Brevet FR2001289A1 — publié le 19690926

La présente invention se rapporte d'une façon générale à la coloration de matières synthétiques-résineuses, et elle concerne plus particulière,lent un procédé et un appareil de production d'une matière résineuse synthotique multicolore dont la couleur varie dans le sens de sa longueur. Il est possible de traiter une pellicule résineuse synthetique par fibrillation et filage de Manière à obtenir un fil pouvant servir dans la fabrication de taudis et autres textiles. Jusqu'à maintenant, il était difficile d'obtenir un fil multicolore dont la couleur change dans le sens de sa longueur. On peut tisser un fil ainsi coloré en un tapis qui aura un très bel aspect et, par conséquent, la présente invention a pour objet un procédé et un appareil permettant la production d'une pellicule multicolore. Bien que de nombreuses matières synthétiques résineuses puissent être teintes, il en existe d'autres, telles qu'un polypropylène non modifié ou certains homopolyzères et copolyreères d'un propylène non modifié, qui ne -peuvent pas lleXtre et l'invention vise justement à fournir un procédé et à réaliser un appareil permettant la production d'une pellicule multicolore (susceptible d'être transformée ulté rieurenent en fil) dont la couleur change dans le sens de sa longueur, à partir de matières ne pouvant pas être teintes, par exemple de matières du type mentionné ci-dessus. Il est déjà connu de produire des fils dont les coloris changent suivant leurs longueurs à intervalles de quelques centimètres ou dizaines de centimètres. Des fils de ce type seront appelés ci-après "fils à coloris espaces Un procédé pour la production de tels fils consiste à suspendre l'extrémité inférieure d'un écheveau de fil non coloré successivement dans un certain nombre de bains de teinture différents, en faisant tourner 1écheveau entre les immersions successives dans les différents bains de manière à présenter dans chaque bain une partie nouvelle non teinte. Un tel procédé ne convient cependant pas à une production continue car les écheveaux doivent être lavés et séchés entre les opérations de teinture successives, et il en résulte des longues périodes d'attente. Un autre procédé de production de fils à coloris espacés a également été mis au point, et il consiste à tricoter le fil en un tube continu que l'on colore ensuite par un processus d'impression. hprès lavage pour faire disparattre l'excès de colorant et séchage de ce tube, on drfait le tricot et on bobine le fil en paquets. Bien qu'un tel procédé constitue un perfectionnement certain de celui qui a été décrit en pre ier lieu, car il vermet d'obtenir un bon "éparpillement" des couleurs, il est coûteux car il oblige à d'abord confectionner un tricot et ensuite à le défaire. Dans un autre procédé de production de fils à coloris espacés, on bobine le fil non teint sur des cônes que l'on lace ensuite dans un râtelier de façon à disposer, par exemple, de 300 ou 400 brins de fils. On fait ensuite passer ces brins, sous forme d'une chaine, sur une série de rouleaux d'impression à couleurs différentes, qui impriment leurs couleurs respectives sur des sections de fil espacées dans le sens de la longueur du fil. On lave le fil, on le sèche et fi naleent on le bobine sur un bobinoir. La plus grosse difficulté que l'on rencontre lors de la mise en oeuvre d'un tel procédé est la nécessité de sécher le fil en mouvement.La vitesse des traitements associés exige l'installation d'un four de très grandes dimensions pour sécher les fils et un tel four peut avoir une longueur d'environ 22 mètres et une hauteur d'environ 3,6 mètres, les fils suivant un trajet en zigzag à travers le four. Belon un aspect de la présente inventions un procédé de production d'une matière synthétique résineuse colorée dont la couleur change dans le sens de sa longueur consiste introduire séparément et simultanément dans um extrudeuse des ratières résineuses synthétiques de couleurs différentes, à extruder chacune de ces matières de couleurs différentes sous forme de parties de paroi courbes d'une pellicule tubulaire continue, et à effectuer une rotation relative entre ladite pellicule tubulaire et au moins une partie de l'extrudeuse afin de modifier continuellement les positions des parties de paroi de couleurs différentes autour de l'axe du tube, de sorte-que ce tube sera formé d'une série de bandes hélicoidales de couleurs différentes. On peut ensuite fendre la pellicule tubulaire -en des rubans continus parallèles à l'axe du-tube et, étant donné que les bandes de couleurs suivent un trajet hélicoïdal autour du tube, les rubans obtenus, lorsqu'on aura fendu la pellicule parallèlement à l'axe du tube, changent de couleur à chaque fois qu'une ligne de sectionnement coupe une bande hélicoidale colorée différemment. On peut ensuite fibriller les rubans et les filer pour obtenir des fils dont les couleurs changent également dans le sens de leurs longueurs. Avec un agencement approprié à l'extrudeuse, on peut incorporer dans la pellicule tout nombre désiré de matières colorées différemment, le nombre de bandes colorées différemment sur le pourtour de la pellicule tubulaire étant déterminé par celui des matières colorées différemment qui ont été extrudées. Selon un second aspect de la présente invention, une extrudeuse permettant la production d'une pellicule synthétique résineuse tubulaire présentant des bandes hélicoïdales de couleurs différentes suivant sa longueur, comprend un premier orifice définissant une ouverture annulaire, un ensemble de seconds orifices comportant des sorties multiples de fluides disposées suivant un cercle, des passages pour fournir des matières extrudables auxdites sorties de fluides en provenance d'une série de sources sous pression de matières extrudables de couleurs différentes, d'autres passages entre le premier orifice et les seconds orifices, et des moyens pour faire tourner les seconds orifices par rapport au premier. De préférence, la tette d'extrusion comprend un corps creux dont l'intérieur est sensiblement cylindrique et qui est fermé à un bout, un manchon cylindrique monté à frottement dur dans l'intérieur cylindrique du corps et pouvant tourner dans celui-ci, et un élément cylindrique central monté dans le manchon et fixé à ltextrémité fermée du corps creux. Ltélement central dépasse axialement du manchon à l'extrémité ouverte du corps creux et il présente un plus grand diamètre à cette extrémité du corps afin de coopérer avec cette dernière et définir ainsi une fente annulaire étroite constituant le premier orifice précité. Dans l'extrémité du manchon adjacente à ce premier orifice sont pratiqués sur sa circonférence des trous séparés par la meAme distance et communiquant avec un nombre correspondant d'alésages axiaux et parallèles pratiqués dans la paroi du manchon. Ces trous constituent les seconds orifices et les alésages formés dans le manchon constituent une partie des passages précités.Tous les alésages destinés à recevoir les diverses matières colorées s'étendent axialement sur la meme distance et se terminent dans des alésages radiaux formés dans le manchon et communiquant avec des trous prévus dans la surface extérieure de ce manchon. De cette manière, les trous dans la surface extérieure du manchon sont disposés en séries annulaires sur le pourtour du manchon, à raison d'une série annulaire pour chaque couleur. Quand elles sont disposées dans le corps creux, les séries annulaires de trous du manchon sont en alignement axial avec des rainures annulaires ménagées dans la surface cylindrique intérieure du corps creux.Chaque rainure communique avec une source de matière extrudable sous pression, par exemple par l'entremise d'un ou plusieurs alésages prévus dans le corps, ces rainures et les alésages radiaux dans le manchon ainsi que le ou les alésages dans le corps creux constituent les parties restantes des passages précités. Des soupapes peuvent être avantageusement incorporée dans ces alésages afin de régler l'écoulement de la matière en provenance de chaque source. lie manchon est accouplé à un mécanisme dXentrat- nement qui peut le faire tourner dans le corps creux et on prévoit de préférence un moyen de contrôle pour régler la vitesse de rotation de ce mécanisme et par conséquent du nanchon. On peut également incorporer un dispositif pour moduler la vitesse de rotation du mécanisme. De cette manière, ltangle des hélices sur la pellicule tubulaire peut être amené à varier continuellement de sorte que la longueur des bandes de couleurs différentes, mesurée le long de la dimension longitudinale des rubans (et par voie de conséquences la longueur des tronçons de couleurs différentes sur le fil ultérieurement obtenu) varie le long du ruban (et du fil ultérieurement formé).De préférence, un palier est incorporé entre le manchon rotatif et l'extrémité fermée du corps creux pour réduire le frottement. Bien qu'on ait suggéré que le tube de pellicule de matière résineuse synthétique coloré différemment soit fendu en rubans en vue d'un traitement ultérieur de transforma tion de ces rubans en fil, on peut utiliser une telle pellicule= pour d'autres usages. Par exemple, on peut confectionner directement des sacs multicolores à partir d'une telle pellicule, ou préparer des feuilles d'emballages multicolores en fendant le tube de pellicule et en l'aplatissant. De plus, on peut utiliser les rubans obtenus quand on a fendu la pellicule pour former des rubans décoratifs d'emballage. La description qui va suivre en regard du dessin anne#o-', donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut etre réalisée. La figure 1 est une vue en bout de l'avant d'un ensemble d'extrusionselon l'invention. La figure 2 est une coupe de profil de l'ensemble représenté sur la figure 1. La figure 3 est une coupe analogue à la figure 2 montrant une variante d'ensemble d'extrusion dans lequel l'or- gane rotatif est supporté sur un palier de butée. lie dessin représente une filière dfextrusion destinée à la production d'une pellicule tubulaire en polypropylène à trois bandes hélicoldales de couleurs différentes. L'extrudeuse comprend une enveloppe 10 (figure 1) comportant trois entrées 12, 14 et 16 pour la matière, ces entrées étant disposées sur le pourtour de l'enveloppe 10 à raison d'une pour chaque matière colorée. L'enveloppe comprend un corps creux 17 (figure 2) dont l'intérieur 18 est cylindrique et contient un manchon 20 ajusté à frottement dur dans ce corps. A l'intérieur du manchon est monté un élément cylindrique central 22 fixé à un plateau terminal 24 (figure 2) par des boulons 26. Ce plateau terminal constitue une autre partie de l'enveloppe et est lui-même fixé au corps creux 17. A l'autre extrémité du corps 17 est adapté un plateau de centrage 28 présentant une ouverture circulaire 30 qui est sensiblement en alignement axial avec l'axe de l'intérieur 18 du corps 17. Le plateau 28 n'est découpé pour former l'ouverture 30 que sur une partie de son épaisseur, le restant de son épaisseur constituant une bride 32 dirigée radialement vers l'intérieur et recouvrant partiellement l'extrémité du manchon 20 à ltex- trémité de l'enveloppe 10 opposée à son extrémité fermée. lie plateau de centrage 28 porte une bague circulaire 34 qui est fixée contre la bride 32 du plateau 28 par des boulons 30. Un jeu est ménagé entre les boulons et la bague 34 pour permettre à cette dernière de glisser sur la bride 32. lie centrage de la bague 34 est assuré par des vis de blocage 38 disposées dans la partie de la paroi du plateau 28 qui entoure l'ouverture 30 de sorte qu'un orifice annulaire étroit 40 est ménagé entre la bague 34 et l'élément cylindrique central 22. Le manchon 20 présente une série d'alésages axialement parallèles 42 qui sont pratiqués dans sa paroi et sont circonférentiellement espacés de distances égales sur la périphérie du manchon. Les alésages 42 communiquent avec la surface terminale du manchon adjacente à l'orifice 40 et les ouvertures dans cette extrémité du manchon communiquent avec l'orifice 40 à travers un espace annulaire entre l'élement central 22 et la bride 32 du plateau de centrage 28. Cet espace annulaire diverge de l'orifice 40 de manière à s'adapter au diamètre des ouvertures dans le manchon. Les alésages 42 communiquent par leurs autres extrémités avec des alésages radiaux 44 et ces derniers communi quent eux#meAnies avec des ouvertures prévues dans la surface extérieure du manchon 20. Les alésages 42 s'étendent axialenent sur trois longueurs différentes, c'est-à-dire que les alésages destinés à une première couleur s'étendent sur une longueur donnée, les alésages destinés à une seconde couleur s'étendent sur mie longueur différente et les alésages destinés à une troisième couleur s'étendent sur une longueur différente des deux trécédentes. Dans ces conditions, les ouvertures dans la surface extérieure du manchon 20 constituent trois séries annulaires axialement espacées et les ouvertures de chaque série communiquent avec l'une de trois rainures correctement espacées 46, 48 et 50 qui sont creusées dans la surface intérieure du corps 17. Chaque rainure 46, 48 ou 50 communique avec l'une des entrées 12, 14 ou 16 de matière et, sur la figure 2, on a représenté la rainure 50 en communication avec l'entrée 12 travers un alésage 52 pratiqué dans le corps 17. Pour que la matière extrudable soit rogulièrement répartie entre les rainures 46 48 et 50, on fait en sorte que la somme des aires des sections transversales des parties44 des alésages radiaux soit en rapport approprié avec (et de préférence exactement égale à) l'aire de la section transversale de l'alésage alimentant chaque rainure annulaire (46, 48 > 50), un-seul alésage d'alimentation 53 étant représenté sur les figures 2 et 3. Le manchon 20 présente- une denture 54 sur sa par- tie terminale adjacente au plateau 24, et un arbre d'entrat nenent 56, portant un pignon 58 qui vient en prise avec la denture 54, traverse une ouverture 24A dans la plaque 24. Bien qu'on ait représenté un seul pignon 58, on peut prévoir deux ou trois tels pignons qui seraient alors espacés de distances circonférentielles égales autour de la denture 54 du manchon 20, ce qui permettrait d'obtenir un entraînement plus équilibré, tous les pignons étant entratnés à partir d'une source commune. Afin de réduire le frottement entre le manchon 20 et le plateau terminal 24 de l'enveloppe, on peut modifier le mode de réalisation représenté sur la figure 2 de la facçon indiquée sur la figure 3, c'est-à-dire qu'on incorpore un palier de butée 60 entre les deux éléments considérés. On constate que la chaleur produite dans la tête d'extrusion est trop élevée pour permettre d'installer ce palier à l'intérieur du manchon et, pour cela, le manchon est axialement prolongé et le plateau terminal 24 est également axialement prolongé pour recevoir la partie en dépassement axial du manchon.De cette manière, le palier est écarté de la proximité immédiate de la tette chauffée de lwextrudeuse. On peut également prévoir des moyens de refroidissement, par exemple des conduits Pour la circulation d'un fluide de refroidissement dans et autour de la partie prolongée du plateau 24 afin de refroidir le palier. lies entrées 12, 14 et 16 pour matières comprennent un bloc de logement fixe assujetti, d'une part au fdt d'une extrudeuse à vis (non représentée) et, d'autre part, à llen- veloppe 10, ainsi qu'un tampon que l'on peut enlever dudit bloc de logement fixe. lie tampon présente un alésage communiquant, d'une part avec ledit fût et, d'autre part, par un coude avec une chambre taraudée ménagée dans le tampon. Un ensemble classique de filtre et de plaque de déflection est maintenu entre la chambre taraudée dans le tampon et une chambre taraudée correspondante dans le bloc de logement fixe. lia chambre taraudée dans le bloc de logement fixe communique avec l'alésage d'alimentation 53. On conçoit que si l'on modifie la vitesse de rotation du mécanisme d'entraînement du manchon et si l'on ne change pas tous les autres paramètres, on peut modifier 1 angle des hélices sur la pellicule tubulaire. On voit également que si l'on fournit continuel liement de la matière d'une seule couleur à deux des entrées 12, 14 et 16, et si lton interrompt périodiquement l'écoulement de la matière d'une couleur différente vers (ou à partir de) l'entrée restante, la pellicule résultante sera fondamentalement d'une seule couleur et ne comportera qu'une seule hélice occasionnelle de l'autre couleur en des intervalles espacés sur sa longueur. R E V E N D I C A T I O N S 1. Procédé de production d'une matière synthé- tique résineuse colorée dont la couleur change dans le sens de sa longueur, caractérisé en ce qu'il consiste à introduire séparément et simultanément dans une extrudeuse des matières résineuses synthétiques de couleurs différentes, à extruder chacune de ces matières de couleurs différentes sous forme de parties de paroi courbes d'une pellicule tubulaire continue, et à effectuer une rotation relative entre ladite pellicule tubulaire et au moins une partie de l'extrudeuse afin de modifier continuellement les positions des parties de paroi de couleurs différentes autour de l'axe du tube, de sorte que ce tube sera formé d'une série de bandes hélicoïdales de couleurs différentes. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on fend la pellicule tubulaire en une série de rubans continus, dont chacun change de couleur à intervalles réguliers suivant sa longueur par suite de l'intersection des lignes de sectionnement avec des bandes hélicoldales de couleur##s #différentes sur le pourtour du tube. 3.- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on fibrille les rubans et on file les rubans fibrillés pour obtenir un fil dont la couleur varie dans le sens de sa longueur. 4.- Extrudeuse pour la production d'une pellicule synthétique résineuse tubulaire présentant des bandes héli coidales de couleurs différentes suivant sa longueur, caracté- risée en ce qu'elle comprend un premier orifice définissant une ouverture annulaire, un ensemble de seconds orifices comportant des sorties multiples de fluides disposées suivant un cercle, des passages pour fournir des matières extrudables aru.dites sorties de fluides en provenance d'une série de sources sous pression de matières extrudables de couleurs différentes, d'autres passages entre le premier orifice et les seconds orifices, et des moyens tour faire tourner les seconds orifices par rapport au premier. 5.- extrudeuse selon la revendication 4, caracté risée en ce que la tete d'extrusion comprend un corps creux présentant un intérieur sensiblement# cylindrique et ayant une extrémité fermée, un manchon cylindrique ajusté à frottement dur et pouvant tourner dans l'intérieur cylindrique du corps, un élément cylindrique central dans le manchon fixé à l'extrémité fermée du corps et se prolongeant axialement au-del & du manchon à ltextrémité ouverte du corps, cet élément cylindrique présentant un diamètre accru à l'extrémité ouverte du corps pour lui permettre de coopérer avec celui-ci en formant une fente annulaire étroite qui constitue le premier orifice précité, un certain nombre de trous espacés circonférentiellement de distances égales pratiqués dans l'extrémité du manchon adjacente à ce premier orifice et formant les seconds orifices précités, un nombre corresnondant d'alésages dans la paroi du manchon communiquant par une extrémité avec les trous qui forment les seconds orifices, les autres extrémités de ces alésages venant en communication avec des rainures annulaires ménagées dans la surface cylindrique intérieure du corps, ces alésages étant disposés en plusieurs groupes séparés dont le nombre est égal à celui des rainures annulaires précitées, et chaque rainure communiquant avec une source de altière extrudaole sous pression par l'entremise d'un ou plusieurs alésages formés dans le corps, et les alésages du manchon, les rainures et les alésages dans le corps définissant les passages indiqués entre les seconds orifices et les sources de matière extrudable. 6.- Extrudeuse selon la revendication 5, caractériséeen ce que les alésages du manchon qui communiquent avec les trous formant les seconds orifices et les rainures annulaires pratiquées dans le corps, comprennent un alésage axialement parallèle qui communique par une extrémité avec l'un de ces trous et un alésage radial qui communique avec l'autre extrémité de l'alésage axialement parallèle et avec l'une des rainures annulaires prévues dans le corps. 7.- Extrudeuse selon la revendication 6 caractérisée en ce qu'une soupape est installée dans le ou dans chaque alésage du corps entre les rainures annulaires et les sources correspondantes de matière extrudable, ce qui permet de régler ltécoulement de la matière à travers ces alésages. 8.- Extrudeuse selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisée en ce qu'elle comPrend un mécanisme rotatif d'entraînement accouplé au manchon de sorte que ce dernier peut être mis en rotation par rapport au corps creux. 9.- Extrudeuse selon la revendication 8, caractérisée en ce qu'on prévoit un régulateur pour permettre de modifier la vitesse de rotation du manchon. 10.- Extrudeuse selon la revendication 9 caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif de modulation dans le temps de la vitesse de rotation du mécanisme d'entrålnement. 11. Extrudeuse selon l'une quelconque des revendications 5 à 10, caractérisée en ce qu'au moins un palier de butée est disposé entre l'extrémité fermée du corps creux et l'extrémité intérieure du manchon en juxtaposition avec elles. 12.- Extrudeuse selon la revendication 11 caractérisée en ce que l'extrémité intérieure du manchon est axialement prolongée et le corps creux présente lui aussi un prolongement axial pour recevoir la partie prolongée du manchon, ledit palier étant interposé entre l'extrémité axialement prolongée du manchon et l'extrémité du corps, l'éloignement axial du palier de la partie du manchon qui transporte la matière extrudable ayant pour but de préserver le palier de la chaleur développée par la matière extrudable.