Brevet FR2478522A1 — publié le 19810925

La présente invention se rapporte généralement à la méthode de soufflage de coros creux et dlus particulière- ment à la mAthode de soufflage de corps creux avec utili- sation de grandes paraisons. La mnéthode de soufflage de corps creux traditionne2-_ consiste en l'extrusion verticale d'une ébauche tubulaire vers le bas suivie des stades ultérieurs d'inclusion ébauche tubulaire dans une partie de moule immédiatement adjacente à la sortie de l'e.,xtrudeuse, et le gonflage de la paraison ainsi emprisonnée pour focmer un objet sensible- ment conforme à la g,éomé-trie du moule. Un problèrme de l'et:-rusion verticale est que, lorsque l'ébauche tubulaire est extrudée, le poids du Matériau extrudé cormmence à porter sur le matériau qui le supporte. Cet effet estplus prononcé à l'orifice de l'extrudeuse qui porte tout le poids du matériau extrudé. Ainsi, plus l'ébauche tubulaire est longue, plus le poids portant sur le matériau extrudé de support est important et plus l'allongement ou le flèchissement produit sur le matériau suportant le poids est grand. Ce fléchisserment tend à produire une paraisoni n'ayant pas une coupe uniforme. Dans le passé, lorsque le poids de la paraison e.ntranaitn -zléchissementó e:xcessi2, le matériau ther-mo- plastique chaud l'intérieur cde ' t.rueuse était-' reris danils un accurulateur pendant le processus de -moulage de la araison. L' accuilulateur empêche une plus mlp!e émission de matériau thermoplastique à partir de la fili re lorsque la paraison est au stade de formage ou de moulage du processus. L'accu-iu!lateur ayant habituellement la forme d'un piston et d'un cylindre, a une a-plication supplémen- Ltaire en ex.trudan- raidemlent!e matériau thermoiLasticue - travers l'orifice de la f-ilière poour réduire au minimum la durée du fléchissement. Le degré de fléchissement oroduit pendant l'oo-r'tion est dans une large rmesure fonction de la résistance à la chal eur du matériau thermolastioue p artir duauel on est en train de former une paraison. Le matériau utilisé de )ré6é6rence est le polyéthy!lne ayantr un poids moléculaire élevé6, du fait de sa résistance a la chaileur. Les autres matériaux cepeondant,oi s on les ualités souhaitables mais leur résistance h la chaleur est telle que leur utilisation cour le souffl',-e de corps creux est très limit-,.Les matériaux n'ayant ou'unefaible résistance à la chaleur oour ce cui est de la réShode de soufflage de corps creux comprennent, mais de manibre non e:daustive, le nylon, le polyopropyllène, lec saran, les copolyslmres d'acrylonitrile- 1 C butadi3 ne-styrène,les polyrcarbonates et le polystyrèene. es matériaux présentent tous des problèmes irportants de fléchissement. Une technique ayant pour but de résoudre le problème de non uniformité produit par le fléchissement d'une ébauche tubulaire est décrit dans le brevet U.S.A N _.759.719 au nom de MIORECROFT et autres. Le procédé décrit dans ledit brevet comprend la production d'une ébauche tubulaire dont la largeur de la coupe transversale est variable à la sortie de l'extrudeuse. Le procédé décrit par MOPCPCROFT et autres comprend le contrôle Dermanent de 'paisseur de la paroi tubulaire et la compensation constante de toutes les irrégularités de ladite paroi Qubulaire comrparativerient à un ajus-tement asntérieur. Un tel processus 'eut être utilisé pour réduire au mini- 2,. u.n les effets de fléchissement produit par le poids de l'ébauche tubulaire ex--trudée. Un Droblme suppl6mentaire de la méthode tradition- nelle de soufflage de corps creux est la difficulté dC'extruder les ébauches tubulaires partir de atériau dégradables à la chaleur. De tels matériaux ont tendance à se dégrader ou k se décom.oser en fonction de la durée d'ex2osition k une température donnée. ormalement, il est souhaitable aue de tels matériaux soient extrudés à partir de filières de forme extr-Tenent aérodynamique de manière à réduire au miningar 'a dûP-e de séjour l'intérieur de la fili;3re chauffée. De par eur nature, les accumulateurs ne sont pas aérodne-viques. En essayant d'accumuler des matériaux dégradables thermiquement, le séjour prolongé de même que les zones stagnantes à l'intérieur d'une cons- truction n'étant pas aérodynamique et la dégradation impor- tante rendent pratiquement impossible la fabrication de produits de qualité. C'est pourquoi, seuls les matériaux non dégradables thermiquement ont été utilisés jusqu'ici dans les méthodes de soufflage de corps creux avec utili- sation d'accumulateurs. L'art antérieur a révélé des procédés de production d'objets par soufflage de corps creux avec extrusion conjointe ou coextrusion). Une filière de coextrusion utilisable dans une méthode de soufflage de corps creux est décrite dans le brevet U.S.A NO 4.149.839 au nom de IWAWAKI et autres. Le procédé de coextrusion verticale décrit dans ledit brevet utilise une série de mandrins et de oegments de piston entourant des tiges associées au landrin dont la fonction est à la fois d'extruder et d'accumuler les matériaux dans les différentes couches. La dégradation thermique à l'intérieur d'une filière de coextrusion devient un problème spécifique lorsque l'un des matériaux doit être à une température bien pus élevé que le matériau dégradable. Ce problème est particulièrement grave près du point de conversion des deux couches, là o le masériau dégradable tend à être immobile pendant le processus d'accumulation. La présente invention a donc pour objet un procédé de soufflage de corps creux dans lequel des paraisons de toutes longueurspeuvent être produites sans les problèmes liés au fléchissement. La présente invention a donc pour autre objet un processus de soufflage de corps creux produisant une parai- son ayant une coupe généralement uniforme sans qui'il soit nécessaire de faire varier l'épaisseur de la paroi extrudée à l'orifice de la filière. La présente invention a pour autre objet un procédé de soufflage de corps creux dans lequel la présence d'un accumulateur à l'intérieur de l'extrudeuse n'est pas nécessaire. La présente invention a encore pour objet un procédé dans lequel on peut fabriquer un objet produit par soufflage ayant différentes couches. La présente invention a encore pour objet plus parti- culièrement la fabrication d'un produit nouveau selon le procédé de l'invention. ' Ces objets et d'autres encore de l'invention sont atteints en extrudant horizontalement une ébauche générale- ment tubulaire, en l'obturant et en la sectionnant, et en donnant,par soufflage, une forme désirée à cette ébauche,tout en la maintenant en alignement horizontal. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaf- tront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence au dessin schématique annexé donné uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lequel: Le dessin unique montre schématiquement le procédé de l'invention. Selon la présente invention, il a été révélé que l'on peut fabriquer des paraisons de grandes dimensions par extrusion horizontale d'une ébauche tubulaire qui est obturée de manière à former un article en forme de coussin utilisable pour le soufflage ultérieur afin de lui donner uneforme voulue. L'extrusion horizontaleen vue de former une paraison de gtndes -dimensions)ermet la formation d'une telle paraison sans les problèmes et les contraintes liés au procédé d'extrusion verticale de l'art antérieur, tout en permettant que le procédé soit mis en oeuvre sur une base continue sans qu'il soit nécessaire d'utiliser des accumulateurs. Puisqu'il n'y a pas besoin d'accumulateurs, il est également possible d'extruder horizontalement et de coextruder les matériaux dégradables thermiquement, tels que le saran.Une autre description du procédé selon cette invention sera donnée en référence au dessin qui illustre schématiquement le procédé. Le dessin représente d'une manière générale un procédé dans lequel de la gauche vers la droite, une extrudeuse produit une ébauche tubulaire qui est obturée en vue de fabriquer un article ou paraison en forme de coussin L'article en forme de coussin est ensuite soufflé en une forme géométrique désirée. Le dessin représente plus spéci- fiquement une filière traditionnelle 1 fonctionnant de manière horizontale. Des extrudeuses 3 et 5 sont associées à la filière pour apporter des résines thermoplastiqus à ladite filière. On utilise deux extrudeuses lorsque lc filière 1 est une filière de coextrusion. L'extrudeuse et la filière peuvent 8tre du type décrit dans le brevet U.S. A. N 4,149,i39 sans l'accumulateur décrit dans ledit brevet. A la filière est associée une source de gaz pressu- risé 7 qui communique avec l'intérieur de la parai- son e::trud6e en 9. La source du fluidepresuris est de pr6férence de l'air et est injecté dans la paraison 11 en quantité suffisante pour empêcher que les côtés opposés ne s'affaissent ou n'adhérent l'un contre l'autre. L'ébauche tubulaire est prise de préférence par un mécanisme de préhension illustré en 13, 15 et 17 dans le dessin. La pince 15 est représentée reliée à l'article en forme de coussin ou paraison formée immédiatement à c8t6 de la filière. La partie avant 19 de la pince 15 est reliée à latète de l'article en forme de coussin tandis que les sections suivantes de préhension 21 et 23 attendent le positionnement approprié de l'article en forme de coussin 11 avant de descendre et de prendre la section arrière de la paraison appropriée. Le mécanisme de préhen- sion 17 est illustré enposition avancée une fois que les sections avant et arrière ont engagé l'article en forme de coussin. Le mécanisme de préhension 13 est illustré comlme venant après le mécanisme de préhension 15 et engagera l'article en forme de coussin 11 immédiatement derrière la section saisie par les sections 21 et 23, et combiné avec le mécanisme de sectionnement 24, sectionnera la paraison entre les mécanismes de préhension 13 et 15. Des mécanismes de préhension adéquats sont décritsdans le brevet U.S.A. I 3.539.670. r L'article en forme de coussin 11 est avancé sur une surface glissante 25 que l'on préfère à un convoyeur du tinte. bande. On s'est aperçu que lorsqu'on utilise du polyréthylène à haute densité, comme matériau thermoplastique pour la paraison, le caoutchouc silicone maintenu à la même température que la paraison permet le glissement sans causer de plissement ou de craquelures à la surface de la paraison. L'utilisation de caoutchouc silicone comme surface de glissement pour un polyéthylène à haute densité thermo- plastique constitue un mode de réalisation de cette inven- tion et est surprenac-nteen soi du fait que jusqu'ici on ne connaissait aucun matériau adéquat pouvant être utilisé pour pour un contact glissant avec le polyéthylène qui est un matériau collant sans par ailleurs que sa surface en soit _ecte6e. La paraison est transportéele long de la surface de transport par le mécanisme de préhension au moment o elle est extrudée de la filière. Une fois que la paraison est de longueur adéquate ou prédéterminée, la surface entière 25 est transportée dans une station de soufflage des corps creux illustrée en 27. La surface 28 illustre un article en forme de coussin 31 entre la filière d'extrusion et la station de soufflage des corps creux 27. On comprend que l'avantage de la présente invention persiste aussi longtemps cue l'article en forme de coussin maintient son alignement 2, horizontal. Ainsi, la surface de transport peut être bougée verticalement tant que la paraison reste généralement en alignement horizontal. L'idéal est que la surface de transport bouge entre les parties du moule 33 et 35 et en soit retirée pendant cue le mécanisme de préhension maintient l'article en forme de cou-ssin sensiLo:.eir:'d::oile et i permet de s'emboîter doucement dans la partie inférieure du moule 35. La surface de transport 37 est illustrée commle repar.tant vers la station de ac. filière pour recevoir la :,zraison er:trudce suivante. Se trouve illustré en 39 un objet obtenu par la méthode ce soufflage de corps creux après avoir été enlevé de la station de soufflage 27. Un canot est ici représenté comme exemple de la taille de l'article envisagé dans le cadre de cette invention. L'article terminé 39 peut être transpor- té sur un moyen de transport traditionnel par exemple 41 illustré sous forme d'un convoyeur à bande sans fin. Pour la mise en oeuvre du procédé de cette invention, on comprend qu'il est nécessaire de maintenir le matériau thermoplastique à une température appropriée pour le processus de soufflage des corps creux. Pour la mise en oeuvre de cette fonction nécessaire, des hottes de chauffage semi-eliptiquoe peuvent être maintenues au-dessus de la voie de transport pour réduire ainsi les pertes de chaleur à partir du matériau thermoplastique. Les surfaces de trans- port illustrées en 25, 28 et 37 sont, dans le meilleur des cas, maintenues à la température à laquelle la masse thermoplastique forme l'article en forme de coussin. Pour le polyéthylène à haute densité cette température varie entre 149 et 2040C. Le maintien de la température est moins critique pour-le polyéthylène du fait de sa haute capacité calorifique. Les matériaux ayant une faible capacité calo- rifique, telsque le polystyrène nécessitent un contrôle de la température plus serré. De préférence, les parties de moule utilisées à la station de soufflage de corps creux 27 comportent des moyens de refroidissement comme il est d'usage pour les moules utilisés dans les processus de soufflage de corps creux. La station de soufflage de corps creux comporte en outre une source de fluidepressuisé, et une aiguille de soufflage traditionnelle pour gonfler l'article en forme de coussin en emboîtant les parties supérieure et inférieure du moule. Le mécanisme de pincement et de transport se trouve de préférence totalement en dehors du moule, mais il peut être emboîté horizontalement dans la partie inférieure du moule pendant le processus de soufflage. Le mécanisme de pincement et de transport est sectionné de l'article en forme de coussin en accouplant la partie supérieure du moule 33 à la partie inférieure du moule 35. Comme on peut le voir, le problme d'étirement ou de fléchissement de l'art antérieur pendent le procédé d'extrusion verticale, est effectivement éliminé par le procédé d'extrusion horizontale selon cette invention, puisque virtuellement, toute longueur de paraison peut être produite. Le problème du fléchissement dans un procédé vertical est fonction de nombreuses variables. Principalement, cependant la résistance à la chaleur du matériau extrudé est le facteur limite ainsi que le temps nécessaire pour extruder une paraison de longueur requise. Des facteurs géométriques tels que l'épaisseur de la paroi de la paraison et le diamètre extérieur de la paraison influencent également la limito à laquelle le procédé vertical peut être appliqué. La résistance à la chaleur d'un matériau thermoplastique est fonction de la tempéra- ture, et la résistance à la chaleur,à la température de moulage requise oetlefacteur de résistance à la chaleur le plus important. La limite pratique pour n'importe quel procédé d'extrusion verticale peut être déterminée une fois que les variables sont connues. A ce point le procédé de l'invention devient extrêmement utile pour produire des paraisons de grandes dimensions. Tant que l'épaisseur de la paroi de la paraison est suffisante pour empêcher les parois opposées d' entrer en contact du fait de la gravité la longueur de la paraison est pratiquement illimitée. Le seul paramètre critique de la présente invention est que suffisamment de fluide pressurisé doit être maintenu dans la paraison pour empêcher que les parois opposées de la parai- son nes'asaBimtou n'adhérent l'une à l'autre. Une application particulièrement souhaitable du procédé de la présente invention est la production de réservoirs de stockage d'essence pour l'utilisation dans les véhicules employant des moteurs à combustion interne. Puisqu'on ne connalt pas de matériau thermoplastique unique totalement satisamnt pour ce type de réservoir destockage, la coex- trusion selon la présente invention présente une utilité -Darticulière. En outre, de tels réservoirs de stockage nécessitent l'utilisation d'un matériau hautement inerte et imperméable ahc vapeu:r d'essence. Généralement, de tels matériau:x, sont décomposables ther:.iiquement. Un e:cemple de matériau présentant la perméabilité requise est le saran cui est décomposable et dont l'utilisation ne correspond -as acu Orocédé de soufflage vertical des corps creux tradition- nel du fait du temps de séjour à l'intérieur de la filière chauffne et de l'accumulateur. Ce problème ne se présec-'e pas pour le procédé de la présente invention. De plus, des réservoirs d'essence peuvent être pi'-'ds àeca- pacié de 75 litres par ex.emple ce qui est di,'ficile a obtenir avec le procédé vertical du fait du problème de fléchissement qu'il entraîne. Le procédé de la présente invention peirmet de produire des conteneurs de grandes dimensions à partir de matériaux- qui autrement ne seraient pas adéquats du fait de la décomposition therniîue. Le procédé de cette invention permet de coextruder des matériaux, tel que le saran avec un matériau qui est habituellement utilisé pour le souf- :v 'lage de corps creux. tels que le polyéthylène ou les copo- lDaères d' éthylène/acé;"cLe devinyle. Il peut de plus être souhaitable d'obtenir d' autres couches -telles que par exemple des structures à trois ou quatre couches comprenant une couche de saran intercalée entre des couches e-xtsérieures 2 5 de polyech.ylone. Le polyéthylène donnerait au conteneur sa résistance et sa rigidité souhait'c-s t,,andis que la. touche intermédiaire de saran lui donnerait la:réssistance àLa péne- tbration des gaz oui autrement ' iien tenter de 6nénétrer le polyéthylène. Dans le cadre de cette -ion il y a une alternative consistant à coextruderune structure à trois couches ayant- une couche extérieure formée d'un matériau écumeux oui Mausse e: une températbre supérieure. celle utilisée oour l!'e:trusion et le procédé de soufflage de corps creuse, ô; Des exemples de ces maeériaux écumeu:: sont décrits dans le brevet U.S.A. I" 4.146.'-51 au no: de Y- LïóME'.:',taape ?,,e formation de mousse est e2ec-u.e en chaufLant ultorieuremere. : rtic1:?oré _.r so...fla..e c une te'Dpérature suffisante pour provoquer laformaBm de mousse Ce la couche e:xterne,:-. 7ns;._izsan-e)our e1re la cause de 1 'effondrement des oucs -.,ternes. Dans ce cas, les couches extérieures maussesformsntune couche tampon pour l'article obtenu, un :.sD--voir A essence par enemple, de mani re a empêcher la détériorat'ion des couches internes en cas d'impact. On voit ainsi eue ie procéd6 de la présente invention app)orte une technique dans laqueLle des articles de grandes ISC dimensions -euvent être soufflés sans le problème d'étire- ment du procédé de soufflage de l'art antérieur. De plus, le procédé de la présente invention ap-porte une technique dans laquelle les rmat- ériaux dégradables thermiquement -euvent être sou-21és sans être soumis à des durées de séjour prolon3-_esàl'intérieur des filières et des accumu- lateurs. On voit- en outre que le procédé de la présente invention permet la coextrusion de ce matériau dégradable therllmi quexent. Bien entendu, l'inention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exenple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens éaecrits, ainsi que leurs combinaisons, si cellesci sont exé::cutées suivant son esprit et maises en oeuvre dans le cadre de la.rotection cor:-e revendiquée. REVENDICATIONS 1. Procédé de soufflage des corps creux caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes: extrusion d'une ébauche généralement tubulaire en direction horizontale dans le but de produire une ébauche tubulaire extrudée; l'obturation d'un segment de ladite ébauche tubulaire extrudée donnant ainsi un premier joint l'obiraion d'une seconde zone donnant ainsi un second jtint, ladite ébauche tubulaire entre le. premier et le seconde joints étant généralement en forme de coussin (11); le sectionnement de ladite ébauche tubulaire en forme de coussin à partir de ladite ébauche tubulaire extrudée; le transport de l'ébauche tubulaire en forme de coussin sectionnéeen direction d'unmoule (27-35) ayant une forme prédéterminée; et le formage de ladite ébauche tubulaire en forme de coussin selon la dite forme prédéterminée (39) par l'utili- sation dudit moule. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que ladite étape d'extrusion est effectuée en continu pour fournir une multiplicité d'ébauchestubulairesen forme de coussin. 3. Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce que ladite ébauche tubulaire en forme de coussin est trans- portée horizontalement après ladite étape de sectionnement, à une vitesse supérieure à celle avant ledit sectionnement 4. Procédé selon la revendication 3 caractérisé en ce que ladite étape de transport après ledit sectionnement est effectue comme suit: le placement de ladite ébauche tubulaire en forme de coussin sur une surface de transport (25, 28); le placement de ladite surface avec ladite ébauche tuhulaire entre deux parties de moule mobilesverticalement (33-5); l'enlèvement de ladite surface se trouvant entre les- dites parties du moule,tout en maintenant l'article en forme de coussin entre lesdites parties du moule, l'ébauche tubulaire en forme deoea.in n'étant pas soumise au déplace- -ont horizontal mais étant placée -entre lesdites parties du moule par l'enlèvement de ladite surface qui se trouvait entre lesdites parties du moule. 5.Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que ladite étape d'extrusion comporteuie coextrusion de manière à fournir une ébauche tubulaire ayant plusieurs couches. 6. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que ladite étape de coextrusion est effectuée en continu sans accumulation. 7. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que ladite étape de formage comprend l'étape supplémentaire de gonflage de ladite ébauche tubulaire en forme de coussin lorsqu'elle se trouve à l'intérieur dudit moule. 8. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le poids de ladite ébauche tubulaire en forme de coussin est supérieur au poids qu'elle pourrait supporter, sans fléchissement nuisible,dans un procédé d'extrusion verticale comprenant l'entrusion d'une ébauche tubulaire dont les dimensions et les caractéristiques sont similaires cElls de l'ébauche tubulaire extrudée horizontalement et dans lequel ladite ébauche tubulaire extrud6e ne préseate iO pratiquement aucune déformation due à son propre poids. 9. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce c.ue l'ébauche tubulaire en forme de coussin (11) est en olyéthylène à haute densité, et est transportée par "glis- sement de ladite ébauche sur une surface en caoutchouc silicone. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'on prévoit en outre de maintenir ladite surface en caoutchouc silicone à une température sensiblement égale à celle de l'ébauche en forme de coussin. 110 Produit caractérisé en ce qu'il est fabriqué selon le procédé de la revendication 1.