Brevet FR2437289A1 — publié le 19800425

La présente invention est relative à la fabrication de feuilles comprenant des couches superposées de matiere thermoplastique ou autres,par extrusion simultanée de divers matériaux, puis par réunion de ceux-ci avant leur introduction dans une filière. Pour réunir les matériaux en évitant leur mélange, on les introduit en des écoulements coaxiaux, ou tout au moins parallèles, dans le canal d'entrée de la filière. Il en est ainsi par exemple dans le brevet français n0 1 486 660, et les deux additions à ce brevet (respectivement n0 92 331 et 92 986). L'utilisation d'écoulements cylindriques coaxiaux permet d'obtenir une feuille régulière, comprenant une couche interne et au moins une couche à enveloppe autour de cette couche interne. La feuille est donc toujours constituée par un matériau sandwich dans lequel les couches sont disposées de façon symétrique ou non par rapport à la couche interne. Pour remédier à cela, on a déjà envisager de disposer sur le trajet des écoulements des cloisons radiales de façon à diviser les écoulements extérieurs et à permettre d'injecter des matières différentes de chaque coté de la couche interne. Dans d'autres cas, on utilise des conduits parallèles séparés par des cloisons, dans lesquels sont introduites les différentes matières qui, comme dans les cas précédents, ne viennent en contact l'une de l'autre qu'au bout d'un certain trajet parallèle de façon à éviter tout risque d'écoulement turbulent et de mélange. (voir brevet français n0 1 495 368). Il est ainsi possible de réaliser une feuille comportant un nombre quelconque de couches différentes, mais ce processus exige la présence d'une pièce de rac cordement dXlimitant un nombre déterminé de passages et munie de cloisons de guidage des différents écoulements sur une certaine longueur, c'est-à-dire une pièce de raccordement de forme précise et relativement délicate à réaliser. L'invention a pour but de fournir un dispositif d'alimentation d'une filière de formation de feuilles en matière thermoplastique multi-couches, dont la construction est très simple et qui permet, moyennant une opération facile à exécuter, d'augmenter le nombre de couches des feuilles et également de faire varier la nature et l'emplacement des couches dans les feuilles. L'invention a donc pour objet un dispositif d'alimentation d'une filière de fabrication de feuilles en ma tière thermoplastique multi-couches qui est raccordé à au moins deux extrudeuses de matière thermoplastique et dans lequel plusieurs écoulements de matière sont réunis dans un canal central raccordé à l'entrée de la filière, ce dispositif d'alimentation étant caractérisé en ce qu'il comporte un jeu d'anneaux empilés de manière à définir ledit canal central, un bloc d'entrée disposé à une extrémité dudit jeu d'anneaux empilés et dans lequel sont pratiqués des passages raccordés respectivement auxdites extrudeuses, chaque anneau comportant au moins un canal radial débouchant ledit canal central et communiquant avec l'un des passages du bloc d'entrée, éventuellement par l'intermédiaire de passages pratiqués dans les anneaux situés en aval par rapport à l'écoulement de matière dans ledit canal central. Grâce à ces caractéristiques, chaque anneau du jeu d'anneaux empilés est affecté à une couche ou à des couches bien déterminées du boudin de matière multi -couches introduit dans la filière. Il est ainsi facile, par exemple par une augmentation du nombre d'anneaux du dispositif d'alimentation, d'augmenter le nombre de couches de la feuille à obtenir ou encore, en modifiant l'emplace ment auquel le canal radial d'un anneau déterminé débouche dans le canal central, de faire varier l'emplacement d'une couche déterminée dans la superposition des couches du boudin entrant dans la filière. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels - la Fig.1 est une représentation schématique d'une installation de fabrication de feuilles multi-couches en matière thermoplastique, dans laquelle est incorporée un dispositif d'alimentation suivant l'invention; - la Fig.2 est une vue en coupe axiale d'un dispositif d'alimentation suivant l'invention et permettant d'obtenir un boudin à quatre couches superposées; - les Fig.3 à 7 sont des vues de face des divers anneaux composant le dispositif d'alimentation de la Fig.2, les vues étant prises respectivement selon les lignes 3-3, 4-4, 5-5, 6-6 et 7-7, de la Fig.2;; - la Fig.8 est une représentation schématique en perspective du dispositif d'alimentation de la Fig.2, la vue permettant notamment d'examiner comment sont superposées les couches dans le boudin destiné à entrer dans la filière; - lå Fig.9 est une représentation schématique en perspective, analogue à celle de la Fig.8, d'un autre mode de réalisation du dispositif suivant l'invention. On a représenté sur la Fig.1, le schéma d'une installation de fabrication de feuilles multi-couches en matière thermoplastique ou#analogue dans laquelle est prévu un dispositif d'alimentation suivant l'invention. Cette installation comprend une filière A dont l'entrée B est connectée à un dispositif d'alimentation 1 suivant l'invention. Ce dispositif d'alimentåtion reçoit par l'intermédiaire d'un bloc collecteur C, plusieurs écoulements de matière thermoplastique de natures différentes (par exem ple en ce qui concerne la composition et la couleur). Dans le cas représenté, le collecteur C est raccordé à quatre extrudeuses D1 à D4 fabriquant respective-ment lesdits écoulements. Les Fig.2 à 8 représentent un premier exemple de réalisation d'un dispositif d'alimentation suivant l'invention. Comme on peut le voir d'après la Fig.2 qui en est une vue en coupe axiale, ce dispositif comporte un jeu d'anneaux empilés, constitués en l'occurence de quatre anneaux 2 à 5, réunis ensemble et placés entre un bloc d'entrée 6 et un bloc de sortie 7, tous deux de forme circulaire et coaxiaux aux anneaux 2 à 5. L'ensemble de ces pièces est percé de part en part par huit trous axiaux 8 traverses par des tiges filetées 9 recevant à leurs extrémités des écrous de serrage 10. Des oreilles de suspension 11 permettant de manutentionner le dispositif peuvent être prevues de part et d'autre de celui-ci et fixées à deux tiges 9 adjacentes. Le bloc d'entrée 6 ainsi que chaque anneaux 2 à 5 sont munis chacun sur l'une de leurs faces d'une collerette périphérique 12 qui, lors de l'assemblage s'emboi- te dans un évidement périphérique complémentaire 13 ménagé dans la face en regard de l'élément adjacent. Des joints d'étanchéité 14 en forme de disque sont placés entre chaque paire d'éléments adjacents, chaque disque étant muni des ouvertures adaptées aux éléments entre lesquels il est placé. En outre, l'assemblage complet des éléments présente des rainures périphériques 15 qui sont destinées à recevoir des collier de chauffage 16 (voir en particulier la Fig.3), chaque collier comportant,d'une façon connue en soi, des résistances de chauffage électrique pouvant être branchées à une source de courant (non représentée) par 1' intermédiai- re d'une prise 17 et d'une fiche 18, l'ensemble étant régulé par l'in teréédiaire d'une sonde de température (non représentée). Le bloc d'entrée 6 comporte quatre passages 19a à 19d qui, en amont, sont destinés à être raccordés à des extrudeuses respectives D1 à D4 (voir Fig.l). Les anneaux 2 à 5 comportent chacun un orifice central dont l'alignement définit un canal central 20 du dispositif, canal qui débouche dans un passage central de sortie 21 pratiqué dans le bloc de sortie 7 et destiné à être raccordé à l'entrée B de la filière A. L'anneau 2 comporte, dans sa face tournée vers le bloc d'entrée 6, une rainure radiale 22 qui communique avec le passage 19c du bloc d'entrée 6. Cet anneau présente en outre trois passages axiaux 23, 24 et 25 qui le traversent de part en part et qui sont décalés, dans cet exemple de 900 par rapport à l'axe des anneaux. L'anneau 3 présente tout d'abord un passage axial 26 aligné sur le passage 24 du bloc 2 et communiquant par l'intermédiaire d'un passage radial 27 avec le passage central de cet anneau formant une partie du canal central 20 du dispositif. L'anneau 3 présente en outre deux autres passages axiaux 28 et 29 communiquant respectivement avec les canaux 25 et 23 de l'anneau 2. L'anneau 4 comporte, à son tour, un premier passage axial 30 qui communique par l'intermédiaire d'un canal de liaison 31 avec le passage central de cet anneau formant partie du canal central 20. Comme le montre en particulier la Fig.61 le canal de liaison 31 est constitué par une rainure creusée dans l'une des faces de l'anneau 4 et formée tout d'abord par une portion rectiligne radiale 32 s'étendant à partir du passage 30, par une portion arquée 33 s'étendant à peu près sur 900 et une portion 34 également radiale et débouchant par un partie élargie 35 dans le canal central 20. Enfin, l'anneau 4 comporte un autre passage axial 36 qui communique avec les passages axiaux 29 et 23 des anneaux 3 et 2 respectivement. L'anneau 5 est pourvu d'une rainure 37 dont la forme est identique à celle du canal de liaison 31 de l'anneau 4, étant entendu que cet anneau est décalé de 1800 par rapport à l'anneau 5. En particulier, l'anneau 5 comporte un passage axial 38 qui communique avec les passages axiaux 36, 29 et 23 des anneaux 4, 3 et 2, respectivement. Comme l'anneau 5 est le dernier du jeu d'anneaux du dispositif d'alimentation 1, il ne comporte aucun autre passage de liaison. Le dispositif d'alimentation 1 suivant l'invention est basé sur le principe des écoulements de flux laminaires qui assimile les matières thermoplastiques en fusion à des fluides visqueux s'écoulant dans des conduits chauffés en couches successives sans jamais se mélanger, même s'il s'agit de produits parfaitement compatibles.A la sortie du dispositif d'alimentation, les différentes couches de matière plastique se déplacent avec des vitesses identiques et le boudin composé par ces couches peut ainsi entrer dans une filière à plaque classique , alors que pour obtenir #es feuilles multi-couches,on utilise habituellement des filières à plusieurs barres d'étranglement à chacune desquelles est fournie une seule couche devant constituer avec les autres couches la feuille à obtenir.A l'aide du dispositif suivant l'invention, les épaisseurs de chaque couche se trouvent dans le produit final en fonction du choix des débits des extrudeuses respectives D1 à D4. La régularité et l'homogénéité du boudin fourni à la filière dépend notamment de celles des extrudeuses, des viscosités relatives des matières plastiques utilisées et également des dimensions des divers canaux et passages du dispositif d'alimentation selon l'invention. En examinant la Fig.8, on voit que l'écoulement provenant de l'extrudeuse D1 passe tout d'abord dans le passage 19c du bloc d'entrée 6 et rejoint le canal central 20 délimité par l'empilement des anneaux 2 à 5, par l'intermédiaire du passage radial 22 ménagé dans l'anneau 2. Les écoulements provenant des extrudeuses D2 à D4 progressent à partir du bloc d'entrée à travers les passages 23, 24 et 25 de cet anneau, seul l'écoulement du passage 24 rejoignant ensuite l'écoulement du canal central 20 par l'intermédiaire du passage radial 27 ménagé dans l'anneau 3 en passant tout d'abord à travers le passage axial 26 Toutefois, ce dernier laisse passer les écoulements provenant des extrudeuses D2 et D4. Dans l'anneau 4, l'écoulement provenant de l'extrudeuse D2 est amené à se joindre à l'écoulement maintenant combiné du canal central 20 par l'intermédiaire du passage 31 ménagé dans l'anneau 4. On voit que le boudin qui s'écoule dans le canal central 20 copporte-alors trois couches superposées. Une quatrième couche vient se joindre à ce boudin dans l'anneau 5 à partir de l'écoulement provenant de l'extrudeuse D4 par l'intermé- diaire du canal 37. Finalement, le boudin de sortie comporte donc quatre couches superposées dont la répartition dépend des facteurs qui ont déjà été. mentionnés ci-dessus. Il est à noter que les profils des divers passages et canaux déterminent dans une mesure importante la quantité de matière qui par unité de temps, vient se joindre au boudin principal qui s'écoule dans le canal central 20. En d'autres termes, les diverses épaisseurs des couches du boudin de sortie peuvent être choisies au préalable par le dimensionnement approprié des passages et des canaux. Une caractéristique importante de l'invention réside dans le fait que les passages radiaux des anneaux sont formés par une rainure creusée dans l'une de leurs faces principales, cette rainure constituant un élément déterminant le débit du matériau qui s'écoule dans cette rainure. En d'autres termes, en aménageant ou en retouchant la forme des rainures on peut adapter un anneau déterminé à un matériau déterminé fourni par les extrudeuses, de sorte qu'un dispositif d'alimentation dans son ensemble peut facilement être adapté à un groupe de ma- trières plastiques précis devant être utilisé pour constituer le boudin de sortie. A cela s'ajoute que le dispositif suivant l'invention peut être assemblé et démonté très faci lement grâce à la présence des tiges 9 et des écrous 10. Par ailleurs, les colliers de chauffage 16 peuvent facilement être débranchés en enlevant les fiches 18 des prises 17, de sorte que le dispositif d'alimentation peut facilement être échangé et remplacé par un autre dispositif que l'on a préparé au préalable en fonction de la composition d'une feuille qu'on désire obtenir. D'ailleurs, la manutention d'un dispositif d'alimentation suivant l'invention est facilité grâce à la présence des oreilles 11 qui sont boulonnées sur deux tiges adjacentes 9 du dispositif. On remarquera également que l'assemblage du dispositif peut être réalisé par une simple superposition des divers anneaux avec leurs joints d'étanchéité associés de sorte qu'il n'est pas nécessaire de prévoir des câles d'épaisseur et qu'il n'y a pas de risque que la section des canaux d'alimentation varie, une telle variation pouvant entraîner une variation de la pression des écoulements et par suite de la répartition des matières dans le boudin de sortie. La Fig. 9 représente un autre mode de réalisation du dispositif d'alimentation suivant l'invention. Dans ce cas, on a prévu, au lieu des anneaux 3 et 5 du dispositif suivant la Fig.8, des anneaux 3A et SA qui comportent chacun dans l'une de leurs faces, une rainure en forme de demicercle 39 et 40 respectivement. Le canal 39 débouche dans des passages radiaux 41 et 42 diamétralement opposés et rejoignant le canal central 20 du dispositif. Dans l'anneau 5A, le canal en demi-cercle 40 rejoint ce canal central par l'intermédiaire de passagesradiaux 43 et 44 également diamétralement opposés. On voit qu'à l'aide d'un dispositif d'alimentation ayant une composition des anneaux suivant la Fig.9, on peut obtenir un boudin de sortie ayant sept couches superposées. Il est évident à part les deux exemples que l'on vient de décrire, que l'invention permet de concevoir des dispositifs d'alimentation pouvant fournir à la filière des boudins ayant une composition pratiquement quelconque, et dans lesquels les épaisseurs des couches peuvent varier dans de larges mesures. Il est également à noter que le nombre de couches du boudin de sortie peut être nettement supérieur à celui des extrudeuses alimentant le dispos il tif décrit. On voit donc que l'invention fournit un dispositif d'alimentation dont la construction est extrêmement simple et qui peut être fabriqué à un coût réduit. En particulier, étant donné que les anneaux sont simplement empilés les uns contre les autres, l'usinage s'en trouve par là-même simplifié et ne nécessite pas l'utilisation de matériaux spéciaux. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'alimentation d'une filière de fabrication de feuilles en matière thermoplastique multicouches qui est raccordé à au moins deux extrudeuses de matière thermoplastique et dans lequel plusieurs écoulements de matière sont réunis dans un canal central raccordé à l'entrée de la filière, ce dispositif d'alimentation étant caractérisé en ce qu'il comporte un jeu d'anneaux (2 à 5) empilés de manière à définir ledit canal central (20), un bloc d'entrée (6) disposé à une extrémité dudit jeu d'anneaux empilés (2 à 5) et dans lequel sont prati quels des passages (19à à 19d) r#accordés respectivement auxdites extrudeuses (D1 à D4), chaque anneau (2 à 5) comportant au moins un canal radial (22, 27, 34, 35, 37) débouchant ledit canal central (20) et communiquant avec l'un des passages (19a à 19d) du bloc d'entrée (6), éventuellement par l'intermédiaire de passages (23 à 25, 26, 28, 29, 30, 36, 38) pratiqués dans les anneaux situés en aval par rapport à l'écoulement de matière dans ledit canal central (20). 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les canaux radiaux (22, 27, 34, 35, 37) sont formés par des rainures creusées dans une face des anneaux correspondants. 3. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le canal radial (34) d'au moins l'un des anneaux est raccordé au passage (30) qui le relie audit bloc d'entrée (6) par l'intermédiaire d'une portion de rainure courbe s'étendant sur un certain angle par rapport à l'axe du jeu d'anneaux. 4. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce qu'au moins certains des anneaux (3A, 5A) comportent deux canaux radiaux (41, 42, 43, 44) débouchant dans ledit canal central (20) dans des positions diamétralement opposées et reliés l'un à l'autre par une rainure courbe (39, 40) communiquant avec le passage qui relie cet anneau au bloc d'entrée (6). 5. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications I à 4, caractérisé en ce que chaque anneau (2 à 5) s'emboîte sur un anneau adjacent grâce à une collerette périphérique (13) en saillie de l'une des faces de l'un des anneaux et pénétrant dans un évidement péri phérique (12) pratiqué dans le bord de la face en regard de l'autre anneau et en ce qu'un joint en forme de disque (14) est emprisonné entre chaque paire d'anneaux adjacents. 6 Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que des rainures périphériques (15) sont ménagées à la surface extérieure du jeu d'anneaux empilés, ces rainures étant des tinées à recevoir des colliers (16) munis d'éléments de chauffage électrique, chaque collier étant muni d'une prise individuelle (17) de branchement à une source de courant. 7. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 a 6, caractérisé en ce que les anneaux(2 à 53ainsi que ledit bloc d'entrée ~6) et éventuellement un bloc de sortie (7) sont assemblés à l'aide de tiges filetees axiales traversant 11 ensemble du dispositif.