Brevet FR2548085A1 — publié le 19850104

La présente invention concerne un dispositif de refroidissement et un procédé de fabrication de feuilles plastiques obtenues par soufflage de gaine. On connait déjà un dispositif destiné à obtenir de la feuille en gaine soufflée de bonne clarté, constitué par un ensemble de trois éléments juxtaposés ; celui-ci se compose, en suivant le trajet de la gaine, à sa partie basse, d'une chambre close dite de recuit, puis à sa partie intermédiaire, d'un anneau de soufflage intensif dont le flux d'air est dirigé perpendiculairement à la gaine, cet anneau ayant pour fonction d'accélérer la solidification de la matière, et enfin à sa partie haute d'une chambre supérieure dans laquelle la gaine est en contact avec un flux d'air dirigé tangentiellement à ladite gaine. Un tel dispositif a déjà été décrit dans la demande de brevet européen publié sous le numéro 0 041 803. Ce dispositif permet d'extruder des feuilles de polyéthyl#ne selon un taux de gonflage égal à 2. Cependant il présente l'inconvénient de ne pas permettre une extrusion satisfaisante de feuilles de polyéthylène selon un taux de gonflage supérieur à 2, cowtse on le démontre zanis les exemples comparatifs 5i aprés. D'autre part un tel dispositif présente l'inconvnnient de ne pouvoir améliorer les propriétés optiques de la gaine que pour des résines, telle que polyéthylene basse densité radicalaire, copolymère d'6thylne/acétate de vinyle et polyéthylène basse densité linéaire, dont les propriétés optiques étaient déjà relativement satisfaisantes. Par propriétés optiques satisfaisantes pour l'application à la fabrication de gaines, on entend un trouble (déterminé selon la norme ASTM D 103-77) non supérieur à 7%. Enfin un dernier inconvénient de ce dispositif réside dans l'impossibilité d'améliorer les propriétés optiques de la gaUle (par rapport à un système classique de refroidissement) tout en assurant un débit élevé de matière. La présente invention a pour but de pennettre un refroidissement plus efficace quand. la nécessité s'en fait sentir et donc d'obtenir des gaines soufflées de bonne propriétés optiques, notamment clarté, trouble, à un débit important et pour un grand nombre de résines. Le dispositif selon l'invention comprend, à sa partie intermédiaire un anneau de soufflage intensif dont le flux est dirigé perpendiculairement à la gaine, cet anneanzyant pour fonction d'accélérer la solidi fica-tion de la matière, à sa partie supérieure une chambre haute dans laquelle la gaine est en contact avec un flux d'air dirigé tangentiellement à ladite gaine, et il se caractérise par le fait qu'il comprend en outre à sa partie inférieure une chambre basse non close munie d'au moins une ouverture, chaque ouverture de ladite chambre non close pouvant être réglable au moyen d'un système constitué par exemple de disques à trous. En outre ladite chambre basse non close peut avoir une hauteur réglable, obtenue avantageusement par une série d'éléments emboîtables de hauteurs différentes. De la même manière la chambre haute peut avoir une hauteur réglable obtenue avantageusement par une série d'éléments emboîtables de hauteur différente. Dans le but de mieux faire comprendre l'invention, on va décrire maintenant à titre d'illustration et sans autre caractère limitatif un mode de réalisation pris comme exemple et présenté sur la figure unique en annexe représentant une vue en coupe du dispositif. La gaine de matière 1 est obtenue à partir de matière fondue provenant de la filière annulaire 2, en suivant le trajet de la matière à partir de la filière, la gaine est d'abord refroidie modérément dans la chambre basse constituée d'au moins deux éléments emboîtables 3 et 4, cette chambre comporte à sa partie inférieure un système d'ouvertures réglables 5 permettant d'ajuster l'admission d'air aspiré 6 sous l'effet de la dépression engendrée par le flux d'air 7 projeté dans la chambre haute constituée par les éléments 14 et 15 ; dans cette première partie la gaine est refroidie modérément par le courant d'air 8 et ne subit pas de modifications dimensionnelles notables. La gaine est ensuite refroidie violemment au moyen de jet d'air 9 sortant de l'anneau de soufflage 10, la direction de ce jet étant perpendiculaire à ladite gaine 1.Aprés être sortie de l'anneau de soufflage 10, la gaine arrive dans la chambre haute consituée d'au moins 2 éléments emboîtables 14 et 15, dans laquelle il existe un flux d'air provenant de l'anneau de soufflage 10 par l'intermédiaire d'orifices 11 permettant à l'air de sortir suivant les flux 7 dans la chambre haute constituée par les éléments 14 et 15 selon la direction tangentielle à la gaine 1, le débit des flux d'air 7 étant modifiable au moyen du système de réglage 12. C'est dans cette chambre haute, que la gaine prend sa dimension finale sous l'action de la surpression d'air qui règne à l'intérieur de celle-ci, l'air de surpression étant introduit par le tube de mise en pression 16. Finalement la gaine est définitivement solidifiée et tirée au moyen du système d'entra mement 17. Un second objet de l'invention consiste en un procédé de fabrication de feuilles plastiques par soufflage de gaine, comprenant d'une part une étape d'extrusion-soufflage de matière plastique fondue provenant d'une filière d'extrudeuse et d'autre part une étape de refroidissement de la gaine soufflée ainsi obtenue, caractérisé en ce que l'étape de refroidis sement est réalisée par passage de la gaine à travers un dispositif du type précédemment décrit. En particuler il est avantageux que le rapport du débit d'air aspiré dans la chambre basse au débit d'air introduit dans l'anneau de soufflage soit compris entre 0,1 et 0,5. Le procédé selon l'invention présente les avantages d'obtenir des films de bonnes propriétés (clarté, trouble) à partir de résines telles que polyéthylène radicalaire, polyéthylène haute densité, polypropylène, polybutène-1, polyéthylène basse densité linéaire et leurs mélanges, ayant un indice de fluidité (déterminé selon la norme ASTM D 1238/73) compris entre 0,1 et 10 dg/min. En particulier le procédé selon l'invention permet de fabriquer des films ayant de bonnes propriétés optiques à partir de polyethylène radicalaire d'indice de fluidité supérieur à 3 dg/min, alors que cette résine était jusqu'ici réservée à la fabrication d'objets par les techniques de moulage.En outre ce procédé permet également d'obtenir des films à des débits ou/et des taux de gonflage notablement plus importants que ceux autorisés par le procédé de la demande de brevet européen n0 0 041 803. Dans le but de mieux faire comprendre les avantages de ce procédé par rapport à l'art antérieur, les exemples suivants sont donnés à titre illustratif et non limitatif. EXEMPLES 1 à 4 On fabrique des films d'épaisseur 40 m par extrusion-soufflage de matière plastique fondue provenant de la filière d'une extrudeuse, puis refroidissement par le dispositif décrit ci-dessus et représenté sur la figure en annexe. Les caractéristiques de la filière et du dispositif de refroidissement sont les suivantes - filière de 50 mm de diamètre et entrefer de 0,5 mm. - dispositif de refroidissement : hauteur de la chambre basse : 250 mm, hauteur de la chambre haute : 250 mm Le rapport k du débit d'air aspiré dans la chambre basse au débit d'air introduit dans l'anneau de soufflage est indiqué dans le tableau I ci-aprés. Le taux de gonflage TG (rapport du diamètre de la gaine à celui de la filière, et du débit de matière Q (exprimé en kg/heure) sont ceux aussi indiqué dans le tableau I ci-aprés. La matière utilisée est un polyéthylène basse densité radicalaire commercialisé sous la marque Lotrène FA 0401 (fabrique par CdF Chimie) ayant un indice de fluidité de 4 dg/min (mesure selon norme SSTM D 1238-73) et une densité de 03918. Dans le tableau I sont indiqués en outre - i'extrudabilité notée (+) lorsque la gaine soufflée est exempte de défauts optiques tels que rayures, notée (-) lorsque la gaine soufflée présente de tels défauts optiques. - le résultat des mesures de la clarté (C3, exprimé en % et déterminée selon la norme ASTM D 1746-78. TABLEAU I Exemple Q TG R E C 1 3 2 0,47 + 46 2 6,9 2 0,49 + 41 3 4,1 3,2 0,13 + 62 4 6,9 3,2 0,15 + 49 EXEMPLES COMPARATIFS 1A à 4A On fabrique des films d'épaisseur 40 ssm par extrusion soufflage de la même matière plastique que celle utilisée aux exemples 1 à 4 ci-dessus, puis refroidissement au moyen d'un dispositif du type décrit dans la demande de brevet européen #O 0 041 803.Dans le tableau Il ci-aprés sont reportés d'une part les conditions opératoires telles que Q, TG et R, et d'autre part les résultats des propriétés obtenues sur la gaine soufflée. TABLEAU Il Exemple Q TG R E C lA 3 2 0 - 38 2A 6,9 2 0 - 36 3A 4,1 3,2 0 - 61 4A 6,9 3,2 0 - 41 EXEMPLES 5 à 8 La matière utilisée est du polyéthylène basse densité radicalaire commercialisé sous la marque Lotrène FB 5026 (fabriqué par CdF Chimie) ayant un indice de fluidité de 0,6 dg/min (mesuré selon la norme ASIM D 1238-73) et une densité de 0,921.Dans le tableau III cidessous sont reportés les conditions opératoires telles que Q, TG et R ainsi que les résultats obtenus sur de la gaine soufflée de 40 m d'épaisseur. TABLEAU III Exemple Q TG R E C 5 3 2 0,14 + 16 6 6,8 2 0,18 + 16 7 3 3,2 0,26 + 21 8 6,8 3,2 0,11 + 20 EXEMPLES COMPARATIFS SA à 8A On fabrique de la gaine soufflée de 40 m d'épaisseur, par extrusion soufflage, à partir de la même matière plastique que celle utilisée dans les exemples 5 à 8 ; mais cette fois-ci en prenant, pour refroidir la gaine, un dispositif du type décrit dans la demande de brevet européen n 0 041 803.Les conditions opératoires ainsi que les résultats obtenus sont reproduits dans le tableau TV ci-dessous ç dans lequel l'extrudabilité notée (0) indique qu'il est impossible obtenir de la gaine soufflée. TABLEAU IV Exemple Q TC R E C SA 3 o 2 0 - 11 7A 3 3,2 3,2 0 o 8A 6,8 3,2 O - 20 i EXEMPLES COMPARATIFS 9 et 9A Dans le tableau V ci-dessous sont reportés les résultats obtenus sur du polyéthylène basse densité linéaire commercialisé sous la marque Lot rex FW 1290 (fabriqué par CdF Chimie), ayant un indice de fluidité ldg/min et une densité de 0,919 Le débit matière est égal à 3 kg/h et le taux de gonflage est de 2. Dans l'exemple 9, le système de refroidissement est le dispositif décrit ci-dessus ; dans l'exemple 9A, il est du type décrit dans la demande de brevet européen n0 0 041 803. T représente le trouble exprimé en % et déterminé selon norme ASTM D 103-77. TABLEAU V Exemple E R T 9 + 0,36 6,7 9A - 0 7,6 REVENDICATIONS 1. Dispositif de refroidissement de feuilles plastiques obtenues par soufflage de gaine comprenant à sa partie intermédiaire un anneau de soufflage intensif dont le flux est dirigé perpendiculairement à la gaine, à sa partie supérieure une chambre haute dans laquelle la gaine est en contact avec un flux d'air.dirigé tangentiellement à ladite gaine, caractérisé en ce qu'il comprend en outre à sa partie inférieure une chambre basse non close munie d'au moins une ouverture. 2. Dispositif de refroidissement selon la revendication 1, caractérisé en ce que au moins une ouverture de la chambre basse non close est réglable. 3. Dispositif de refroidissement selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite ouverture est réglable au moyen d'un système de disques à trous. 4. Dispositif de refroidissement selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la hauteur de ladite chambre basse non close est réglable. 5. Dispositif de refroidissement selon l'une des revendications I à 4, caractérisé en ce que la hauteur de la chambre haute est réglable. 6. Procédé de fabrication de feuilles plastiques par soufflage de gaine, comprerIant d'une part une étape d'extrusion-soufflage de matière plastique fondue provenant d1une filière d' e#rudeuse et d'autre part ;me etape de refroidissement de la gaine soufflée ainsi obtenue, caractérise en ce que l'étape de refroidissement est réalisée par passage de la gaine à travers un dispositif selon l'une des revendications 1 à 5. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le rapport du débit d'air aspiré dans la chambre basse au débit d'air intro duit dans l'anneau de soufflage est compris entre 0,1 et 0,5. 8. Procédé selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que la matière plastique est une résine choisie parmi les polyéthy lènes, le polypropylène, le polybutène-1 et leurs mélanges. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'indice de fluidité de ladite résine est compris entre 0,1 et 10 dg/min.