Brevet FR2046892A1 — publié le 19710312

la présente invention se rapporte à une filière d'extrusion-soufflage pour la fabrication de feuilles multicouches en matières thermoplastiques, cette filière comportant plusieurs orifices de sortie annulaires concentriques. 5 Des filières de ce type sont déjà connues. Dans ces filières, les orifices de sortie annulaires se trouvent dans la face frontale d'un corps de filière, le cas échéant chauffé, et ils sont reliés chacun à une conduite d'arrivée pour la matière thermo-plastique fondue, en passant par des conduites de distribution et, 10 le cas échéant, d'équilibrage de pression.Comme matières thermoplastiques, on peut utilisèr, par exemple, du polyéthylène, du polypropylène, du polyamide ou dès matières analogues, que l'on fait généralement fondre., que l'on dégaze le cas échéant et qu'on met sous la pression nécessaire pour l'extrusion dans une boudi-15 neuse chauffée, les filières d'extrusion-soufflage du type en question sont généralement réalisées de manière que les gaines ou feuilles tubulaires sortant des différents orifices annulaires concentriques, quittent la filière indépendamment les unes des autres et ne se réunissent qu'à l'extérieur de la filière (brevet 20 R.P.A. n° 1.028o325)o Toutefois, on connaît également des filières d'extrusion-soufflage pour feuilles multicouches dans lesquelles les différentes couches sont déjà réunies à l'intérieur de la filière et quittent cette dernière ensuite sous la forme d'une gaine composite (brevet S,P.A. n° 1.218,708). 25 Si l'on veut fabriquer des gaines ou feuilles tubu laires multicouches dans lesquelles les couches devant être réunies les unes aux autres sont réalisées à partir de matières identiques ou très semblables, le soudage correct des différentes couches entre elles, à l'état encore thermoplastique, ne présente 30 généralement pas de difficulté. Cependant, si l'on veut mettre en oeuvre des matières ayant- des constitutions chimiques différentes, par exemple du polyéthylène d'un côté et du polyamide de l'autre côté, la réunion correcte des deux couches présente souvent des difficultés considérables. Pour remédier à ces difficultés, il 35 est connu d'ajouter à l'une au moins des deux couches un agent d'adhérence appropriépar exemple un ester acrylique, de l'acétate de polyvinyle ou une matière analogue, dans des proportions appropriées (revue Modem Plastics, juin 1968, page 78). En outre, il est connu, pour améliorer l'adhérence 40 des deux couches l'une à l'autre, de traiter les surfaces devant 70 22305 2046892 être reliées entre ellés5 avant la réunion, à l'aide de substances fortement oxydantes, par exemple1 d'oxyde d'azote, de bioxyde de soufre, d'ozone ou de substances analogues» Ainsi, il se produit également sur les couches devant être reliées entre elles,,une 5 couche intermédiaire adhésive qui améliore la liaison entre les deux couches hétérogènes. En plus, des substances mentionnées, on peut utiliser également des substances polymérisables gazeuses telles que le styrène, le chlorure de vinyle, le butadiène et des substances analogues, qui améliorent encore davantage l'adhérence 10 (brevet IUÏ'oA. n° 1,203.452). . ' Les substances gazeuses mentionnées présentent l'inconvé— * nient de ne pouvoir être mises en contact avec les couches pratiquement qu'à l'extérieur de la filière et, en outre d'exercer dans un grand nombre de cas une action fortement corrosive sur la 15 fiiière. Si l'oiyWut remplacer ces substances gazeuses par des agents d'adhérence liquides, la répartition la plus uniforme possible de ces agents d'adhérence sous la forme d'une couche la plus mince possible sur la surface des feuilles devant être reliées entre elles présente des difficultés. Une répartition non uniforme 20 entraîne le risque d'une formation de bandes, ainsi que d'un décollement par bandes entre les couches du produit final, ce qui déprécie la qualité de ce dernier0 Compte tenu de ce qui précède, la présente invention vise une filière d'extrusion-soufflage pour la fabrication dé feuilles 2r> multicouches en matières thermoplastiques, filière qui permet d'appliquer un agent d'adhérence liquide ou fondu, sous la forme d'une couche mince, uniformément sur la surface de l'une au moins des couches à réunir, avec l'assurance que non seulement la répartition de la couche à appliquer,,mais également le mouillage soient 30 les plus uniformes possibles. Selon l'invention, on obtient ce résultat par le fait qu'on applique la couche intermédiaire d'adhérence, déjà à l'intérieur de la filière d'extrusion -soufflage, sur l'une au moins des couches à réunir, et cela en un point auquel la pression de la masse 35 fondue venant de la boudineuse a diminué le moins possible. Grâce à cette disposition, les deux couches (feuille et agent d'adhérence) s'appliquent étroitement l'une sur l'autre et entrent en liaison intime l'une avec l'autre à la surface limite# On peut encore renforcer cet effet en soumettant les deux couches 40 se déplaçant en direction de l'orifice de sortie à des contraintes 70 22305 3 2046892 de pression différentes", par exemple en les faisant passer par taxe conduite d'arrivée s'évasant en direction radiale, disposée entre' l'orifice de sortfe de la filière et la zone dans laquelle les deux couches ont été réunieso 5 Par conséquent, l'invention a pour objet une filière d'extrusion-soufflage pour la fabrication de feuilles multicouches en matières thermoplastiques, avec plusieurs orifices de sortie annulaires concentriques, cette filière étant caractérisée par le fait qu'elle comporte, en-vue de l'application d'une couche inter-10 médiaire d'adhérence sur l'une au moins des.couches de feuille devant être réunies à l'extérieur ou à l'intérieur de la filière, une conduite auxiliaire annulaire'ou en fente annulaire, alimentée depuis l'extérieur, reliée à l'intérieur de la filière, dans la zone dans laquelle la pression de la masse fondue n'a pas encore diminué, 15 à au moins une conduite d'arrivée menant aux orifices de sortie annulaires>,*"ëiïîî*,;tMt1é !&■ périphéries de-'cette conduite; La condù±t"èv-v pour l'agent,d'adhérence est, de préférence, une conduite annulaire prévue au moins partiellement dans un élément constitutif annulaire séparé qui peut être remplacé en cas de besoin contre un élément 20 constitutif annulaire sans conduite auxiliaire incorporée. Cet agencement permet, d'utiliser un seul et même outil pour fabriquer au choix des feuilles ntulticouches avec ou sans apport d'agent d'adhérence. La conduite pour l'agent d'adhérence peut cependant 25 être également une conduite en fente annulaire, coaxiale- aux autres conduites d'arrivée et débouchant, devant les orifices de sortie, de préférence sous un angle aigu, dans l'une au moins des conduites d'arrivée vers les orifices de sortie. En outre, on a constaté qu'il est avantageux que la conduite pour l'agent d'adhérence com-30 munique chaque fois par une fente annulaire avec l'une au moins des conduites d'arrivée vers les .orifices de sortie, cette fente annulaire ayant une section sensiblement plus faible que la conduite d'arrivée associée et s'évasant, le cas échéant, de nouveau avant de déboucher dans la conduite d'arrivée. Avec cet agencement, il 35 se produit d'abord un effet d'étranglement et à la suite de cet étranglement, il se forme, dans la zone où la section augmente, un petit réservoir pour l'agent d-'adhérence fondu ou liquide, réservoir à partir duquel le flux principal est chaque fois mouillé par un film mince. 40 Un autre avantage de cet agencement réside.dans le _ 70 22305 4 2046892 fait qu'en cas de faible variation de pression ou variation de débit, tant de la pompe pour masse fondue que de la pompe pour l'agent d'adhérences un équilibrage peut se produire dans ce sens que si la pression de la masse en fusion augmente et la pression 5 de l'agent d'adhérence diminue,, le film de masse en fusion pénètre plus loin dans le réservoir, sans perdre toutefois le contact avec l'agent d'adhérence, ce qui assure dans ces cas également le mouillage de la surface. Pour donner une consistance suffisante aux feuilles non 10 encore réunies j, qui sortent à la face frontale de la filière par les fentes annulaires et dont l'une au moins est mouillée sur la face intérieure par l'agent d'adhérence, et pour réunir ces feuilles d'une manière optimale, on monte , suivant une autre caractéristique de l'invention, sur la face frontale de la filière, deux 15 bagues de calibrage concentriques entre lesquelles subsiste une fente annulaire pour le passage de la gaine ou des gaines extrudées. ■les bagues de calibrage peuvent être, de préférence, chauffées de façon complémentairej pour pouvoir porter les gaines à réunir à -la température optimale ou pour .'empêcher un refroidissement préma-20 turé de ces gaines® Pour la description plus détaillée de l'objet de l'inven tion, on va se référer au dessin annexé qui représente schémati-quement deux exemples de réalisation non limitatifs de l'objet de l'invention? sur ce dessin g 25 la figure 1 est une coupe longitudinale schématique d'un exemple de réalisation dans lequel la conduite annulaire pour l'agent d'adhérence est reliée par une conduite en fente annulaire à la conduite d'arrivée à l'orifice de sortie annulaire $ la figure 2 est une coupe longitudinale d'un autre mode 30 de réalisation dans lequel la conduite annulaire pour l'agent d'adhérence est reliée, en passant par un étranglement suivi d'un élargissement, à la conduite d'arrivée à l'orifice de sortie annulaire extérieur« La filière représentée sur .la figure 1 comporte un corps 35 1 qui se compose de plusieurs parties de forme appropriée, emboîtées les unes dans les autres. Les parties sont réalisées de manière que plusieurs orifices de sortie annulaires concentriques 3 et 4 subsistent entre ces parties^ à la face frontale 2. Le nombre des orifices de sortie annulaires est fonction du nombre de 40 couches que l'on veut mettre en oeuvre sous la forme d'une gaine ou feuille tubulaire commune? Dans l'exemple représenté, on a pré 70 22305 5 2046892 vu deux orifices de sortie annulaires.' Les matières thermoplastiques destinées à être amenées sous la forme de feuilles sont amenées chacune à l'orifice de sortie annulaire 3 ou 4 en passant par une conduite 5 ou 6» Les con-5 duitès 5 et 6 peuvent être reliées à une pompe de refoulement s une boudineuse ou un dispositif analogue5 en passant par des conduites 7 et 8 fixées à 18aide de brideso " Dans l'exemple de réalisation représentés les-conduites d'arrivée 5 et 6 mènent vers des bifurcations 9 et 10 qui sont 10 disposées l'une derrière l'autre en direction axiale8 exactement au milieu du corps 1 de la filière. Les bifurcations 9 et 10 forment les points de départ d'un système de distribution qui est conçu de manière que les orifices de sortie annulaires 3 "et 4 puissent être alimentés de façon absolument uniforme en matière. 15 à partir d"un point centrale A cet effet 9 les bifurcations 9 et 10 sont reliées à des conduites annulaires 13 et 14 en passant par plusieurs conduites de liaison 11 s. 11®? 12s 123 etcoo» en forme de rayons0 Ces conduites annulaires sont destinées à homogénéiser encore davantage la matière et à -uniformiser la pression# 20 Par des conduites en fente annulaire 15 et 16 8 ces conduites de liaison sont reliées8 sur toute leur périphéries uniformément aux orifices de sortie annulaires 3 et 4. On a constaté qu'il est particulièrement avantageux que les conduites en fente annulaire 15 et 16 comportent des tronçons de plus grande section^ comme 25 cela est représenté en 17 et 18 sur le dessia,. Dans ces zones» l'écoulement -de la masse fondue est perturbé dans ce sens que la vitesse d'écoulement diminue^ ce qui influence favorablement lé mouillage de la masse fondue par un agent d9adhérenceo Selon l'invention;, Iearrivée de 1"agent deadhérence 30 fondu où liquide s"effectue9 dans la filière représentées par une conduite annulaire auxiliaire 19 alimentée depuis l'extérieur quir dans l'exemple représenté9 est reliée par au moins un? de préférence par plusieurs canaux de liaison 20 à une autre conduite annulaire 21 qui s8 étend à son tour vers 1"extérieur en passant 35 par un canal radial.22« Le mode de réalisation choisi pour l'exemple repré~ senté n'est pas obligatoire pour 1°invention» Ainsi9 la conduite annulaire 21 peut égalaient être supprimée et le canal 22 peut déboucher directement dans la conduite annulaire 19. Toutefois? le 40 mode de réalisation représenté offre l'avantage que la pression 70 22305 6 2046892 de- 18agent d'adhérence dans la filière toute entière est plus uni~-formeà quoi s'ajoute encore le fait que, dans le mode de réalisa-~ tion représenté5 la filière peut être assemblée d'une manière particulièrement simple à partir de ses différentes parties. 5 Dans l'exemple représenté sur la figure 1s la conduite annulaire auxiliaire 19 est reliées en passant par la conduite en fente annulaire 23 s à la conduite en fente annulaire extérieure 15 servant à conduire la masse en fusion qui doit former la couche extérieure0 la conduite en fente annulaire 23 débouche sous un ~ 10 angle aigu d8environ 30® dans la conduite 15s ce qui fait que l'agent d'adhérence fondu s"applique sans perturbation contre la masse fondue circulant dans.la conduite 15» la figure 2 représente un autre exemple de réalisation de l'objet de l'invention;, dans lequel la conduite annulaire auxi-15 liaire 19 est d "abord reliée à tua étranglement 24 dont la fonction correspond à peu près à celle de la conduite en fente annulaire 23à Cet étranglement 24 est suivi toutefois d'une zone 25 de plus grande section transversale s qui forme le réservoir déjà mentionné ci-dessus pour l'agent d'adhérence fondu,, Ce mode de réalisation pré-20 sente l'avantage particulier que des variations de la pression-et de la vitesse de transportv tant de l'agent d'adhérence fondu que de la masse fondue à mouiller v sont mieux compenséeso te dessin permet de reconnaître que la conduite annulaire auxiliaire 19 est pratiquée au moins partiellement, dans un 25 élément de construction annulaire échangeable 26 qui peut être échangés en cas de besoin;, contre un élément de construction semblables ne comportant cependant pas de conduite annulaire» Ainsi, il est possible d'utiliser la filière conforme à l'invention tant pour la fabrication de feuilles à couches multiples, avec des 30 zones intermédiaires d'agent d*adhérence, que pour des feuilles à couches multiples sans zones intermédiaires de ce type» Pour démonter 18élément de construction 26s il faut d'abord retirer la pièce d5 embase 27 et enlever ensuite vers le bas les pièces intérieures . 28 et 29« Ensuite9 on peut également enlever vers le bas l'élément 35 de construction 26 à travers la fente ainsi dégagée® Pour maintenir la température à l'intérieur de la filière uniformément à la valeur nécessaire pour la mise en oeuvre optimale des matières synthétiquess on entoure la filière d'extrusion-soufflage conforme à l'invention de façon connue d'une ou de 40 plusieurs manchettes chauffantes 30» les feuilles tubulaires 70 22305 7 2046892 extradées sur la filière conforme à l'invention sont représentées sahématiquement en 31 et 32. Le dispositif conforme à l'invention permet d'appliquer un film très mince d'agent d'adhérence uniformément sur la surface 5 de l'une au moins des deux couches devant être réunies entre elles. Pour -pouvoir utiliser de façon optimale les propriétés avantageuses qu'offre ainsi la couche d'agent d'adhérence., il peut être désirable de définir avec précision, quant à' sa forme et à ses dimensions y la zone 33 dans laquelle les deux feuilles 31 et 32 10 destinées à être réunies se trouvent en face l'une de l'autre sans contact. Poiir permettre cela, on rapporte sur la face frontale 2 de la filière conforme à l'invention un dispositif de calibrage 34» de préférence réglable, qui se compose dans l'exemple représenté de deux.parties concentriques, à savoir d'une plaque centrale de 15 calibrage 33 et d'un anneau de calibrage 36. Les deux parties' laissent subsister entre elles une fente 37 pour la sortie des feuilles .31 et 32 ou de la gaine 38 formée par les deux feuilles dé,jà réunies. Les parois 39 et 40 du dispositif de calibrage 34 ' " se trouvent en face l'une de l'autre à une distance appropriée, de 20 préférence réglable. La réunion des deux feuilles tubulaires- 31 et 32 se produit alors à peu près à l'endroit où les~deux gaines-quittent la filière surmontée par le dispositif de calibrage.-'Par déplacement des parties 35 et 36 l'une par rapport à l'autre, on peut régler la fente de sortie 37 de manière qu'elle ait la même 25 largeur, en tout point de sa périphérie, et que les deux gaines ■31 et 32 puissent ainsi être réunies uniformément. Le réglage et le blocage du dispositif de calibrage 34 peuvent être effectués^ par exemple, au moyen d'une jauge, à l'aide de-vis de serrage 43 et 44. 30 • En vue du gonflement de la gaine extrudée, on prévoit de façon connue encore une conduite d'arrivée de gaz 41. En outre, la figure 2 permet de reconnaître que le dispositif de calibrage 34 peut également être entouré d'une manchette chauffante 42 qui permet de régler la température dans le dispositif de calibrage 35 exactement à la valeur la plus avantageuse. Cette valeur peut être supérieure ou également légèrement inférieure à la température à laquelle se trouve la partie restante de la filière d'extrusion-soufflage. Finalement, il faut noter que la manchette 42 peut également être -une manchette de refroidissement garnie, par exemple, AO dEéléments Peltier ou analogues, c'est-à-dire un dispositif qui 70 22305 8 2046892 permet de refroidir les gaines 31 et 32 relativement vite à"une température qui est inférieure à la température d'extrusion» mais qui est si possible encore supérieure à la température minimale de soudage® 70 22305 9 2046892 BETEHPICAIION3 1. Filière d'extrusion-soufflage pour la fabrication de feuilles multicouches en matières thermoplastiques, avec plusieurs orifices de sortie annulaires concentriques, caractérisée par le 5 fait que la filière comporte,en vue de l'application d'une couche intermédiaire d'adhérence sur l'une au moins des gaines destinées à être réunies à l'extérieur ou à l'intérieur du corps de la filière} une conduite auxiliaire annulaire ou en fente annulairei alimentée depuis, l'extérieur, reliée à l'intérieur de la filière, 10 dans la zone où la pression de la masse fondue n'a pas encore diminué, à au moins l'une des conduites d'arrivée menant vers les orifices de sortie annulaires, Sur toute leur périphérie. 2„ Filière suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que la conduite pour l'agent d'adhérence est une conduite 15 annulaire se trouvant au moins partiellement dans un élément de construction annulaire qui peut être remplacé par un autre élément de construction annulaire ne renfermant pas de conduite. 3. Filière suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que la conduite pour l'agent d'adhérence est reliée à au 20 moins une conduite en fente annulaire qui est coaxiale aux conduites d'arrivée et qui débouche sous un angle aigu dans l'une au moins de ces conduites. 4o Filière suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que la conduite pour l'agent d'adhérence communique avec au 25 moins une conduite d'arrivée en passant chaque fois par une fente annulaire qui est sensiblement moins large que la conduite d'arrivée associée, la fente annulaire s'élargissant le cas échéant de nouveau.avant de déboucher dans la conduite d'arrivée. 5. Filière suivant la revendication 1, caractérisée par 30 le fait que la conduite d'arrivée pour la matière thermoplastique formant la feuille comporte., après la zone dans .laquelle la fente annulaire y débouche, une zone de plus grande section, s'étendant dans le/sens d'écoulement de la matière0 6. Filière suivant la revendication 1, caractérisée par le 35 fait qu'un dispositif de calibrage est monté sur la face frontale du corps de la filière, ce dispositif comportant une fente annulaire réglable ou non pour le passage et pour le guidage des gai--, nés extrudéesc 7. Filière suivant la revendication 1, caractérisée par le 40 fait que le dispositif de calibrage peut être chauffé ou refroidi.