Brevet FR2110288A1 — publié le 19720602

' ' 2110288 lia présente invention se rapporte à un procédé et à un appareil pour le chauffage des billettes de matières plastiques polymères. L'invention est particulièrement applicable au chauffa-5 ge des matières plastiques polymères qui peuvent être travaillées à froid et qui sont écroadssables à l'état solide, c'est-à-dire entre une température supérieure proche du point de ramollissement ou de fusion auquel la matière commence à changer d« forme sans application d'aucune force, et une température infé-10 rieure que l'on appelle le point de transition vitreuse, auquel, la matière devient fragile et oppose une forte résistance à la déformation sous l'action d'une force appliquée, sauf si cette force est très grande et maintenue pendant un temps relativement long* 15 Si les matières sont maintenues à une température éle vée pendant use période trop longue, et particulièrement si elles sont exposées à l'air, elles tendent à présenter une efflerescence qui affecte défavorablement l'aspect et la qualité du produit» 20 II est très avantageux de chauffer les billettes à une température aussi proche que possible de leur point de fusion pour obtenir de meilleures conditions de formage mais, si on les chauffe à une température trop élevée, elles perdent leur forme et deviennent poisseuses et si elles entre directement 25 en contact avec les surfaces métalliques de chauffage alors qu'elles sont trop chaudes, elles adhèrent et forment un résidu qui est très difficile à enlever» Il est donc souhaitable de chauffer les matières aussi rapidement et aussi à coeur que possible et de régler la durée 30 et la temmérature du chauffage d'une façon aussi précise que possible et il est particulièrement souhaitable de réduire au minimum le contact avec l'air au cours du chauffage. ..Un grand nombre de matières plastiques plymères, par exemple le polyéthylène et le polypropylène possèdent '«ne très 35 faible conductibilité thermique, de sorte qu'il est difficile de faire pénétrer la chaleur au covur des pièces, même si elles sont relativement minces, dans une mesure suffisante pour 71 35945 2 2110288 assurer l'établissement de la température désirée à un degré sensiblement uniforme dans toute la masse de matière plastique. La températurè de chauffage ne doit pas être supérieure au point de fusion, sinon la surface externe fond avant que le 5 centre ne soit échauffé suffisamment. Le but de l'invention est de réaliser un procédé et un appareil capables de répondre d'une façon satisfaisante aux conditions exigées mentionnées plus haut. Le procédé de chauffage des billettes de matières plastiques polymères suivant 10 l'invention, consiste à disposer les billettes entre les plaques chauffantes et à faire avancer les billettes entre ces plaques tout en maintenant continuellement ces plaques en contact avec les billettes. Les billettes se déplacent continuellement entre les 15 plaques chauffantes qui sont maintenues à un écartement fixe pour être soit en contact complet avec l'une ou chacune des faces des billettes, soit suffisamment près de l'une ou de chacune de ces faces pour être en contact avec les parties gauchies ou les pavures des surfaces des billettes. Les plaques 20 chauffantes sent, de préférence, enduites d'une matière de revêtement superficiel qui possède un coefficient de frottement faible par rapport aux billettes. La matière d'enduction préférée est un polymère de fluorocarbure, plus particulièrement le polytétrafluorothylène. 25 De cette façon, on peut maintenir la température de chauffage à sa valeur maximale légèrement au-dessous du point de fusion, pour chauffer les billettes à une température de 3 à 11e au-dessous du point de fusion et chauffer les parties intérieures de ces billettes à une température inférieure de 30 moins de 2°C à la température superficielle. En maintenant les plaques chauffantes dans des positions relatives fixes telles qu'elles demeurent en contact complet avec les deux faces des billettes, en réduit à une très faible valeur le contact des billettes avec l'air au cours du chauffage. 35 Par exemple, lorsqu'on chauffe des billettes de poly- propylènç d'une épaisseur de 3,5 *m et d'un diamètre de 10 cm, entre des plaques chauffantes de 4,85 * 4e longueur, chauffées 71 35945 3 2110288 par circulation d'huile chaude dans des conduits, on a constaté qu'on peut maintenir les billettes à 0,55°C au-dessus ou au-dessous d'une température désirée, mime sans utiliser de calorifuge extérieur sur les plaques chauffantes, les plaques 5 chauffantes peuvent être chauffées sur toute leur surface à une température uniforme par exemple à 157°C (le point de fusion du polypropylène étant de 168°G), et les billettes présentent alors cette température à leur sortie lorsqu'elles ont séjourné pendant environ 2,5 minutes entre les plaques chauf-10 fantes, et que 35 ou 40 billettes progressent entre les plaques. L'invention a également pour objet un appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé, qui comprend des plaques chauffantes parallèles et espacées agencées pour recevoir les bil-15 lettes entre elles, des moyens qui font avancer les billettes entre les plaques chauffantes, qui maintiennent les plaques chauffantes en contact continu avec les billettes pendant le passage de ces dernières entre les plaques. La description qui va suivre, en référence aux dessins 20 annexés, donnés surtout à titre d'exemple, fera mieux comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces dessins, - la figure 1 est une vue en élévation de côté, en partie en coupe, d'un appareil de chauffage des billettes sui- 25 vant l'invention ; - la figure 2 est une vue de dessus de l'appareil de la figure 1 sur laquelle certaines parties ne sont pas représentées ; - la figure 3 est une vue à plus grande échelle de la 30 partie 3 de la figure 1 ; - la figure 4 est une coupe locale et également à plus grande échelle qui montre les moyens de réglage des plaques chauffantes de l'appareil. Dans la forme de réalisation représentée, l'appareil 35 comprend un bâti 10 monté sur des roulettes orientables 11. Un élément chauf f an t/ië ^ î SM^de plaque 12 est monté sur le bâti 10 et un élément chauffant supérieur 13 est suspen 71 359^5 U- 2110238 du par des ressorts 14 (figure 4) que l'on peut régler au moyen d'écrous vissés sur des tiges filetées 15 elles-mêmes portées par des potences 16 montées sur le bâti 10. Chaque élément chauffant 12, 13 comprend une plaque métallique inté-5 rieure 17, de bonne conductibilité thermique, destinée à entrer en contact avec les billettes, et réalisée par exemple en aluminium, en cuivre ou en acier, des moyens d~ chauffa -indiqués sur les dessins par des tubes ou conduites de f 1 analogues 18 et un couvercle extérieur 19, qui peut être coïus-10 titué par une plaque métallique et/ou une plaque de matière isolante. Chaque élément comprend également des moyens de c: •. mande de chauffage, non représentés. Les plaques 17 portent, sur la face destinée à entrer en contact avec les billettes, une couche 17a d'un enduit à faible coefficient de frottement 15 tel qu'un polymère de fluorocarbure, de préférence le polyté» trafluoroéthylène, pour faciliter la circulation des billettes entre les plaques 17» en dépit de la pression avec laquelle les plaques sont appliquées sur ces billettes. Dans le présent mémoire, on entendra aussi bien par 20 billettes les feuilles dans lesquelles les billettes sont découpées que les billettes elles-mêmes qui sont supposées avoir été préalablement découpées à froid avant d'être introduites dans l'appareil de chauffage. Le dispositif d'avance des billettes comprend des 25 barreaux pousseurs transversaux 20 qui sont plus minces que les plus minces des billettes à chauffer et qui sont fixées à des éléments transporteurs sans fin 21 portés par des poulies 2° Les poulies prévues à l'extrémité d'alimentation sont réglât.I ^ au moyen de coulisseaux 23 et de vis de réglage 24 pour permet-30 tre de tendre les transporteurs. Les billettes W à introduire dans les intervalles entre les barreaux pousseurs adjacents 20 sont fournies par un dispositif de stockage de billettes en pile tel par exemple qu'une trémie 25 montée au-dessus de l'extrémité d'alimenta-35 tion de l'élément chauffant inférieur 12, l'élément chauffant supérieur 13 étant dans ce cas découpé ou raccourci de mat;icre à laisser les billettes descendre sur l'élément chauffant in 71 35945 5 2110288 férieur. Un arbre 27 portant les poulies 22 à l'extrémité de déchargement est entraîné par une courroie 28 qui prend son mouvement sur un réducteur à engrenage 29 entraîné par un mo-5 teur M» Le réducteur 29 est monté sur un support coulissant 30 qu'on peut régler au moyen d'une vis 3*1 pour régler la tension de la courroie 28* Un dispositif de commande 32 est prévu pour régler la vitesse du moteur d'entraînement. L'arbre 33 du réducteur 10 29 peut être équipé d'un embrayage-frein 34 à commande magnétique pour faire démarrer et arrêter l'acheminement des billette» à volonté• Le dispositif de commande 32 permet également de commander le trandfert des billettes chauffées de l'appareil de 13 chauffage à la presse à emboutir qui lui est associée et de commander le fonctionnement de cette presse. Les billettes chauffées sont déchargées sur une gou-lotte 52 d'où elles tombent sur une table 53 et, de là, elles sont introduites par un poussoir 50 commandé par un dispositif 20 moteur 51 tel qu'un vérin sur la surface d'appui 54 du porte-matrice 55 d'une presse à emboutir 56 qui comprend un coulis-seau serre-flan 57 et un poinçon 58 qui coopère avec un piston électeur 59« La presse à emboutir 56 et le poussoir 50 ont un cycle 25 de travail plus rapide que celui de la sortie de l'appareil de chauffage, pour laisser à la presse tin temps largement suffisant pour emboutir et débiter un article avant qu'une autre billette lui soit amenée. Dans une réalisation préférée le transfert et l'emboutissage d'une billette sont commandés dès 30 que cette dernière tombe sur la table de trandfert, par la présence même de cette billette, qui est détectée par le rayonnement de chaleur, le poids ou équivalent, et par l'intermédiaire d'un dispositif de commande déclencheur 60 prévu sur la table de transfert 53 et d'un dispositif de commande déclencheur 61 35 associé au dispositif 51» I* goulotte et la table de transfert peuvent éventuellement être enfermés sous un capot, ce qui réduit au minimum le contact avec l'air mais, en tout cas, 71 35945 2110288 l'expositio* à l'air est très brève<> Le fonctionnement du dispositif décrit ci-dessus est le suivant ; si les plaques chauffantes sont à la température voulue et qu'une pile de billettes est disposée dans la trémie 5 25, le mécanisme des barreaux pousseurs 20 extrait une billette de la trémie chaque fois qu'un barreau passe sous la pile de billettes et peusse la billette vers l'avant entre les plaques chauffantes à 1*encontre de la résistance due à la pression de contact réglable qui est exercée sur cette billette par les 10 plaques* Le bord avant inférieur de la plaque chauffante supérieure peut éventuellement être chanfreiné pour faciliter l'introduction des billettes entre les plaques. Le revêtement de matière à faible coefficient de frottement qui est déposé sur les plaques chauffantes facilite le déplacement des billettes 15 entre les plaques. Le revêtement de matière à faible coefficient de frottement qui est dépesé sur les plaques chauffantes facilite le déplacement des billettes entre les plaques. Ce revêtement est suffisamment mince pour ne pas réduire notablement la transmis-20 sion de chaleur, bien que sa propre conductibilité thermique ne soit pas très élevée. Les billettes sont étroitement enfermées entre les plaques chauffantes pendant toute leur période de passage entre ces plaques puisque les plaques chauffantes sont continuellement maintenues en çontact avec les billettes 25 et qu'elles n'en sont Jamais séparées. L'exposition des billettes à l'air est donc réduite au minimum. L'écartemeat des plaques chauffantes est de préférence réglé de manière que le contact entre les billettes et au moins l'une des plaques chauffantes se produise dans la me-30 sure la plus faible possible, c'est-à-dire que cet état de contact s'approche effectivement de l'état de très grande proximité. Lorsqu'une billette est déchargée et descend le lont de la goulette 52 pour tomber sur la table de transfert 53, sa 35 présence est enregistrée par le dispositif de commande 60 et, sous l'action des dispositifs de commande 61 et 32 le poussoir 50 et la presse 56 décrivent un cycle, l'un pour amener la 71 35945 7 2110288 Mllette sur la partie d'appui 54 du porte-matrice 55 et l'autre pour transformer cette Mllette en un article présentant la forme d'une cuvette à rebord, et éjecter cet article de la presse avant qu'une autre billette ne soit déchargée sur la table 5 de transfert. le dispositif 60 peut être du type qui répond à la chaleur, et il peut alors être logé dans une ouverture découpée dans la table. Si, au contraire, le dispositif 60 est un dispositif qui répond au poids, la table est montée sur des ressorts de faible force de manière à répondre au poids d'une 10 billette qui tombe sur cette table. On peut également utiliser n'importe quel autre dispositif actionné par l'arrivée d'une billette sur la table. 71 35945 8 2110288 REVENDICATIONS 1) Procédé de chauffage de billettes d'une matière plastique polymère, caractérisé en ce qu'on dispose les billettes entre des plaques chauffantes et qu'on fait avancer les 5 billettes entre ces plaques tout en maintenant les plaques chauffantes continuellement en contact avec les billettes. 2) Procédé suivant la revendication 1, caractérir^ en ce que l'écartement des plaques chauffantes est réglé de manière qu'au moins l'une des plaques chauffantes soit mainte- 10 nue en contact avec les billettes dans la mesure la plus faible possible» 3) Appareil destiné à chauffer des billettes en matière plastique polymère, par le procédé suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comprend des 15 plaques chauffantes parallèles et espacées, agencées pour recevoir les billettes entre elles, des moyens pour faire avancer les billettes entre les plaques chauffantes et des moyens qui maintiennent ces plaques chauffantes continuellement en contact avec les billettes pendant le passage de ces dernières 20 entre ces plaques» 4) Appareil suivant la revendication 3» caractérisé e ce que les plaques chauffantes sont enduites sur leurs surf&Gé qui sont en contact avec les billettes d'une matière possédant un faible coefficient de frottement avec les billettes. 25 5) Appareil suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la matière d'enduction est un polytétrafluoroéthy-lène» 6) Appareil suivant l'une quelconque des revendications 3 à 5» caractérisé en ce qu'il comprend de plus, des 30 moyens de réglage qui agissent sur l'une des plaques chauffer»-» tes, et qui servent à régler la position de cette plaque par rapport à l'autre plaque et à régler la pression de contact exercée sur les billettes comprises entre les plaques chauffantes» 35 7) Billettes de matières plastiques polymère, earacté risées en ce qu'elles sont chauffées par application du procédé suivant l'une des revendications 1 et 2»