in the direction of extrusion.
Alternatively, this inequality can be compensated for by lengthening the appearance in the direction of extension.
The mold can be of various types. It can be in two parts and divided along a vertical plane, in the known manner. The mold may include a main part in one piece, for example a central tubular part, and lower and upper separable parts grouped in pairs to enclose the parison during blowing. The mold can also consist mainly of a single part, comprising for example a main part of a part and a separable base; in this case, the main part can be pushed against an extrusion head during the blowing. The mold can also include a separable upper part. The parts of the mold can be portable to allow easy removal of the blown article.
The mold can also be fixed to an extrusion head, for example of the accumulation type, and separated from the head after blowing. Multiple arrangements of molds can be used, for example employing a pair of molds, the molds moving sideways in turn into a position for receiving the extruded material. It is possible to use a turntable carrying a number of molds which are successively moved below the extrusion head.
In the case where the parison is lengthened, the end of the latter can be placed around a blowing mandrel which is then withdrawn to lengthen the extruded material so that its wall has a substantially uniform thickness. This method can also be used to produce thin and economical articles. It makes it possible to obtain an article comprising a thick neck.
The parts of the mold intended to form one end of the article, for example the neck, can be separated from the part or parts of the mold forming the main body of the article.
The methods contemplated here are particularly suitable for the production of fixed or expandable sleeves for the spools used for winding a textile yarn, for example.
It has been found that spools of textile used with high winding tension and rotating at high speed, for modern synthetic fibers, need to be protected by a removable and expandable sleeve. This avoids the need to replace the expensive metal core of the coil and use an expensive surface treatment process.
The coils and sleeves known at present are cylindrical in shape, one of their ends is formed so as to present a smooth surface on which the wire can rub during winding, this end being reinforced to protect the coil and the wire, and the other end allowing the fixing of the first turn.
Sleeves were made of paper impregnated and the ends of which were shaped as desired, but these sleeves were replaced by extruded plastic tubes which provide greater resistance to the wire for a given weight and thickness. The plastic sleeves turned out to be less subject to damage and of more constant dimensions than the paper sleeves. In addition, they have a better surface finish.
However, there are a number of difficulties with plastic sleeves. Extruded sleeves are simply tubes cut to the desired length, and the shape of the nose, which must be rounded and uniform, is obtained by a subsequent operation. It follows that the surface finish of the sleeve is that of the extruded tube and the best result which can be obtained is a soft finish, similar to that of a good quality writing paper having a surface of approximately 50 microns.
Another method is to use micro-grooves with a depth of about 0.063 mm, or sandblasting of a similar depth, which also requires an additional operation. Both of these methods are expensive. The surface finish of the sleeve must be equal over the entire surface required, and the quality of the microgrooves depends on the surface finish of the initial extruded article, the wall thickness of this article and other factors.
A conical, plastic spool sleeve, blow molded by the method contemplated herein, has advantages over known plastic sleeves. It allows a higher winding speed and better unwinding of the wire wound on the spool. Variations in tolerance in the diameter from one sleeve to another is not a disadvantage, provided that limited variation in the longitudinal position of the sleeve on the spool is allowed.
Many other advantages can be obtained by blow molding coil sleeves. The required surface finish is obtained during molding and the only subsequent operation required is to cut the article to the desired length to ensure the diameter fit. The surface finish is invariable and can therefore be reproduced in all the articles successively molded. It is possible to produce by this process a blow molded plastic coil sleeve which is not conical, but which shows a uniform wall thickness, and which further has the advantages mentioned above.
The appended drawing illustrates, by way of example, implementations of the method which is the subject of the present invention.
Fig. 1 is a section of an apparatus used in a first implementation of the method and comprising a mold shown open.
Fig. 2 is a section corresponding to that of FIG. 1, the mold being closed.
Fig. 3 is a sectional view of a molding removed from the mold shown in FIGS. 1 and 2.
Fig. 4 is a view, in its upper part, and a section, in its lower part, of the molding shown in FIG. 3 and constituting a coil sleeve.
Fig. 5 is a section of an apparatus used in a second implementation of the method and comprising a mold of which the various parts are separate.
Fig. 6 is a section corresponding to that of FIG. 1, the mold being closed.
Fig. 7 is a view of the molding obtained in the mold shown in FIGS. 5 and 6.
Fig. 8 is partially a view and partially a section of the molding shown in FIG. 7.
Fig. 9 is a partial section of an apparatus used in a third implementation of the method.
Fig. 10 is a partial section of an apparatus used in a fourth implementation of the method.
Fig. January 1 is a partial section of an apparatus used in a fifth implementation of the method.
Figs. 12 and 13 are partial sections corresponding to FIG. 11.
Fig. 14 is a section corresponding to FIG. 1 1 and showing another stage of the process.
Fig. 15 is a section corresponding to FIG.
14, and showing a firm mold.
Fig. 16 is a sectional view of an apparatus used in a sixth implementation of the method, and
fig. 17 is a sectional view of an apparatus used in a seventh implementation of the method.
In a first implementation of the method (FIG. 1), an extrusion head 1 is used, through which a parison 2 is extruded on an air blowing mandrel 3 standing vertically between two halves 4 of an open mold. . Each half of the mold has a cavity 5 of taper 6. A part 7 of each half of the mold has a surface finish obtained by sandblasting. The upper parts 8 of the mold halves extend towards a nip to pinch the parison (Fig. 2). The lower parts 9 of the mold halves are formed so as to compress the parison in an area 10 against the mandrel 3. The mold halves each have a circular recess 11. FIG. 2 shows the mold closed and containing a blow molding 12.
Fig. 3 shows the molding removed from the mold, the planes indicated by traces III-III being those along which the molding is cut to give a conical spool sleeve 13 (Fig. 4).
The sandblasted parts 7 reproduce a surface 7A on the sleeve. It is obvious that other finishes can be obtained, for example continuous or interrupted microgrooves.
Although the apparatus shown in Figs. 1 and 2 gives good results, it leaves a thin line in relief on the finished sleeve, in the zone of connection of the two halves 4 of the mold. To avoid this line, it is possible to use the apparatus shown in FIGS. 7 and 8. A one-piece mold 20 includes a conical interior surface 21 having microgrooves 22. To form a closed blow chamber, separate mold parts 23 and 24 surround the mold 20 and have upper parts 25. intended to clamp the parison 26 which is extruded on an air mandrel 27. The lower parts 28 of the mold determine the shape of the bottom of the molding and clamp the parison around the mandrel. Fig. 6 shows the closed mold, enclosing its blow molding 29. FIG. 7 shows the mold open, the mandrel 27 removed and the molding 29 emerging from the mold 20.
Fig. 8 shows the molding with its micro-grooves 22A and traces VIII-VIII indicate the sectional planes of the molding to give a spool sleeve.
Fig. 9 is a partial section of an apparatus in which a mold 30 abuts against an extrusion head 31, and shows the extruded parison 32 and the blow molding 33. The mold has a taper 34 and comprises shoulders 35. The mold 30. can be in two parts or in one piece.
Fig. 10 shows an apparatus very similar to that shown in FIG. 9, except that it includes shoulders 40 on an extrusion head 41 and not on the mold.
The molds according to fig. 9 and 10 can be movable relative to the extrusion head or they can be attached to the latter.
Figs. 1 1 to 15 show an apparatus in which the parison is elongated downwards to avoid unevenness in the thickness of the wall. An extrusion head 50 (Fig. 11) is shown at the moment when the extrusion of a parison 51 begins.
The mold halves 52 are open and have the same characteristics as the mold halves 4 of FIG. 1. A blow mandrel 53 comprises two cooperating clamping jaws 54, mounted on pivots 55. A sleeve 56 is associated with the mandrel 53 and the jaws 54. FIG. 1 1 shows the beginning of the operation. Fig 12 (in which the mold halves are not shown) shows the assembly of mandrel 53, jaws 54 and sleeve 56 which is moved vertically upwards so that the mandrel enters the open end of the mandrel. parison. Fig. 13 shows the sleeve 56 moved upwardly with respect to the mandrel and the jaws, so that the jaws are pressed inwardly to clamp the parison against the mandrel.
The assembly is then withdrawn from this position, to stretch the parison at a speed greater than the extrusion speed, into the position shown in FIG. 14, just before closing the mold and blowing. Fig. 15 shows the blow molding 57 in the closed mold. The other stages in the manufacture of a spool sleeve have been described previously (Figs. 1 to 5). It should be noted that each clamping jaw 54 has recesses 54A in which the soft material constituting the parison flows, so that the jaws grip this parison better. We see in fig. 15 that the jaws 54 together with the lower parts 58 of the mold halves form a neck sizing device clamping the parison around the mandrel.
The apparatus shown in FIG. 16 also allows the drawing of the parison, like the apparatus shown in FIGS. January 1 to 15, with a mold similar to that shown in FIG. 10, or a conical mold in one piece fixed to the extrusion head.
The apparatus shown in FIG. 17 is similar to that of FIG. 5 (the movable parts of the mold having been omitted for simplicity and uses the technique of elongating the parison which is carried out as follows: An extrusion head 70 is shown in the position of the start of extrusion of a parison 71. An air mandrel 72 having a frustoconical head 73 penetrates into the parison, the material of which will be clamped between the head 73 and a collar 74 of corresponding interior shape. When the end of the parison is tightened, the parison is stretched. down at the desired speed and over the desired length, as previously described (fig. 11 to 15).