Brevet FR2270071A1 — publié le 19751205

La présente invention concerne un procédé de formage d'une feuille thermoplastique, et plus particulièrement un procédé de réalisation de feuilles ondulées. Les feuilles thermoplastiques ondulées sont normalement réalisées par formage sous vide, par enveloppement ou par soufflage en un procédé discontinu. Dans des procédés d'allongement à la presse ou d'allongement par pression différentielle (formage sous vide, par enveloppement ou par soufflage), la surface d'une feuille plane est agrandie (par conséquent allongée) en lui donnant une forme concave. Cette augmentation de surface est obtenue en formant une concavité principalement au-dessus ou au-dessous du plan initial de la feuille, ce qui impose de grandes tensions à la fois dans le sens longitudinal et dans le sens transversal du plan initial de la feuille, et celleci ne peut être traitée que si ses limites initiales sont maintenues par un puissant dispositif de serrage. La matière passée par le dispositif de serrage, constituant jusqu'à 25 % de la surface du produit, est habituellement perdue, et un rognage est nécessaire. La Demanderesse vient de'découvrir un procédé de formage d'une matière thermoplastique en continu, dans lequel la feuille thermoplastique n'a pas besoin d'être serrée et par suite le produit peut être utilisé sans rognage. En conséquence, la présente invention concerne un procédé continu de'formage d'une feuille de matière thermoplastique en pressant successivement contre une face de la feuille chaude les extrémités froides de saillies montées dans une première série de peignes mobiles individuellement et se prolongeant normalement au-delà de ces derniers et~en pressant successivement contre la seconde phase de la matière les extrémités froides de saillies montées dans une seconde série de peignes mobiles séparément et se prolongeant normalement au-delà de ces derniers, de sorte que les saillies de la première série de peignes pénètrent entre celles de la seconde série de peignes, de manière que les saillies de la première série soient espacées de celles de la seconde série d'une distance supérieure à l'épaisseur de la feuille, les saillies étant sensiblement parallèles pendant l'interpénétration et les peignes d'une série quelconque formant un bloc exerçant une pression contre la feuille de matière thermoplastique, procédé caractérisé en ce que le bloc ainsi formé par les peignes d'une série quelconque présente deux cotés rectilignes parallèles, qui sont parallèles aux c8tés de la feuille thermoplastique et présentent des saillies non linéaires s'étendant en travers du bloc présentant une ligne médiane perpendiculaire aux cotés parallèles du bloc, lesdites saillies étant caractérisées en ce qu'une enveloppe tracée autour d'une saillie quelconque chevauche l'enveloppe tracée autour d'une saillie adjacente, les peignes contenant chacun une ou plusieurs saillies complètes, et dans lesquelles les peignes interpénétrés sont déplacés à la mtme vitesse que la feuille jusqu'à ce que. celle-ci soit fixée et les peignes sont ensuite enlevés et recyclés. L'invention concerne également un appareil destiné à mettre en oeuvre le procédé. La nature de la feuille thermoplastique n'est pas d'une importance primordiale et il est possible d'utiliser l'une quelconque des matières thermoplastiques courantes. Les matières thermoplastiques courantes comprennent, par exemple, des polymères vinyliques tels que l'homopolymère de chlorure de polyvinyle, des copolymères de chlorure de vinyle, et d'acétate de vinyle, des copolymères de chlorure de polyvinylidène et des copolymères d'éthylène et d'alcool vinylique ; des polyoléfines telles qu'un polyéthylène de faible densité, un polyéthylène de grande densité, le polypropylène, le polystyrène ayant une grande résistance au choc et le poly (4-méthylpentène-1) ; des polyesters tels que le poly (téréphtalate d'éthylène) et le pOly[téréphtalate (1, 2-cis : trans) de 1- (l-bis (méthylène) cyclohexane ; des polyamides tels que les"Nylons"66, 610,6 et 11 ; un verre minéral tel que le verre sodé ou au borosilicate et des caoutchoucs thermoplastiques. Les polymères vinyliques sont d'une grande importance car les produits formés résultants peuvent être très facilement collés ensemble pour constituer des structures composites telles que des garnissages de tours. Le polymère vinylique présente de préférence une plage d'au moins 20 C entre les points de ramollis- sement et de décomposition. La forme des saillies de chaque bloc n'a pas une grande importance à condition que les saillies ne soient pas linéaires dans le plan du bloc et qu'elles ne puissent pas être séparées les unes des autres par une ligne droite ne passant pas par une saillie. Les saillies utilisées dans la présente invention forment par exemple des courbes sinusoïdales ou zigzags, mais d'autres formes non linéaires plus compliquées ne sont pas exclues. Les saillies peuvent présenter des extrémités pointues ou obtuses et peuvent s'étendre sur toute la largeur ou une partie seulement de la largeur du peigne. Les saillies peuvent également comporter éventuellement des parties latérales se pro- - longeant au-delà des saillies principales. Il n'est pas nécessaire que toutes les parties des saillies soient à la même hauteur audessus de la surface du peigne, la hauteur pouvant varier de manière à donner une fine texture au produit. Les saillies d'une série de peignes peuvent avoir une forme différente de celle des saillies de la seconde série de peignes. Des saillies convenables sont par exemple des lames de couteaux dont le tranchant est dirigé vers l'extérieur du peigne ou bien elles peuvent être des bandes ou barres commodé- ment de métal ajustées éventuellement sur un support convenable puis montées dans le peigne, La profondeur d'emboutissage n'est pas d'une importance primordiale et peut être comprise entre un emboutissage peu profond et un emboutissage extrêmement profond, dans lesquels la distance comprise entre les saillies adjacentes est inférieure à la moitié de la hauteur de ces dernières. Il est possible d'utiliser les mêmes peignes pour produire des feuilles ayant des profils différents en modifiant simplement la profondeur d'interpénétration des peignes. Pour produire une feuille emboutie profondément, la Demanderesse préfère que la feuille thermoplastique puisse être filée par extrusion et que les saillies présentent des aÀféfui8a Úiiltú & b. Pour produire une feuille faiblement emboutie, il n'est pas nécessaire que la feuille thermoplastique puisse être filée par extrusion, et dans ce cas, les saillies ont de préférence des extrémités obtuses telles que des barres métalliques. Selon les principes de l'invention, une feuille formée peut être réalisée en continu et sans serrage des cotes par un procédé dans lequel la feuille est formée par interaction de saillies, le point mobile d'interaction des saillies des pei- gnes se produisant le long d'un front stationnaire dont la courbe est une ligne qui n'est pas droite. Il est évident que dans un tel procédé la convexité et la concavité sont de nature connective transversalement au sens machine lorsque des creux sinueux individuels couvrent toute la largeur de l'objet. Comme pour le formage sous vide, il est évident que l'allongement d'un côté à l'autre exigerait un puissant dispositif de serrage pour s'opposer à la tension latérale. La Demanderesse a constaté qu'une telle tension latérale ne se produit pas du tout ou est insignifiante et par conséquent aucun serrage n'est nécessaire. D'une façon surprenante, en utilisant des saillies en zigzags, les tensions résultantes dues à chaque partie inclinée de la nervure sinusoïdale sont égales et opposées. Par suite, le procédé est mis en oeuvre en continu, sans serrage, et sur un front stationnaire non linéaire. En outre, il n'est pas du tout évident qu'une feuille thermoplastique puisse être formée de manière satisfaisante en utilisant des peignes avec lesquels le formage est effectué sur un front non linéaire, car on pourrait s'attendre à ce que le formage effectué par le premier peigne affecte celui effectué par le second peigne. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple pour la fabrication de "Flocor"et sur lesquels : la figure 1 représente une vue schématique générale d'un appareil destiné à la mise en oeuvre en continu du procédé de l'invention ; la figure 2 est une vue en perspective d'un peigne de la première séi : Lt ; ; la figure 3 est une vue en perspective d'un peigne de la seconde série ; la figure 4 est une vue schématique de l'appareil préféré de l'invention ; et la figure 5 est une vue en perspective du produit réalisé en utilisant l'appareil. Le produit (figure 5) réalisé au moyen de la forme de réalisation préférée de l'invention n'a été préparé jusqu'à présent qu'en utilisant des matrices usinées avec précision dans une presse de moulage classique. En utilisant les peignes représentés sur les figures 2 et 3, il est possible de réaliser le produit moulé en utilisant des peignes dont aucune partie ne se touche et par conséquent qui n'ont pas besoin d'être usinés au même degré de précision que pour le procédé classique. Le procédé continu de l'invention a l'avantage supplémentaire d'éviter un rognage des bords par suite du serrage. Le produit est le"Flocor"et est utilisé pour traiter des effluents comme garnissage de tours ("Flocor"étant une marque déposée de Impérial Chemical Industries, pour un garnissage de tours de traitement d'effluents). Sur la figure 1., une feuille thermoplastique 1 est extrudée d'une filière 2 et passe entre deux séries de peignes 4. La nature de la feuille thermoplastique importe peu, mais pour le produit"Flocor", la Demanderesse préfère que la feuille soit en homopolymère de chlorure de polyvinyle ou en copolymère de . chlorure de polyvinyle. Il n'est pas nécessaire que la feuille soit extrudée directement et elle peut être introduite dans la machine en passant par une ligne de rechauffage. Les rangées individuelles des saillies 3 sont montées sur les peignes 4 qui peuvent coulisser individuellement dans une direction perpendiculaire au plan de deux courroies associées ou chaînes à maillons 5 et l'interpénétration des peignes est provoquée par une came 6, de'même que l'extraction des peignes après le refroidissement de la feuille formée 7. En variante, après l'extraction des peignes, ils peuvent être ramenés à la tête de la machine par un mécanisme de retour rapide, comme le savent les spécialistes. Le produit refroidi est découpé de préférence en bandes individuelles par un procédé en ligne. Des dispositifs appropriés sont connus des spécialistes et comprennent des "scies volantes"et utilisent un couteau rétractable coupant la matière pendant qu'elle est encore serrée entre les peignes. Pour former des objets profondément emboutis tels que"Flocor", la Demanderesse préfère que les peignes 4 ne soient pas les mêmes dans chaque série. La figure 2 représente un peigne 8 de la première série et la figure 3 représente un peigne 9 de la seconde série pour la fabrication du"Flocor". Une description plus détaillée des peignes est donnée dans l'exemple 1 ci-après. La figure 4 représente schématiquement la façon dont les peignes 8 de la première série pénètrent alternativement entre les peignes 9 de la seconde série. Les peignes et les saillies de ces derniers peuvent être en tout matériau convenable, par exemple en métal, en céramique, en verre, en bois ou en certaines matières plastiques rigides. La nature appropriée d'une matière particulière dépend des conditions nécessaires pour le formage de la feuille de matière plastique utilisée comme matière de départ pour le présent procédé. Les exemples suivants sont donnés à titre illustratif mais non limitatif de l'invention. Exemple 1 Les peignes 8 et 9 sont réalisés de la manière suivante : on met une bande d'acier robuste sous forme sinueuse ou en zigzag et la fixe de chant à une base en bois dur. Des ailettes ou"congésllenttle mince sont fixés à peu de distance les uns des autres, de façon que chaque paire d'ailettes forme un contrefort de la crête de la bande d'acier sinusoïdale à la surface de la base en bois. Cette dernière est usinée à la forme définie par la série des congés. Dans chaque peigne inférieur 8, les congés sont triangulaires et dans chaque peigne supérieur 9,. les congés sont essentiellement triangulaires avec un prolongement au-delà de l'hypoténuse, ces prolongements étant destinés à s'intercaler entre les bords des filets des modules opposés en formant des ondulations secondaires dans la paroi des creux des pièces formées pour améliorer la rigidité. Exemple 2 Des peignes comme ceux décrits dans l'exemple 1 sont montés dans deux séries de peignes d'une presse mobile comprenant des éléments 5 déplaçant les peignes de manière qutau cours de la partie active du cycle de moulage, les peignes supérieurs et inférieurs, tout en étant maintenus en alignement précis et toujours parallèles au plan horizontal, soient lentement intercalés les uns entre les autres et l'interpénétration est maintenue jusqu'à ce que la feuille moulée soit refroidie, puis les peignes sont ramenés à leur position initiale éventuellement par un dispositif à retour rapide. La feuille de matière plastique est introduite dans cette machine fonctionnant en continu à la température de formage à chaud, soit en étant extrudée par une filière plate (polythène de faible densité), soit par rechauffage d'une feuille enroulée en bobine par un chauffage radiant réglé (copolymère de chlorure de polyvinyle). La Demanderesse a constaté que, dans des conditions minutieusement réglées, la feuille conformée continuellement est obtenue d'une feuille de départ chaude de même largeur et qu'un serrage ou rognage des bords est inutile. Exemple 3 La machine décrite dans l'exemple 2 est utilisée pour traiter diverses matières plastiques. On rechauffe une feuille rigide d'un copolymère de chlorure de polyvinyle (copolymère de chlorure de vinyle et de 12 % d'acétate de vinyle) de manière que cette feuille entre dans la machine fonctionnant en continu à une température de 165 C, la vitesse linéaire d'entrée de la feuille étant de 4,2 mètres/minute. La fermeture ou interpénétration des peignes commandée par les cames 6 se produit à une vitesse de 0,6 mètre/minute dans le sens vertical par rapport au plan de la machine. On obtient continuellement un excellent produit présentant un allongement bien réparti, une bonne stabilité thermique et une bonne résistance à la compression. Les crêtes et les creux de la matière formée sont identiques quant à l'épaisseur la r---- ;-Stance M6de : tncre, lP r sentent une résistance à la compression supérieure de 20 % à celle de panneaux formés sous vide avec des dessins analogues, et représentent une économie importante de matière car les panneaux formés sous vide de façon discontinue nécessitent le serrage d'une zone correspondant à 25 % de la surface utile, cette partie serrée étant éliminée par rognage. Cette même machine a été installée devant une extrudeuse à vis comportant une filière plate et utilisée pour mouler en continu du polyéthylène à la fois de faible densité et de grande densité, du polypropylène et du styrène présentant une grande résistance au choc. A l'exception de légères modifications de la température d'entrée et de la vitesse de fermeture de la machine, la Demanderesse a constaté que l'on obtient d'excellents résultats avec toutes ces matières et en particulier que la répartition de la matière avec les polyoléfines est excellente, alors que ces matières donnent des résultats particulièrement médiocres, lorsqu'elles sont soumises au formage sous vide. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au procédé et. à l'appareil décrit, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé continu de formage d'une feuille de matière thermoplastique en pressant successivement contre une face de la feuille chaude les extrémités froides de saillies montées dans une première série de peignes mobiles individuellement et se prolongeant normalement au-delà de ces derniers et en pressant successivement contre la seconde face de la feuille, les extrémités froides de saillies montées dans une seconde série de peignes mobiles individuellement et se prolongeant normalement au-delà de ces derniers, de sorte que les saillies de la première série de peignes uénètrent entre celles de la seconde série, de manière que les saillies de la première série soient espacées de celles de la seconde série d'une distance supérieure à l'épaisseur de la feuille, les saillies étant sensiblement parallèles pendant l'interpénétration et les peignes d'une série quelconque formant un bloc exerçant une pression contre la feuille, prqcédé caractérisé en ce que le bloc ainsi formé par les peignes d'une série quelconque présente deux cotés rectilignes parallèles qui sont parallèles aux côtés de la feuille thermoplastique et des saillies non linéaires s'étendant en travers du bloc présentant une ligne médiane perpendiculaire aux côtés parallèles du bloc, en ce qu'une enveloppe tracée autour d'une saillie quelconque chevauche l'enveloppe tracée autour d'une saillie adjacente, chacun des peignes comportant une ou plusieurs saillies complètes et en ce que les peignes intercalés les uns entre les autres sont déplacés à la même vitesse que la feuille jusqu'à ce que celle-ci soit fixée ou durcie et les peignes sont ensuite enlevés et recyclés. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière thermoplastique est choisie dans le groupe comprenant un polythylène de faible densité, un polyéthylène de grande densité, le polypropylène, le polystyrène'à grande résistance au choc et le poly (4-méthylpentène-1) ; des polyesters tels que le poly (téréphtalate d'éthylène) et le poly- [téréphtalate- (l, 2-cis : trans) de 1- (1-bis (méthylène) cyclohexane)] ; des polyamides tels que les"Nylon"66, 610, 6 et 11, un verre minéral tel que le verre sodé ou au borosilicate et des caoutchoucs thermoplastiques. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière thermoplastique est un polymère vinylique choisi dans le groupe contenant l'homopolymère de chlorure de polyvinyle, des copolymères de chlorure de vinyle et d'acétate de vinyle, des copolymères de chlorure de polyvinylidène et des copolymères d'éthylène et d'alcool vinylique. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le polymère vinylique présente une plage d'au moins 2000 entre les points de ramollissement et de décomposition. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les saillies suivent des courbes sinusoïdales ou en zigzag. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que les saillies présentent des parties latérales se prolongeant à partir de leursparties principales. . 7. Appareil comprenant deux séries de peignes mobiles séparément, pour déformer une feuille de matière thermoplastique en pressant successivement contre une face de la feuille chaude, les extrémités froides de saillies montées dans la première série des peignes mobiles séparément et se prolongeant normalement au-delà de ces derniers et en pressant successivement contre la seconde face de la feuille les extrémités froides des saillies montées dans la seconde série des peignes mobiles séparément et se prolongeant normalement au-delà de ces derniers, de sorte que les saillies de la première série de peignes pénètrent entre celles de la seconde série de manière que les saillies de la première série soient espacées de celles de la seconde série d'une distance supérieure à l'épaisseur de la feuille, les saillies étant sensiblement parallèles pendant l'interpénétration et les peignes d'une série quelconque formant un bloc exerçant une pression contre la feuille thermoplastique, appareil caractérisé en ce que le bloc ainsi formé par les peignes d'une série quelconque présentent deux bords rectilignes parallèles qui sont parallèles aux cotés de la feuille thermoplastique et des saillies non linéaires s'étendant transversalement au bloc présentant une ligne médiane perpendiculaire aux cotés parallèles du bloc, et en ce qu'une enveloppe tracée autour d'une saillie quelconque chevauche l'enveloppe tracée autour d'une saillie adjacente, les peignes comportant chacun une ou plusieurs saillies complètes et en ce que les peignes intercalés les uns entre les autres sont déplacés à la même vitesse que la feuille jusqu'à ce que celleci soit fixée ou durcie et les peignes sont ensuite enlevés ou recyclés.