Brevet FR2029544A1 — publié le 19701023

-1- 2029544 la présente invention se rapporte d'une façon générale à des procédés et des moyens pour déterminer les propriétés visco-élas-tiques de substances dont la consistance peut aller de l'état pâteux à celui de masse fondue et, notamment, à une installation 5 permettant de déterminer la résistance à l'allongement de ces substances, en particulier de matières th.ermoplastiqu.es. Pour certains procédés de transformation des matières plastiques, par exemple enduction du papier et des textiles ou fabrication de feuilles de matières plastiques par extrusion-souf f lage, 10 la vitesse de travail maximale est déterminée par la limite élastique et la résistance à la traction des masses fondues des matières plastiques utilisées. Jusqu'ici, on ne disposait pas de procédés de mesure simples et appropriés pour évaluer rapidement une matière plastique. 15 Selon TAPEL (Journal of Technical Association of Palp and Paper Industrie),vol. 50, No 1, 1967» le donc de matière plastique sortant de la filière d'un -viscosimètre capillaire ou d'une extrudeuse est dévié plusieurs fois sur des galets de guidage avant d'être amené à un dispositif récepteur. Dans ce cas, plu-20 sieurs galets déviateurs sont montés à la suite d'une paire de cylindres délivreurs. La force d'appui exercée sur le premier galet déviateur est mesurée; elle permet de déterminer la résistance à la traction lors .de la rupture du jonc, la répartition, sur plusieurs galets récepteurs et déviateurs, du flux de forces 25 exercé sur le jonc entraîne des erreurs de mesure systématiques et exige du reste un agencement très encombrant avec lequel la force d'appui à mesurer de façon critique est influencée défavorablement par les processus d'allongement qui se manifestent entre les cylindres récepteurs et le premier galet déviateur four-30 nissant la grandeur à mesurer. Pour des masses fondues de faible viscosité, ce dispositif connu n'est pas approprié. L'invention visait donc à mettre au point une installation permettant de déterminer le comportement à la déformation mécanique de substances pâteuses, de pâtes et de masses fondues, no-35 tamment en matières plastiques, installation qui ne présente pas les inconvénients signalés et qui convienne également pour de faibles viscosités. Ce but a été atteint, selon l'invention, par un agencement dans lequel une paire de cylindres délivreurs»entraînés à vites-40 se variable et montés sensiblement horizontalement, saisissent un BAD ORIQINAL 70 02687 jonc de matière avançant vers le bas en direction pratiquement verticale et sont fixes sur un support monté élastiquement. Selon une réalisation préférée de l'invention, la paire de cylindres récepteurs qui saisissent le jonc de matière et qui exercent la force d'allongement sont montés en même temps que leur moteur de commande et l'indicateur de vitesse, à l'extrémité libre d'un ressort à lames encastré à peu près horizontalement. Une installation correspondant à cet agencement peut être réalisée de dimensions suffisamment petites pour pouvoir être montée au-dessous de chaque viscosimètre de laboratoire destiné à déterminer la viscosité de masses fondues de matières plastiques, par exemple au-dessous d'un viscosimètre de masses fondues tel que fréquemment utilisé lors du contrôle de la fabrication. L'invention sera expliquée de façon plus détaillée en se référant au dessin annexé qui représente un exemple de réalisation non limitatif de ladite installation. Sur la figure 1 de ce dessin est représentée, sehématique-ment, la filière 1 d'un appareil de contrôle de l'indice de viscosité, d'où sort un jonc de matière plastique s'écoulant vers le bas. Le jonc est saisi, à l'état plastique, par une paire de cylindres délivreurs 3 pouvant être entraînés par un petit moteur 4 à vitesse n variable, éventuellement de façon continue. La liaison entre 1'arbre moteur et la paire de cylindres 3 n'est pas représentée au dessin. Le moteur 4 est avantageusement accouplé directement à un indicateur de vitesse, de préférence à un générateur tachymétrique 5 qui fournit la tension électrique correspondant à la vitesse n. Comme indicateur de vitesse, ■ on peut toutefois utiliser aussi un indicateur fonctionnant sans contact, par exemple un instrument opérant par voie électrique et optique. La paire de cylindres délivreurs, en même temps que le moteur de commande 4 et, le cas échéant/le générateur tachymétri-que 5, est monté à l'extrémité libre, déviable, d'un support 6 dont l'autre extrémité est solidement encastrée. Le support est avantageusement agencé en ressort à lames fournissant directement la force de rappel. Il peut également être constitué par line plaque supportée élastiquement ou un levier encastré d'un seul côté. L'extrémité déviable du support 6 est reliée d'autre part à un indicateur de déplacement, 7, par exemple un indicateur inductif, BAD ORIGINAL 70 02687 -5- 2029544 qui transmet sa valeur réelle, instantanée, simultanément avec la valeur réelle instantanée, fournie par l'indicateur de vitesse 5» respectivement aux axes X et ï d'un enregistreur à deux composantes ou autre instrument d'enregistrement ou d'évaluations. 5 Pour déterminer l'allongement à la rupture du jonc de ma tière visqueuse, on amène ce dernier à la paire de cylindres dé-livreurs 3' Lorsque le jonc sortant de la filière 1 a atteint l'état stationnaire, on élève continuellement la vitesse n du moteur 4 réglable jusqu'à rupture du jonc. La force déviatrice 10 mesurée par l'indicateur de déplacement 7? çui est proportionnelle à la force exercée par la paire de cylindres récepteurs sur le jonc, est mesurée en continu pendant cet essai et est portée sur l'axe X de l'enregistreur. Si, en même temps, la vitesse n fournie par le générateur tachymétrique 5 est portée sur l'axe 15 X, on obtient des diagrammes tels que représentés sur la figure 2 du dessin annexé, diagrammes qui permettent d'évaluer 11allongement à la rupture d'une masse fondue de matière plastique ou d'une autre substance plastique ou pâteuse. La force maximale P du diagramme constitue une mesure relative de la résistance à 20 la traction, alors que la vitesse n atteinte au maximum est une mesure de la faculté d'allongement de la matière étudiée. L'installation qui vient d'être décrite pour déterminer le comportement à la déformation mécanique de substances visqueuses peut être utilisée, par exemple, pour l'examen d'un polyéthylè-25 ne ramifié. On obtient dans ce cas des valeurs de mesure qui sont en corrélation avec les expériences faites lors de la transformation, par exemple en ce qui concerne les vitesses d'extraction maximales qui présentent un grand intérêt lors de l'extru-sion-soufflage de feuilles. Pour d'autres matières plastiques, 30 par exemple le polystyrène, l'espace correspondant à la distance L^comprise entre la filière 1 et la paire de cylindres délivreurs 3y doit être chauffé, le polystyrolène se solidifiant très rapidement. Il est évident que l'installation selon l'invention est non **5 seulement utilisable en combinaison avec la filière 1 d'un instrument de mesure de l'indice de viscosité, mais la paire de cylindres délivreurs peut également saisir, par exemple, le jonc sortant d'une petite extrudeuse. En outre, l'installation convient, non seulement pour examiner les masses fondues de matières 40 plastiques, mais elle peut également servir pour le contrôle BAD ORIGINAL 70 02697 -4- 2029544 d'autres liquides élastiques, par exemple pour évaluer le comportement à l'allongement des couleurs d'impression. l'installation selon l'invention peut en outre être utilisée avantageusement pour étirer, de façon réglable et mesurable^ 5 des profilés ou des joncs, par exemple des fils qui sortent à l'état visqueux d'un dispositif de filage et qui doivent être étirés et enroulés en aval de la filière, l'installation de mesure se charge alors de l'étirage du fil exactement mesurable, la force de traction P qui se produit étant alors disponible 10 comme tension électrique de l'indicateur de déplacement 7 âjfe pouvant être utilisée à des fins de contrôle et de régulation. BAD ORIGINAL 70 02607 -5- 2029544 5»i=ï=î=J=ï=î c è,ï_î_2-0 1°) Appareil pour déterminer le comportement à la déformation mécanique de substances pâteuses, de pâtes, de masses fondues ou d'autres matières semblables, notamment de matiè-5 res plastiques visqueuses, avec lequel une éprouvette en forme de jonc est allongée ou étirée en continu à l'aide de cylindres délivreurs,montés élastiquement dans le sens de l'entraînement et pouvant être mus à vitesse variable, et où l'on mesure l'effort de déflection agissant sur un cylindre à une vitesse 10 donnée, appareil caractérisé en ce qu'une paire de cylindres délivreurs montés sensiblement horizontalement et entraînés à vitesse variable saisissent un jonc de matière avançant sensiblement verticalement, et en ce que cette paire de cylindres est portée par un support monté élastiquement. 15 2°) Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le support est un levier à bras unique monté élastiquement et encastré d'un seul côté. 3°) Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la paire de cylindres délivreurs,qui saisissent le jonc 20 de matière et qui exercent la force d'allongement, est montée, en même temps que son moteur de commande et un indicateur de vitesse, à l'extrémité libre d'un ressort à lame encastré à peu près horizontalement. 4°) Appareil suivant l'une des revendications 1 à 5, ca-25 ractérisé en ce qu'il est utilisé pour déterminer le comportement à l'allongement des couleurs d'impression. 5°) Appareil suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il est utilisé pour l'étirage, mesuré ou réglable^ de joncs ou de profilés, avantageusement de fils sortant 30 de filières. bad original