Brevet FR2324442A1 — publié le 19770415

L'extrudeuse à rupture de couche limite a permis d'obtenir des produits laminés sans limites de largeur ni d'épaisseur. Il était très difficile d'obtenir un produit laminé extrudé plutôt que calandré et on n'a prs pu résoudre ce problème, au delà de certaines limite de largeur et en dessous de certaines limites d'épaisseur, tant que la technique d'extrusion se basait exclu sivement sur les extrudeuses à vis. L'extrudeuse à rupture de couche limite assure la possibilité d'alimenter une lumière transversale de largeur égale à celle du rotor de l'extrudeuse avec une matière pâteuse à pression absolument constante sur toute l'étendue de cette largeur. Pour l'alimentation d'une filière d'extrusion à dimension transversale prépondérante, la première condition indispensable est la constance du paramètre pression à l'entrée de la chambre d'extrusion. Etant donné que cette condition primaire est assurée par une presse à rupture de couche limite, le problème de l'extrusion de profils quelconques à grande extension transversale est apparu soluble avec toutes les filières de conception traditionnelle.Une première expérience sortant du cadre traditiolal a consisté à recueillir directement les feuilles extrudées sur le rotor de l'extrudeuse, co e le montre le schéma de la figure i qui ne nécessite pas d'explications quant au fonctionnement. Il peut toutefois être utile d'observer qu'il est nécessaire d'utiliser la chambre terminale 5 de l'ex- trudeuse co e chambre d'extrusion extérieure du produit fini. Si l'on considère que la fonction du rotor i de l'extrudeuse doit être d'assurer le meilleur travail nécessaire de la matière à extruder, il est compréhensible, ainsi qu'on l'a trouvé en pratique qu'un réglage de la fonction de travail pouvait ne pas être avantageux comme réglage d'extrusion et de retrait du produit fini et que par ce procédé de résolution, les deux réglages ne pouvaient pas s'effectuer séparément. L'extrusion au moyen d'une filière traditionnelle de plaques ou feuilles d'une épaisseur supérieure à deux millimètres, conne celle de produits laminés ondulés, peut permettre d'obtenir les meilleures qualités du produit. Cependant, des essais et analyses théoriques très précises ont démontré les grands avantages et la variété de résolutions que l'on peut obtenir par le procédé d'extrusion sur cylindre tournant indépendant de la presse à rupture de couche limite, en observant les mesures particulières qui font l'objet de l'invention.Pour bien comprendre le principe de travail sur lequel a été basé le fonctionnement physique de l'extrusion sur cylindre tournant, on passera à l'analyse de la figure 3 qui illustre un schéma structural de 1 t invention, en considérant comme inexistant le dispositif d'extrusion intérieure et de calibrage de l'épaisseur réglable de l'extérieur. Le tireté tracé sur l'organe l indique la position de réglage de celui-ci qui élimine toute fonction de ce dispositif.On supposera que l'on a programmé l'extrusion d'une feuille d'épaisseur minimale en réduisant l'épaisseur de la lumière formée par 3 avec la partie du cylindre tournant ; étant donné que la quantité horaire de feuille extrudée doit de toute façon, une fois le régime atteint, être exactement égale au débit horaire auquel a été réglée indépendamment l'extrudense qui alimente la chambre de pression 7, et étant donné que pour la bonne qualité de la feuille extrudée il est prescrit qu'il existe au moins un certain degré d'étirage de la couche sortant de la lumière d'extrusion, cette lumière doit avoir une épaisseur un peu supérieur à celle de la feuille.L'inexistence du dispositif d'extrusion interne i exige le remplissage total de la chambre sur cylindre 22 étant donné que, si ce n'était pas le cas, la matière provenant de 7 s'appuierait sur la surface du cylindre tournant 5 sans aucune pression et qu'en vertu de la loi de l'amorçage de l'adhérence moléculaire de la couche de contact avec cette surface, qui exige une pression plus grande que zéro, la matière qui arrive de l'extrudeuse avec un débit réglé serait transportée dans la zone d'extrémité de la lumière 22 de façon désordonnée, par saccades et non en fonction de paramètres bien définis et constants.Par contre, si l'on établit le remplissage total nécessaire de la chambre 22 pour obtenir l'amorçage voulu de l'adhérence moléculaire entre matière à extruder et paroi du cylindre, la pression dans la zone initiale de la chambre 22 sera plus grande que zéro et à cette pression, qui se propage sans changement dans la section en amont de la lumière d#extrusion 3, s'ajouterait aussi dans cette section, celle, non négligeable, qui correspond au principe de la rupture de la couche limite, agissant dans ces conditions sur le rotor 5 dans toute l'ampleur de la chambre 22.Cela impliquerait la nécessité de diminuer l'épaisseur de la lumière d'extrusion, en la rendant inférieure à celle de la feuille programmée, donc de passer d'un régime favorable d'étirage de la feuille à celui, défavorable, d'un gonflement en aval de la lumière d'extrusicn, A ce stade de cette analyse fonctionnelle, on conclut à la nécessité de mettre en action le dispositif d'extrusion interne 1 en le réglant de manière à établir,-dans la zone en aval de la lumière réglée, une valeur de pression suffisante pour déterminer l'amorçage de l'adhérence voulue qui, une fois obtenue, se maintient dans la couche entraînée 21, jusqu'à la section de remplissage, point 2, de la chambre 22.Nais étant donné la loi des débits, 1' l'épaisseur de la couche 21 à l'intérieur de ladiambre 22 doit être identique à l'épaisseur de la couche finie 8 en aval de la lumière d'extrusion extérieure. Mais l'épaisseur de la couche extrudée 8 est un peu inférieure à l'épaisseur de la lumière d'ertrusion extérieure sous le dispositif de réglage 3. Et étant donné que l'épaisseur 21 ne peut pas être différente de l'épaisseur 8 de la couche extrudée sous 1, celle-ci sortirait de la lumière d'extrusion sans toucher celle-ci qui resterait donc inutilisée. Etant donné que l'extrusion intérieure par 1, alimentée par la chambre de stator 7 disposée en aval de l'extrudeuse, subit sensiblement les effets des différences de température inévitables, de même minimes, entre les parois de stator 9 part et d'autre de la largeur d'extrusion, et subit les effets également inévitables de la surface polie des parois de stator qui forment la chambre d'extrusion de stator 7, la feuille tirée directement du dispositif d'extrusion 1 présenterait un degré de perfection inférieure à celui de la feuille extrudée sur la paroi du cylindre 5. Les différences éventuelles de température le long du développement transversal de la surface cylindrique du rotor 5 s'égalisent spontanément en vertu de la loi de variation de la viscosité eD fonction de la température. Les zones les plusRroides augmentent le coefficient de viscosité de la matière de sorte que le travail de rupture de la couche limite dans celte zone augmente positivement quand on chauffe davantage cette zone, ce qui nivelle continuellement la température sur toute la largeur d'extrusion. On pourrait citer aussi d'autres facteurs qui rendent avantageuse l'extrusion sur le rotor mais ce qui a été dit suffit à rendre nécessaire la ònction du dispositif 1. Toutefois, on a vu aussi qu'en#régime d'étirage en aval de la lumière d'extrusion extérieure, la couche tirée de la lumière d'extrusion intérieure en aval de 1 peut toucher seulement le dispositif 3 en vertu de défauts d'épaisseur et par suite, en principe, rendre inutilisable la chambre 22 aux fins d'une extrusion désirée sur le rotor en régime de rupture de couche limite. L'invention comprend non seulement l'application du dispositif 1 entre la chambre de stator 7 et 22 sur le cylindre tournant, mais aussi celle des moyens imaginés pour éliminer l'inconvénient dû à l'épaisseur de la couche 21 à l'intérieur de la chambre 22, égale à l'épaisseur 8 du film recueilli en aval de la lumière d'extrusion extérieure et donc inférieure à cette lumière d'extrusion. Le premier système permettant d'éliminer cet inconvénient consiste à donner à la lumière d'extrusion intérieure une forme légèrement et régulièrement ondulée transversalement. L'ampleur de cette ondulation enproRedeur doit être telle qu'elle assure la plus grande épaisseur de la couche 21, qui est à son tour ondulée et un peu supérieure à 1' épaisseur de la lumière d'extrusion extérieure.Cela déterminera le binage de la couche intérieure sur une partie de la lumière réglée 3 et donc, l'amorçage de la rupture de la couche limite et par suite de l'extrusion finale sur le cylindre 5, ainsi qu'il est désiré. Un deuxième système permettant d'éliminer l'inconvénient consiste à permettre une légère fuite de matière sur les côtés de la chambre d'extrusion, soit en donnant des dimensions appropriées aux anneaux d'épaulement qui ferment la chambre 22 contre le rotor 5 et le stator 9 dans la lumière de jeu vis-à-vis de la surface du cylindre, soit en créant, i édiatement en amont de la lumière d'extrusion extérieure, dont toujours à l'intérieur de la chambre 22 et de façon distribuée sur toute la largeur d'extrusion, sous le dispositif 3, des stries uniformes 23 débouchant dans la lumière transversale passante 24, ce qui assure la fuite calculée de matière hors de la chambre 22 et soustrait donc cette quantité à l'extrusion.En pareil cas, la couche 21 extrudée intérieurement doit suppléer aussi bien au débit d'extrusion qu'à celui de fuite et avoir donc une épaisseur supérieure à celle de la feuille extrudée 8. Si l'épaisseur ainsi obtenue en aval de la lumière d'extrusion intérieure est supérieure à l'épaisseur de la lumière d'extrusion extérieure, l'amorçage de la rupture de couche limite s'effectue régulièrement et l'extrusion désirée sur cylindre tournant reste effective. Pour récapituler, il est avantageux d'utiliser le dispositif d'extrusion intérieure 1, il est nécessaire d'assurer efficacement une fuite de matière de la chambre d'extrusion sur le cylindre par une autre voie que la lumière d'extrusion finale extérieure. Le projeteur se rendra compte de l'importance des sollicitations appliquées au cylindre d'extrusion, afin de lui donner les dimensions voulues pour contenir sa flexion dans des limites acceptables, ou bien d'avoir recours à des dispositifs d'équilibrage prévus à l'intérieur du cylindre par un procédé approprié co e celui qui est représenté schématiquement par la figure 3 sur laquelle on a désigné par 25 une chambre pouvant être alimentée en huile sous pression réglée, fermée par les éléments racleurs 26.La pression de l'huile peut être réglée automatiquement de l'extérieur en fonction de la flèche du cylindre 5 et établie au niveau qui réalise -1'équilibre le plus poussé et donc la flèche minimale. Dans les conditions d'équilibre, au lieu du cylindre 5, c'est l'arbre intérieur 28 qui fléchit. La réalisation de ce procédé d'extrusion permet les fabrications les plus disparates telles que des feuilles, plaques, revêtements de produits laminés, pouvant être introduits de la chambre 29 sous le dispositif de fermeture automatique 4, d'imitations de peaux que l'on peut obtenir pour la première fois par extrusion en introduisant les tissus de support, également de la chambre 29, sous la lumière de l'élément de fermeture 4. L'imitation de peau obtenue par cette technique acquiert une résistance exceptionnell lement élevée en comparaison du procédé dEnduction ou de calandrage, etant donné la permanence du tissu support de la couche plastique, sous de fortes pressions de la matière plastique extrudée, aussi bien dans la chambre 7 que dans la chambre 22.Dans ces conditions, il s'effectue une pénétration de la matière dans les mailles des tissus de support, ce qui rend ensuite impossible leur déta chement, même après gaufrage Ce que l'on a dit pour l'imitation de peau vaut aussi pour les revêtements de sol. En comparaison de l'extrusion directe sur le rotor de l'extrudeuse à rupture de couche limite, comme sur le schéma de la figure 1, il est évident qutil est possible d'effectuer indépendamnent le réglage le plus avantageux du régime de la presse, ainsi que celui, plus avantageux, du processus d'extrusion. Les avantages de cette solution sont apparus très appréciables en comparaison de l'utilisation de filières traditionnelles et aussi, en comparaison de la technique de calandrage. L'invention s'étend aussi à la mise en oeuvre partielle des mesures ici exposées, en vue de tirer parti des avantages, même partiels, qui peuvent être obtenus. REVENDICATIONS 1.- Dispositif d'extrusion de produits laminés pâteux su thermoplastiques sur un cylindre tournant dans une chambre de travail opérant la rupture de la couche limite, cylindrique indépendant du cylindre de rotor de l'extrudeuse à rupture de couche limite qui amène la matière travaillée directement sur la paroi du cylindre d'extrusion à travers une chambre de stator disposée en aval de la presse, dispositif caractérisé par le fait qu'entre la chambre de stator et la chambre d'extrusion à rupture de souche limite est intercalé un dispositif d'extrusion intérieure faisant office et de lumière d'extrusion réglable de l'extérieur qu'il comprend un dispositif d'extrusion extérieure faisant office de lumière d'extrusion également réglable de l'extérieur, pour l'obtention du produit laminé fini à l'extérieur sur le cylindre tournant lui-même. 2.- Procédé de mise en oeuvre du dispositif selon la revendication 1, pour produits laminés de faible épaisseur a coefficient d'étirage inférieur à Zéro en aval de l'extrusion extérieure, caractérisé par le fait qu'on augmente llepaissaur de la couche d'extrusion intérieure relativement à i"émaisseur de la lumière d'extrusion extérieure, ce qui permet d'assurer l'amorçage du travail de rupture de la couche limite et donc l'extrusioa effective, sur le cylindre tournant, du produit @@@@@@@é voulu 3.- Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que, pour augmenter l'épaisseur de la couche d'extrusion intérieure, on donne une ondulation du profil de extrusion intérieure qui fournit ainsi une succ!ession de points de la couche où la mesure de épaisseur est supérieure à celle site la lumière d'extrusion extérieure, et donc le freinage par contact de la couche intérieure et ensuite l'amorçage du travail a rupture de la couche limite dans la chambre d'extrusion sur le cylindre tournant-~ 4.- Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que, pour augmenter l'épaisseur de la couche dwextrusion intérieure, on provoque une fuite de matière par des voies différentes de celle de l'extrusion extérieure, de sorte que le débit de l'extrusion intérieure, étant égal à la somme du débit de fuite partielle et du débit d'extrusion extérieure, est plus grand que le débit d'extrusion extérieur, et que donc, l'épaisseur de la couche extrudée intérieurement est plus grande que celle de la lumière d'extrusion extérieure, d'où l'amorçage toujours sûr du travail de rupture de la couche limite et donc d'extrusion régulière sur le cylindre tournant. 5.- Procédé selon la revendication 4, caractérisé par le fait qu'on détermine le volume de la fuite partielle depuis l'intérieur de la chambre d'extrusion sur cylindre en réglant la lumière de fermeture en épaulement de la chambre de manière à obtenir la quantité de fuite nécessaire au but poursuivi, ou en laissant sortir la quantité de fuite de façon distribuée sur toute la largeur d'extrusion, par la surface d'appui du dispositif de réglage de l'extrusion extérieure sur le plan du stator. 6.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé par le fait que pour amorcer le travail d'extrusion intérieure sur le cylindre, on réduit grâce au réglage l'épaisseur de l'extrusion extérieure, à la phase de mise en route, en dessous de la valeur nécessaire pour assurer l'étirage désiré, et ensuite, quand le travail est amorcé, on éleve à nouveau la valeur de l'épaisseur de la lumière dans la mesure voulue pour obtenir l'étirage voulu. 7.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé par le fait que la matière de fuite provoquée ou accidentelle est ramenée à la zone d'alimentation de l'extrudeuse. 8.- Procédé selon l'une quelconque des revendicaîons 2 et 7, caractérisé par le fait que le cylindre tournant d'extrusion peut rester sollicité radialement au delà des limites tolérables en vertu de ses dimensions, étant muni d'un dispositif d'équilibrage de la sollicitation résultante, qui est prévu dans la cavité du cylindre et projeté de manière à exercer une contre-pression d'huile réglée aussi automatiquement sur une portion d'arc de la cavité, choisie de manière à atteindre le but visé, de sorte que l'on maintient entre des limites tolérables la flèche du cylindre en transférant l'effet de flexion à l'arbre intérieur de stator qui forme la chambre d'équilibrage. 9.- Procédé de mise en oeuvre du dispositif selon la revendication l pourlbbtention de produits laminés de grande épaisseur (feuilles et plaques), caractérisé par le fait que le dispositif intermédiaire d'extrusion intérieure est réglé-à une valeur de lumière suffisamment élevée pour que ladite de pression de l' amont à l'aval de la lumière d'extrusion intérieure soit rendue pratiquement négligeable, ce qui équivaut pratiquement à éliminer le dispositif d'extrusion intérieure, tout en pratiquant le procédé d'extrusion à rupture de couche limite sur cylindre tournant. 10.- Procédé de mise en oeuvre du dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il est appliqué au revêtement de tissus aptes à la fabrication d'imitations de peaux, de sorte que l'on obtient des imitations de peaux par le procéda d'extrusion. 11.- Imitations de peaux, caractérisées par le fait quelles sont obtenues par le procédé selon la revendication 10 12.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 10, caractérisé par le fait qu' immédiatement en aval de la lumière d'extrusion finale, le produit laminé qui peut être recueilli sur la surface du cylindre torunant d'extrusion est ensuite traité par un autre cylindre accouplé au premier selon la technique du calandrage ou du gaufrage ou autre technique traditionnelle de finissage ou de lissage. 13.- Imitations de peaux selon la revendication 11, caractérisées par le fait qu'on les obtient en étalant en continu, sur la surface du cylindre d'appui du tissu d'extrusion, dans l'arc qui reste libre en partant du point de détachement pour le retrait du produit, des matières de recouvrement de la face opposée de revêtement plastique du tissu. 14.- Revêtements de sol caractérisés par le fait qu'ils sont obtenus par des procédés d'extrusion selon l'une des revendications 2 à 10 et 12