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).