MC675A1 - Procédé et dispositif pour l'extrusion de matières plastiques expansibles - Google Patents

Description

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BREVET D'INVENTION

"Procédé et dispositif pour 1'extrusion de matières plastiques expansibles"

Invention de ; Pierre BOUTILLIER

Société Anonyme dite : UGIÏKE KUHLMAOT

La présente invention concerne la fabrication par extrusion de produits profilés en matière plastique expansée.

L'extrusion de matière plastique expansible à travers une filière présente des difficultés du fait que la composition de matière expansible, c'est-à-dire contenant un agent d'expansion capable de créer, à l'intérieur de la masse, une multitude de cavités donnant lieu à un produit final sous forme de mousse rigide, semi-rigide ou souple, doit n'être que peu, ou même pas du tout, expansée au jabment oti elle est forcée à travers la filière , pour

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permettre-'un débit régulier et que, d'autre part, le section du profilé obtenu par expansion à l'air libre ne peut être prédéterminée avec rigueur et la structure cellulaire du profilé obtenu peut ne pas être régulière. 5 la mise au point de la forme de la filière,

dans le cas où. on laisse la matière s'expanser librement à la sortie de celle-ci, présente une grande complication, car on constate que la section de la filière ne peut être exactement homothétique de celle du profilé à 10 obtenir, mais qu'elle doit être déterminée expérimentalement dans chaque cas. C'est ainsi, par exemple, que pour obtenir un profilé de section carrée, on est amené à donner à la filière une section présentant la forme d'un carré curviligne concave de plus petite surface, dans 3_5 une mesure qui varie en fonction de la section finale du produit ainsi que de la composition de la matière extru-dée et des conditions d'extrusion. En outre, même avec une filière correctement mise au point, il se produit malgré tout des irrégularités de forme. 20 On a donc été conduit à envisager l'utilisation,

immédiatement en aval de la filière, d'un conformateur présentant une section intérieure identique à la section du profilé que l'on désire obtenir, l'expansion se produisant dans ce conformateur qui contient et régularise 25 l'expansion de la matière extrudée, dans la forme et les dimensions constantes désirées.

Toutefois, la mise en oeuvre d'un tel conformateur, en soi classique dans 1'extrusion de matières plastiques non expansibles, se heurte à de grandes difficultés 30 dans oas de matière expansible.

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En effet, on ne peut envisager d'utiliser un conformateur présentant une section droite identique en forme et en dimensions à celle de la filière, du fait que la matière ne pourrait s'y expanser et que la densité du 5 profilé susceptible d'en sortir serait très voisine de la densité réelle du produit de base non expansé. De plus, la pression des gaz dégagés par l'agent d'expansion tendrait à plaquer le profilé sur les parois du conformateur et c'est la poussée de la vis qui devrait expulser le pro-10 filé du conformateur. Il en résulterait que le coeur du profilé, qui reste chaud plus longtemps que la périphérie refroidie au contact de la paroi du conformateur, se trouverait bourré avec de la matière apportée par la vis, ce qui contrecarrerait encore plus toute possibilité d'ex-15 pansion.

On a donc eu l'idée d'utiliser une filière présentant une section de dimensions inférieures à celles de la section du profilé à obtenir, donc à celles de la section du conformateur, en pensant que la section plus 20 large de ce dernier, permettant à la matière sortant de la filière de s'expanser librement, procurerait le résultat cherché. En réalité, l'expérience a montré qu'après expansion, il se forme au contact de la paroi du conformateur, du fait du refroidissement déjà mentionné, une croû-25 te assez dure que la pression d'expansion plaque contre cette paroi. Les forces de frottement sont alors telles qu'une chenille de tirage ne peut extraire le profilé du conformateur sans briser cette croûte et entraîner ensuite l'étirage de la partie centrale du profilé qui est restée 30 chaude. Dans le même temps, la vis d'extrusion continue à

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bourrer de la matière au ooeur du profilé et toute 1'extrusion peut alors se trouver bloquée. De plus, il se forme souvent à la surface du profilé, entre le moment où. il sort de la filière et celui .où il se trouve plaqué contre les parois du conformateur, des amorces de rupture qui diminuent la résistance mécanique des objets obtenus. Cette disposition d'une filière de section moindre que celle du conformateur ne peut être utilisée en pratique qu'avec des profilés de très faible section ou avec des débits très faibles, pour lesquels le refroidissement est suffisamment rapide pour que la croûte externe soit assez résistante et permette l'extraction du profilé sans que se produisent les incidents ci-dessus mentionnés.

L'invention a pour "but de fabriquer aisément des profilés massifs ou creux en matière plastique expansée, de section quelconque en forme et en dimensions, présentant un profil parfaitement défini et constant sur toute la longueur .

Un autre but de l'invention est l'obtention de profilés massifs ou creux en matière plastique expans 'e présentant une surface lisse et brillante due à la formation tant sur la surface externe de ces profilés que, dans le cas de profilés creux du type tubulaire, sur leur surface interne, d'une peau continue et pratiquement exempte de défauts.

Un autre but de l'invention est d'atteindre,

pour ces profilés, des propriétés mécaniques élevées par l'obtention d'une structure cellulaire régulière.

Un autre but encore est d'obtenir pour ces profilés des propriétés mécaniques très améliorées grâce

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à la dite peau continue.

Ces buts sont atteints par la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention, qui consiste fondamentalement à extruder une composition de matière plastique 5 expansible , à l'état au moins incomplètement expansé, à

travers une section de filière de surface sensiblement égale à celle de l'entrée du conformateur chargé de définir la forme et les dimensions du profilé final à obtenir et présentant sensiblement la forme de cette dernière, en 10 ménageant un espace vide de matière à l'intérieur du profilé en cours d'extrusion à travers ladite section, puis à contraindre la matière ainsi extrudée, immédiatement à la sortie de ladite section de filière et sensiblement dans le prolongement de l'axe d'extrusion, dans un espace 15 de conformation allongé ouvert à ses deux extrémités sur ledit axe d'extrusion et présentant une section de sortie identique à celle du produit final à obtenir, la formulation de la composition de matière à extruder en ce qui concernB les propriétés d'expansion de cette dernière et 20 les conditions de l'extrusion, la section du vide interne dans la matière en cours d'expansion et la longueur et le profil de l'espace de conformation étant déterminés en fonction les uns des autres pour que, pendant le passage de la matière extrudée à travers ledit espace, la 25 dite matière subisse son expansion vers l'intérieur du profilé en remplissant au moins partiellement le vide interne dans ce dernier.

On entend naturellement ici par l'expression "section de la filière" la section droite à la sortie 30 de celle-ci, sans tenir compte de l'existence de l'espace

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vide créé au sein de la masse extrudée.

Un appareillage pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention comprend donc principalement une machine à extruder munie d'une filière ayant une section reproduisant sensiblement celle du profilé à obtenir, dans laquelle est maintenu un poinçon apte à créer dans la matière extrudée un espace creux interne, F-t, immédiatement à la sortie de ladite filière et sensiblement coaxialement avec cette dernière, un conformateur constitué par un canal ouvert à ses deux extrémités,et présentant une section droite d'entrée voisine de celle de la filière et de sortie identique à celle du profilé à obtenir, la forme et les dimensions dudit poinçon et la longueur du conformateur étant prédéterminées en fonction de la formulation de la composition de matière expansible à extruder pour que l'expansion de ladite matière vers l'intérieur soit satisfaisante à la sortie du conformateur.

lorsque la matière sort de la filière et entre en contact avec un conformateur, qui est plus froid que le point de gélification du polymère, celui-ci forme rapidement, au contact de la paroi du conformateur, une couche dure, l'expansion, dans la mise en oeuvre de l'invention, se produit fondamentalement de l'extérieur vers l'intérieur en appliquant la matière contre la paroi interne du conformateur. Le profilé peut ainsi glisser dans le conformateur, d'une part, parce que la poussée de la vis se transmet sur la matière extérieure du profilé qui est rapidement solidifiée au contact du conformateur et,d'autre part, parce que l'on n'a pas de bourrage

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de matière dans le conformateur. Une chenille de tirage peut être utilisée, le cas échéant,sans qu'il se produise de ruptures de la peau qui se forme contre la paroi du conformateur, ni d'inégalités d'étirement. Toutefois, il est avantageux de profiter au maximum de la poussée exercée par la vis de la machine à extruder pour assurer la progression du profilé à travers le conformateur et, pour cette raison, il est préférable de donner la même section à la filière et au conformateur, de telle sorte que la poussée de la vis puisse se transmettre à la couche dure.

Il peut être intéressant d'utiliser un conformateur muni d'orifices capillaires débouchant, d'une part, sur sa surface interne et, d'autre part, dans des chambres cloisonnées permettant de maintenir un vide total ou partiel répartissable à volonté à l'interface du profilé extrudé et du conformateur. Il peut être également intéressant d'assurer une mise sous vide de certaines zones du poinçon en aménageant à la surface de ce dernier des orifices capillaires reliés à une source de vide. Ces dernières dispositions peuvent être employées avec intérêt dans le cas de 1'extrusion des profilés oreux.

On conçoit qu'il est ainsi possible d'obtenir des profilés de section quelconque, présentant des dimensions transversales constantes et une surface lisse, l'espace vide initial créé dans la partie centrale du profilé en cours d'extrusion peut être, à volonté, totalement, ou seulement partiellement, rempli par l'expansion de la matière .

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la détermination des divers paramètres intervenant dans la réalisation du procédé conforme ^l'invention est très simple pour tout homme de l'art. Elle se résume en fait, une fois fixée la formulation de la composition de matière expansible à extruder, à choisir par le calcul et/ou par l'expérience, les conditions, c'est-à-dire principalement la vitesse et la température de 1'extrusion, la forme et les dimensions de l'espace creux \ l'intérieur du profilé, c'est-à-dire du poinçon disposé dans la filière et la longueur du conformateur pour qu'à la sortie de ce dernier, la matière ait atteint l'expansion désirée.

Un réglage complémentaire de l'expansion, permettant également de contrôler l'épaisseur de la peau extérieure qui se forme sur la matière extrudée, peut être obtenu en augmentant ou diminuant la température de la filière, du poinçon et celle des parois du conformateur, ce qui peut être aisément réalisé en utilisant par exemple un chauffage électrique régulé et/ou une ou plusieurs circulations de fluide de réchauffement ou de refroidissement dans ces différents organes.

Ainsi qu'il a été précisé, il n'est pas indispensable que les paramètres ci-dessus énoncés soient déterminés de façon à assurer un remplissage complet de l'espace creux formé à l'origine au centre de la matière extrudée, un certain vide pouvant subsister lorsque les caractéristiques mécaniques exigées des profilés obtenus le permettent.

L'invention permet, comme il a déjà été indiqué, d'obtenir des profilés de toutes sections, et notamment

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aussi bien des profilés pleins ou massifs, avec possiblement le vide résiduel auquel il est fait allusion ci-dessus, que des profilés tubulaires de sections externe et interne quelconque , les surfaces libres aussi bien à l'extérieur qu'à l'intérieur présentant dans ce dernier ca les qualités exceptionnelles dont il a été fait état.

Pour l'obtention de tels profilés tubulaires, on utilise une'filière et un poinçon de forme annulaire ou autre, continue ou non, correspondant à la section pleine du profilé à obtenir.

Le poinçon est, par exemple, maintenu dans la filière par des bras sensiblement radiaux disposés au voisinage de sa partie arrière. Toutefois, lorsque l'on désire en particulier produire des profilés de forme aplatie, par exemple de simples planches, le poinçon peut être constitué par une véritable cloison partageant la filière en deux parties, sensiblement parallèlement à ses parois présentant les plus grandes dimensions transversalement à l'axe d'extrusion.

Il est également possible- d'obtenir des profilés alternativement pleins et creux, en extrudant une composition de matière plastique expansible, conformément au procédé de l'invention, avec tirage du produit extrudé hors de l'espace de conformation, et en réglant les paramètres de 1'extrusion, y compris la vitesse de tirage, pour que l'expansion de la composition extrudée donne lieu au remplissage complet de l'espace vide ménagé à cet effet dans le profilé à la sortie de la filière, et en maintenant ce réglage pendant une première période de temps correspondant à 1»extrusion de la longueur désirée

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de profilé plein, puis en augmentant la vitesse de tirage du profilé jusqu'à une valeur pour laquelle, toutes choses égales par ailleurs, le remplissage dudit vide est incomplet, pendant une période de temps correspondant à l'extrusion de la longueur désirée cle profilé creux.

On conçoit qu'en faisant alterner une courte période d'extrusion à la vitesse de tirage voulue pour obtenir un profilé plein, puis une période d'extrusion plus longue à la vitesse de tirage supérieure donnant lieu à un profilé creux, puis une nouvelle période d'extrusion courte à la première vitesse susmentionnée, on obtient un profilé creux fermé à ses deux extrémités. Si l'on extrude ainsi des profilés ayant une section rectangulaire, on obtient des produits analogues à des briques creuses. En poursuivant régulièrement ou non ces alternances de vitesses, on peut obtenir un profilé continu creux présentant à des intervalles réguliers ou non, des parties pleines formant entretoises. La densité apparente globale des profilés ainsi obtenue se trouve diminuée tout en conservant des propriétés mécaniques de résistance souvent suffisantes cependant que leurs propriétés d'isolement phonique et thermique sont améliorées du fait de la couche gazeuse qui y est emprisonnée.

L'épaisseur de la peau compacte, peut comme il a été mentionné ci-dessus être modifiée en agissant sur les paramètres d'extrusion, en particulier les températures de la filière, du poinçon et du conformateur,Cette épaisseur diminue en augmentant ces températures. A la limite, il n'y a plus du tout de surface lisse.

Les dessins annexés représentent schématiquement

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à titre d'exemple, divers exemples de réalisation d'appareillages pour la mise en oeuvre de l'invention. Dans ces dessins :

Fig. 1 est une vue en coupe longitudinale de l'ex-5 trémité d'une machine à extruder avec sa filière, et d'un conformateur pour 1'extrusion d'une barre ronde ;

Fig. 2 est une vue en coupe transversale selon la ligne II-II de figure 1 ;

Fig. 3 est une vue en coupe transversale du 10 conformateur de figure 1 ;

Fig. 4 et 5 sont des vues en coupe transversale, respectivement d'une filière pour l'obtention d'un profilé à section en T et du conformateur correspondant ;

Fig. 6 est une vue en coupe longitudinale, ana-15 logue à celle de figure 1, d'un appareillage pour l'obtention d'un profilé creux ;

Fig. 7 et 8 sont des vues en coupe transversale, respectivement de la filière et du conformateur de l'appareillage de figure 6, suivant les lignes respectives 20 VII-VII et VIII-VIII de cette dernière figure 5

Fig. 9 est une vue en coupe transversale d'un premier mode de réalisation d'une filière pour 1'extrusion d'une planche de section rectangulaire ;

Fig. 10 et 11 sont des vues en coupe transver-25 sale, respectivement d'un autre mode de réalisation d'une filière pour l'obtention d'une planche ayant une section en forme de lentille bi-concave, et du conformateur correspondant.

Fig. 12 représente schématiquement, en coupe 30 longitudinale, un exemple d'équipement pour la mise en

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oeuvre de l'invention avec tirage du profilé à la sortie du conformateur, en vue de l'obtention de profilés alternativement pleins et creux ;

Fig. 13 est une vue en coupe longitudinale d'un profilé alternativement plein et creux obtenu conformément à l'invention.

Tel qu'il est représenté aux figures 1 à 3, l'appareillage pour la mise en oeuvre de l'invention comprend une machine à extruder, de type usuel quelconque, désignée d'une façon générale par la référence 1 et comportant un corps 2, une vis d'extrusion 3 dont seule l'extrémité a été représentée et une filière 4 qui, dans l'exemple choisi, présente une section circulaire. Dans cette filière est engagé un poinçon 5 maintenu dans l'axe de la filière par trois pattes 6 à 120°. immédiatement à la sortie de la filière est disposé un conformateur 7 constitué par un manchon type tubulaire formant un guide cylindrique à paroi interne pouvant être lisse 8, de même section que la filière 4. le conformateur 7 comporte une double paroi formant une chemise de régulation thermique 9 munie de tubulures 10 et 11 permettant d'assurer la circulation d'un fluide de régulation de température dans ladite chemise 9=

La composition de matière plastique expansible à extruder 12, par exemple du polystyrène contenant un agent porogène et les adjuvants habituels, est introduite dans la machine à extruder et refoulée par la vis 3 de celle-ci à travers la filière 4 dans l'espace ménagé entre le poinçon 5 et la paroi interne de ladite filière, les conditions de 1'extrusion étant telles que cette matière

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soit peu ou pas expansée lors de son passage dans la filière, mais commence son expansion immédiatement à la sortie de cette dernière ou peu avant cette sortie. A la sortie de la filière, la matière en cours d'expansion 5 se trouve refoulée à travers le conformateur 7 dont la sortie est maintenue à une température inférieure au point de gélification de la composition extrudée. Il se forme ainsi, au contadt de la paroi interne 8 du conformateur une couche dure 13 de matière plastique, dont l'é-10 paisseur n'est pas toujours aussi importante que celle que l'on a figurée sur le dessin pour des besoins de clarté.

l'expansion de la matière plastique sous l'action de l'agent porogène se produit de l'extérieur vers 15 l'intérieur de la masse refoulée dans le conformateur, en remplissant le vide 14 formé au centre de la matière du fait de la présence du poinçon 5- la forme et les dimensions de ce dernier et la longueur du passage 8 dans le conformateur, sont prédéterminées pour que, compte te-20 nu de la formulation de la composition à extruder et des diverses conditions de l'extrusion, 1'expansion de la matière vers l'intérieur de la masse dans le conformateur aboutisse au remplissage, sinon total, tout au moins quasi total du vide 14.

25 . On obtient ainsi à la sortie du conformateur une barre cylindrique 15 de matière plastique expansée, présentant une section constante qui est celle de la sortie du conformateur et une surface lisse si la paroi interne du conformateur est elle-même lisse et si les paramètres 30 d'extrusion, en particulier la température du poinçon, de

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la filière et du conformateur, sont judicieusement choisis. Cette barre est poussée progressivement à travers le conformateur par l'arrivée de nouvelles quantités de matière expansible refoulées par la vis 3 de la machine à 5 extruder, la pression résultant de ce refoulement s'appliquant directement à la couche externe 13= Si cette pression se montre insuffisante pour assurer la propulsion nécessaire, on peut faire usage d'une chenille de tirage ds tout type connu, non représentée, venant s'accrocher 10 à l'extrémité de la barre en cours d'extrusion.

La chemise de réglage de température 9 du conformateur 7 permet d'assurer le réglage de la température du conformateur qui, avec les températures dans la machine à extruder et dans l'outillage et la vitesse d'extru-15 sion, constituent les paramètres principaux des conditions d'extrusion qui doivent, en même temps que les formes et la dimension du poinçon 5, être déterminés par le calcul et/ou l'expérience pour que le résultat recherché, c'est-à-dire l'expansion de la matière venant obstruer le vide 20 central 14, partiellement ou totalement, se trouve obtenu.

On conçoit que l'on peut, selon les mêmes principes, obtenir des profilés de section absolument quelconque, celle-ci dépendant uniquement de la section in-25 terne de la filière et du conformateur.

C'est ainsi qu'on a représenté aux figures 4 et 5 .une filière et un conformateur destinés à l'obtention d'un profilé présentant une section en T. Dans cet exemple, la filière 24 présente une section interne identi-30 que à celle du produit final à obtenir et dans cett.<?

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filière est engagé un poinçon 25, de section en T, maintenu axialement dans la filière par des pattes 26 situées à la partie arrière du poinçon, dans les mêmes conditions que les pattes 6 du poinçon 5 de la figure 1= la surface 5 de la section du poinçon 25 est déterminée en fonction de l'ensemble des conditions d'extrusion et de la formulation de la composition extrudée pour que l'expansion de cette dernière se produise de l'extérieur fers l'intérieur , comme il a été précédemment décrit au sujet 1© des figures 1 à 3, lorsque ladite matière pénètre dans le conformateur 27 dont le canal interne 28 présente la même section que celle désirée pour le produit final et par conséquent celle de la filière.

15 remplissage du creux déterminé par la présence du poinçon 25 dans la filière 24, on peut, le cas échéant, créer dans ce creux une légère dépression. Ceci peut par exemple être obtenu, ainsi qu'il est représenté à la figure 4, grâce à un canal 36 ménagé longitudinalement dans le 20 poinçon 25 et débouchant sur la tranche avant de ce poinçon, ledit canal 36 communiquant par un canal 37 traversant transversalement le poinçon et l'une des pattes de maintien 26 de ce dernier ainsi que la paroi de la machine à extruder 1 et apte à être relié à une source 25 de vide. On peut également prévoir de créer une légère dépression le long de la paroi interne 28 du conformateur en ménageant par exemple des passages 38 de très petit diamètre à travers la paroi dudit conformateur ainsi que le montre la figure 5, lesdits passages étant reliés 30 par des moyens quelconques non représentés à yne source

Pour faciliter l'expansion de la matière et le

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de vide qui peut être la même que celle utilisée pour créer une dépression au centre de la matière. Cette dernière disposition ne se montre pas toujours nécessaire du fait que l'expansion de la matière, tout en se produisant de l'extérieur vers l'intérieur, tend aussi à appliquer la croûte externe du profilé en cours de formation contre la paroi interne du conformateur» En outre, il va de soi que les dispositions qui viennent d'ê'tre décrites concernant la création d'une dépression à l'intérieur et/ou à l'extérieur du profilé en cours de formation ne sont pas particulières \ la forme du profilé faisant l'objet des figures 4 et 5-

profilés creux ou tubulaires de forme quelconque ainsi qu'il est représenté à titre d'exemple aux figures 6 à 8. Tel qu'il est représenté par ces figures, l'appareillage pour la mise en oeuvre de l'invention, en vue de l'obtention d'un profilé tubulaire, comprend, sur une machine à extruder 1 munie d'une vis d'extraction 3, une filière 44 qui comporte une paroi externe 44a_ formant une courbe fermée, dont le tracé interne reproduit, en section, la forme de la section externe du profilé qu'on se propose d'obtenir, et une paroi interne analogue 44b, dont le contour externe en section reproduit celui de la section intérieure du profilé creux désiré. Dans la filière de type annulaire ainsi constituée, est maintenu, par des pattes 46, un poinçon également annulaire 45, dont la forme et les dimensions sont prédéterminées comme il a été indiqué au sujet des poinçons 5 de la figure 1 et 25 de la figure 4= Un l'invention permet également de réaliser des

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conformateur 47, comportant une paroi externe 47a. et une paroi interne 47b reproduisant respectivement les contours des parois 44a et 44]) de la filière, est disposé immédiatement à la sortie de cette dernière, les parois externe 47a et interne 47]) du conformateur étant maintenues en place par exemple par fixation par des brides ou autres moyens (non représentés) sur la filière.

lors de l'extrusion à l'aide de 1'appareillage tel qu'il vient d'être décrit, la matière est refoulée par la vis 3 de la machine à extruder à travers la filière 44, dans les espaces ménagés entre le poinçon 45 et d'une part la paroi externe 44a., d'autre part, la paroi interne 44b de ladite filière, puis s'engage dans le conformateur 47» la présence du poinçon 45 donne lieu, dans la masse de matière extrudée pénétrant dans le conformateur 47, à un creux de forme annulaire correspondant à celle du poinçon, creux qui se trouve rempli par l'expansion de la matière qui se produit vers l'intérieur de l'espace compris entre les parois 47a. et 47b du conformateur, parois le long desquelles la matière se solidifie à la sortie de la filière pour former des couches dures 53a et 53b (figure 8). On obtient ainsi à la sortie du conformateur un profilé tubulaire présentant la section représentée en 55 à la figure 8, cette section étant constante et reproduisant régulièrement celle du passage dans le conformateur et les surfaces aussi bien externe qu'interne de ce profilé pouvant être lisses.

Il va de soi que comme dans les cas précédents,

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on peut également entourer le conformateur 47 d'une chemise de réglage de température et/ou prévoir des conduits pour créer une dépression, tant en avant du poinçon 45 que le long de la surface des cloisons du 5 conformateur 47.

filière pour créer dans la matière extrudée le vide destiné à être rempli du fait de l'expansion de la matière de l'extérieur vers l'intérieur , au lieu d'être 10 maintenu axialement dans la filière en ménageant un espace libre de dimensions transversales prédéterminées tout autour dudit poinçon dans la filière proprement dite, peut être raccordé à la paroi de cette dernière en formant une cloison divisant la filière en deux pas-15 sages séparés ou davantage. C'est ainsi que, pour 1'extrusion d'un profilé en forme de planche à section rectangulaire, on peut, comme il est représenté à la figure 9, utiliser, dans une filière 64 présentant une section identique à celle de la planche à obtenir, un 20 poinçon 65 de forme aplatie maintenu axialement dans la filière à l'aide de pattes 66, analogues aux pattes 6, 26 ou 46 des figures précédentes, ou bien, comme il est représenté aux figures 10 et 11 pour 1'extrusion d'une planche présentant à titre d'exemple, une section difr-25 férente de celle obtenue à l'aide de la filière de la figure 9 et ayant la forme d'une lentille bi-concave, utiliser la filière 74 dont la section est celle du profilé à obtenir et est partagée en deux par le poinçon 75 qui se présente sous forme d'une cloison soli-3® daire des bords de la filière, la matière extrudée à

Dans certains cas, le poinçon disposé dans la

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travers une telle filière dans le conformateur 77 ayant la même section que la planche à obtenir, subit dans le dit oonfarmateur une expansion dirigée vers l'intérieur et qui vient obstruer le vide transversal créé par le poinçon 75 en formant des cloisons, la crodte extérieure se formant de façon continue sur toute l'étendue de la paroi intérieure du conformateur 77.

l'équipement représenté à la figure 12 comporte de façon identique à ce qui a été décrit au sujet des figures 1 à 3, d'une part, une extrudeuse 1 avec son corps 2, sa vis d'extrusion 3 et sa filière 4,dans l'axe de laquelle est maintenu un poinçon 5 destiné à former un v^d© central 14 dans le profilé à sa sortie de la filière et, d'autre part, le conformateur 7 constitué pay manchon de type tubulaire formant un guide cylindrique à paroi interne lisse 8, de même section que la fllièjre 4, et comportant ùj|e double paroi formant une Chemise de régulation thermique 9 munie de tubulures 10 et 11 permettant d'assurer la circulation d'un fluide de régulation de température dans ladite chemise 9-

Une chenille de tirage 80, actionnée par les moyens usuels de commande (non représentés) permet de tirer le profilé 15 pour, après passage dans un bac de refroidissement 81, l'extraire du conformateur 7 qui est ici suivi d'un bac de refroidissement 81 à travers lequel passe le profilé 35.

Ainsi qu'il a été décrit ci-dessus, la composition de matière plastique expansible à extruder 12,par exemple du polystyrène contenant un agent porogène et les adjuvants habituels, est introduite dans la machine à

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extruder et refoulée par la vis 3 de celle-ci à travers la filière 4 dans l'espace ménagé entre le poinçon 5 et la paroi interne de ladite filière, les conditions de 1'extrusion étant telles que cette matière soit peu ou 5 pas expansée lors de son passege dans la filière, mais commence son expansion immédiatement à la sortie de cette dernière ou peu avant cette sortie. A la sortie de la filière,, la matière en cours d'expansion se trouve refoulée à travers le conformateur 7 dont la sortie est 10 maintenue à une température inférieure au point de géli-fieation d« la composition extrudée. Il se forme ainsi, au contact de la paroi interne 8 du conformateur, une couche durt 13 de matière plastique, dont 1'épaisseur n'est pas toujours aussi importante que celle que l'on 15 a figurée sur le dessin pour des besoins de clarté.

L'expansion de la matière plastique sous l'action de l'agent porogène se produit de l'extérieur vers l'intérieur de la masse refoulée dans le conformateur, ê* remplissant le vide 14 formé au centre de la matière 20 du fait de la présence du poinçon 5.

En réglant la vitesse de tirage par la chenille 8€ pour que, compte tenu de la nature de la composition extrudée et des autres paramètres d'estrusion, l'expansion de la matière, qui tend à se produire de l'exté-25 rieur vers l'intérieur, remplisse complètement le vide 1-4, on obtient tout d'abord un profilé comportant une couche externe 13 compacte, dure, qui peut être lisse et un intérieur cellulaire plein, comme il est indiqué en 15a. Si, après un certain temps d'extrusion, on 30 augmente cette vitesse de tirage de telle sorte que

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-20r-

l1expansion n'ait pas le temps de se produire jusqu'au coeur du profilé, ce dernier ne se trouve plus rempli et présente une zone intérieure creuse 15b.Le retour à la première vitesse de tirage donnera lieu à une nouvelle 5 longueur de profilé plein, et ainsi de suite.

La matière plastique expansible travaillée conformément à l'invention peut être de tout type quelconque connu, par exemple à base, soit de polystyrène comme il a déjà été mentionné ci-dessus, soit de polyéthylène 10 haute ou basse densité, chlorure de polyvinyle (PVC), acrylonitrile-butadiène-styrène (A.B.S.), mélanges A.B.S. + P.V.C., polyamides, polycarbonates, polyuré-thane ou toutes autres matières de base analogues. L'invention s'applique toutefois de façon particmlière-15 ment avantageuse pour l'obtention de profilés en la ma-» tière expansée faisant l'objet du brevet français n° 1.255.499.

Les exemples de réalisation ci-après illustrent la mise en oeuvre pratique de l'invention. 20 EXEMPLE I

On a extrudé, en vue d'obtenir un jonc cylindrique, un mélange à base de polystyrène et d'agent porogène ayant la composition suivante :

perles de polystyrène 100 parties en poids

2jj bicarbonate de soude 3 parties en poids

L'extrusion a été réalisée dans une boudineu-se monovis de 40 mm de diamètre et de longueur 20 diamètres, le taux de compression de la vis étant de 2,4. L'extrudeuse était munie d'une filière circulaire de 30 31,2 mm de diamètre, dans l'axe de laquelle était

%

1114/1130/67

22 -

maintenu un poinçon plein de 25 mm de diamètre extérieur, un conformateur cylindrique de 32 mm de diamètre interne et de 25 cm de long étant disposé immédiatement à la sortie de la filière et co-axialement à cette dernière.1 Les températures dans la boudineuse étaient les suivantes, de la trémie vers la filière : 120-130 -

i '

130-150 - 130-120°0. La vis était entraînée en rotation à raison de 25 tours par minute et on a extrait le produit extrudé à l'aide d'une chenille de tirage à la vitesse de 0,35 m par minute. Le conformateur était refroidi' par une circulation d'eau à température ordinaire.

On a ainsi obtenu un jonc cylindrique plein de 32 mm de diamètre présentant -une peau extérieure lisse, dure et imperméable. La section du jonc était constante. La densité était voisine de 0,5 à 0,6. Le débit était voisin de 8 kg par heure.

EXEMPLE II

on a extrudé en vue de l'obtention d'un jonc cylindrique le mélange ci-après :

Perles de polystyrène standard

(vendu dans le commerce sous // „

le nom de LORKALENE, qualité 8) 100 parties en poids

Bicarbonate de soude 5 parties en poids huile de vaseline o.l "

1!

acide stéarique o,l " " '

Le produit a été rendu homogène par passage d'environ 3 minutes dans un mélangeur à grande vitesseV

1114-1130/67

23 -

b) 1' extrusion a été réalisée dans une boudi-

neuse monovis de 40 cm de diamètre et de longueur 20D, le taux de compression de la vis étant de 2,g et la dite boudineuse étant munie avant la filière d'un tamis à 2

60 mailles par cm .

La boudineuse était munie d'une tête à filière circulaire de 3158 mm de diamètre dans l'axe de laquelle était maintenu un poinçon plein de 27,2 mm de diamètre extérieur. Un conformateur cylindrique de 32 mm de diamètre intérieur et de 25 cm de long était disposé immédiatement à la sortie de la filière et co-axialement à cette dernière. Une cheville de tirage de type usuel était disposée à la sortie du conformateur;

c) les conditions d'extrusion ont été les suivantes :

Températures affichées sur le.

corps de la boudineuse, de la trémie vers la tête 120-140-140-147°G

Températures de la tête et de la filière 130°0

Vis non refroidie

^ Corps refroidi (par ventilation air comprimé)

Vitesse de rotation de la vis 18 t/mn

Vitesse de tirage du jonc

Formé 27 cm/mn

Conformateur refroidi par circulation d'eau à environ 20 °C et sqfls prise de vide.

1114-1130/67

24 -

d) on a ainsi obtenu un jonc plein rigide et parfaitement cylindrique de 32 mm de diamètre, présentant une structure interne cellulaire et une peau de surface lisse et brillante.

Sa densité était de 0,57> correspondant à tin débit de 7>5 kg/heure.

EXEMPLE III

on a extrudé en vue de l'obtention d'un jonc cylindrique le mélange ci-après :

) Petits granulés de polystyrène choc

(vendu sous le nom commercial de ^Lorkalènès choc qualité 800) 100 parties en poids

Bicarbonate de soude 5 parties en poids

Huile de vaseline 0,1 partie en poids acide stéarique 0,1 partie en poids

Le produit a été rendu homogène par passage d'environ 3 minutes dans un mélangeur à grande vitesse.

b) l1extrusion a été réalisée avec le même appareillage que celui décrit au paragraphe 3a de l'exemple II.

c) les conditions d'extrusion ont été les suivantes :

Températures affichées.sur le corps de la boudineuse de la trémie vers la tête 120-140 - 140 - 165°C

Tête 125°C

Filière 120°C «

Vis non refroidie' ' ]

1114-1130/6?

25 -

Corps refroidi par ventilation d'air comprimé

Vitesse de rotation de la vis- : 17 t/mn - Vitesse de tirage du jonc formé : 19,5 cm/mn ConformatS^ refroidi par circulation d'eau à environ

20°C, sqbs prise de vide;

d) on a ainsi obtenu un jonc plein rigide et parfaitement cylindrique de 32 mm de diamètre présentant une structure interne cellulaire et une peau de surface lisse.

La densité était de 0,65 correspondant à un débit de 6,5 kg/heure.

EXEMPLE IV

On a extrudé en vue de l'obtention d'un jonc cylindrique le mélange ci-après :

a)

Petits granulés de copolymère styrène acrylonitrile (SAIT) vendus sous le nom commercial de "Dikaryl" 100 parties en poids

Bicarbonate de soude 3 parties en poids

Huile de vaseline 0,1 partie en poids

Acide stéarique 0,1 partie en poids.

Le produit a été rendu homogène par passage d'environ 3 minutes dans un mélangeur à grande vitesse.

La matière a étéjétuvée auparavant pendant 2 heures à 80°C;

b) 1'extrusion a été réalisée avec le même appareillage que celui décrit au paragraphe (b) de l'exemple n° II;

c) les conditions d'extrusion ont été les suivantes :

1114-1130/67

26

Températures affichées sur le corps de la boudineuse de la trémie vers la tête : 130 -135 - 140- 140°C.

Tête : 130°0 Filière: 125°C Vis non refroidie

Corps refroidi par ventilation d'air comprimé Vitesse de rotation de la vis : 20 t/mn Vitesse de tirage du jonc formé : 27 cm/mn Conformateur refroidi par circulation d'eau d'environ 20°C et sans prise de vide;

parfaitement cylindrique de 32 mm de diamètre présentant une structure interne, cellulaire et une peau de surface lisse et brillante.

d) on a ainsi obtenu un jonc plein rigide et la densité était de 0,55 correspondant à un débit de 7>5 kg/iheure.

EXEMPLE V

On a extrudé en vue de l'obtention d'un jonc cylindrique le mélange ci-après :

a)

Petits granulés du Gopolymère ■

Aorylonitrile Butadiène de Styrène (ABS) (vendu sous le nom commercial de "LOBKARIL" qualité JA) 100 parties en poids

Bicarbonate de soude

3 parties en poids

Huile de vaseline Acide stéarique

0,1 partie en poids 0,1 partie en poids

27 -

Le produit a été rendu homogène par passage d'e viron 3 minutes dans un mélangeur à grande vitesse.

-'-'a matière a été étuvée auparavant pendant 3 heures à 80°C.

b) L1extrusion; a été réalisée avec le même appareillage que celui décrit au paragraphe (b) de

11 exemple n° lT

c) Les conditions d'extrusion ont été les suivantes :'

Températures affichées sur le corps de la boudineuse de la trémie vers la tête : 130- 140 - 140 - 150 °C.

Tête : 135°C Filière; 125°C Vis non refroidie

Corps refroidi par ventilation d'air comprimé Vitesse de rotation de la vis : 28 t/mn Vitesse de tirage du jonc formé : 31 cm/mn Conformateur refroidi par circulation d'eau à environ 20°C et sclfts prise de vide.

d) on a aussi obtenu un jonc plein assez rigide et parfaitement cylindrique de 32 mm de diamètre présentant une structure interne cellulaire et une peau de surface lisse et brillante.

La densité était de 0,65 correspondant à un débit de 10 kg/heure.

1114-1130/67

28 -

EXEMPLE VI

On a extrudé en vue de l'obtention d'un jonc cylindrique coloré et allégé le mélange ci-après (PVC + ABS) :

a) Poudre PVO nom commercial 'EKAVYL

SDE 58 *55 parties en poids

Poudre ABS nom commercial LORKARIL

(JSR) 25 parties en poids

Poudre K 120 N (PMMâ) 15 parties en poids

Stabilisants sels de baryum s

cadmium MARK WS 4 parties en poids

MARK C 2 parties en poids \

Stéarate de Calcium 0,5 partie en poids

Lubrifiant Cire E 0,2 partie en poids

Tixolex (silice) 0,5 partie en poids

Bicarbonate de soude 6 parties en poids

Colorants Oxyde de titane RLS 1,5 partie en poids

—- — Npir néospectra 0,0017 partie en poids

~ — bleu outre-mer 0,045 partie en poids

- Rouge PG- 7816 0,0009 partie en

__ poids.

Le produit a été rendu homogène par passage d'environ 10 minutes dans un mélangeur à grande vitesse. La Biatière (ABS seulement) avait été étuvée préalablement pendant 2 heures à 80°C.

b) l'extrusion a été réalisée sttrC le même appareillage que celui décrit au paragraphe (b) de l'exemple n° II.

c) les conditions d'extrusion ont été les suivantes :

Températures affichées sur le corps,

de la boudineuse de la trémie vers la tête 130-140-140-160°C

1114-1130/67

29 -

Tête 130°C

Filière 125°C

Vis refroidie par eau

Corps refroidiipar ventilation d'air comprimé Vitesse de rotation de la vis : 53 t/mn Vitesse de tirage du jonc formé : 25 cm/mn Conformateur refroidi par une légère circulation d'eau à environ 40°C et sans prise de vide.

d) On a ainsi obtenu un jonc plein rigide et parfaitement cylindrique de 32 mm de diamètre, présentant une structure interne cellulaire une peau de surface lisse et très brillante et d'un coloris gris, très profond,

comme si le jonc avait une structure compacte.

La densité était de 0,75 correspondant à un débit de 9,700 kg/heure.

EXEMPLE VII

. on a extrudé en vue de l'obtention d'un jonc cylindrique le mélange ci-après (PVC Plastifié) :

a) Poudre PVC "EKâVYL" (SDF 58) 70 parties en poids

Plastifiant K8 (phtalate de dji-

sooctyle) 15 parties en poids

Poudre E 120 (PMMâ) 15 parties en poids

Stabilisants sels de baryum cadmium

MarX WS 4- parties en poids

Mark C 2 parties en poids S.

Stéarate de calcium 0,5 partie en poids

Bicarbonate de soude 6 parties en poids

Tixolex (silice^ 0,5 partie en poids

Le produit a été rendu homogène par passage d'environ 1 H 30 (Dry-Blend) à 140°C dans un mélangeur à grande vitesse. 1114-1130/67 Cv\

30 -

b) 1*extrusion a été réalisée avec le même appareillage que celui décrit au paragraphe (b) de l'exemple n° II .

c) les conditions d'extrusion ont été les suivantes :

Températures affichées sur le corps de la boudineuse,

et la trémie vers la tête : 135-145-165~175°C.

Tête 135°0

Filière 120°C

Vis refroidie par eau

Oorps non refroidi

Vitesse de rotation de la vis = 49 t/mn Vitesse de tirage du jonc formé : 20 cm/mn Oonformateur refroidi par une légère circulation d'eau à environ 40°0 et sans prise de vide.

d) on a ainsi obtenu un jonc plein parfaitement cylindrique de 32 mm de diamètre, présentant une structure interne cellulaire, une peau de surface lisse et brillante.

La densité >:tait de 0,52 correspondant à un débit de 735 kg/heure.

EXEMPLE VIII

on a extrudé en vue de l'obtention d'un jonc cylindrique le mélange ci-après (PVC-rigide) :

Poudre PVC "EEAVYL" (SDF 52 ) 80 parties en poids

Poudre EL20 F (PMMA) 20 parties en poids

1114-1130/67

31 -

Stabilisants sels de baryum cadmium

: Mark WS

4 parties en poids

Mark C

2 parties en poids

Stéarate de calcium

0,5 partie en poids 0,2 partie en poids 0,5 -partie en poids

Lubrifiant cire E poudre Tixolex (silice)

Bicarbonate de soude

6 parties en poids

Le produit a été rendu homogène par passage d'environ 10 minutes dans un mélangeur à grande vitesse.

appareillage que celui décrit au paragraphe (b) de 1'exemple n° II.

vantes:températures affichées sur le corps de la boudineuse de la trémie vers la tête : 14-0-155-165-185°0. Tête 137°0 Filière 130°C Vis non refroidie Corps non refroidi

Vitesse de rotation de la vis : 24 t/mn.

Vitesse de tirage du jonc formé : 29,5 cm/mn Conformateur refroid.i par légère circulation d'eau à environ 40°C, et sans prise de vide.

cylindrique de 32 mm de diamètre, présentant une structure interne cellulaire, et une peau de surface lisse et brillan-

b) L'extrusion a été réalisée avec le même c) Les conditions d'extrusion ont été les sui-

d) On a aussi obtenu un jonc plein parfaitement te

32 -

La densité était de 0,75 correspondant à ion débit de 10,700 kg/heure.

EXEMPLE IX

on a extrudé en vue de l'obtention d'un jonc cylindrique le mélange ci-après :

a) Perles de Polyméthylméthacrylate

(vendu sous le nom commercial d' "ALTULITE" qualité MBP)

100 parties en poids 5 parties en poids 0,05 partie en poids

Bicarbonate de soude Huile de vaseline

Le produit a été rendu homogène par passage d'environ 3 minutes dans un mélangeur à grande vitesse.

b) l'extrusion a été réalisée avec le même appareillage que celui décrit au paragraphe (b) de l'exemple n° II.

suivantes :

Températures affichées sur le corps, de la boudineuse de la trémie vers la tête : 125 - 14-5 - 150 - 155°C, Tête 140°0 Filière 130°0 Vis non refroidie

Corps refroidi par ventilation d'air comprimé Vitesse de rotation de la vis : 24 t/mn Vitesse de tirage du jonc formé : 23 cm/mn Conformateur refroidi par une légère circulation d'eau à environ 35°C, et sans prise de vide.

c) Les conditions d'extrusion ont été les

33 -

d) On a ainsi obtenu un jonc plein parfaitement cylindrique de 32 mm de diamètre présentant une structure interne cellulaire et une peau de surface assez lisse mais d'aspect|mat.

EXEMPLE S

On a extrudé en vue de l'obtention d'un jonc cylindrique le mélange ci-après:

Granules dé Polyamide 11 (vendu dans le commerce sous le nom de "RILSAN™,

qualité BES-HV,o) 100 parties en poids

Huile de vaseline 0,05 partie en poids

Bicarbonate de soude 1 partie en poids

Le produit a été rendu homogène par passage d'environ 3 minutes dans un mélangeur à^rande vitesse.

b) L'extrusion a été réalisée avec le même appareillage que celui décrit au paragraphe (b) de l'exemple n° II. Il a été ajouté un joint isolant en "TEFLON"

la

(PTFE) entre les parties 4 et 7 représentées sur/figure 1.

a) Les conditions d'extrusion ont été les suivantes ;

Températures affichées sur le corps de la boudineuse de la trémie vers la tête : 135 - 160 - 155 - 160°C3 Tête 165°C,

Filière 175°C,

Corps et vis non refroidis,

Vitesse de rotation de la vis : 24 t/mn Vitesse de tirage : 34 cm/mn

1114-1130/67

35 -

Vitesse de rotation de la vis : 35 t/mn Vitesse de tirage : 33,5 cm/mn

Oonformateur refroidi par une légère circulation d'eau à environ 45°C et sans prise de vide.

d) On a ainsi obtenu un jonc plein parfaitement cylindrique de 32 mm de diamètre, présentant une structure interne cellulaire et une peau de surface lisse et brillante. Le profilé obtenu est assez rigide.

Sa densité était de 0,55 correspondant à un débit de 8,800 kg/heure.

EXEMPLE XII

atf On a extrudé, en vue de l'obtention d'un jonc cylindrique, le mélange ci-après :

Polyéthylène haute pression (vendu dans le commerce sous le nom de Plastylène PA 0234 de grade 1,8 en poudre)

Polyéthylène haute pression (vendu ^ dans le commerce sous le nom de

Lupolen 1800 H. de grade..environ 1,8 en granulés)

Bicarbonate de soude

L'utilisation de deux types de polyéthylène, -5*l'un en poudre et l'autre en granulés, a pour but de faciliter l'alimentation de la boudineuse.

Le produit a été rendu homogène par passage d'environ 5 minutes dans un mélangeur à grande vitesse.

1114-1130/67

100 parties en poids

20 parties en poid 3 parties.

36 -

b) Iextrusion a été réalisée avec le même appareillage que celui décrit au paragraphetb)de

1'exemple n° II.

c) Les conditions d'extrusion ont été les suivantes :

Températures affichées sur le corps de la boudineuse,

de la trémie vers la tête : 125 - 135 - 14-5 - 145°C.

et

Température de la tête/de la filière : 130°C

Vis et corps non refroidis

Vitesse de rotation de la vis : 24t/mn

Vitesse de tirage du jonc formé : 21 cm/mn

Oonformateur refroidi^ par circulation d'eau à environ

20°0 et sans prise de vide.

d) On a ainsi obtenu un jonc plein parfaitement cylindrique, de 32 mm de diamètre, présentant une structure interne cellulaire et une peau de surface lisse. Sa densité était de 0,5 correspondant à un débit de 5 kg/heure.

En portant la vitesse de tirage du profilé à _31 cm/mn, on a obtenue un jonc plein dont la densité était de 0,32.

La structure cellulaire du produit ne l'empêche pas de présenter une certaine souplesse. C'est ainsi que

11 on a pu former, sans écrasement, un cercle d'environ 30 cm de diamètre avec le jonc de densité 0,32, ledit jonc ayant pu ensuite reprendre sa forme rectiligne. Un morceau de jonc de 50 cm de long a pu subir facilement une torsion de 90° sans altérations visibles.

1114-1130/67

37 -

EXEMPLE XIII

on a extrudé, en vue de l'obtention d'un jonc cylindrique le mélange ci-après :

aïPoudre de Polypropylène (vendu dans commerce sous le nom PRÏLENE ML

0622 grade 18) 100 parties en poids

Poudre d'Azodicarbonamide (ADCM

provenance Bayer) 1 partie en poids

Huile de vaseline 0,05 partie en poids.

Le produit a été rendu homogène par passage d'environ 5 minutes dans un mélangeur à grande vitesse.

b) L1extrusion a été réalisée avec le même appareillage que celui décrit au paragrapheCb) de l'exemple II. Il a été placé un joint isolant en "TEPLON" entre les parties 4 et 7 de la figure 1.

c) Les conditions d'extrusion ont été les suivantes :

Températures affichées sur le corps de la boudineuse de la trémie vers la tête : 160 - 175 - 180 - 190°C l'ête 145 °0 Pilière 135°C

Vis et corps non refroidis.

Vitesse de rotation de la vis : 52 t/mn

Vitesse de tirage du jonc formé : 27,5 cm/mn

Conformateur refroidi par légère circulation d'eau

à environ 50°C et sans prise de vide (sauf pour le démarrage).

d) On a ainsi obtenu un jonc plein parfaite-

ture ment cylindrique de 32 mm de diamètre, présentant une struc/

1114-1130/67

38 -

interne cellulaire et une peau de surface assez lisse légèrement brillante.

Sa densité était de 0,56 correspondant a un débit de 7,200 kg/heure.

EXEMPLE XIV

On a extrudé, en vue de l'obtention d'un jonc cylindrique le mélange ci-après :

a)Petits granulés de Polycarbonate (vendus dans le commerce sous le nom de "MàKR0L0R"type K 3200 100 parties en poids

Poudre d'Azodicarbonamide

(ADCM provenance Bayer) 1 partie en poids

Huile de vaseline 0,05 partie en poids.

Le produit a été rendu homogène par passage d'environ 3 minutes dans uiimélangeur à grande vitesse.

La matière avait été étuvée probablement pendant 3 heures à 100°C.

b) 1'extrusion a été réalisée avec le même appareillage que celui décrit au paragraphe^b)de

1'exemple n° II.

c) Les conditions d'extrusion ont été les suivantes :

Températures affichées sur le corps de la boudineuse de la trémie vers la tête : 190 - 195 - 205 - 210°C.

Tête 190°C,

Filière 185°C

Vis et corps non refroidis Vitesse de rotation de la vis : 29 t/mn,

1114-1130/67

39 -

Vitesse de tirage du jonc formé :16,5 cm/mn,

Oonformateur refroidi par circulation d'eau à environ 25°0 et sans prise de vide.

d) On a ainsi obtenu un jonc plein cylindrique de 32 mm de diamètre, présentant une structure interne cellulaire et une peau de surface assez lisse et d'aspect un peu marbré èt mate.

Sa densité était de 0,65 correspondant à un débit de 5j200 kg/heure.

EXEMPLE XV

On a extrudé, en vue de l'obtention d'un jonc cylindrique le mélange ci-après :

a) Petits granulés de Propionate de Cellulose (vendus dans le commerce sous le nom de

"CELLIDOK" type CPH) 100 parties en poids

Poudre d'Azodicarbonamide (ADCM provenance

Bayer) 0,5 partie

(in poids

»- Huile de vaseline 0,05 partie en poids.

Le produit a été rendu homogène par passage d'environ 3 minutes dans un mélangeur à grande vitesse.

La matière avait été étuvée préalablement pendant ^ 2 heures à 70°C.

b) L'extrusion a été réalisée avec le même appareillage que celui décrit au paragrapheCb)de l'exemple II. Il a été placé un joint isolant en "TEFLON" entre les parties 4 et 7 de la figure n° 1.

- c) Les conditions d'extrusion ont été les suivantes = 1114-1130/6?

40 -

Températures affichées sur le corps de la boudineuse de la trémie vers la tête : 135 - 170 - 180 - 200°C.

Tête : 170°0

Filière : 160°0

Vis et corps non refroidis,

Vitesse de rotation de la vis 17 t/mn

Vitesse de tirage du jonc formé 23 cm/mn

Oonformateur refroidi par une légère circulation d'eau

à environ 40°0 et sans prise de vide.

d) on a ainsi obtenu un jonc plein cylindrique de 32 mm de diamètre, présentant une structure interne cellulaire et une peau de surface lisse, d'aspect un peu marbrée et mate.

Sa densité était de 0,65 correspondant à un débit de 7,200 kg/heure.

EXEMPLE XVI

On a extrudé, en vue de l'obtention d'un profilé rectangulaire le mélange ci-après :

a) Même produit que celui décrit dans le paragraphe a de l'exemple II (Polystyrène standard) et préparé dans les mêmes conditions.

b) L'extrusion a été réalisée dans une boudineuse monovis de 45 mm de diamètre et de longueur 20 diamètres, le taux de compression de la vis étant de 2,2 et ladite boudineuse étant munie avant la filière

^ p d'un tamis à 60 mailles par cm .

La boudineuse était munie d'une tête à filière rectangulaire avec passage de 33 x 23 mm, dans l'axe de

41 -

laquelle était maintenu et bien centré un poinçon plein de forme rectangulaire aux dimensions de 29 x 19 ma.

Un conformateur rectangulaire de passage intérieur de 33 x 20 mm et de 100 cm de long était disposé immédiatement à la sortie de la filière et co-axialement à cette dernière. Une cheville de tirage de type usuel était disposéfcà la sortie du conformateur.

c) les conditions d'extrusion ont été les suivantes :

Températures affichées sur le corps de la boudineuse de la trémie vers la tête, 115 - 130 - 140 - 150°C,

Tête: 130°C,

Filière 125°0,

Vis non refroidie

Oorps refroidi par ventilation d'air comprimé,

Vitesse de rotation de la vis : 13 t/mn,

Vitesse de tirage du profilé rectangulaire : 35 cm/oui Oonformateur refroidi par circulation d'eau à environ 20°0 et sans prise de vide.

d) On a ainsi obtenu un profilé rigide plein et rectangulaire de 33 x 23 mm de côtés, présentant une structure interne cellulaire et une peau de surface lisse, un peu brillante et d'aspect extérieur un peu fibreux.

Sa densité était de 0,4 correspondant à un débit de 6,400 kg/heure.

EXEMPLE XVII

• On a extrudé, en vue de l'obtention d'un profilé cylindrique avec surface dentelée le mélange ci-après :

1114-1130/67

42 -

a) Même produit que celui décrit dans le paragraphe a de 1' exemple n° II (Polystyrène Standard) et préparé dans les mêmes conditions.

b) 1'extrusion a été réalisée dans une boudineuse monovis de 60 cm de diamètre et de longueur 20 diamètres, le taux de compression de la vis étant de 2,4, ladite boudineuse n'était pas munie de tamis avant la filière, la boudineuse était munie d'une tête dont la filière présentant une surface de roue dentée d'un diamètre de 24 mm (comprenant 60 petites dents profondes de 0,5mm) dans l'axe de laquelle était maintenu un poinçon plein de 20 mm de diamètre circulaire extérieur. Un conformateur cylindrique de 24 mm de diamètre et de 30 cm de long était disposé à 1mm de distance de la filière et co-axialement à cette dernière. Une chenille de tirage de type usuel était disposée à la sortie du conformateur.

c) les conditions d'extrusion ont été les suivantes :

Températures affichées sur le corps de la boudineuse, de la trémie vers la tête : 90 - 100 - 125 - 120 - 115°C, Tête 100°0,

Filière 100°0 Vis non refroidie

Corps refroidi par ventilation d'air comprimé,

Vitesse de rotation de la vis : 4 t/mn Vitesse de tirage du jonc : 75 cm/mn Oonformateur refroidi par circulation d'eau à environ 20°0 et sans prisé de vide.

1114-1130/67

43 -

d) On a ainsi obtenu un jonc plein de 24 mm de diamètre, comprenant sur sa surface extérieure de très petites dentelures parallèles entre elles. Ces dernières gui évitent à la peau de surface d'être parfaitement lisse, permettent d'avoir une surface antidérapante.

débit de 7,500 kg/heure.

EXEMPLE XVIII

On a extrudé, en vue de l'obtention d'un profilé cylindrique avec surface lisse et imitation apparente de fibres intérieures le mélange suivant :

s) Même produit que celui décrit dans le paragraphe 0. de l'exemple n° II (Polystyrène Standard) et préparé dans les mêmes conditions.

b) L'extrusion a été réalisée avec le même appareillage que celui décrit au paragraphe fe, de l'exemple n° XVII. Le conformateur était toutefois disposé immédiatement (sans interstice) et co-axialement à la filière.

c) Les conditions d'extrusion ont été les mêmes que celles données dans le paragraphe c de l'exemple n° XVII, la vitesse de tirage a été de 65 cm/mn.

d) On a ainsi obtenu un jonc plein parfaitement cylindrique de 24 mm de diamètre présentant une structure interne cellulaire et une peau de surface lisse sans dentelure extérieure, permettant d'avoir en surfree un aspect imitant des fibres, parallèles entre elles, ces dernières étant dues à l'écrasement des petites dents au contact du conformateur.

Sa densité était de 0,38 correspondant à un

44- _

La densité du jonc obtenu était de 0,4-3 correspondant à un débit de 7?500 kg/heure.

EXEMPLE XIX

On a extrudé, en vue de l'obtention d'un profilé cylindrique alternativement plein et creux le mélange suivant :

a) Même produit que celui décrit dans le paragraphe a de l'exemple n° II (Polystyrène Standard).

b) 1'extrusion a été réalisée avec le même appareillage que celui décrit dans le paragraphe b de l'exemple c) les conditions d'extrusion ont été les suivantes :

affichées

Températures/sur le corps de la boudineuse de la trémie vers la tête : 120 - 14-0 - 140 - 150°C.

Température de la tête : 120°C

Température de la filière : 115°C

Corps refroidi par ventilation d'air comprimé,

Conformateur refroidi par circulation d'eau à environ

20°C et sans prise de vide.

position pendant 4 heures en appliquant les vitesses de tirage et le cycle ci-après.

22 cm/mn pendant 60 secondes 38 cm/mn pendant 120 secondes 22 cm/mn pendant 60 secondes 38 cm/mn pendant 120 secondes et ainsi de suite.

n° II

On a procédé à 1'extrusion de la susdite com-

45 -

à) On a ainsi obtenu un jonc parfaitement cylindrique (figure 13) de 32 mm de diamètre, à paroi externe compacte, dure et lisse, présentant environ tous les 1000 mm des parties cellulaires pleines d'une longueur moyenne de 200 mm et de densité 0,6 séparées par une partie creuse de 800 mm de long environ, entourée d'une paroi cellulaire limitée extérieurement par la paroi compacte lisse, formant une épaisseur totale de 7 mm, cette paroi cellulaire de la partie creuse présentant une densité de 0,55- La densité apparente de l'ensemble du profilé était de 0,4-5.

En coupant convenablement ce profilé, on a obtenu des morceaux de 1000 mm de long fermes à chaque extrémité sur 100 mm de long et comportant une partie creuse centrale de 800 mm de long (figure 13). Le débit obtenu a été de 7 kg/heure.

EXEMPLE XX

On a extrudé, en vue de l'obtention d'un profilé cylindrique alternativement plein et creux le mélange suivant :

Même produit que celui décrit dans le paragraphe a de l'exemple n° XII (polyéthylène Haute Pression).

b) L'extrusion a été réalisée avec le même appareillage que celui décrit dans le paragraphe b de l'exemple II.

c) les conditions d'extrusion ont été les mêmes que celles données dans le paragraphe c de l'exemple n° XII.

On a procédé à 1'extrusion de la susdite compo-

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46 -

sition en appliquant les vitesses de tirage et le cycle ai-après :

31 cm/mn pendant 60 secondes 40 cm/mn pendant 120 secondes 31 cm/mn pendant 60 secondes 40 cm/mn pendant 120 secondes.

d) On a ainsi obtenu un profilé cylindrique (figure 13) de 32 mm de diamètre alternativement plein et creux, avec des parois de 10 mm d'épaisseur aux parties creuses.

la densité apparente du profilé était de 0,29.

Dans certains cas pour faciliter la formation de la peau de surface au niveau de la partie creuse, il peut être utile d'appliquer le vide au conformateur et de le supprimer ensuite pour la partie pleine.

On conçoit que de nombreuses modifications peuvent être apportées à la réalisation de l'invention ci-dessus décrite, sans pour autant sortir du cadre de cette dernière. O'est ainsi que les formes représentées pour les filières et les conformateurs correspondants ne sont nullement limitatives. En outre, on pourrait envisager d'introduire dans l'espace vide initial créé au sein du profilé en cours d'extrusion, au fur et à mesure de cette dernière et selon la technique généralement appliquée pour le gai-

nage plastique des conducteurs électriques, un fil ou autre solide ■

profilé/de forme et de nature quelconque qui, après expansion de la matière jusqu'à son contact, se trouvera recouverte d'une gaine légère et imperméable, de toute épaisseur convenable prédéterminée.

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47 -

Claims (18)

1. REVENDICATIONS

   1, Procédé pour llextrusion d'une composition de matière plastique expansible en vue de l'obtention de profilés à texture interne mousse, rigide, semi-rigide ou 5 souple, présentant une section droite extérieure constante et qui peuvent avoir une surface lisse, par extrusion de ladite composition de matière plastique expansible, à l'état incomplètement expansé à travers une filière définissant un axe d'exttftision suivie d'un conformateur 10 sensiblement aligné avec ledit axe d'extrusion et définissant un espace de conformation allongé ayant une entrée au voisinage sensiblement immédiat de la dite filière, et une sortie dont la section droite est identique à celle du profilé désiré, caractérisé par le fait 15 que l'on extrude ladite matière à travers une section de filière dont la section droite est sensiblement la même que eelle du profilé désiré, en ménageant un espace creux à l'intérieur de la matière extrudée à travers la filière, puis que l'on contraint la matière 20 ainsi extrudée à passer dans ledit espace de conformation allongée dont l'entrée présente une spction droite sensiblement égale à celle de la filière et dont la sortie présente une section droite identique à celle du profilé désiré, ledit espace étant maintenu extérieurement 25 à une température inférieure au point de géléfication de la composition expansible extrudée, les paramètres de llextrusion constitués par la formulation de la composition de matière à extruder en ce qui concerne les propriétés d'expansion de cette dernière, les conditions de 30 1'extrusion, la section du vide interne dans la matière

   1114/1130/67

   a

   *

   b. 8 -

   en cours d'expansion et la longueur et le profil de l'espace de conformation étant déterminés en fonction les uns des autres pour que, pendant le passage de la matière extrudée à travers ledit espace, ladite matière subisse 5 son expansion vers l'intérieur du profilé en remplissant au moins partiellement le vide interne dans ce dernier.
2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on agit extérieurement sur la température de la matière pendant son passage dans l'espace de conformation. 10
3. 3. Procédé selon les revendications 1 ou 2, ca ractérisé en ce qu'on règle les paramètres de 1'extrusion pour que l'espace vide de matière initial soit totalement rempli par l'expansion.
4. 4. Procédé selon les revendications 1 ou 2, csrac-15 térisé en ce qu'on règle les paramètres de 1'extrusion pour que l'espace vide de matière initial ne soit que partiellement rempli par l'expansion.
5. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on crée une dé-

   ^"20 pression dans l'espace creux à l'intérieur du profilé en cours d'expansion.
6. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendica-— qu'on crée une dépression tions précédentes, caractérisé en ce / autour' d'au moins

   Une partie de la matière extrudée pendant son passage dans 25 l'espace de conformation-
7. 7» Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes , caractérisé en ce qu'on introduit de façon continue dans l'espace creux au fur et à mesure de 1'extrusion, une âme solide de forme et de nature quelcon-30 ques, les paramètres de 1'extrusion étant déterminés pour

   V)

   1114/1130/67 I

   49 • -

   que l'expansion remplisse entièrement ledit oreux autour de ladite âme.
8. 8, Un appareillage pour 1"extrusion d'une composition de matière plastique expansible en vue de l'obtention de profilés à texture interne mousse,rigide, semi-rigide ou souple, présentant une section droite extérieure constante et qui peuvent avoir une surface lisse,

   —~—' «■ ■ ■«——■*—» - ,»»■■■ -——-,—comprenant

   Une machine à extruder munie d'une filière présentant une section droite reproduisant sensiblement celle du profilé désiré, suivie d'un conformateur constitué par un canal allongé ouvert à ses deux extrémités ayant une entrée dont la section droite est sensiblement celle du dit profilé et une sortie dont la section droite est exactement celle dudit profilé, caractérisé en ce que la filière présente une section droite sensiblement é^ale à celle de l'entrée du conformateur et qu'un poinçon apte à créer dans la matière extrudée un espace creux interne, est maintenu dans la dite filière, les dimensions transversales du dit poinçon et la longueur du conformateur étant déterminées en fonction de la formulation de la composition de matière expansible à extruder pour que l'expansion de la dite matière se produise vers l'intérieur du profilé dans une mesure prédéterminée, des moyens étant prévus pour maintenir le conformateur \ une température inférieure au point de gélification de ladite composition.
9. 9. Appareillage selon la revendication 8, caractérisé en ce que le conformateur, la filière et le poinçon

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   ■ 5© -

   comportent des moyens de réglage de la température.
10. 10. Appareillage selon la revendication 9, caractérisé en ce que les dits moyens de réglage de température sont constitués par des résistances électriques régulées.
11. 11. Appareillage selon la revendication 9, caractérisé en ce que les dits moyens de réglage de température sont constitués par des chemises de circulation de fluide.
12. 12. Appareillage selon l'une quelconque des revendications 8 à 11 , caractérisé en ce que des moyens sont prérus pour créer des dépressions en avant du poinçon.
13. 13. Appareillage selon la revendication 12, caractérisé en ce que les dits moyens sont constitués par au moins un canal débouchant sur la tranche avant du poinçon et apte à être relié à son autre extrémité à une source de vide.
14. 14. Appareillage selon l'une quelconque des revendications 8 à 13, caractérise en ce qu'on prévoit des moyens pour créer une dépression le long des parois du conformateur destinées à venir en contact avec la matière en cours d'expansion.
15. 15. Appareillage selon la revendication 14, caractérisé en ce que ces moyens sont constitués par des orifices de petit diamètre, traversant lajfou les parois du conformateur, agencés pour être mis en relation avec une source de vide,;
16. 16. Appareillage selon l'une quelconque des revendications 8 à 15, caractérisé en ce que, pour

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    1*extrusion de profilés creux ou tubulaires, la filière, le poinçon et le conformateur présentent des sections droites annulaires, de forme identique,pour la filière et le conformateur,à celle de la section du produit à obtenir.

    revendications 8 à 15, caractérisé en ce que, pour l'obtention de profilés de forme générale plane .,1e poinçon est constitué par une cloison s1étendant d'une paroi à l'autre de la filière et partageant cette dernière au moins en deux passages séparés. -

    en ce que,pour l'obtention d'un profilé alternativement creux et plein, on soumet le profilé, à sa sortie du conformateur,à un tirage axial à vitesse variable.
17. 17» Appareillage selon l'une quelconque des
18. 18. Procédé selon la revendication 1, caractérisé

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    José CURAU

    Conseil en Propriété Industrielle

    28, Bouf. Princesse Charlotte, 28

    MONTE-CARLO

    Par procuration d«