Brevet FR2564775A1 — publié le 19851129

La présente invention concerne un dispositif de refroidissement et un procédé de fabrication de feuilles plastiques obtenues par soufflage de gaine. Le dispositif selon l'invention, disposé au-dessus d'une filière annulaire, comprend à sa partie intermédiaire un anneau de soufflage intensif dont le flux est dirigé vers la gaine, cet anneau ayant pour fonction d'accélérer la solidification de la matière, à sa partie supérieure une chambre haute dans laquelle la gaine est en contact avec un flux d'air dirigé dans la direction de tirage de la gaine et il se caractérise par le fait qu'il comprend en outre a 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, et en ce que l'anneau de soufflage intensif est constitué de telle sorte que l'angle A défini entre l'axe perpendiculaire à la gaine et la direction du flux d'air sortant de l'anneau, soit compris entre O et 85 . Le dispositif peut comporter, en outre, des moyens permettant de modifier les débits des flux d'air dirigés, au niveau de la chambre haute, dans la direction de tirage de la gaine. Selon un mode de réalisation de l'invention le dispositif peut comprendre en outre un système de refroidissement interne comprenant au moins un canal d'amenée d'air et au moins un canal d'évacuation d'air pulsé traversant axialement la filière annulaire. Par exemple le système de refroidissement peut comprendre un canal d'arrivée axial de la filière annulaire, au centre duquel est dispose un canal de sortie d'air, en vue de refroidir la partie interne de la gaine. Ce système de refroidissement interne peut en outre être réglable en hauteur au moyen d'au moins un élément emboîtable. Cet élément emboîtable peut comporter au moins une partie étanche et/ou au moins une partie possédant des ouvertures en vue de laisser s'échapper un flux d'air, ce dernier ayant pour fonction de refroidir l'intérieur de la gaine, dès la sortie de la filière et, avant même que celle-ci soit en contact des flux d'air sortant du système de refroidissement interne proprement dit. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, l'intensité du flux d'air provenant de l'anneau de soufflage intensif peut être modifiée par changement de l'épaisseur F de la lèvre de soufflage de cet anneau entre 0,1 mm et 15 mm ; on entend par lèvre de soufflage les bords de l'ouverture permettant le passage du flux d'air sortant de l'anneau de soufflage intensif vers la gaine. 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 du dispositif, 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 jets d'air 9 sortant de l'anneau de soufflage 10, pouvant être réglés à la fois en direction et en intensité - en direction, en employant un jeu de différents anneaux de soufflage 10, possédant chacun un angle de soufflage A différent ; cet angle A pouvant être modifié entre 0 et 85", - en intensité par modification de l'ouverture F de la lèvre de soufflage, montée sur l'anneau de soufflage 10. Bien évidemment, cette modification entraîne un changement du rapport du flux d'air 9 soufflé vers la gaine au flux d'air 11 projeté dans la chambre haute. Après être sortie de l'année de soufflage 10, la gaine arrive dans la chambre haute constituée 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 de tirage de la gaine 1, le débit des flux d'air 7 étant modifiable au moyen du système de réglage 12. Les perturbations des flux d'air 7 sont diminuées en plaçant par exemple une grille à trous 18, disposée sur le système de réglage de sortie d'air 12. C'est dans la chambre haute que la #gaine prend sa dimension finale sous l'action de la surpression d'air régnant à l'intérieur de celle-ci, l'air de surpression étant introduit par un système de refroidissement 19, placé à l'intérieur de ladite gaine 1, réglable en hauteur au moyen des éléments emboltables 20, 21 et 22, l'élément 22 étant muni d'ouvertures en vue de laisser s'échapper un flux d'air dès la sortie de la filière. Ce système de refroidissement comprend un canal d'amenée d'air 19A et un canal d'évacuation d'air 19B. Finalement, la gaine est définitivement solidifiée et tirée par la suite au moyen d'un système d'entraînement de gaine. Un second objet de la présente 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 refroidissement est réalisée par passage de la gaine à travers un dispositif du type précédemment décrit. Dans le but de mieux faire comprendre les avantages de ce procédé amélioré, par rapport à l'art antérieur, les exemples suivants sont donnés à titre illustratif et non limitatif. EXEMPLES 1 a 3 On fabrique des films par extrusion-soufflage de matière plastique provenant de la filière d'une extrudeuse industrielle commercialisée par la société WINDMOLLER & HOLSCHER de 60 mm de diamètre de vis, puis refroidissement par le dispositif décrit ci-dessus et représenté sur la figure unique en annexe. Les caractéristiques de la filière et du dispositif de refroidissement sont les suivantes - filière de 160 mm de diamètre et entrefer de 0,8 mm d'épaisseur, - dispositif de refroidissement : hauteur de la chambre basse : 640 mm, hauteur de la chambre haute : 320 mm, l'angle du flux d'air sortant de l'anneau de soufflage étant égal à A = 750 ; l'ouverture de la lèvre de soufflage permettant le passage du flux d'air dirigé vers la gaine étant égal à F = 7 mn. La matière utilisée est du polyéthylène basse densité radicalaire commercialisée sous la marque LOTRENE FB 3010 par la société CdF CHIMIE ayant un indice de fluidité de 0,25 dg/min (mesuré selon la norme ASTM D 1238-73) et une densité de 0,922. Dans le tableau I, ci-dessous, sont reportées les conditions opératoires telles que TG et R, ainsi que les résultats obtenus sur la gaine soufflée d'épaisseur e en pm. Le débit est égal à 108 kg/h. - TG représente le taux de gonflage : rapport du diamètre de la gaine; celui de la filière, - R représente le rapport du débit d'air aspiré dans la chambre basse au débit d'air introduit dans l'anneau de soufflage, - l'extrudabilité E est notée (+) lorsque la gaine soufflée est exempte de défauts optiques et notée (-) lorsque la gaine soufflée présente de tels défauts optiques. TABLEAU I Exemple TG R e E 1 2 0,26 60 + 2 3,4 0,17 60 + 3 3,4 0,39 20 + EXEMPLES COMPARATIFS 1A à 3A On fabrique des films par extrusion-soufflage de la même matière que celle utilisée dans les exemples 1 à 3, mais cette fois ci en prenant, pour refroidir la gaine, un dispositif du même type que celui utilisé dans les exemples 1 à 3 ci-dessus mais pour lequel on a fermé les ouvertures situées au bas de la chambre basse afin de rendre celle-ci close. Le- débit matière est également de 108 kgih. Les conditions opératoires ainsi que les résultats obtenus sont reproduits dans le tableau Il ci-dessous. L'extrudabilité E notée (O) indique qu'il est impossible d'obtenir de la gaine soufflée. TABLEAU Il Exemple TG R e E 1A 2 0 - O 2A 3,4 0 60 - 3A 3,4 0 20 -- EXEMPLES 4 à 6 On utilise le même dispositif que celui utilisé pour les essais 1 à 3. La matière plastique employée est du polyéthylène radicalaire basse densité commercialisé sous la marque LOTRENE FB 5005 par la société CdF CHIMIE ayant un indice de fluidité de 0,6 dg/min (mesuré selon la norme ASTM D 1236-73) et-une densité de 0,921. Dans le tableau III, ci-dessous, sont reportés les conditions opératoires telles que TG, R ainsi que les résultats obtenus sur la gaine soufflée. Le débit est égal à 102 kg/h. TABLEAU III Exemple TG R e E 4 2 0,26 32 + 5 3,4 0,35 20 6 3,4 0,42 30 + EXEMPLES COMPARATIFS 4A à 6A On fabrique de la gaine soufflée à partir de la même matière que celle utilisée pour les essais 4 à 6 mais cette fois ci en utilisant le dispositif déjà employé dans les exemples comparatifs 1A à 3A. Dans le tableau IV ci-dessous sont reportés les conditions opératoires ainsi que les résultats obtenus sur la gaine soufflée. Le débit est identique à celui des exemples 4 à 6, c'est-à-dire 102 kg/h. TABLEAU IV Exemple TG R e E 4A 2 0 32 32 SA 3,4 0 20 ~ 6A 3,4 0 0 EXEMPLES 7 et 7A On fabrique des films par extrusion-soufflage à partir d'un mélange de résines constitué, en outre, de 75 % de polyéthylène linéaire commercialisé sous la marque LOTREX FW 1290 par la société CdF CHIMIE et de 25 % de polyéthylène radicalaire commercialisé sous la marque LOTRENE FB 3010 par la société CdF CHIMIE. Dans l'exemple 7, le dispositif utilisé est celui décrit ci-dessus et représenté sur la figure unique en annexe ; dans l'exemple 7A, la chambre basse du dispositif est rendue close. Dans le tableau 5 ci-dessous sont reproduits les essais comparatifs 7 et 7A. Ces essais ont été effectués à taux de gonflage TG = 2 pour une épaisseur de gaine soufflée égale à e = 25 P m et pour un débit matière de 65 kg/h. TABLEAU V Exemple R E 7 0,32 + 7A 0 - 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 vers la gaine et à sa partie supérieure une chambre haute dans laquelle la gaine est en contact avec le flux d'air dirigé dans la direction de tirage de la gaine, caractérisé en ce qu'il comprend en outre à sa partie inférieure une chambre basse non close munie d'au moins une ouverture et en ce que l'anneau de soufflage intensif est constitué de telle sorte que l'angle A défini entre l'axe perpendiculaire à la gaine et la direction du flux d'air sortant de l'anneau, soit compris entre O et 850. 2. Dispositif de refroidissement selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'épaisseur F de la lèvre de soufflage de l'anneau de soufflage intensif, constituée par les bords de l'ouverture permettant le passage du flux d'air sortant de l'anneau vers la gaine, est réglable entre 0,1 mn et 15 mn. 3. Dispositif de refroidissement selon l'une des revendications 1 et 2, ledit dispositif étant disposé au-dessus d'une filière annulaire, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un système de refroidissement interne comprenant au moins un canal d'amenée d'air et au moins un canal d'évacuation d'air pulsé traversant axialement la filière annulaire. 4. Dispositif de refroidissement selon la revendication 3, caractérisé en ce que le système de refroidissement interne est réglable en hauteur. 5. Dispositif de refroidissement selon la revendication 4, caractérisé en ce que le réglage du -système de refroidissement interne est effectué au moyen d'au moins un élément emboîtable. 6. Dispositif de refroidissement selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'élément emboîtable comprend au moins une partie étanche et/ou au moins une partie possédant des ouvertures. 7. 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 refroidissement est réalisée par passage de la gaine à travers un dispositif selon l'une des revendications 1 à 6.