Brevet FR2557015A1 — publié le 19850628

La présente invention se rapporte à un procédé pour fa- briquer par extrusion des filets en matière plastique ayant des mailles d'une taille quelconque. Un avantage particulier offert par le procédé est qu'il permet de produire des filets ayant des caractéristiques élevées d'uniformité et de régula- rité dimensionnelle en ce qui concerne le diamètre des fils. L'invention vise également un appareil d'extrusion utili- sé pour la mise en oeuvre du procédé. Le brevet belge n 641 951 du 30 décembre 1963 au nom de DuPont enseigne un procédé d'extrusion d'une pellicule en matière plastique orientée suivant lequel une tête d'extru- sion annulaire est utilisée pour former un élément tubulaire en matière plastique que l'on fait avancer autour d'un man- drin approximativement cylindrique tournant autour de son axe propre de façon à enrouler le tube en spirale pendant qu'il avance. Pendant cette phase, la matière plastique est étirée de façon à être orientée. Le tube ainsi obtenu est ensuite coupé, de sorte qu'on obtient une paire de bandes qui sont ensuite assemblées de façon à produire une seule bande de pellicule dont les molé- cules sont orientées dans deux directions. Le brevet allemand n 1 907 699, ayant une priorité bri- tannique n 8977 du 23 février 1968,enseigne un procédé pour produire un filet en matière plastique dans lequel les fils qui constituent le filet sont extrudés par des buses situées le long d'une paire de couronnes annulaires, dont l'une, la couronne extérieure, est stationnaire tandis que l'autre, la couronne intérieure,tourne autour de son axe. Les fils qui sortent de la couronne fixe, appelés ci- après les fils longitudinaux, sont enroulés en spirale au- tour d'un mandrin cylindrique plongé dans de l'eau de refroi- dissement et ils glissent sur la surface de ce mandrin par- courant de ce fait toujours le même trajet. Les fils qui sortent de la couronne rotative, au contraire, se joignent aux premiers,,formant ainsi un filet dont les mailles ont une inclinaison qui est fonction du rapport entre la vitesse de sortie des fils longitudinaux et la vitesse de rotation de la couronne mobile. Le tube formé par les mailles qui se déplacent le long du mandrin est ensuite découpé à l'aide d'un dispositif fixe dont le plan de coupe est situé suivant le trajet en spirale de façon à découper le filet parallèlement aux fils longitu- dinaux et obtenir ainsi une bande continue. Ce procédé, cependant, présente plusieurs inconvénients; En effet, le diamètre des fils dépend, entre autre choses, de de la viscosité du polymère fondu qui est extrudé, la viscosi- té étant strictement fonction de la température. Il est évident, par conséquent, que toute défaillance dans la commande de température de l'appareil d'extrusion a des effets sur les dimensions des fils. Etant donné que la couronne ou cloche d'extrusion exté- rieure est fixe, elle est particulièrement sensible à des dif- férences de température localisées dues, par exemple, à des courants d'air ou analogues et il est très difficile, par conséquent, d'obtenir des fils ayant tous la même grosseur. En outre, il est également nécessaire de tenir compte du fait qu'une résistance électrique, également annulaire est, en général incorporée à la cloche d'extrusion; cette résistance est interrompue à l'emplacement qui correspond aux connexions avec les câbles d'alimentation extérieures. Par conséquent, il existe dans cette région constamment une différence de tem- pérature avec les régions environnantes. Il se peut, en outre, que les diamètres des fils soient tous différents les uns des autres et varient légèrement d'un fil au suivant et ceci pose des problèmes importants. En effet, étant donné que le filet produit est enroulé en bobines, si l'un des fils est, par exemple, plus gros que les autres,il en résulte que ces différences d'épaisseur sont disposées toujours au même endroit d'o il résulte que la bo- bine produite est instable. Ces bobines ont, en général, un diamètre de 3 à 4 mètres et, par conséquent, lorsque la ma- tière plastique qui forme le filet rétrécit encore un peu à la suite du refroidissement, il se produit des tensions impor- tantes qui déforment la bobine laquelle, au lieu d'avoir des côtés plats comme représenté sur la Fig. 1 se déforme et prend la forme représentée sur la Fig. 2. Ceci entraîne des difficultés lors de l'emballage ou lorsqu'on manipule la bobine. Un second inconvénient des procédés connus réside en ce que,du fait que les fils longitudinaux glissent sur le man- drin en gardant constamment la même position, ils usent le mandrin toujours au même emplacement, chacun entaillant son propre chemin de glissement. En outre, dans la zone située entre deux chemins de ce type, le calcaire contenu dans l'eau de refroidissement se dépose. Il est évident, par conséquent, que si l'on change l'appareil d'extrusion, par exemple, pour produire un filet ayant des mailles de dimensions différentes, on rencontre des difficultés pratiquement insurmontables. Par conséquent, pour éviter les inconvénients ci-dessous mentionnés, la présente invention enseigne un procédé et des appareils pour sa mise en oeuvre qui permettent, d'une part, d'améliorer de manière très importante les caractéristiques d'uniformité dimensionnelle des fils et, d'autre part, de ré- partir les défauts éventuels d'uniformité des dimensions des fils sur toute la largeur de la bobine. On obtient ce résul- tat en imprimant également un mouvement de rotation à l'or- gane d'extrusion extérieur de façon à éviter que les fils et le plan de coupe soient parallèles en faisant varier,de ce fait, la position de fils longitudinaux dans chaque seg- ment de filet. D'autres caractéristiques de l'invention apparaitront à la lecture de la description qui va suivre d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple non limitatif et en se référant aux Fig. 3 à 5 du dessin annexé dans lesquelles: La Fig. 3 représente schématiquement un appareil pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention, cet appareil étant représenté en partie en coupe; la Fig. 4 est une vue schématique, en partie en coupe, d'une tête d'extrusion selon l'invention; la Fig. 5 est un exemple d'un filet produit par le pro- cédé de l'invention. Le procédé consiste à extruder les fils destinés à for- mer le filet au moyen d'une tête d'extrusion désignée par la référence générale 1 et formée de deux couronnes ou filières concentriques rotatives dont chacune est munie d'une série respective de buses disposées en cercle. Les fils extrudés sont enroulés autour d'un mandrin cy- lindrique fixe 4 plongé dans un fluide de refroidissement qui peut être simplement de l'eau. Les fils extrudés par l'une des deux couronnes, par exemple, par la couronne extérieure 3,sont enroulés autour du mandrin suivant des trajets hélicoidaux. Les fils extrudés par la couronne intérieure se joignent aux premiers fils avec lesquels ils font un angle qui est fonc- tion du rapport entre les vitesses de rotation des deux cou- ronnes autour de leur axe propre. A proximité de la surface du mandrin 4 est disposé un appareil de coupe 5 qui découpe le filet cylindrique qui vient de se solidifier,formant ainsi une bande continue 6. Le trajet suivi par les fils qui sortent de la couronne 3 n'est pas fixe. Il résulte de la rotation de la couronne que ces fils se déplacent parallèlement à eux-mêmes lorsque la bande est déroulée. De cette manière, le plan de coupe de l'appareil 5 n'est pas parallèle aux fils longitudinaux de la bande 6 mais est au contraire légèrement incliné par rapport à ces fils. Par conséquent, la bande de filet ainsi produite a l'as- pect représenté sur la Fig. 5 avec les fils longitudinaux lé- gèrement inclinés par rapport aux bords du filet. De cette manière, si certains fils ont une grosseur dif- férente de celle des autres, tels que, par exemple, les fils désignés par la référence 7 sur la Fig. 5, la position de ces fils, lorsque le filet est enroulé sur la bobine, varie d'une spire à une autre de sorte que l'irrégularité est répartie sur toute la largeur de la bobine. Pour chauffer les couronnes 2 et 3 et les maintenir à une température commandée, on utilise un dispositif de chauf- fage qui est constitué par un corps annulaire 8 qui est chauf- fé au moyen d'une résistance électrique ou analogue et est placé autour de la couronne 3, au proche voisinage de cette dernière,de façon à lui transmettre de la chaleur. La distance entre la couronne 3 et l'organe annulaire 8 est de quelques dizaines de millimètres. Ce système offre plusieurs avantages. En premier lieu, on obtient une construction plus simple que lorsqu'on incorpore les moyens de chauffage direc- tement à la couronne d'extrusion, comme précédemment décrit. En outre, la température à l'intérieur de la couronne est considérablement plus constante étant donné qu'elle tourne et que, par conséquent, elle n'est pas influencée par des légers changements locaux de température qui peuvent être détectés dans l'organe annulaire. Le procédé selon l'invention offre, en outre, un autre avantage. En effet, la masse de polymère fondu à l'intérieur de l'organe d'extrusion se déplace à des vitessesdifférentes selon la distance des parois des organes d'extrusion. Des lignes de flux préférentielles sont, par conséquent, créées tandis qu'à proximité des parois une certaine stagnation de polymère se forme souvent qui peut se carboniser graduelle- ment et provoquer la formation de sédiments susceptibles d'obstruer les buses. Du fait que l'on déplace, au contraire, également la couronne d'extrusion extérieure, des turbulences sont créées dans la masse de polymère qui empêchent ou à tout le moins limitent considérablement cet inconvénient. Essentiellement, par conséquent, le procédé de l'inven- tion rend possible l'obtention des avantages suivants: (A) le plan de coupe du filet est incliné par rapport à l'hélice suivant laquelle les fils sont inclinés de sorte que la position des fils varie de manière continue, répar- tissant ainsi les irrégularités éventuelles sur toute la lon- gueur du filet; (B) la commande de la température des moyens d'extru- sion est plus facile,ce qui supprime ainsi l'influence des discontinuités éventuelles des moyens de chauffage ainsi que des agents externes; (C) Un meilleur mélange de polymère fondu est obtenu à l'intérieur des organes d'extrusion,ce qui empêche que des dép6ts se forment sur.leurs parois intérieures. Bien entendu,les spécialistes de la technique peuvent réaliser diverses modifications et variantes sans sortir pour cela du cadre de l'invention ni s'écarter de son esprit. REVENDICATIONS 1 - Procédé pour extruder des filets en matière plastique, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes qui consistent: (a) à extruder les fils qui composent le filet au moyen de deux filières (2,3) qui tournent toutes deux autour de leur propre axe mais à des vitesses différentes; (b) à faire glisser l'élément de filet tubulaire ainsi obtenu suivant une orientation hélicoidale autour d'un mandrin cylindrique fixe (4) plongé dans un fluide de refroidissement; (c) à découper cet élément tubulaire, de manière à obtenir une bande continue (6), au moyen d'organes de coupe fixe. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de filet tubulaire est découpé suivant un plan in- cliné par rapport à l'hélice suivie par les fils. 3 - Procédé selon l'une des revendications précédentes, carac- térisé en ce que les filières (2, 3) tournent en sens inverse. 4 - Appareil pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications précédentes,du type comprenant des moyens d'extrusion placés en correspondance avec l'extrémité d'un mandrin cylindrique fixe (4) plongé dans un fluide de re- froidissement, caractérisé en ce que les moyens d'extrusion sont constitués par deux filières annulaires concentriques (2, 3) qui toutes deux tournent autour de leur axe propre, mais à des vitesses différentes, et en ce qu'il comporte des moyens appropriés pour commander la température des filières. - Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens servant à commander la température des filières (2, 3) sont constitués par un organe annulaire (8) placé autour de la filière extérieure à proximité immédiate de cette dernière, des moyens appropriés pour produire de la chaleur et pour maintenir la température constante étant incorporés à cet organe annulaire.