Brevet FR2498981A1 — publié le 19820806

La présente invention se rapporte à une filière d'extrusion perfection- née en T adaptée à la production par extrusion de pellicules ou de feuilles en une matière thermoplastique, telle que le polyéthylène et concerne plus parti- culièrement une filière d'extrusion perfectionnée en T adaptée à la production à haut rendement de pellicules en résinetraisparentes, d'épaisseur uniforme et dont les bords ne présentent pas de bourrelets. On connait deux procédés pour produire par extrusion des pellicules en résine,notamment, des pellicules de polyéthylène ou de polypropylène, le premier étant un procédé de gonflage et le second un procédé utilisant une filière en T. Le second procédé, c'est-à-dire celui utilisant une filière en T, a été largement utilisé pour la fabrication de sacs en matière plastique imperméables, notamment pour emballage d'engrais, en accolant une pellicule de résine synthé- tique chauffée et une feuille de métal, de"Cellophane" ou de papier kraft, puis en les pressant l'une contre l'autre. La présente invention qui propose une nouvelle filière pour produire des pellicules par extrusion va être décrite ci-après sous un mode d'exécution non limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure I est une vue de face d'une filière d'extrusion en T clas- sique - la figure 2 est une vue en coupe partielle, à plus grande échelle, effectuée suivant la ligne I-I de la figure I - la figure 3 est une vue de face d'une filière d'extrusion en T con- forme à la présente invention; - la figure 4 est une vue en coupe effectuée suivant la ligne II-II de la figure 3; et - la figure 5 est une vue en coupe partielle, à grande échelle, de la partie inférieure de la filière de la figure 4, montrant le passage en forme de fente et les lèvres ce celle-ci. En se référant aux figures I et 2, on voit une filière d'extrusion en T classique qui comprend, à chaque extrémité du corps en T 1', un guide intérieur 6', ces deux guides étant réglables afin de permettre de faire varier l'épais- seur des bords de la pellicule extrudée résultante, en vue d'obtenir une pelli- cule d'épaisseur uniforme n'ayant pas de surépaisseurs le long de ses bords, ces suîpaisseurs étant qualifiées ci-après de "surépaisseurs marginales". Chaque guide intérieur 6' est supporté par une tige de support en L 5'qui est reliée à une plaque 5". De plus, une tige 7' est prévue immédiatement sous chacun des guides intérieurs afin de régler la largeur de la pellicule extrudée résultante. Chacune des tiges de support 5' est fixée au guide intérieur cor- respondant 6' dans un passage en forme de fente 3' du corps 1' de la filière, le guide 6' pouvant se déplacer dans le passage 3' de manière à s'éloigner ou à s'approcher de l'extrémité du corps 1'. La résine en fusion, provenant d'une extrudeuse A', est introduite dans un collecteur 2' d'o elle passe à travers le passage en forme de fente 3', duquel elle sort par un orifice d'évacua- tion 4'a en forme de longue fente étroite pour produire une pellicule; ainsi, on comprend aisément que le guide intérieur 6' et la tige intérieure 7' de celui- ci, sont exposés aux deux extrémités du corps 1' de la filière, à de très fortes pressions par la résine, de sorte que le premier est poussé vers le bas contre la seconde et vient s'appliquer étroitement contre celle-ci, avec pour résul- tat que le mouvement de la tige 7' est rendu très difficile et parfois même presque impossible. Dans ces conditions, il faut beaucoup de temps pour régler la largeur du courant de résine en utilisant la tige 7' du guide intérieur si difficile à déplacer, ou bien on est obligé d'interrompre l'opération d'extru- sion à cause de l'immobilité complète de la tige 7', ce qui diminue très con- sidérablement le rendement de l'opération. De plus, quand la résine en fusion provenant de l'extrudeuse A' traverse le collecteur 2', le passage en forme de fente 3' et l'orifice d'évacuation en forme de fente 4'a entre les extré- mités des lèvres 4', afin d'être conformée en une pellicule appelée àêtre super- posée à un substrat, par exemple, en papier, le stratifié résultant présente des surépaisseurs marginales sur ses deux côtés. Ces surépaisseurs (qui peuvent avoir une largeur de 30 mm, par exemple) sont ensuite coupées et les surépais- seurs marginales ainsi coupées sont ensuite chassées par une soufflerie (non représentée) pour finalement être enroulées en tant que déchets sur une bobine entraînée par un moteur à vitesse variable (non représenté). On comprend aisé- ment que ceci représente la perte d'un pourcentage considérable de résine utili- sée et un gaspillage d'énergie électrique. De plus, dans la filière d'extrusion en T classique, la résine en fusion entrant dans l'espace désigné par la référence "X" sur la figure 2, se solidifie au contact de l'air et se colle aux surfaces entourant cet espace X. Il résulte de ceci que la résine en fusion provenant de l'extrudeuse A' forme un courant irrégulier, et par suite produit une pellicule dont la transparence et l'uni- formité de l'épaisseur ne sont pas satisfaisantes, jusqu'à ce que la résine solidifiée ait été enlevée. Jusqu'à présent, on tentait d'enlever cette résine solidifiée, plus ou moins oxydée ou roussie. Or, il est difficile d'exécuter cette opération régulièrement et d'enlever la résine oxydée, en particulier, celle présente dans l'espace référencé X, en utilisant une tige de métal recti- ligne, ce qui introduit une perte de temps considérable dans l'ensemble de l'opération de production de la pellicule. Il convient également de noter que les pellicules résultantes présentent néanmoins les inconvénients précités, car la résine oxydée ou roussie ne peut pas être complètement enlevée avec la tige métallique rectiligne. Pour éliminer, au moins partiellement, les inconvénients susmentionnés, la demande de modèle d'utilité japonais n0 53-48366 (maintenant porté à la con- naissance du public sous le n0 54-152274) a été déposée par la société japonaise "Jyohoku Seiko Co. Ltd.", dirigée par le présent inventeur Mokichi Maejima. Dans la demande ainsi déposée, le guide intérieur 6' et la tige 7' de celui-ci sont conçus pour être supportés de façon à être maintenus espacés d'une certaine distance l'un de l'autre, même sous la pression très élevée de la resine en fusion, comme on le voit sur la figure 2. Cette distance doit être de l'ordre de 0,1 à 0,5 mm. Lorsque cette distance est inférieure à 0,1 mm, la résine en fusion entrant dans l'espace B' est oxydée ou roussie, car sa qualité et sa pres- sion subissent une diminution considérable à travers l'espace B', de sorte que la tige 7' du guide intérieur se colle à la résine oxydée ou roussie et ne peut pas être enlevée; d'autre part, lorsque l'intervalle est supérieur à 0,5 mm, la résine entrant dans l'espace B' est soumise à une pression très élevée, qui rend difficile les mouvements de ladite tige. Par ailleurs, la demande de modèle d'utilité japonais de la société "Jyohoku Co. Ltd". n' 54-139553 décrit une f ilière d'extrusion qui se distingue de celle décrite dans la demande précitée n0 53-48366, seulement sur le fait que la tige des guides intérieurs est supportée par une pièce facilement enle- vable ter et de déplacer le guide intérieur, mais également de retirer les résines oxydées et autres collées dans le collecteur de la f ilière. De plus, la même société a déposé une demande de modèle d'utilité japonais n0 53-12374, maintenant publiée dans la Gazette des modèles d'utilité sous le n0 55-53388, qui décrit un nouvel instrument pour enlever la résine qui se présente sous la forme d'une tige ayant une configuration particulière adaptée pour être utilisée dans les filières en T précitées. Ainsi, les inconvénients susmentionnés ont été partiel- lement éliminés. or, même en utilisant les f ilières en T perfectionnées ci-dessus, pour produire une pellicule en résine, on constate que les surépaisseurs marginales des pellicules ainsi produites n'ont pas été diminuées autant que ce qu'on aurait pu attendre suivant la nature de la résine utilisée. C'est ainsi, par exemple, *35 que. dans le cas de l'utilisation de la filière en T faisant l'objet de la demande de modale d'utilité japonais n' 54-139553 pour produire une pellicule à partir d'une résine synthétique (fabriquée sous la marque "YUKALON LK50" par la société "Mitsubishi Yuka Co. Ltd") la pellicule ainsi obtenue ne présentait pas de suré- paisseurs marginales, ceci revenant à dire que la f ilière présentait un effet de suppression des surépaisseurs marginales de 100 %; d'autre part, dans le cas de l'utilisation de la même filière pour produire une pellicule avec d'autres résines synthétiques (produites sous la marque "YUKALON LK30" et "NUC 8008" par la même société), les pellicules ainsi produites présentaient de légères surépaisseurs marginales et on a constaté que la filière avait des effets d'é- limination des surépaisseurs marginales de 70 % et de 80 % respectivement pour le "YUKALON LK30" et le "NUC 8008". La présente invention a été mise au point pour éliminer les inconvénients précédents et pour permettre d'obtenir des pellicules transparentes, d'épais- seur uniforme et ne comportant pas de surépaisseurs marginales, et ce quelle que soit la nature de la résine utilisée. Avant tout, on va expliquer les fonctions des composants principaux d'une filière d'extrusion en T conforme à la présente invention en se référant plus particulièrement aux figures 3 à 5 (1) lèvres 4. Les lèvres 4 délimitent entre elles un orifice d'évacuation en forme de fente 4a par lequel une résine en fusion est extrudée à haute pression (par exemple, entre 200.105 et 300.105 Pa afin d'être mise sous la forme d'une pellicule (figure 4). La largeur de l'orifice en forme de fente 4a entre les extrémités de ces lèvres 4 peut être modifiée ou réglée, à volonté, à l'aide de vis de réglage (non représentées) prévues sur les côtés extérieurs du corps 1 de la filière, ce qui permet d'ajuster l'épaisseur de la pellicule résultante. (2)Collecteur 2. Un collecteur 2, situé au centre du corps 1 de la filière, s'étend longitudinalement à l'intérieur de celui-ci (figures 3 et 4), ce collecteur ayant une section circulaire, elliptique ou autre. La résine en fusion arrivant d'une extrudeuses, s'étale le long du collecteur avant de se diriger vers l'ori- fice d'évacuation en forme de fente 4a. (3) Passage en forme de fente 3. Un passage en forme de fente 3, que traverse la résine en fusion, est prévu entre le collecteur 2 et l'orifice en forme de fente 4a (figure 4). (4) Guides intérieurs 6. Un guide intérieur 6 est prévu à chaque extrémité du corps de la filière de manière à s'étendre du collecteur 2 jusqu'au voisinage de l'orifice 4a (figure 4). Les guides intérieurs 6 servent à faire varier l'épaisseur des bords de la pellicule extrudée résultante, bien qu'ils aient une certaine influence sur la largeur de la pellicule, par coopération avec les tiges cor- respondantes. (5) Tige 7 des guides intérieurs. A chaque extrémité du corps de la filière, une tige de guide 7 est placée juste au-dessus de l'orifice en forme de fente 4a, entre ce dernier et l'extrémité inférieure du guide intérieur, mais à une certaine distance de cette extrémité inférieure. Cette tige peut être déplacée, conjointement avec le guide intérieur pour régler la largeur du courant de résine en fusion, réglant ainsi la largeur de la pellicule extrudée résultante (figures 3 à 5). (6) Tige de support 5 reliée au guide intérieur. A chaque extrémité du corps de la filière, est prévue une tige de sup- port 5 dont le diamètre et la résistance sont plus grands que ceux des tiges classiques, afin de les empêcher de fléchir sous la pression de la résine en fusion, cette tige s'étendant à travers le collecteur pour venir se fixer solidement au guide intérieur afin de la maintenir en place (figures 3 et 4). Dans le corps I de la filière d'extrusion en T conforme à la présente invention, comprenant le collecteur 2, le passage en forme de fente 3 et les lèvres 4, la tige de support 5 reliée au guide intérieur 6 s'étend vers l'exté- rieur au-delà de l'extrémité du corps 1 et est pourvue à son extrémité extérieure d'un dispositif d'entraînement C de la tige de support au moyen duquel le guide intérieur peut être éloigné ou rapproché de l'extrémité du corps de la filière afin de faire varier l'épaisseur des bords de la pellicule extrudée résultante. La tige de support 5, destinée à supporter le guide intérieur 6, est placée de façon à pouvoir être déplacée par contact glissant avec la paroi du collec- teur 2, comme représenté sur la figure 4. De plus, la tige 7 du guide intérieur est éloignée d'une certaine distance de ce guide 6 afin d'assurer son libre mouvement conjointement avec le guide intérieur, même pendant l'opération d'extrusion au cours de laquelle la résine exerce une pression très élevée sur le guide intérieur, sa tige de support 5 et la tige 7 du guide intérieur, comme le montrent plus particulièrement les figures 4 et 5. Plus précisément, on voit sur ces figures que le guide intérieur 6 présente, à son extrémité inférieure, un renfoncement ayant une forme semi-circulaire en coupe transversale, tandis que la tige de guide 7 a une section circulaire, le guide 6 et la tige 7 devant être placés - de telle manière que le renfoncement arrondi de l'extrémité inférieure du premiet embrasse la partie supérieure du second, en ménageant entre eux un certain intervalle, de préférence compris entre 0,1 et 0,3 mm. Le fonctionnement de la présente invention est décrit ci-dessous en référence aux figures 3 à 5 des dessins annexés. Comme on le voit sur les figures 3 à 5, la résine en fusion issue de l'extrudeuse A est introduite dans le collecteur 2 d'ou elle traverse le passage 3 pour être extrudée au travers de l'orifice en forme de fente 4a en formant une pellicule. Un guide intérieur 6 est prévu à chaque extrémité du corps 1 de la filière qui renferme le collecteur 2, le passage 3 et l'orifice en forme de fente 4a, modifiant ainsi l'épaisseur des bords de la pellicule extrudée résul- tante. La tige de support 5 reliée à la partie supérieure du guide intérieur 6 s'étend au-delà de l'une des extrémités du corps 1 de la filière et est couplée au dispositif d'entraînement C, tandis que la tige de support opposée s'étendant au-delà de l'autre extrémité du corps 1 est reliée au dispositif d'actionnement C'. La tige de support 5 doit avoir un diamètre suffisant pour pouvoir être dé- placée en s'appliquant à glissement sur toute la paroi du collecteur ou sur une partie de celle-ci (figure 4). Il est préférable que la tige de support puisse venir en contact avec toute la paroi du collecteur, afin d'en retixer la résine oxydée ou les autres matières qui s'y sont fixées. La tige 7 est placée juste en dessous et à une distance prédéterminée (de préférence de 0,1 à 0,3 mm) de l'extrémité inférieure évidée du guide intérieur 6, afin d'empêcher ce dernier de venir en contact avec la tige 7, même quand la résine en fusion développe une pression très élevée. La largeur de la nappe de résine en fusion s'écoulant par le passage en forme de fente 3 est d'abord déterminée, grossièrement, par les guides intérieurs 6 disposés respectivement aux deux extrémités opposées du corps 1 de la filière et ensuite, avec précision, par les tiges 7 placées directement sous les guides intérieurs correspondants 6. Comme on le voit sur la figure 1, dans la filière en T classique, une quantité superflue de résine en fusion est susceptible d'en- trer dans l'espace B' délimité par le guide intérieur 6' et la tige 7' de celui- ci, puisque cet espace a des dimensions très importantes, ce qui se traduit par une stagnation, une oxydation et/ou un roussissement de la résine en fusion dans cet espace, avec pour résultat qu'il est impossible de déterminer avec précision la largeur de la résine en fusion dans le passage 3', et l'effet d'élimination des surépaisseurs marginales n'est pas aussi net qu'on aurait pu le souhaiter, ces bords présentant une certaine surépaisseur qui dépend notamment de la nature de la résine utilisée. Par contre, dans la filière en T de la présente invention, comme repré- senté sur les figures 4 et 5, le guide intérieur 6 et sa tige 7 sont placés l'un par rapport à l'autre de telle manière que l'extrémité inférieure évidée du guide embrasse ou couvre la partie supérieure de la tige en ménageant un certain inter- valle (de préférence, de 0,1 à 0,3 mm), entre eux, assurant ainsi la présence entre eux d'un espace beaucoup plus petit que celui des filières classiques, avec pour résultat que la largeur de la nappe de résine en fusion qui traverse le passage 3 est d'abord déterminée grossièrement par le guide intérieur 6, puis finalement avec précision par la tige intérieure 7, sans qu'il en résulte une stagnation de la résine en fusion dans l'espace B (qui est défini par le guide intérieur 6 et la plaque latérale 8) et sans fuites de celle-ci le long de la tige de support 5 et du prolongement de la tige du guide vers l'extérieur du corps de la filière. De plus, étant donné que la résine en fusion entrant dans l'espace B par l'intervalle compris entre les parois délimitant le passage 3 et le guide intérieur 6, ressort par l'intervalle (de préférence, de 0,1 à 0,3 mm) compris entre le guide intérieur et la tige 7, la résine ne peut pas roussir ou brûler dans l'espace B, ni se fixer aux parois qui délimitent cet espace. Il est pré- férable que l'intervalle ait une largeur d'environ 0,2 mm. Lorsque cet intervalle dépasse 0,3 mm, la pellicule résultante présente des surépaisseurs marginales qui dépendent de la résine utilisée comme dans le cas des filières en T tradition- nelles, puisqu'une quantité excessive de la résine en fusion passe de l'espace B dans le passage 3 pour ressortir par l'orifice en forme de fente 4a. Par contre, lorsque la largeur de cet intervalle est inférieure à 0,1 mm, il se produit une stagnation de la résine entrant dans l'espace B, de sorte qu'elle s'y oxyde et se fixe à ses parois, ce qui est indésirable. Dans le cas o les filières en T de la présente invention ont été utili- sées pour produire des pellicules avec des résines livrées sous la marque "YUKALON LK 30" par la société "Mitsubishi Yuka Co"., sous la marque "YUKALON LK 50" par la même société et sous la marque "NUC 8008" par la société "Nippon Unica Co.", toutes les pellicules ont été obtenues avec une épaisseur uniforme et ne pré- sentaient aucune surépaisseur marginale,ce qui correspond à un effet de suppres- sion des surépaisseurs marginales de 100 %. REVENDICATIONS 1. Filière d'extrusion en T pour produire des pellicules en une résine synthétique thermoplastique à haute pression qui comprend un corps (1) comportant un collecteur (2) pour contenir une certaine réserve de résine synthétique en fusion et un passage en forme de fente (3) pour diriger la résine en fusion vers un orifice d'évacuation en forme de fente (4a), des lèvres réglables pour ajuster la largeur de l'orifice (4a) à volonté entre leurs extrémités inférieures, des guides intérieurs (6) pour faire varier l'épaisseur des bords de la pellicule extrudée résultante, pouvant être déplacés perpendiculairement à la direction du courant de résine et dans le passage en forme de fente (3) à chacune des extré- mités du corps de la filière, et des tiges (7) pour régler la largeur de la pel- licule résultante, déplaçables entre les guides intérieurs (6), conjointement avec ceux-ci, parallèlement à la direction de déplacement des guides intérieurs et à l'intérieur du passage en forme de fente (3), à chacune des extrémités du corps (1) de la filière, caractérisée en ce que l'extrémité de chacun des guides intérieurs (6) est évidée de façon à présenter en coupe transversale une forme semi-circulaire, et en ce que la tige (7) correspondante a une section présen- tant une forme circulaire correspondante, et est placée de telle manière que l'extrémité inférieure évidée du guide (6) embrasse la partie supérieure de la- dite tige (7) en ménageant un certain intervalle entre eux. 2. Filière d'extrusion selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'intervalle compris entre l'extrémité inférieure évidée du guide intérieur (6) et la partie supérieure de la tige correspondante (7) est comprise entre 0,1 et 0,3 mm.