Brevet FR2006372A1 — publié le 19691226

La présente invention se rapporte à l'obtention de bandes en matières thermoplastiques par le procédé dit "de soufflage" et vise, en particulier, l'obtention de bandes épaisses à partir de matières plastiques transformables en mousses à structure cellulaire fermée et uniforme par mélange de produits de retour ou de déchets de même matière à itétat alvéolé ou non. Dans la fabrication de pièces moulées et de feuilles à partir de matières plastiques gonflables ou transformables en produits alvéolés, on connaît le processus consistant à réduire la densité de la matière première en deux ou en un plus grand nombre d'opérations indépendantes, selon le procédé utilisé, ctest-à-dire à pré-expanserla matière plastique gonflable et à compléter ltexpansion (transformation définitive en mousse), avec ou sans traitement intermédiaire,au cours d'une opération de traitement ultérieur, jusqu'à l'obtention de la densité désirée. E particulier, dans la fabrication de feuil- les, la structure cellulaire obtenue au cours de plusieurs phases ou opérations de traitement dépend de l'homogénéité de la structure de la matière de départ, du mode d'apport de la chaleur ou du support de la chaleur et des traitements supplémentaires d'étirage ou d'orient station La condition supplémentaire selon laquelle il faut également traiter, dans la boudineuse alimentant la toute de soufflage de la feuille, éventuellement une fraction aussi grande que possible de produits de retour ou de déchets plus ou moins expansés (en mousse) augmente encore les difficultés d'obtention de feuilles épaisses ayant une structure cellulaire uniforme. Cela étant, on a trouvé que la fabrication, en continu de feuilles en matières plastiques expansibles, c' est-à-dire transformables en mousse et ayant une structure cellulaire uniforme, avec formation d'une feuille formant gaine, de préférence de feuilles d'épaisseur comprise entre 2 et 10 mm, réussit sans difficulté lorsque la feuille formant gaine pré-expansée est introduite, après avoir été fortement aplatie par tassement, dans un bain de liquide tempéré et y est soumise à une nouvelle expansion puis soudée de façon à former une feuille homogène.Ce procédé permet également l'addition par mélange de produits de retour et de déchets dans une proportion atteignit Jusqu'à 50 s de la matière de départ-. Ce procédé peut, de plus, titre associé, dans le bain de liquide, à une opération d'étirage. Pour la mise en oeuvre du procédé, on utilise avantageusement uh dispositif qui comporte : une paire de rouleaux menants servant à l'entratnement préliminaire suspendu élastiquement et entrainant, dans le sens du transport, la feuille soufflée et fermée de manière étanche aux gaz; un bain de liquide muni de rouleaux de renvoi et de guidage pour la feuille ou bande ainsi qu'une paire de rouleaux, placée en aval du bain, servant de dispositif d'entratnement principal et dont l'entraînement est ajustable, ce dernier permettant de régler l'étirage à appliquer éventuellement, dans le bain de liquide, à la bande de matière ayant subi une post-expansion, c'est-à-dire une nouvelle transformation en mousse. D'autres caractéristiques de l'invention ressortent de la description suivante et du dessin ci-annexé qui représente schématiquement une installation pour la mise en oeuvre du procédé. Pour le mélange préalable, l'homogénéisation et la plastification, la matière plastique transformable en mousse, avantageusement du polystyrène transformable en mousse, le cas échéant additionnée, par mélange, de produits de retour et de déchets de la même matière, est amenée par l'intermédiaire des dispositifs de dosage t et 2 dans une boudineuse 3.La tête de soufflage 4 pour la feuille est reliée à l'embouchure de la boudineuse, cette dernière étant avantageusement du type offrant des possibilités de régler,de façon précise,la tempéra- ture à proximité de la fente annulaire de sortie,comme on l'a décrit, par exemple, dans la demande de brevet français du 12 Juillet 1968 pour Filière annulaire pour extrudeuse, en particulier tOte de sauf- flage pour la production de feuilles extrudées en gaine en matière S, synthétique thermoplastique expansible au nom de la demanderesseLa matière plastique expansée,c'est-à-dire transformée en mousse, est soufflée de façon à constituer une feuille formant gaine 5,fbrm6ed manière étanche aux gaz, et aplatie à chaud, d'une manière déJ connue, par la paire de rouleaux menants 6 servant à l'entraînement prélimi naire .L' introduction dans ces rouleaux et l'aplatissement de la feuil- le formant gaine peuvent même être favorisés par un double transpor- teur à rouleaux 7.Les rouleaux 6 servant à l'entraînement préliniùe sont montés élastiquement et de façon réglable et de telle manière que la pression exercée sur la feuille expansée puisse Outre modifiée dans une certaine mesure pour empêcher l'entratnement de l'air inclus dans les feuilles appliquées l'une contre l'autre. La feuille formant gaine pré-expansée et fortement tassée se déplace, en vue d'une expansion complémentaire, en aval de la paire de rouleaux 6 vers un bain de liquide chaud 8, ce trajet de traitement pouvant être adapté à la vitesse de déplacement choisie grâce au réglage de la profondeur d'immersion et au réglage de linter- valle entre deux rouleaux de guidage 9. Pendant la post-expansion, c'est-à-dire la transformation complémentaire en mousse dans le bain de liquide, les deux faces, en regard l'une de l'autre, de la feuille formant gaine se soudent de façon à former un corps homogène de structure cellulaire fermée et uniforme.La feuille termi- née peut alors, suivant les dimensions de l'orifice de passage de la buse dans la tête de soufflage 4, et suivant le taux d'expansion, la densité de la feuille ayant subi une pré-expansion et l'impor- tance de la post-expansion dans le bain de liquide 8, présenter épaisseur d'environ 2 à 10 mm en sortant du bain de liquide.Le transport de la feuille est assuré par l'intermédiaire de la paire de rouleaux menant 10 du dispositif d avance principal, la feuille pouvant, suivant les réglages des vitesses d'avance des paires de rouleaux 6 et 10, être obtenue aussi bien sans tension, c'est-à- dire sans étirage, qu'avec un étirage supplémentaire en passant par la zone de post-expansion et de soudage que constitue le bain de liquide 8.Après son passage entre les rouleaux d'avance principale 10, la feuille expansée est débarrassée, grâce à des cylindres râcleurs ou des cylindres aspirateurs il, du liquide qui y adhère, pui enroulée sur un rouleau de stockage 12. Pas I - Par l'intermédiaire de bascules de dage à ban- de, on introduit du polystyrène transformable en mousse, dans une boudineuse à vis unique, de telle manière que les pilets de la vis restent visibles.La vitesse de rotation de la vis est voisine de 50 t/mntandis que la température de la masse en fusion est d'envi- ron 1150 C. la matière homogénéisée dans la boudineuse est portée à une température bien déterminée dans la tette de soufflage et sort par une fente de lause d'environ 0,8 mm. Une pression de 350 atm. différentiel règne dans la tette de soufflage de la feuille en forme de gaine, en amont de la fente annulaire La feuille formant gaine est serrée et étirée par les rouleaux d'avance préliminaire à un taux d'étirage compris entre 9 : 5 et 1 : 6 environ, puis soumise a une pré-expansion (première transformation en mousse). La densité de la feuille pré-expansée est comprise, en ce point, entre 0,16 et 0?17. la feuille formant gaine est ensuite introduite dans un bain d'eau à 98 C, dans lequel la feuille est post-expansée (c'es= à-dire achève de se transformer en mousse), les parties appliquées l'une sur l'autre se soudant entre elles. La densité de la feuille s'abaisse dans ces conditions à 0,045 à 0,050. la durée de séjour dans le bain aqueux est d'environ 18 secondes Gce au dispositif d'entraînement rinoipal, la feui s est ensuite sortie du bain, puis coupée et enroulée. EXEMPLE 2 - Le mode opératoire utilisé pour la préparation d'une feuille épaisse de polystyrène expansée est le même que celui de l'exemple 1. Comme matières de départi on utilise 40 % de déchets et 60 % de matière de base. La température de la masse en fusion atteint 164 OC, la pression dans la tette de soufflage, en amont de la fente annulaire, est de 420 atm. différentiel et le taux de gonflement (expansion) de la feuille formant gaine est de 1 : 4. La densité de la feuille ayant subi une première expansion (transformation en mousse) est voisine de 220 gil (soit 0,22). Après la postexpansion (transformation complémentaire en mousse) dans le bain d'eau 8, la densité de la feuille obtenue qui est soudée de piano est abaissée entre 0,065 et 0,070 environ.La durée de séJour dans le bain d'eau est de 22 secondes. Le procédé décrit ci-dessus pour la fabrication de feuilles avantageusement épaisses en matières plastiques transformables en mousse à structure cellulaire uniforme et fermée peut également être mis en oeuvre de façon qu'après la post-expansion (transforDation complémentaire en mousse) dans le bain de liquide 8, puis on applique, sur la bande transformée en mousse, une feuille de recouvre- ment. Dans ce but, ladite feuille de recouvrement est tirée d'un rouleau débiteur 13 et est introduite dans les rouleaux 10 servant de dispositif d'entraînement principal. Dans ce cas, au moins, le rouleau supérieur de la paire de rouleaux 10 peut être chauffé 8 une température réglable ; en cas de besoin, le rouleau inférieur exer- çant la contre-pression peut aussi être chauffé dans la mesure nécessaire au soudage de plano de la feuille de recouVrement avec la bande expansée. - R E V E N D I C A T I O N S 1.- Procédé de fabrication de feuilles en matières plastiques transformablesen mousse, en particulier du polystyrène, éntuelle- ment avec incorporation, par mélange, de produits en retour ou de déchets en même matière sur la buse d'une boudineuse avec formation d'une feuille en forme de gaine pré-expansée (ayant subi une pre l'ère transformation en mousse), caractérisé en ce que ladite feuils le en forme de gaine pré-expansée est aplatie, introduite dans un bain de liquide et soumise, dans ce bain, à une post-expansion (transformation complémentaire en mousse) > puis soudée pour constituer une feuille homogène. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la feuille formant gaine aplatie est transportée, pratiquement sans tension, à travers le bain puis soudée. 3.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la feuille formant gaine aplatie est encore soumise à un étirage dans le bain 1iq'aido. 4.- Procédé selon les revendications t à 3, caractérisé en ce qu'une autre feuille est posée, en amont du bain de liquide, sur la bande ayant subi une post-expansion (transformation supplémentaire Oea mousse) et éventuellement étirée, la feuille en question étant avantageusement une feuille de recouvrement qui est soudée à ladite bande. 5.- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la reven- dication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une paire de rouleaux menant servant à l'entraînement préliminaire, monté élastiquement et entraînant la feuille soufflée en la fermant d'une manière étanche aux gaz et une paire de rouleaux à commande réglable servant de dispositif d' entraînement principal, placé en aval du bain de liquide et servant à régler éventuellement, suivant les exigences, le taux d'étirage de la feuille dans le bain de liquide. 6.- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la feuille de recouvrement à appliquer en aval du bain de liquide sur la bande soudée et ayant sur bi une post-expansion (transformation supplémentaire en mousse) passe entre une paire de rouleaux chauffés du système d'entratne- ment principal.