Brevet FR2234979A1 — publié le 19750124

La présente invention concerne un procédé cyclique perfectionné, pour mouler par soufflage en continu des récipients, à partir de polymères thermoplastiques. Ces polymères comprennent des polymères amorphes comme par exemple, le chlorure de polyvinyle, le polystyrène et le polyméthacrylate et des copolymères et terpolymères faits à partir de styrène, d'esters acryliques et méthacryliques, acrylonitrile et méthacrylonitrile; et des polymères cristallins comme des polymères de mono-alpha-oléfines contenant jusqulà 6 atomes de carbone, des polyesters, des polyamides, des polyacétals, des polycarbonates et des polyéthers. On peut aussi utiliser des mélanges de polymères ou des polymères en couches distinctes contiguës. Du polypropylène isotactîque convient particulièrement dans ce procédé. Dans l'art antérieur, le brevet Stats-Unis N 3 décrit un procédé cyclique pour mouler en continu par soufflage des récipients, à partir d1un tube fabriqué en continu fait d'un matériau polymère thermoplastique de synthèse; il consiste à faire passer le tube dans un réchauffeur, et à chauffer le tube à sa température d'orientation, puis à dilater des portions du tube dans des moules, sous l'action de la pression d'un fluide, sur les portions de tube lors-qu'elles se trouvent dans les moules; chacun des nombreux moules est successivement refermé autour d'une portion de tube et déplacé avec cette portion de tube à l'extérieur du réchauffeur, puis après dilatation de la portion de tube cônsidérée, le moule est recyclé, chale moule successif se refermant autour d'une portion de tube entre le réchauffeur et le moule précédent. La présente invention a pour objet, de fournir un procédé cyclique perfectionné pour moules en continu par soufflage des récipients, qui réduit le temps qui s'écoule entre le commencement de l'orientation dtune section tubulaire de matériau thermoplastique et la formation réelle du récipient. En conséquence, la présente invention améliore étant antérieur précédemment rappelé, en ce que la vitesse de mouvement de chaque moule 5T éloignant du réchauffeur est plus élevée que la vitesse à laquelle le tube est introduit dans le réchauffeur, si bien que la portion du tube située dans le réchauffeur est étirée, et en ce que l'on bride le tube en un point situé entre le réchauffeur et le moule correspondant s'éloignant du réchauffeur à des moments tels que chaque moule a parcouru une distance prédéterminée à partir du réchauffeur; par ce moyen, la portion de tube entre le point de bridage et le moule est étirée et orientée, et la portion située derrière- le point de bridage est ralentie, si bien que le tube étant élastique, la portion de tube derrière le point de bridage, qui est étirée au cours du mouvement initial du moule stéloignant du réchauffeur, se relâche au cours du bridage. Ainsi, le tube est étiré de façon élastique dans le réchauffeur ou four, et cela compense le retard intermittent du tube dt aux éléments de serrage. Cela est possible en raison de la capacité inattendue du tube à absorber la matière extrudée durant l'interruption en vertu de son élasticité dans le four. On obtient un avantage particulier en déplaçant le point de bridage vers l'arrière, en direction du réchauffeur lorsque le moule correspondant sort de celui-ci. Cela peut accélérer l'orientation, conduisant à un meilleur produit. De plus, outre que le procédé selon l'invention fournit un meilleur produit, il est aussi avantageux pour diminuer la durée de fabrication, et donner de meilleurs taux de production. 2 invention sera maintenant décrite plus en détail à titre d'exemple, en-référence aux dessins annexés, dans lesquels La Xigo 1 est un schéma du procédé selon l'invention; La Fig. 2 est une vue en plan d'une paire de moules et de l'appareillage propre à les faire fonctionner; La Fig. 3 est une vue de bout de l'un des moules, et du mécanisme qui les commande; La Fig. 4 est une vue de bout des éléments de retenue du tube, et du mécanisme qui les commande; La Fig. 5 montre les positions relatives des moules, du dispositif de retenue du tube, et du tube juste avant que débute le mouvement axial vers l'avant du dispositif de retenue;; La Fig. 6 montre les positions relatives des moules, du tube et du dispositif de retenue, juste avant le début du mouvement vers l'arrière du dispositif de retenue du tube effectué pour orienter le tube; La Fig. 7 est une vue de la position relative des moules du tube et du dispositif de retenue immédiatement après qu'une section du tube est orientée et qutan moule est sur le point d'entre refermé sur celle-ci. La Fig. 8 montre une modification illustrant les positions relatives des moules, tube et dispositif de retenue de tube, lorsque le dispositif de retenue a achevé son mouvement vers l'avant. En se reportant au schéma de la Fig. I, on voit quton utilise une boudineuse pour extruder un tube 10, de préférence en polypropylène Ce tube traverse un calibreur, puis un bain de refroidissement oi le tube est refroidi au-desssus de la température de cristallisation.Dans le cas du polypropylène, le tube est refroidi à environ 490C pour stimuler la cristallisation. lie tube 10 est étiré depuis la boudineuse à travers le calibreur et le bain de refroidissement, à l'aide d'un ensemble de traction constitué par des bandages opposés (non représenté). lie tube 10 est ensuite réchauffé dans un four jusqu'à quelques degrés au-dessous du point de fusion cristalline (environ 140 à 1670C). Après ce réchauffage, il passe entre une paire d'éléments de' retenue 12 avant d'arriver aux moules 14 et 16, qui, dans un mouvement alternatif, agrippent le tube 10 et sté- cartent du four pour tirer le tube du four sur une distance donnée; à ce n'ornent, les éléments de retenue se ferment et s'écartent du moule vers le four, pour orienter le tube. Chaque moule est mis en communication avec une source de pression qui sert à dilater le tube à 11 intérieur du moule, pour former un récipient 18. Celui-ci se dirige vers une station de finissage où il est séparé des autres récipients, et où les bavures sont éliminées. lies Figures 2 et 3 montrent des supports 20 et 22; chaque support 20 soutenant une extrémité dtun arbre fileté tournant 24, chaque support 22 portant un moteur 26 reversible fixé sur celui-ci et entrainant#1rautre extrémité de 11 arbre 24. Un charIot sup-port de moule, mobile longitudinalement comprend une plateforme 27, une paire a'oreilles 28 espacées dans le sens de la longueur, et fixées à la-plateforme 27, chacune portant un manchon 21 fileté intérieurement, dans lequel passe l'arbre 24; une plaque 29 fixée à la plateforme 27, une barre 30 fixée à la plaque 29 et des tiges de guidage 32 fixées d'autre part à la barre 34, qui est elle-m#me fixée à une paire d'oreilles 36 espacées longitudinalement. Une barre 37 de gui dage du chariot s'étend parallèlement et au-dessus de l'arbre fileté 24 et est fixée aux supports 20 et 22. La barre 37 atest pas représentée dans la fig. 2, pour plus de clarté. Ainsi qu'on le voit dans la fig. 3 la barre 37 traverse les oreilles 28 pour guider lé chariot par glissement. Un cylindre hydraulique ou vérin 38 comportant des orifices 39 et 40 est fixé sur la plaque 29, et sa tige de piston 41 peut se déplacer à l'intérieur de ce cylindre. Fixée à la tige de piston 41 est prévue une plaque 42 coullissante et qui présente des ouvertures 44 par lesquelles les barres 32 s'étendent pour guider la plaque 42 par glissement. Des brides-46 sont fixées à chaque extrémité de la plaque 42, et un arbre 48 est fixé aux brides 46.Un certain nombre de bielles 502 52, 54 et 56 sont montées de façon à pivoter par une extrémité sur l'arbre 48, et à pivoter à l'autre extrémité sur des bras de-levier 58, 60, 62 et 64 respectivement. Ces bras de levier sont reliés de façon à pivoter entre leurs extrémités sur un arbre stationnaire 66 fixé aux oreilles 36. Une extrémité des leviers 60 et 62 est fixée à la moitié inférieure du moule, et l'autre extrémité des leviers 58 et 64 est fixée à la moitié supérieure du pour ouvrir et fermer celui-ci. le moule est fermé, à partir de la position ouverte illustrée dans la fig. 3, par l'introduction#de fluide sous pression dans le-cylindre 38 par l'orifice 40, ce qui déplace en avant la tige de piston -41 et fait- glisser la plaque 42 sur les barres de guidage# 52 ainsi que l'arbre 48 de liaison et de pivotement.Le mouvement en avant de ltarbre-48 fait pivoter les bielles 50, 52, 54 et 56 autour de leur point d'articulation sur les bras d6 leviers respectifs, ainsi que les bras de levier 58, 60, 62 et 64 autour de l'arbre 66 pour fermer le moule, ainsi que cela est indiqué en pointillé- sur la fig. 3. L'intro- duction de fluide sous pression par l'orifice 39 du eylindre 38 provoque le déplacement de la tige de piston dans la direction opposée, Si tien que les bielles et les leviers#passent de la position indiquée- en pointillé à la position correspondant au moule ouvert, indiquée en traits pleins dans la fig. 3o Le moule se déplace longitudinalement en s 1approchant et s'éloignant du four, à l'aide du moteur 26 qui fait tourner l'arbre 24 engagé par son filetage dans le manchon 21, faisant ainsi glisser llen- semble du chariot de support du moule le long de l'arbre de guidage 37 dans un sens ou dans l'autre selon le sens de rotation du moteur 26. La description du mécanisme de commande pour le moule 16 est 'la meme que pour le moule 14, les références étant les mêmes, mais affectées de l'indice- a Dans la figure 4, le mécanisme de commande pour ouvrir et fermer les éléments ae retenue 12 et provoquer leurs déplacements axiaux est le meme que pour les moules 14 et 16, les références étant toutefois affectées de l'indice ('). lie moteur 26' est un moteur à 2 vitesses, capable de faire tourner l'ar- bre 24t beauc#oup plus rapidement dans le sens des aiguilles d1une-montre que dans l'autre sens, si bien que l'élément de retenue 121 se rapprochera plus vite du four qu'il s'en écartera. lie système dfintroduction d'air comprimé dans les moules, 12ouverture et la fermeture de ceux-ci, l'ouverture et la fermeture des éléments de retenue, et le fonctionnement des arbres file tés pour le déplacement des moules et des éléments du dispositif de retenue, le tout dans l'ordre convenable, comprend des interrupteurs de fin de course des contacteurs à frein d'air, des soupapes à solénoïdes et des minuteries qui sont bien connues. La fig. 2 montre les moules en position fermée, avec une bouteille 18 formée dans le moule 16 qui est sur le point d'être ouvert. lie moule 14 vient de se refermer sur une longueur de tube, et une bouteille-18 a été formée à l'intérieur de celui-ci sous l'effet d'air comprimé pénétrant dans le tube à travers une aiguille dXinjection (non représentée) fixée dans le moule et pénétrant dans le tube. On actionne le vérin 38a pour ouvrir le moule 16, et le moteur 26 fait tourner l'arbre 24 dans le sens inverse des aiguilles d'une montre pour éloigner le moule 14 du four à une plus grande- vitesse que le tube 10 est introduit dans le four. A ce point du processus, les organes du dispositif de retenue 12 sont ouverts, et le moule 14 serre le tube 10 pour le tirer sur une distance f à partir- des éléments de retenue 12 (fig. 5); à ce moment, le moteur 26 est actionné pour faire tourner l'arbre 242 dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, ce qui provoque le déplacement des éléments de retenue 12 depuis leur position "X" en s'éloignant du four et ils suivent le moule à la meame vitesse que celui-ci.La vitesse at éloignement du four est telle# que l'on ne dépasse pas la limite élastique du tube. lie moule est capable de se déplacer plus vite que n1 est introduit le tube dans le four, et il ne dépasse pas la limite élastique du tube, puisque l'étirement qui aura lieu se répartira sur une grande longueur de tube dans le four, se traduisant par un étirage élastique plutôt que par une orientation. lie moule 14 et les éléments de retenue 12 parcourent une distance "D" égale à environ "1,5 B" et à ce moment, le moteur 261 est arrëté, et le vérin 38' est actionné pour fermer les éléments de retenue sur le tube; ensuite, le moteur 26' est remis en marche pour faire tourner l'arbre 24' dans le sens des aiguilles dune montre, afin de ramener les éléments de retenue à leur position originale "X" pendant que le moule 14 se dirige vers la position "Z" pour ainsi étirer ou orienter la longueur "li1, du tube jusqurà "2-1/2 L lie tube qui retourne dans le four pendant que les éléments de retenue 12 reviennent vers celui-ci, est en fait rappelé par l'élasticité du tube dans le four, ce tube ayant été précédemment étiré par le mouvement du moule 14, de sorte que le tube dans le four reste dans un état de tension correct pendant toute l'opération.Pendant que le moule 14 avance, le moteur 26a est actionné pourfaire tourner arbre 24a dans le sens des aiguilles dtune montre, afin de faire retenir le moule 16 vers le four, où il prend une position voisine de la longueur "2-1/2 L" du tube orienté, ainsi que cela est indiqué dans la fig. 7.A cette position, le motelw 26a est arreté, puis inversé, pour faire tourner arbre 24a dans le sens invçrse des aiguilles d'une montre, de façon à éloigner le moule 16 du four. lie vérin 38a est alors actionné né pour fermer le moule sur le tube, de façon à former une autre bouteille. lie vérin 38' est alors actionné pour ouvrir les éléments de retenue 12, et le vérin 38 est actionné pour ouvrir le moule 14; à ce moment, le moteur 26 est inversé pour faire tourner 11 arbre 24 dans le sens des aiguilles d'mie montre, de façon à renvoyer le moule 14 vers le four, et répéter le meme cycle. la bouteille provenant du moule 14 passe alors à la station de- finissage. A titre d'exemple pratique de-mise #en oeuvre du procédé ci-dessus, la longueur "li" peut être 14,2 cm, la distance que parcourt le moule 14 pour atteindre la position "In sera d'environ 33 cm, la distance supplémentaire que doit parcourir le moule 14 vers la position nZw sera d'environ 2,5 cm, la distance "2-1/2 L" sera un peu inférieure à 35,5 cm ; le moule se déplacera à raison de 3 mzmn, le tube est introduit dans le four à la vitesse de 1,2 m/ms, le mouvement vers l'avant des éléments de retenue 12 s'effectue à la vitesse de 3 m/mn, et le mouvement opposé de ces éléments 12 à la vitesse de 24 m/mn;; le taux d'étirage élastique dû à la différence de vitesse entre le mouvement du moule et la vitesse à laquelle est introduit le tube dans le four est dtenviron 2,1%. lia fig. 8 montre une modification du procédé ci-dessus, Toutes les références se rapportent aux mêmes éléments et aux mêmes-positions que décrit plus haut. Au lieu que le moule 14 s'éloigne initialement des éléments de retenue sur une distance 'IL' et que ces éléments et le moule se déplacent ensuite ensemble jusqutd ce que les éléments de retenue aient parcouru une dis- -tance nD" depuis la position "X", on modifie le procédé en ce qu'on fait déplacer ensemble les éléments de retenue 12 et le moule 14 au départ, sur une distance SDw après quoi les éléments de retenue s'arrêtent, alors que le moule 14 poursuit son mouvement jusqu'à la position UP, les positions relatives étant alors celles indiquées dans la fig. 6. A ce moment, les éléments de retenue se ferment et reviennent à leur position "X" pendant que le moule 14 poursuit son mouvement jusqu'à la position "Z" pour alors orienter le tube ; les positions relatives sont celles indiquées dans la fig. 7! Bien que l'on ait donné un exemple de valeurs spécifiques, il doit être entendu que les vitesses du moule, le taux d'alimentation du tube dans le four, la valeur de l'étirage imprimé au tube pour l'orienter, et la vitesse de déplacement des éléments de retenue peuvent être modifiés en fonction des conditions recherchées, REVENDICA@IO-\E I - Procédé cyclique pour mouler en continu par soufflage des récipients à partir d'un tube fabriqué en continu, fait en polymère thermoplastique de synthèse, comprenant le passage du tube dans un réchauffeur, le chauffage de ce tube à sa température d'orieL1tationX et ensuite 11 élargissement de portions du tube dans des moules sous l'action d'une pression de fluide dans ces-portions pendant qu'elles se trouvent dans les moules; procédé dans lequel chacun d'un certain nombre de moules est successivement refermé sur une portion de tube et éloigné du réchauffeur avec cette portion de tube, cette dernière est dilatée et le moule est alors recyclé, chaque moule successif se referme autour d'une portion de tube entre le réchauffeur et le moule précédent, caractérisé en ce que dune part la vitesse d'éloignement du four de chaque moule est plus élevée#que la vitesse à laquelle est alimenté le tube dans le réchauffeur, si bien que-la partie du tube située dans le réchauffeur est étirée, et en ce que d'autre part on serre le tube en un point situé entre le réchauffeur et le moule correspondant stéloignant du réchauffeur, au moment où chaque moule a parcouru une distance prédéterminée depuis le réchauffeur, gracie à quoi la. portion de tube située entre le point de serrage et lé moule est étirée et orientée, alors que la portion située en arrière du point de serrage est retardée si bien que, le tube étant élastique, cette portion située en arrière du point de serrage, qui est étirée au cours du mouvement initial t1 moule s1 éloignant du réchauffeur, se relâche durant le serrage. 2 - Procédé selon la Revendication 1, caractérisé en-ee que le point de serrage revient vers le réchauffeur lorsque le moule s'éloigne du réchauffeur.