Brevet FR2005614A1 — publié le 19691212

La présente invention concerne une méthode de récupération de la lisière ou des chutes restant d'une feuille extrudée de matière thermoplastique expansée après le moulage sous vide ou par soufflage d'articles thermoplastiques expansés tels que des plateaux, des assiettes, des bols, etc. Plus particulièrement l'invention se rapporte a des améliorations nouvelles et utiles a une méthode de réduction du volume et ensuite de granulation de la lisière pour produire une matière granulée réùtilisable ayant une densité suffisamment élevée pour être manipulée efficacement dans un système d'extrusion a la fois en ce qui concerne ta quantité et la qualité de la charge. Dans la fabrication des articles d'emballage a bon marché, on a de plus en plus tendance a utiliser des thermoplastiques expansés et l'utilisation de thermoplastiques de faible densité pour ces produits a donné comme résultat des caractéristiques de qualité et de coût capables de rivaliser avec celles des matières traditionnelles à bon marché telles que le papier. Cependant, puisqu'il y a une quantité considérable de pertes par la lisière ou les chutes dans la plupart des procédés a grande vitesse, la ré-utilisation efficace de ces chutes ou pertes a une particulière importance. Dans la fabrication d'articles dremballage tels que des plateaux de nourriture et de produits par exemple, les chutes résultent ordinairement de la séparation du produit formé d'avec une nappe continue de matière thermoplastique expansée. Un exemple d'un système de cette nature est donné dans une demande de brevet américain en cours d'examen NQ 480.917, déposée le 19 Août 1965 revendiquant un système continu a grande vitesse dans lequel les étapes de l'extrusion de la feuille expansée, du formage et du coupage se succèdent en une suite continue et rapide. Les chutes sont immédiatement granulées et réalimentées en continu dans l'extrudeuse en même temps que de la matière neuve.Suivant la forme particulière de Itarticle fabriqué, le rapport des chutes granulées 8 la matière neuve variera. Dans la plupart des cas cependant, le rapport des chutes granulées a la matière neuve va de 25 % a 50 % du total. A ces taux élevés, lorsque les chutes réutilisées sont a l'état expansé, de sérieux problèmes d'alimentation a la vis de l'extrudeuse peuvent se poser et ces problèmes peuvent présenter un inconvénient particulier pour un procédé d'expansion reposant sur la stabilité dans le système d'extrusion pour que la produc tion soit efficace et la qualité bonne. L'objet principal de la présente invention est de procurer une méthode de réutilisation des chutes qui se forment normalement à la suite de la fabrication d'articles expansés consistant à réduire le volume des chutes et ensuite à granuler les chutes rendues plus denses pour leur donner une taille de particules relativement petite de façon à ce que la matière qui en résulte ait une densité suffisamment élevée pour être chargée et traitée efficacement dans une extrudeuse à simple vis. Un autre objet de la présente invention est de procurer un procédé de cette nature qui soit extrêmement simple et donne comme résultat une efficacité amelioree du système d'extrusion. Un autre objet de la présente invention est encore de procurer un système qui facilite la fabrication de produits finis de meilleure qualité et ayant une taille de cellules plus uniforme qu'en utilisant des chutes expansées dont on n'a pas réduit le voleme. C'est encore un objet Qe 1 présente invention que de procurer une méthode de récupération des chutes expansées par une technique semple rendant possible la réutilisation de 50 g des chutes ou plus. D'autres caractéristiques de la présente invention ressortiront de la description ci-après illustrée par les figures join- tes et plus particulièrement delimitée dans les revendications. La figure unique est une illustration schématique de l'in- Invention que l'on montre comme faisant partie d'un système intégré de fabrication d'articles formés à partir de matières thermoplastiques expansées ou cellulaires Tanais que la présente invention peut astre avantageusement utilise d un système en deux étapes dans lequel la matière thermoplastique est extrudée et ensuite réchauffée pour être thermoformée ans une seconde opération, le plus grand bénéfice de la présente invention peut être retire de son incorporation dans un système en une seule étape à cause de la brièveté du temps entre lequel les chutes sont créées puis ré- utilisées Pour cette raison la pré sente invention est illustrée comme faisant partie d'un système en une seule étape du type génesr ralement décrit dans ta dite demande de brevet américain de la demanderesse en cours d'examen N 480,917. Sur le dessin schématique, 1 représente une extrudeuse traditionnelle extrudant une nappe 2 de thermoplastique expansé et l'alimentant directement à une unité de formage 3 qui peut être un dispositif de formage par soufflage ou de formage sous vide. La nappe formée 4 supportant une suite continue d'articles formés, tels que des plateaux 5 sort de l'unité de formage et est amenée entre le rouleau de coupage 6 et le rouleau d'arrachement 7 où les articles formés sont coupés et arrachés de la nappe et déposés dans un collecteur convenable quelconque 8. Les chutes restantes ou la lisière 4a passent au-dessus du rouleau d'arrachement 7 entre ce dernier et un rouleau de pression 9, d'ou on les fait passer au-dessus des rouleaux 10 et on les charge dans un granulateur 11. La matière granulée est amenée par une conduite 12 à un mélangeur 13 où sont ajoutés des granulés d'extrusion neufs et de là à une conduite 14 pour être retournée à lrextrudeuse 1, le cycle étant ainsi bouclé. Dans les méthodes conventionnelles de fabrication des plateaux expansés ou analogues dans lesquelles on utilise une méthode en deux stades, le produit constituant la feuille est d'abord extrudé sous une forme tubulaire et collecté sur des rouleaux après avoir été fendu longitudinalement. La feuille est ensuite réchauffée pour être thermoformée dans la seconde opéra- tion, ce qui a fréquemment lieu après que vingt-quatre heures ou plus se soient écoulées et pendant cette période de stockage de la feuille expansée enroulée, l'agent d'expansion s'échappe à travers les parois des cellules et il est remplacé par de l'air. Cependant, dans un système en une seule étape tel que celui auquel on s'est référé ci-dessus et qu'il est décrit dans la dite demande de brevet américain NO 480.917, l'agent d'expansion est encore présent à l'intérieur des parois des cellules au moment où les chutes sont granulées car très peu de temps s'est écoulé depuis l'opération de formage. Souvent, on utilise des agents gonflants dont les points d'ébullition sont compris entre 200C et 400C et, de ce fait, la réduction de volume devient tout à fait simple si les chutes sont refroidies en dessous du point d'ébullition de l'agent gonflant. Dans ce cas, le temps manque à l'air pour passer à travers les parois des cellules et il se crée donc une pression négative à l'intérieur de celles-ci. Si les chutes sont entraînées par des rouleaux de pincement ou des rouleaux d'écrasement en cet endroit, elles se dégonflent facilement et augmentent de densité, et la densité qui en résulte après granulation est considérablement plus élevée qu'autrement. Cette augmentation de densité peut -s'effectuer soit entre les rouleaux 7 et 9 ou entre les rouleaux 10 avant de charger la lisière 4a dans le granulateur 11. En fait, les chutes ou la lisière peuvent être conduites entre des rouleaux de pression convenable à n'importe quel moment avant d'être granulées. Outre ce traitement de compression des chutes, une augmentation supplémentaire de la densité peut être obtenue en utilisant dans le granulateur 11 un tamis relativement fin pour produire de petites tailles de particules. Par exemple, dans la granulation des déchets de feuilles, on emploie souvent un tamis dont les trous ont des dimensions allant de 4,8 à 9,6- mm, et on a trouvé que l'utilisation d'un tamis dont les trous ont des dimensions allant de 1,6 à 4,8 mm donne une densité notablement plus élevée. L'importance de la pression nécessaire et la grandeur des autres variables est relative. On peut par exemple utiliser des rouleaux d'approximativement 75 à 100 mm de diamètre pour augmenter la densité des chutes et on a trouvé que des pressions de l'ordre de 4 à 10 kg par centimètre linéaire convenaient bien. La densité des déchets granulés peut facilement être doublée par rapport à ce qui était possible sans utiliser la technique de la présente invention. Par exemple, avec des déchets expansés ayant une densité de 50 kg par-mètre cube, la matière qui en résulte peut avoir, lorsqu'elle est granulée de manière-traditionnelle, une densité apparente de 33 à 83 kg par mètre cube suivant les dimensions du tamis. Cependant, en utilisant la méthode de la présente invention-dans laquelle on augmente tout d'abord la densité des chutes par l'utilisation de rouleaux de pression et dans laquelle on fait ensuite passer les dites chutes dans un tamis de 2,4 mm, la densité apparente peut être augmentée de 100 à 250 kg par mètre cube. Dans le cas du polystyrène, la densité apparente du composé d'extrusion est de 500 à 580 kg par mètre cube. En utilisant un tamis relativement petit dans le granulateur 11, non seulement on augmente la densité apparente des déchets gra nulés, mais encore les dimensions physiques des particules individuelles sont telles qu'elles semblent remplir les vides naturels entre les granulés neufs d'extrusion, au moins dans une certaine mesure, optimisant ainsi encore la densité apparente d'ensemble du mélange. Dans le mélangeur 13, les particules de densité augmentée provenant du granulateur il sont mélangées avec une quantité convenable de granules a d'extrusion neufs et préparées pour l'extru- sion. Bien qu'il y ait d'autres méthodes par lesquelles on puisse augmenter la densité des chutes expansées, telles qu'un renouvellement du traitement par exemple, la technique simple de la présente invention permet la réutilisation de jusqu'à 50 % ou plus des déchets en mélange avec la matière neuve. Partant de cela, on peut apprécier l'avantage de cette technique lorsque l'on considère la densité apparente combinée d'un mélange 50-50 de déchets granulés et de granules neufs. Tandis que l'invention a été décrite comme s'adaptant particulièrement à un-système en une seule étape, comme exposé ci-dessus, il est possible d'en retirer quelque bénéfice en l'utilisant dans un système à deux étapes. Par exemple, dans quelques cas, un système en deux étapes procède au réchauffage et au formage immédiatement ou peu de temps après l'opération d'extrusion et, dans ces cas, l'efficacité de la méthode d'augmentation de la densité de la présente invention peut être bien utilisée. En d'autres termes, un des avantages principaux de la présente invention réside dans le fait qu'elle permet la réutilisation immédiate des déchets et qu'elle retient l'agent gonflant résiduaire, ce qui représente une réduction de coût considérable. De ce qui précède, on pense que l'invention peut être facilement comprise par l'homme de l'art sans autre description, en ayant dans l'idée que de nombreux changements de détails peuvent être apportés sans pour autant se départir de l'esprit de l'invention telle qu'elle est exposée dans les revendications ci-jointes. REVENDICATIONS 1. Méthode de récupération de la lisière d'une nappe de matière thermoplastique extrudée expansée résultant de l'opération de formage d'un article, la dite méthode consistant à dégonfler et à augmenter la densité de la dite lisière et ensuite à gra nuler cette même lisière pour la réutiliser. 2. On augmente la densité de la dite lisière en la faisant passer entre des rouleaux de pression. 3. On fait passer la matière de la lisière granulée à travers un tamis ayant des trous de dimensions comprises entre 1,6 et 4,8 mm. 4. La dite lisière est soumise entre les dits rouleaux de pression à des pressions de l'ordre de 4 à 10 kg par centimètre liné aire. 5. Méthode suivant la revendication 4 dans laquelle on fait cas ser la matière de la lisière granulée à travers un tamis ayant des trous de dimensions comprises entre 1,6 et 4,8 mm. 6. Méthode de fabrication en continu d'articles à base de matière thermoplastique expansée consistant à extruder en continu une feuille de la dite matière, à introduire directement la dite feuille extrudée dans une série de moules, à former des arti cles dans les dites feuilles, R découper immédiatement et successivement les articles formés dans la feuille tout en fai sant avancer celle-cL, à dégonfler et à augmenter la densité de la lisière de la dite feuille, à granuler la lisière de densité augmentée, à mélanger la lisière granulée avec des granules d'extrusion neufs et à retourner le mélange au stade de l'extrusion. 7. Méthode suivant la revendication 6 dans laquelle- On augmente la densité de la dite lisière en la faisant passer entre des rouleaux de pression. 8. Méthode suivant la revendication 6 dans laquelle on fait passer la matière granulée de la lisière à travers un tamis ayant des trous de dimensions comprises entre 1,6 et 4,8 mm. 9. Méthode suivant la revendication 7 dans laquelle la dite lisid- re est soumise entre les dits rsTlleaux à des pressions de 1'or- dre de 4 à 10 kg par centimètre linéaire. 10. Méthode suivant la revendication 9 dans laquelle on fait passer la matière granulée de la lisière à travers un tamis ayant des trous de dimensions comprises entre 1,6 et 4,8 mm. 11. Méthode suivant la revendication 1 dans laquelle, avant draug- menter la dite densité, la température de la dite lisière est ramenée en dessous du point d'ébullition de l'agent gonflant utilisé dans la dite nappe expansée.