Brevet FR2369922A1 — publié le 19780602

La présente invention concerne un procédé pour réduire la section d'un flux de matière thermoplastique chaude débitée par une installation de plastification équipée d'un dispositif de filtration en vue de l'introduction de ce flux dans un dispositif de mise en forme dont la section du canal d'entrée est inférieure à la section du flux débité par l'installation de plastification dans lequel le flux de matière thermoplastique est forcé, après filtration, au travers d'un canal de section décroissante engendrant la réduction de section du flux. L'invention concerne également un dispositif particulier pour la réalisation de ce procédé. Lors de la mise en oeuvre des matières thermoplastiques en vue de la production d'articles semi-finis tels que des profilés, des tubes, des feuilles ou des plaques, on provoque la plastification de la matiere, notamment par malaxage et chauffage, en vue de lui conférer finalement la forme désirée par passage au travers d'un organe de mise en forme tel qu'une filiere. Généralement, la plastification est opérée au moyen d'un dispositif à vis, tel qu'une boudineuse, qui assure le malaxage, la progression, la compression et le chauffage de la matiere thermoplastique. En outre, le dispositif de plastification est généralement équipé à sa sortie d'un dispositif de filtration du flux de matière plastifiée qui etient toutes les impuretés ou infondus se trouvant dans la matière plastifiée. La filtration est généralement réalisée en imposant à la matiere thermoplastique plastifiée de traverser un filtre (ou une cartouche filtrante) constitué par un ou plusieurs tamis métalliques à mailles fines. Afin d'éviter un colmatage trop rapide de l'élé- ment filtrant, il convient de donner à ce dernier une section de passage aussi grande que possible qui reste compatible avec sa résistance mécanique. Le flux de matiere thermoplastique plastifiée et filtrée obtenue à la sortie du filtre est ensuite dirigé vers un organe de mise en forme tel qu'une filière d'extrusion. Cet organe de mise en forme présente souvent un canal d'entrée dont la section est sensiblement inférieure à celle du flux de matière thermoplastique plastifiée sortant du dispositif de filtration. Ainsi, les filières plates pour la production de feuilles actuellement utilisées commercialement présen- tent toutes un canal d'entrée dont le diamètre est notablement inférieur à celui du flux de matière thermoplastique filtrée débitée par l'installation de plastification et il convient dès lors de prévoir des moyens pour réduire progressivement la section du flux de matière thermoplastique débitée par l'ins tallation de plastification. A cet effet, on se contente généralement de forcer le flux de matière thermoplastique sortant du dispositif de filtration au travers d'un canal de section décroissante qui opère progressivement la réduction souhaitée. Cette différence de section entre la section de filtration et la section finale du canal de section décroissante entraîne toutefois des inconvénients très graves. Ainsi, on observe qu'au bout d'un certain temps les matières thermoplastiques thermosensibles comme les résines à base de polychlorure de vinyle sont partiellement décomposées du fait de leur passage dans le rétrécissement. D'autre part, on observe également une adhérence de la matière filtrée sur les parois du canal de section décroissante notamment lors de la mise en oeuvre de compositions à base de polychlorure de vinyle peu lubrifiées. La Demanderesse a maintenant mis au point un procédé qui permet de remédier aux inconvénients sus-mentionnés. La présente invention concerne dès lors un procédé pour réduire la section d'un flux de matière thermoplastique chaude débitée par une installation de plastification équipée d'un dispositif de filtration en vue de l'introduction de ce flux dans un dispositif de mise en forme dont la section du canal d'entrée est inférieure à la section du flux débité par l'installation de plastification dans lequel le flux de matière thermoplastique est forcé, après filtration, au travers d'un canal de section décroissante engendrant la réduction de section du flux qui consiste à faire passer le flux de matière thermoplastique chaude sortant du dispositif de filtration au travers d'un canal de section décroissante pourvu d'une torpille d'homogénéisation. Par section du canal de section décroissante, on entend la section nette disponible pour le passage du flux de matière thermoplastique. Dans le tronçon où est disposée la torpille d'homogénéisation, il s'agit donc de la section totale du canal diminuée de la section de la torpille ety éventuellement, de la section des ailettes de soutien de la torpille. Ainsi, on homogénéise et on peut conditionner thermiquement le flux de matière thermoplastique filtrée en intercalant, sur l'axe de son parcours et en aval du dispositif de filtration, une torpille d'homogénéisation, de préférence conditionnée thermiquement, profilée de façon a dévier le flux de matière thermoplastique vers la paroi du canal de section décroissante. On compense ainsi la tendance de ce flux à passer plus rapidement par la zone centrale de ce dispositif de filtration en créant une contre-pression en face de cette zone. A cet effet, on peut notamment profiler la torpille d'homogénéisation de façon à devier le flux de matière thermoplastique sortant du dispositif de filtration vers la paroi du canal délimitant la section de ce flux En opérant suivant le procédé de l'invention, on constate que la matière thermoplastique plastifiée progresse plus régulièrement sur toute sa section jusqu'au dispositif de filtration et qu'après passage au travers de ce dispositif, la matière est canalisée et accroît progressivement sa vitesse de déplacement jusqu'au canal de section décroissante et ce sans aucune stagnation sans aucun collage et sans aucune dégradation. Le conditionnement thermique de la torpille d'homogénéisation, qui peut notamment être assuré par une circulation interne d'un fluide caloporteur, permet en outre un contrôle étroit de la température de la matière venant en contact avec les parois du canal entourant cette torpille et du canal de section décroissante ce qui réduit encore fortement les risques de collage. Les parois de ces canaux peuvent, par ailleurs, être elles-mèmes conditionnées thermiquement par une circulation- d'un fluide caloporteur. Ce conditionnement thermique permet en outre de corriger toute surchauffe locale de la matière thermoplastique traitée. Le procédé suivant l'invention permet donc d'augmenter sensiblement la surface effective de filtration sans nuire à l'écoulement de la matière et sans risque de collage et/ou de dégradation thermique de la matière thermoplastique traitée. Pour réaliser le procédé conforme à l'invention, la Demanderesse a été amenée à concevoir un dispositif original qui fait également partie de l'invention. Le dispositif pour la réalisation du procédé suivant l'invention est utilisé conjointement avec une installation de plastification équipée d'un dispositif de filtration capable de débiter un flux de matière thermoplastique filtrée, un dispositif de mise en forme du flux débité et un canal de section décroissante disposé entre le dispositif de filtration et le canal d'entrée du dispositif de mise en forme du flux débité. Dans le canal de section décroissante disposé entre le dispositif de filtration et le dispositif de mise en forme, est prévue une torpille d'homogénéisation. De préférence, la torpille d'homogénéisation est fixée dans l'axe du canal de section décroissante dans la zone d'entrée de celui-ci et est dotée de moyens permettant son conditionnement thermique. Cette torpille, qui peut être maintenue en place dans le canal au moyen d'une ou plusieurs ailettes porte-torpille, se présente, de préférence, sous forme d'un élément cylindrique comportant deux extrémités coniques La section totale de la zone d'entrée du canal de section décroissante entourant la torpille est, de préférence au moins égale ou légèrement supérieure à celle de a section de sortie du dispositif de filtration. La paroi de ce canal peut comporter des canaux internes per mettant une circulation d'un fluide caloporteur. En outre, la torpille est équipée de préférence d'un système permettant son conditionnement thermique par exemple au moyen d'un fluide caloporteur distribué au travers du ou des ailettes porte-torpille. Enfin, il est avantageux de prévoir des sondes thermiques disposées dans les parois de la torpille et du canal qui l'entoure en vue de permettre un contrôle plus aisé du conditionnement thermique. Par ailleurs, le procédé et le dispositif suivant l'invention sont explicités dans la description qui va suivre du dessin unique annexé et qui montre, en coupe, un dispositif convenant pour la réalisation du procédé. Cette description est donnée à titre purement illustratif et ne limite en rien la portée de la présente invention. Sur ce dessin, on a présente partiellement une installation de plastification 1, consistant en une boudineuse, équipée d'une vis 2 adaptée pour la plastification d'une matière thermoplastique telle qu'une résine à base de polychlorure de vinyle. A son extrémité aval l'installation de plastification est pourvue d'un dispositif de filtration du type à cartouche filtrante 3. Le flux de matière thermoplastique filtrée débité par cette installation est destiné à alimenter une filière plate 4, représentée partiellement, dont le canal d'entrée5présente une section qui est nettement inférieure à la section de sortie de la cartouche filtrante 3. Afin de canaliser le flux de matière thermoplastique filtrée vers le canal d'entrée 5 de la filière plate 4, il est fait appel à une canalisation de section décroissante 6 qui provoque la réduction de section du flux nécessaire. Conformément à l'invention, on a disposé entre le dispositif de filtration3etla filière 4, un canal de section décroissante 6 dont la zone d'entrée 7 est de section pratiquement constante et égale à la section de sortie du dispositif de filtration. Ce canal est équipé d'une torpille 8 d'homogénéisation disposée axialement et maintenue par des ailettes porte-torpille 9 et 10. La torpille 8 d'homogénéisation comporte un corps cylindrique 11 et deux extrémités coniques 12 et 13. La torpille 8 comporte également une canalisation interne 14 en forme d'hélice dans laquelle peut circuler un fluide de conditionnement thermique amené et repris par des canalisations 15, 16 traversant les ailettes portetorpille 9 et 10. En utilisant le dispositif suivant le dessin annexé, la Demanderesse a pu sans aucun problème réaliser des feuilles de grande pureté en mettant en oeuvre une résine à base de polychlorure de vinyle exempte de plastifiant et de lubrifiant. Le procédé et le dispositif suivant l'invention conviennent particulièrement pour la mise en oeuvre, notamment par extrusion ou par injection, de matières thermoplastiques thermosensibles telles que les résines à base de polychlorure de vinyle pour fabriquer des objets tels que des profilés, des tubes et des plaques. R E V E N D I C A T I O-N S 1 - Procédé pour réduire la section d'un flux de matière thermoplastique chaude débitée par une installation de plastification équipee d'un dispositif de filtration en vue de l'introduction de ce flux dans un dispositif de mise en forme dont la section du canal d'entrée est inférieure à la section du flux débité par l'installation de plastification, dans lequel le flux de matière thermoplastique est forcé, après filtration, au travers d'un canal de section décroissante engendrant la réduction de section du flux caractérisé en ce qu'on fait passer le flux de matière thermoplastique chaude sortant du dispositif de filtration au travers d'un canal de section décroissante pourvu d'une torpille d'homogénéisation. 2 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on fait passer le flux de matière thermoplastique chaude sortant du dispositif de filtration au travers d'un canal de section décroissante pourvue d'une torpille d'homogénéisation conditionnée thermiquement. 3 - Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le flux de matière thermoplastique sortant du dispositif de filtration est dévié par la torpille d'homogénéisation vers la paroi du canal de section décrois- sante. 4 - Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la torpille d'homogénéisation est conditionnée thermiquement par circulation d'un fluide caloporteur. 5 - Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on conditionne thermiquement la paroi du canal de section décroissante. 6 - Dispositif pour réduire la section d'un flux de matière thermoplastique chaude débitée paruceinstallation de plastification comprenant un canal de section décroissante entre un dispositif de filtration et un dispositif de mise en forme caractérisé en ce que le canal de section décroissante est pourvue d'une torpille d'homogénéisation. 7 - Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que la torpille se présente sous forme d'un élément cylindrique comportant deux extrémités coniques. 8 - Dispositif suivant la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que la paroi du canal de section décroissante comporte des canaux internes permettant la circulation d'un fluide caloporteur. 9 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que la torpille est équipée de moyens permettant son conditionnement thermique. 10 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que la zone d'entrée du canal de section décroissante préserve une section totale au moins égale à celle de la sortie du dispositif de filtration.