Brevet FR2120149A1 — publié le 19720811

k756k 1 2120149 Dans la technique de fabrication cxrfcinue des réripimts moulés par soufflage avec formation d'une chaîne de plusieurs récipients reliés entre eux, le démoulage des récipients pose un problème en ce que les récipients tendent à coller au moule lors de l'ouvertu-5 re de celui-ci. On a découvert que si le récipient est mis sous tension lors de l'ouverture du moule, cette tension facilite le démoulage. Ladite tension est créée en utilisant un transporteur propre à tirer les récipients hors du moule à une vitesse assurant une tension suffisante pour le démoulage sans déformer le récipient. 10 En conséquence, l'invention a pour but de faciliter le démou lage de récipients orientés qui sont préparés par un procédé continu de moulage par soufflage et qui sont formés en polymères solides de mono-alpha-oléfines ayant jusqu'à six atomes de carbone et des degrés poussés de cristallisation, par exemple, des polymè-15 res d'éthylène de densité élevée, le polypropylêne isotactique, le poly-4-méthylpentëne-l, le polvbutène et similaires. D'autres buts et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée aui va en être faite ci-après, en se référant aux dessins annexés, sur lesauels : 20 - la figure 1 est un sclr'rj de circulation du procédé selon 1'invention, - la figure 2 est une vue en plan de l'appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé, - la figure 3 est une vue latérale en bout de l'un des moules 25 et de son mécanisme d'actionnement, - la figure 4 est une vue de côté simplifiée de l'appareil selon la figure 2 montrant les positions relatives des moules quand l'un d'eux est en une position de démoulage d'une bouteille, - la figure 5, enfin, est une vue semblable à la figure 4 30 montrant les positions relatives des moules quand l'un d'eux est prêt à se refermer. Sur le schéma de arculaiion (figure I), une extrudeuse 1 est utilisée pour extruder un tube 10 qui est, de préférence, en polypropylêne. Le tube passe à travers une chambre d'apprêtage 2 et ensui-35 te dans un bain de refroidissement 3 dans lequel il est refroidi au-dessous de sa température de cristallisation. Dans le cas du polypropylêne, on refroidit le tube à environ 120°C pour en accélérer la cristallisation. Le tube 10 est tiré de l'extrudeuse à travers la chambre d'apprêtage et le bain de refroidissement par un jeu 40 entraîné de bandages opposés (non représentés). 71 47564 2 2120149 Le tube 10 est réchauffé dans un four 4 à une température de quelaues degrés au-dessous de son point de fusion cristallin (environ 140 à 167°C) et, après réchauffage, ce tube traverse un cône de resserrement 12 pour arriver dans des moules 14 et 16 5 qui, en alternance, saisissent le tube 10 et s'écartent du four pour étirer le tube' à son passage à travers le cône 12 et en effectuer ainsi l'orientation. Chaque moule communique avec une source de pression pour effectuer l'expansion du tube dans le moule et lui donner la forme d'un récipient ou bouteille tel 10 qu'illustré en 86 (et plus loin en 88 et 90). Les bouteilles arrivent dans un transporteur 18 comportant une chaîne de bouteilles. Les bouteilles peuvent alors quitter le transporteur qui les décharge à un poste de finition 5 où les bouteilles sont séparées, où leurs bavures sont supprimées et 15 où les goulots sont alésés à leur dimension définitive. L'invention vise un procédé de moulage continu par soufflage de récipients cristallins orientés, procédé selon lequel le récipient est mis sous une tension suffisante au moment de l'ouverture du moule (dans lecruel le récipient a été formé) pour 20 faciliter son dégagement du moule. Le procédé qui permet d'aboutir à ce résultat va être décrit en détail par la suite. Sur les figures 2 et 3, on peut voir des éléments de support 20 et 22, chaciue support 20 comprenant un coussinet taraudé 21 25 recevant une extrémité d'un arbre fileté rotatif 24, alors que chacrue support 22 porte un moteur réversible 26 fixé à ce support et reçoit l'autre extrémité de l'arbre fileté 24. Un chariot porte-moules longitudinalement mobile comprend une plateforme 27, deux plaques longitudinalement espacées 28 fixées à la plateforme 30 27, une plaque 29 fixée à la plateforme 27, une barre 30 fixée à la plaque 29 et des barres de guidage 32 qui sont assujetties à une barre 34 fixée elle-même à deux plaques longitudinalement espacées 36, Une barre 37 de guidage du chariot s'étend parallèlement à l'arbre fileté 24, au-dessus de celui-ci et est fixée 35 aux supports 20 et 22. Cette barre 37 n'apparaît pas sur la figure 2 pour ne pas compliquer inutilement le dessin. Cependant, sur la figure 3 on peut voir que la barre 37 traverse les supports 28 pour guider en coulissement la structure du chariot. Un cylindre hydraulique 38 présentant des orifices 39 et 40 est fixé â la 40 plaque 29 et, dans ce cylindre, coulisse une tige de piston 41. 71 47564 3 2120149 Une plaque coulissante 42, fixée à la tige de piston 41 présente des ouvertures 44 pour le passage des barres 32 en vue d'un guidage en coulissement de la plaaue 42, A chaque extrémité de la plaque 42, sont rapportées des brides 46 et un arbre 48 est fixé ^ à ces brides 46. Une série de bielles 50, 52, 54 et 56 sont articulées par un bout à l'arbre 48 et sont articulées par l'autre bout à des bras de levier 58, 60, 62 et 64 respectivement. Ces bras de levier sont articulés en des points intermédiaires à un arbre fixe 66 assujetti aux plaques 36. Les autres extrémités 10 des leviers 60 et 62 sont fixées à la moitié supérieure du moule alors que les autres extrémités des leviers 58 et 64 sont fixées à la moitié inférieure du moule pour permettre de l'ouvrir et de le fermer. Pour fermer le moule à partir de sa position.ouverte repré-15 sentée sur la figure 3, on admet un fluide sous pression dans le cylindre 38 à travers l'orifice 40 de sorte que la tige de piston 41 est avancée pour faire coulisser la plaque 42 sur les barres de guidage 32 vers l'avant ainsi crue l'arbre 48 articulé aux bielles. L'avancement de l'arbre de pivotement 4 8 provoque le pi-20 votement des bielles 50, 52, 54 et 55 dans le sens horaire autour de leurs articulations, conjointement avec les leviers correspondants, ce qui oblige ces leviers 58, 60, 62 et 64 à pivoter autour de l'arbre 66 dans le sens anti-horaire pour.fermer le moule de la façon indiquée en traits interrompus sur la figure 3. 25 L'introduction de la pression dans l'orifice 39 du cylindre 38 oblige la tige de piston 41 à se mouvoir dans le sens opposé, de sorte que les bielles et les leviers auittent la position indiquée en traits interrompus pour prendre la position d'ouverture du moule (en traits pleins sur la figure 3}^ Le moule est déplacé 30 longitudinalement vers ou depuis le four par un actionnement du moteur 26 qui fait tourner l'arbre fileté 24 par l'entremise de l'accouplement fileté avec le coussinet 21 en obligeant toute la structure du chariot à glisser le lona de l'arbre de guidage 37 pour se rapprocher du four ou s'éloigner de celui-ci, selon le 35 sens de rotation de l'arbre correspondant. Le mécanisme d'action-nement du moule 16 est le même que celui du moule 14 et on a donc conservé les mêmes références numériques en les faisant suivre de la lettre "a". L'installation pour introduire la nression pneumatique dans 40 les moules, pour ouvrir et fermer les moules et pour manoeuvrer 71 47564 4 2120149 les arbres filetés afin de déplacer les moules, l.e tout suivant l'ordre correct, comprend des interrupteurs de fin de course, des contacteurs pour freins pneumatiques, des électro-vannes et des minuteries, tous ces composants étant bien connus et ne fai-5 sant pas partie de l'invention. Si l'on considère les moules fermés, la cavité principale ifra (figure 4) du moule présente la forme d'une bouteille. Les moules pincent ou scellent hermétiCTuement le tube 10 suivant une ligne de pincement eu scellement avant 68 et une ligne de pincement ou 10 scellement arrière 70. Le transporteur 18 comprend un châssis de support 72 sur lequel sont montés des rouleaux 74. Une courroie transporteuse 76 passe sur les rouleaux 74 et est entraîné par des galets 78 qui viennent en prise avec elle. Un plateau de frein 80 est monté sur 15 le châssis par l'intermédiaire d'axes 82 qui coulissent dans le châssis. Chaque axe 82 est entouré d'un ressort à boudin 84 qui est comprimé entre le sommet du châssis et le plateau de frein 80 de manière à pousser le plateau de frein vers une position de contact avec une série de bouteilles 86, 88, 90. La force que les 20 ressorts 84 exercent sur les bouteilles est suffisamment élevée pour empêcher tout mouvement vers l'arrière des bouteilles sous l'effet des forces qui tendent à tirer les bouteilles dans ce sens. En fonctionnement, la figure 2 montre les deux moules en 25 position fermée, une bouteille 92 étant également en cours de formage dans le moule 16 qui est prêt à être ouvert. Le moule 14 vient d'être refermé autour d'un tronçon du tube 10 et une bouteille 94 a été formée dans ce moule par l'admission de la pression pneumatique dans le tube à travers une tubulure d'insufflation 30 (non représentée) placée dans le moule et pénétrant dans le tube. Le cylindre 38a est actionné pour ouvrir le moule 16 et le moteur 26 fait tourner l'arbre 24 dans le sens anti-horaire afin de fai-• re avancer le moule 14 en l'écartant du four à une vitesse qui est plus grande que celle à laquelle le tube 10 sort du four. Le 35 moule 14 saisit le tube 10 pour le tirer à travers un cône de rétrécissement 12 et étirer ou orienter un tronçon du tube à une longueur comprise entre environ 2,5 et 4 fois sa longueur initiale dans le sens longitudinal. Alors que le moule 14 progresse vers l'avant, le moteur 26a est actionné pour faire tourner l'arbre 24a 40 dans le sens horaire en vue de faire revenir le moule 16 en di 71 47564 5 2120149 rection du four et lui faire prendre une position adjacente à celle d'un tronçon de tube orienté, comme on peut le voir sur la figure 5. Dans cette position, le moteur 26a est arrêté, son sens de rotation est inversé afin crue l'arbre 24a soit entraîné en ro-5 tation dans le sens anti-horaire pour écarter ainsi le moule 16 du four et le cylindre 38a est alors actionné pour refermer le moule sur le tube et former =îinsi une autre bouteille. Après cela, le cylindre 38 est actionné pour ouvrir le moule 14 et le sens de rotation du moteur 26 est inversé afin de faire tourner 10 l'arbre 24 dans le sens horaire et ramener le moule 14 vers le four pour une répétition du cycle. On comprend crue tout juste avant l'ouverture du moule 16, la longueur "X" de la matière orientée entre la ligne de pincement ou scellement avant 68 du moule 14 jusqu'à la ligne de pincement 15 avant 68 du moule 16 est telle qu'au moment de l'ouverture du moule 16 on constate une réduction importante de la dimension longitudinale. Ce phénomène est dû principalement à la récupération élasticrue et, à un très faible degré, au retrait thermique. On observe une plus forte réduction de la longueur dans la ma- -20 tière de déchet 9 6 entre les moules 14 et 16 crue dans les bouteilles. Une partie de la bouteille 86 et de la matière de déchet 98 reliant la bouteille 92 à la bouteille 86 est maintenue sous une légère tension par la rotation continue de la courroie 76 du transporteur 18 afin qu'une tension initiale soit présente dans 25 la matière de déchet 98. Cette tension initiale est minime, en étant habituellement inférieure à 4 50 arammes de force ou de traction. Cette tension facilita le dégagement de la bouteille 92 du moule 16. Par suite de la présence de cette tension initiale dars la matière de déchet 98, or. doit compenser la réduction de 30 la longueur car, à défaut d'une telle précaution, une tension trop importante s'établirait dans la matière libre si bien crue le fond de l'une des bouteilles oucfes deux bouteilles 86 et 92 pourrait c^der-, La distance "X - v" ontre la liane de pincement avant 68 de 35 la bouteille 86 et la ligne de pincement avant 68 de la bouteille 92 correspond à la lonaueur de la matière après sa réduction de Innnueur. "our assurer aue la réduction de longueur ne provoque au'une léaëre tension dans la matière "T" 'figure 4), le moule 14 doit parcourir une distance "X" pendant que le transporteur dê-40 Place la bouteille 92 d'une distance "X - V". En d'autres termes, 71 k756k 6 2120149 la vitesse du moule est plus élevée que la vitesse de traction du transporteur, la différence étant sensiblement égale à celle du "retour élastique". La figure 5 montre qu'au moment où le moule 16 est pratiquement prêt à se refermer sur le tube orienté 10, le 5 moule 14 aura parcouru la distance "X - Z" alors que la distance entre la ligne de pincement avant 68 sur la bouteille 94 et la ligne de pincement avant 68 sur la bouteille 92 aura diminué à une valeur de "X-Y+K", "K" étant le retrait résiduel et "Z" étant la distance vers l'avant que le moule 14 doit encore parcourir. 10 Le taux de réduction de longueur dépend de divers facteurs tels que le degré d'étirage imprimé au tube, la température de ce tube pendant l'étirage, la température des moules, la dimension du récipient gonflé, la quantité de déchets, la nature du polymère utilisé etc. Par exemple, si l'on étire un tube en polypro-15 pylène (vendu sous la désignation commerciale "Pro-Fax 6801") à environ trois fois sa longueur initiale à une température d'environ 16 5°C et que la température du moule est d'environ 13°C, (Y) le taux de réduction de longueur est d'environ 9% -~y . On règle la vitesse de traction du transporteur à environ 3 mêtres/minute 20 et la vitesse des moules à environ 3,3 m/minute, ce qui développe entre la bouteille 92 et la bouteille 94 une tension tout juste suffisante pour faciliter le démoulage de la bouteille 94 du moule 14 au moment de son ouverture, mais cette tension demeure insuffisante pour déformer une partie quelconque de la matière 25 "T". Bien qu'on ait représenté une installation particulière de moules mobiles, il est évident que l'invention est applicable à d'autres installations de moules, par exemple l'installation décrite et illustrée à la figure 3 du brevet E.U.A. No. 3.288.317 30 F.E. Wiley (cédé à la Société Phillips Petroleum Co.). Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, 1'invention 'ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. 71 47564 7 2120149 REVENDICATIONS 1 - Procédé de moulage continu par soufflage de récipients orientés, consistant à introduire une longueur indéfinie d'un tube en un polymère solide d'une mono-alpha-oléfine cristalline 5 contenant jusqu'à six atomes de carbone et à faire passer continuellement ce tube à travers une enceinte de chauffage pour porter la température de ce tube à une valeur tout juste inférieure à son point de fusion cristallin, un récipient contenu dant.. un premier moule étant relié par une extrémité par de la matière de 10 déchet à un autre récipient placé sur un transporteur et, par son autre extrémité, à encore un autre récipient situé dans un second moule, chaque récipient comportant une ligne de fermeture hermétique à l'avant et une ligne de fermeture hermétique à l'arrière, le transporteur étant situé en avant des moules alors 15 que ces derniers sont placés en avant par rapport à l'enceinte de chauffage, caractérisé en ce qu'il consiste : à maintenir une tension dans la matière située entre le second récipient sur le transporteur et la ligne de fermeture hermétique avant du premier moule, ainsi que dans la matière de déchet entre les moules quand 20 ces derniers sont fermés, de sorte que lorsqu'on ouvre le premier moule, 1^ tension exercée sur la matière facilite le démoulage d'un récipient nouvellement formé du premier moule ; et à déplacer le second moule vers le transporteur à une vitesse linéaire plus grande que celle à laquelle ledit transporteur déplace le 25 second récipient, la différence entre ces vitesses étant sensiblement égale à celle du retrait et de la réduction simultanée de la longueur de la matière entre les deux lignes avant de fermeture hermétiaue, pour maintenir ainsi la tension dans la matière à une valeur suffisamment élevée en vue de faciliter le démou-30 lage, mais insuffisante pour provoquer la déformation d'un récipient cruel conque formé dans la matière sous tension. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le polymère de mono-alpha-oléfine cristalline est un polypro-pylène. 35 ^ - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les récipients sont des bouteilles. 4 - Procédé selon l'une quelconaue des revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que l'appareil ne comporte que deux moules, de sorte qu'après son ouverture, le premier moule effectue 40 une course de retour pour serrer une portion de tube crui est 71 47564 8 2120149 orientée par le second moule. 5 - Dispositif de moulage pour mettre en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des précédentes revendications.