Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
~L2~5~S
La présente invention est relative à la fabrication en
continu de produits de forme allongée -tels que des p~oflles ou des
plaques, produits dont le noyau est en matière thermoplastique, char--
gel ou non, et est protège par au moins une feuille club matériau
souple.
La présenté invention a donc pour objet : un procédé noué
veau, selon lequel en fin de fabrication le noyau des produits est
entièrement enveloppé par au moins une feuille d'un matériau souple
une installation permettant la mise en oeuvre de ce procède; les pro-
durits de forme allongée, obtenus par cette mise en oeuvre spécifique,
produits dont la caractéristique commune originale est de comprendre
un noyau et, en recouvrement de ce noyau, une enveloppe d'un matériau
souple qui s'étend continûment sur tout le pourtour du noyau, y coma
pris sur ses deux chants longitudinaux.
Par la mise en oeuvre des techniques les plus récentes, il
est connu de réaliser,dans les sections les plus diverses des profilés
et des plaques formes chacun d'un noyau en matière thermoplastique,
chargeeou non, pris en sandwich entre deux feuilles d'un matériau sou-
pie, tel du papier, du carton ou un film de polyéthylène.
Les produits dont il est question ont en commun de présent
ter sur toute leur longueur, d'une extrémité transversale à l'autre
extrémité transversale, une section rigoureusement constante de for-
me et d'epaisseur quelle que soit précisément ladite section.
En conséquence, ces produits sont obtenus soit directement
d'extrusion, à la sortie d'une filière respectant la section convenu-
bic, soit par calandrage itou mise en forme entre les galets ou les
cylindres daigne dispositif de presse, les deux dernières opérations
precitees étant éventuellement combinées à des opérations de broyage,
de lavage, de triage, de chauffage, de ré chauffage, de dégazage, de
dechiquetage, de découpage, de calibrage, d'epandage, de dressage,
d'enduction, de thermoformage, de soudure, voire éventuellement d'in-
éjection, d'extrusion ou d'intrusion lorsque la matière pure ou en
melange,constituant le noyau du produit de forme allongée à réaliser
est pressée,chaufféeet homogénéisée par une vis d'extrusion qui, de
façon continue, pousse la matière à l'intérieur d'un fourreau câlin-
dorique chauffé jusqu'à une filière constituant la sortie de l'extru-
deus.
Selon le brevet français 80.10508/2 455.968, il est par
exemple connu de fabriquer en continu des produits en matière pics-
tique, notamment à partir de matériaux de rebut ou de récupération,
~2252~5
ledit procédé consistant à chauffer le mat de matière plastique jus-
qu'à son poilât de ramollissement, à disposer sous et sur ce mat un
film de polyéth~ylène et à introduire le sandwich constitué du mat
et des deux films entre les rouleaux de dispositifs de calandrage qui
assurent le collage du mat sur les films, donc la cohérence du Sand
wich et la mise du produit final à l'épaisseur désirée
Selon le . brevet fran~ais2,489,211, il est
connu de réaliser des stratifiés de carton dans lesquels une matin-
ne thermoplastique, vierge ou de rebut r réduite en particules, est
prise en sandwich entre deux feuilles de carton, le sandwich étant
ensuite chauffé, comprimé, mis en forme, refroidi et découpé à ion-
peur.
Éventuellement, entre les couches de carton respectivement
supérieure et inférieure sont placées en alternance plusieurs cou-
chus de matière thermoplastique et plusieurs couches de carton, ce sorte d'une part, à faire varier l'epaisseur du produit final et,
d'autre part, à lui conférer des caractéristiques mécaniques couve-
nobles, lesdites couches superposées de carton et de matière thermos
plastique subissant ensemble la phase de chauffage, puis la phase
de dressage, de telle sorte que la matière thermoplastique portée
à latta de fusion adhère parfaitement et définitivement en chacune
de ses couches aux deux couches de carton qui l'encadrent.
Les produits de forme allongée, profiles itou plaques,
obtenus par la mise en oeuvre de l'une des deux techniques précisées
présentent tous les mêmes inconvénients :
- lors des opérations de dressage et de calandrage, la
matière thermoplastique en fusion flux le long des deux chats ion-
gitudinaux du sandwich, d'où des défauts de surface et notamment
des bavures et des dégoulinades qui nuisent d'une part à l'esthéti-
que (il faut les éliminer la meule ou la scie au cours des
dernières opérations de mise en forme et de découpage) et d'autre
part aux caractéristiques mécaniques du produit fini, tout écoule-
ment de matière thermoplastique entraînant un affaiblissement de la
résistance mécanique et de la cohérence du produit fini,
- l'epaisseur du produit fini est nécessairement impur-
tante, du lait de la discontinuité entre les couches inférieure et
supérieure recouvrant le noyau de matière thermoplastique; l'absen-
ce de liaison directe entre les couches exterieures,qui nuit à la
cohérence, à la rigidité et à la résistance du produit finie
peut cire palliée que par une augmentation substantielle de levais
sur de matière thermoplastique prise en sandwich entre lesdites
~;2252~LS
couches extérieures.
Il est étalement connu de sortir directement d'extrusion
des plaques ou des profilés, au travers de filières en forme respect
vivement de I ou de V, lesdites plaques et lesdits profilés étant
réalisés à partir d'une matière thermoplastique, vierge ou de reçu-
opération, chargée ou non, ladite matière thermoplastique étant ne-
froide sitôt la sortie de la filière pour éviter que la plaque ou
le profile extradé ne se déforme.
A cet égard, on rappelle en effet que l'extrudeuse ira-
vaille une matière à l'état de fusion, qu'elle délivre une matière molle, qui n'a aucune tenue, matière qu'en conséquence on ne peut
laisser pendre librement et sur laquelle on ne peut pas non plus
tirer du fait des risques de déformation, voire de rupture, du
ruban ou du profilé délivré.
L'extrudeuse est en quelque sorte une simple pompe 3 la
sortie de laquelle la délivrance de la matière thermoplastique n'est
pas "organisée".
Actuellement donc, pour mettre en oeuvre un produit plus
consistant, on refroidit sous vide ou sous bain d'eau le boudin de
matière délivré par l'extrudeuse. Cette phase de refroidissement est
ires lente, et d'autant plus lente que toute matière plastique et
notamment le polyéthyl~ne est un "piège a calories", et que le ne-
froidissement a coeur d'un boudin est considérablement plus lent a
obtenir qu'un simple refroidissement en surface.
Par exemple, on a observé qu'a volumes égaux de matière
délivrée par une extrudeuse, la vitesse convenable de sortie de
filière varie notablement en fonction de la section du produit eu-
truc et plus précisément en fonction de la surface d'échange que
la matière offre l'air; ainsi, pour un tube de grand diamètre et
de faible épaisseur, la vitesse limite d'extrusion est de minute
pour une plaque de grande largeur la vitesse limite d'extrusion
descend 3 minute et enfin pour un boudin cylindrique plein la
vitesse limite d'extrusion est réduite entre 5 et minute
Au-delà de ces valeurs de vitesse d'extrusion, les pro-
durits se déforment, s'écrasent, s'étalent ou se déchirent.
Les différences considérables observées entre les chiffres
précisés démontrent bien que c'est le temps de refroidissement de la
matière plastique qui détermine la vitesse d'extrusion de ladite
matière.
En d'autres termes, une extrudeuse donnée, dont en parti-
cuiter la capacité normale de production résultant des essais du
y
'.:'^, .
~22~ S
constructeur est donnée par les fiches techniques, n'est jamais ut-
lésée à son régime normal , mais au contraire est utilisée à un régi-
me beaucoup plus faible adopté par l'utilisateur en fonction de la
forme et de l'épaisseur du profil à extrader.
Pour pallier cette baisse de rendement, il a été imaginé
d'associer la matière plastique délivrée par l'extrudeuse à des dispos
si tifs complémentaires de protection, notamment pour éviter la décor-
motion ou la déchirure de la matière, pour autoriser des vitesses
d'extrusion plus importantes; mais dans de tels casées longueurs
utiles sur lesquelles les produits extradés devraient cire protégés
de toutes forces mécaniques (traction , compression , torsion , gras
vite) sont si considérables que dans chaque atelier d'extrusion un
important espace nécessaire au bon refroidissement de la matière
thermoplastique serait perdu en aval de chaque extrudeuse.
En pratique d'ailleurs, plutôt que de perdre des espar
ces importants dans les ateliers, on préfère réduire la vitesse dix
troussions aux valeurs données en page 3, à savoir 5 à minute pour
un boudin cylindrique plein, minute pour une plaque de grande fer-
peur et minute pour un tube de grand diamètre.
A ces vitesses, pour autant que l'on évite ou du moins
que l'on limite les effets de la gravité, il est possible de transi
porter la matière plastique molle, sans risque de déformation, sous
condition de la conduire dès sa sortie de filière jusqu'à une bande
con voyeuse sans fin dont la vitesse d'avancée est égale à la vitesse
d'extrusion de la matière la sortie de la filière.
En conclusion, s'il est possible de fabriquer directement
d'extrusion des profilés et des plaques en matière thermoplastique dont
tous les contours sont relativement nets, une telle technique présente
deux inconvénients majeurs :
- elle ne peut cire mise en oeuvre qu'à des vitesses de
sortie de filière basses, vitesses qui seront d'autant plus basses
que l'épaisseur du profilé ou de la plaque sera importante,
- elle fournit des produits finis qui sont de propriétés
mécaniquesmédiocres-à savoir les propriétés mécaniques de la matière
thermoplastique- et qui sont d'un aspect peu soigné, la matière thermos
plastique ne pouvant ensuite cire ni imprimée, ni couverte ce qui
très souvent la rend non conforme aux normes en vigueur dans les do-
moines de l'alimentation.
Il est également connu un procédé dit "REGAL"mis au
point par la société britannique PLASTIC RECYCLAIENT, procédé selon
52~
s
lequel des déchets thermoplastiques réduits par broyage alimentent un
convertisseur qui comporte :
- une première zone de chauffage, suivie d'un calandra
go,
S - un passage entre deux bandes sans fin qui avancent
en continu, bandes dont les plans en vis a vis convergent légèrement
vers la sortie de telle sorte que le pincement ainsi crée donne une
légère compression à la matière plastique,
- une seconde zone de chauffage à l'entree du dispos-
tif des deux bandes sans fin et un refroidissement a la sortie de
ces bandes.
Après découpage, les plaques obtenues par la mise en
oeuvre du procède RÉGAL sont utilisées dans les domaines de lame
bêlement, de l'emballage, de la manutention, des travaux publics et
de l'isolation de bâtiments.
Les produits obtenus par ce procède réunissent malheur
creusement tous les inconvénients cites à propos des autres techniques,
a savoir que :
- leurs propriétés mécaniques sont exclusivement celles
de la matière thermoplastique travaillée, ce qui implique que l'épais-
sur du produit doit cire importante pour assurer une rigidité et
des résistances mécaniques satisfaisantes,
- les chants longitudinaux de la plaque de matière thon-
moplastique délivrée la sortie des deux bandes de compression pro-
sentent de multiples défauts dus au fluage, ce qui implique qu'il
faille procéder à des opérations complémentaires de moulage ou de sciage
pour obtenir un produit fini ebavuré,
- les produits finis ne sont pas imprimables, ne sont
pas d'un aspect soigne, et ne satisfont pas aux normes alimentaires,
- la fabrication des produits, et notamment le passage
entre les bandes sans fin, se fait à vitesse extrêmement basse pour
éviter toute rupture ou fêlure de la matière à l'instant de son pin-
ciment.
La présente invention a pour but de pallier l'ensemble
des inconvénients précisés et, cet effet, elle propose de mettre
en oeuvre une technique qui évite le phénomène de fluage et qui simulé
tannent autorise une augmentation considérable des cadences de ira-
vil, notamment en permettant une augmentation des vitesses de ira-
vil de la matière thermoplastique à la sortie des extrudeuses et à
l'entree des rouleaux de calandrage.
3L225~
De surcroît, les produits de forme allongée mis en
oeuvre par le presser de la présenté invention d'une part présentent
un fini impeccable, qui par ailleurs accepte différentes sortes de
marquage, et d'autre part possèdent des caractéristiques mécaniques
notablement améliorées, d'où la possibilité, caractéristiques
égales, de faire fabriquer dorénavant des profils et des plaques
d'epaisseur beaucoup plus mince.
La présenté invention a donc pour premier objet un
procédé de fabrication en continu de produits de forme allongée dont
le noyau est en matière thermoplastique, chargée ou non, et est pro-
toge par au moins une feuille d'un matériau souple, ledit procède
comprenant les étapes connues : du chauffage de la matière thermos
plastique pour l'amener jusqu'à sa température de ramollissement, de
l'association de cette matière thermoplastique à sa ou ses feuilles
de protection, du calandrage de cet ensemble pour coller la ou les
feuilles à la matière thermoplastique, de la mise en forme de cet
ensemble par passage entre les galets d'un appareil de pro filage et
du sectionnement de l'ensemble en tronçons ayant la longueur désirée,
ledit procédé étant carac-tériséen ce que l'on dépose la matière thon-
moplastique ramollie sur sa feuille de protection, sous la forme d'unboudin de section régulière, en ce que l'on amène ce boudin jusqu'aux
rouleaux de calandrage en tirant sur sa feuille de protection, en ce
que simultanément l'on enferme -totalement ledit boudin dans une envi-
loupe, soit en fermant sur elle-même la feuille de protection, soit
en recouvrant le boudin d'une seconde feuille dont les bords viennent
en chevauchement de ceux de la première feuille, et en ce que l'on
procède aux opérations de calandrage, de mise en forme et de découpage
à longueur, sur le boudin ainsi entièrement enveloppé.
En déposant le boudin de matière thermoplastique chaude
et ramollie directement sur sa feuille de protection, immédiatement
à la sortie de la machine (extrudeuse, calandreuse, four tunnel
presse chauffante avec becs gaz ou avec panneaux infra-rouges, maie-
peur, chauffage au chalumeau, chauffage par conduction ou par rayon-
nomment utilisée pour porter la matière thermoplastique à sa temps
rature de ramollissement, il est possible de tirer sur ladite feuille
de protection sans altérer le boudin de matière plastique.
De ce fait, il devient possible d'optimiser la pro duc-
tivité de la machine utilisée pour ramollir la matière plastique sans
avoir le handicap du refroidissement à la sortie de ladite machine.
De nombreuses matières délivrées en feuilles-papier,
~225~ S
carton, tissu, fibre de verre, complexe carton et polyéthylène ou car-
ton et aluminium et polyethylène- sont compatibles à la fois avec la
température laquelle la matière thermoplastique sort de la machine
dans laquelle elle a clé ramollie (environ QUE), et avec la prote-
lion de ladite matière thermoplastique, à savoir qu'à l'instant du recouvrement de cette matière plastique une simple pression suffit
pour que la feuille de protection adhère définitivement à la matière
plastique et forme avec elle un bloc composite indivisible aux con-
dotions normales de température , de pression, d'humidité et d'atmos-
père ambiante.
En conséquence, la machine utilisée pour ramollir la matière thermoplastique peut fonctionner avec son rendement normal.
En tirant sur la feuille de protection au lieu de tirer
sur le boudin de matière ramollie, on éliminé tous les risques de
fracturer le boudin; les nouvelles limites dans la mise en oeuvre
d'un tel procédé sont augmentées dans des proportions considérables,
la nouvelle norme à respecter étant dorénavant celle de la régis-
tance à l'étirement que peut supporter la feuille de protection lors-
que, chargée du boudin de matière thermoplastique ramollie, on tire
sur elle pour l'amener jusqu'aux rouleaux de calandrage.
ans un mode préféré de mise en oeuvre, la matière
thermoplastique, chargée ou non, est ramollie dans une extrudeuse,
associée de préférence à un système de dégazage.
Parmi, les divers matériels qui peuvent convenir au
ramollissement de la matière thermoplastique, l'extrudeuse est en
effet la machine qui assure la meilleure homogénéisation de la ma-
trière et simultanément garantit le plus grand débit de matière
traitée, donc conduit au meilleur rendement.
Dans une technique préférentielle de mise en oeuvre,
la matière thermoplastique est extradée à une température maximale
voisine de 140, puis une fois qu'elle est déposée sur sa feuille
de protection, et sans que l'on se préoccupe aucunement de son ne-
froidissement, on conduit le boudin de matière thermoplastique jus-
qu'aux rouleaux de calandrage en refermant simultanément la feuille
de protection au-tour dédit boudin, et l'on effectue le calandrage
du boudin alors qu'il se trouve à une température encore suffisamment
élevée, de l'ordre de 100 à QUE.
En travaillant le boudin sur la calandre alors qu'il
est encore chaud, il est très facile de déformer ledit boudin, de
l'aplatir progressivement et de le délivrer à la sortie de la calant
dure sous la forme d'un plat qui, lui-même, est toujours suffisamment
.
8 su
chaud pour pouvoir être a son tour travaillé et mis dans les formes les
plus diverses par passage dans une profiteuse à galets.
Ainsi, après l'opération de calandrage, et encore une
fois sans se préoccuper aucunement du refroidissement du boudin en-
veloppé de la feuille de protection, on procède à la mise en forme finale du boudin enveloppé en le déformant dans une profiteuse à
galets alors qu'il se trouve à une température de l'ordre de 80 à
QUE.
Selon également un mode préférentiel de mise en oeuvre,
le boudin est extradé à une vitesse d'au moins minute et il est
repris immédiatement par la feuille de protection, et transporté à
cette même vitesse jusqu'à la calandre, ce qui constitue une âme-
libration notable du rendement relativement aux techniques connues
qui autorisent des vitesses de sortie d'extrusion de boudin plein
au plus égalés à minute
La feuille de protection qui reçoit le boudin de ma-
trière thermoplastique ramollie est suffisamment large pour envelop-
pur totalement et continûment le boudin après qu'il a été aplati
puis mis en section dans sa forme correspondant à son utilisation,
et dans ce cas les deux bords longitudinaux de la feuille sont en
recouvrement, soit en variante, la feuille de protection qui revoit
le boudin de matière ramollie est d'une largeur seulement légèrement
supérieure à celle du profile ou de la plaque une fois mise en forme,
et dans ce cas ladite feuille constitue un premier support inférieur
qui est associé avant la calandre à une seconde feuille de môme na-
ivre et de même largeur, laquelle seconde feuille constitue le su-
port supérieur en sorte que le boudin soit entièrement recouvert,
que les bords de la seconde feuille soient en chevauchement de ceux
de la première feuille et qu'une fois encore le boudin soit entière-
ment enveloppe d'une pellicule de protection sur laquelle il adhère totalement.
La ou les feuilles de protection qui enveloppe le bout
don est formée partir de feuilles de papier ou de carton, ou à par-
tir de nappes de tissu, de nappes en fibre de verre, de nappes d'un
complexe carton-polyethylène ou carton-aluminium-polyethylène.
Toutes ces matières ont en commun de résister des te-
peratures largement supérieures QUE, donc des températures su-
prieures à celle laquelle se trouve le boudin de matière ramollie
à sa sortie de l'extrudeuse, et de résister à des étirements athée-
gênant des vitesses largement supérieures celle de minute
;
~252~
On sait par ailleurs que La matière thermoplastique
chaude et molle colle parfaitement sur ces différentes matières su-
gerces à titre d'enveloppes après compression et après refroidisse-
ment.
En conséquence, toutes les matières enveloppantes ému-
merles ci-avant conviennent parfaitement à la mise en oeuvre du pro-
gode de l'invention.
La matière thermoplastique utilisée est soit une matin-
ne vierge, chargée ou non, soit une matière de reçut que l'on rassi-
aie pour réduire d'autant les coûts de mise en oeuvre de l'invention.
Il existe ainsi trois niveaux possibles d'approvision-
nomment en déchets thermoplastiques : les rebuts des producteurs de
polymères, les rebuts non directement recyclables des transformateurs,
et les déchets provenant des utilisateurs finaux en particulier des
emballages des films et sacs (agriculture, industrie, commerce).
L'invention apparaît a cet égard être d'un très grand
intérêt car elle autorise le réemploi de tous les matériaux thermos
plastiques de rebut,d~toutes les sources de déchets qui actuellement
sont voues au brûlage, la seule condition a respecter étant que les
charges éventuellement associées a la matière thermoplastique ne
constituent pas en poids plus de 60% du mélangé, ceci afin que la
matière thermoplastique soit en quantité suffisante pour garantir
une bonne adhérence sur l'enveloppe de protection, et assurer par
lame me une excellente cohésion du composite noyau thermoplastique
charge-enveloppe de protection.
En tout état de cause, l'invention permet le réemploi
de matière thermoplastique polluée par des charges représentant en
poids plus de 60% du mélangé, ladite matière thermoplastique seuil-
tee étant dans de tels cas melanyee dans l'extrudeuse a une matière
thermoplastigue vierge, ou a une matière thermoplastique moins seuil-
tee, pour qu'en définitive la matière homogénéisée par l'extrudeuse
comprenne en poids au moins 40% de matière thermoplastique.
Les charges mêlées a la matière thermoplastigue peu-
vent être d'originestres diverses : il peut s'agir de fibres par
exemple de tissu, de papier, de carton ou autres fibres cellulose-
que, môme les fibres souillées et humides provenant de la papeterie,
de fibres de verre, d'amiante ou de bois; il peut également s'agir de
poudre de talc, de kaolin, de silice, d'aluminium ou de sciure de
bois; il peut enfin s'agir de fil fin et loger d'aluminium, de fer,
voire de feuillard, c'est à dire de ruban plastique ou de ruban motel-
figue souple.
1 0
là
Dans le cas de charges en fibres, celles-ci sont de
préférence des fibres longues et avantageusement elles ont une ion-
tueur d'au minimum 2mm, de manière à conférer au produit fini
d'excellen-tescaractéristiquesde rigidité.
Le procédé de l'invention prévoit qu'avant introduction
dans l'extrudeuse, la matière thermoplastique soit finement broyée
et réduite à un état suffisamment homogène.
En conséquence, tous les déchets plastiques peuvent
cire recyclés, donc valorisés, pour autant qu'ilspossèdent ou qu'ils
soient mélangés avec une quantité de charge qui ne dopasse pas 60
en poids.
En autre conséquence, la présenté invention permet
donc le réemploi d'une matière première utilisée en papeterie et à
ce jour vouée au rebut, à savoir les complexes polyethylène-aluminium-
fibres de cellulose, qui telle qu'elle n'est jamais recyclée carl'aluminium est considère comme un contaminant inséparable des deux
autres constituants.
Ainsi, alors qu'il est actuellement assez classique de
régénérer des complexes polyethylene fibres cellulosiques tel papier
ou carton, les complexes polyethylene + fibres cellulosiques + aluni-
nium constituent en part importante des déchets juges malheureusement
irrécupérables.
La présenté invention, en autorisant sans limite le
réemploi de ces derniers complexes, apporte donc des solutions salis-
frisantes du point de vue de la lutte contre la pollution, en trouvant le plein emploi une source immuable de déchets, et satisfaisantes
d'un point de vue purement économique, en utilisant un produit dont
la valeur a l'achat est nulle.
La présente invention a également pour objet une insu
talassions permettant la mise en oeuvre du procède tel que décrit ci-
dessus, ladite installation étant caractérisée en ce qu'elle comprend :
- une extrudeuse pour la distribution, sous la forme d'un
boudin de section régulière, a latta pâteux, de la matière thermoplas-
tique, chargée ou non;
- des moyens pour dérouler sous ce boudin une feuille
d'un matériau souple;
- des moyens pour enfermer totalement ledit boudin à
l'aide de ce matériau souple, soit en fermant sur elle-même la feuille
sur laquelle repose le boudin, soit en recouvrant le boudin d'une
seconde feuille dont les bords viennent en chevauchement de ceux de
la première feuille;
~2~2~L~
- des moyens pour tirer sur au moins la première feuille
le e-t amener le boudin jusqu'aux rouleaux de calandrage;
- et des moyens connus qui permettent le calandrage,
la mise en forme et Fe découpage à longueur du boudin ainsi entière-
ment enveloppé.
La présente invention a pour troisième objet un produite notamment un produit de forme allongée tel un profilé ou une pic-
que, dont le noyau est en matière thermoplas-tique, chargée ou non,
et est protégé par au moins une feuille d'un matériau souple, ledit
produit étant caractérisé en ce que les ou ladite feuille envelop-
pu entièrement et continûment le noyau en recouvrant ses deux chants longitudinaux.
Dans ce produit, la matière thermoplastique, tel par
exemple un polyéthylène ou un chlorure de polyvinyle,sert de liant
entre les différentes charges solides d'une part, avec l'enveloppe
qui habille le noyau d'autre part.
A cet égard, l'emploi pour l'enveloppe d'un complexe
carton-polyéthylène ou d'un complexe carton-aluminium-polyéthylène
peut avoir un avantage supplémentaire, en ce sens que le polyéthylène
du complexe améliore encore l'accrochage du noyau de matière -thermos-
plastique sur l'enveloppe.
Dans le produit tel que défini ci-dessus, lladhesion du
noyau de matière thermoplastique pure ou chargée sur la ou les fouit-
les qui l'enveloppent continûment conduit à un composite dont les
propriétés dopassent les propriétés cumulées de ses divers constituants.
La synergie entre le noyau et l'enveloppe se relève notamment l'examen des caractéristiques mécaniques du produit fini,
celui-ci présentant d'excellentes résistances à l'allongement, à la
compression, à la flexion et à la torsion; la raison probable de cet
effet de synergie est que l'enveloppe de protection recouvre continu-
ment le noyau, y compris sur ses deux chants longitudinaux, qu'il y
a donc liaison cohérente entre tous les points de l'enveloppe, et
qu'il y a au surplus liaison cohérente entre tous les points du pro-
dut puisque le noyau est intimement lie par collage à l'enveloppe.
Le produit fini obtenu possède également toutes les
propriétés des thermoplastiques et toutes les propriétés de l'envelop-
peu On peut citer par exemple :
- son imperméabilité due à la matière plastique,
- sa thermoplasticité,
- son imprimabilité, due à l'enveloppe,
- sa bonne tenue au froid, due également à l'enveloppe,
su
- sa compatibilité évidente avec les produits alimentai-
nos, puisqu'il suffi-t que le matériau constituant l'enveloppe, c'es-t
à dire la seule matière en contact avec l'environnement extérieur,
satisfasse aux normes alimentaires,
S son aspect soigné, l'enveloppe continue faisan-t a-
paraître une surface régulière, unie, d'où son-t gommés les défauts
en surface de la matière plastique, défauts que l'on sait d'au-tant
plus apparents et prononces que la quantité de charge est importante.
Enfin, dans le cas où la matière thermoplastique cons-
tiquant le noyau du produit est chargee,le produit fini obtenu posé
sève également les propriétés des charges, d'où en particulier une
amélioration supplémentaire de ses résistances mécaniques à wallon
germent itou à la compression atout à l'ecrasement itou à la flexion
itou à la torsion en fonction de la nature et de la quantité de char-
go employée.
Pour mieux faire comprendre l'objet de la présenté if
mention, on va en décrire ci-après, à titre d'exemples purement il lus-
tratifs et non limitatifs, diverses formes de réalisation en referez-
ce aux dessins annexes sur lesquels :
- La figure 1 est une vue schématique d'une première
variante d'installation permettant la mise en oeuvre du procède de
l'invention, variante plus particulièrement réservée a la fabrication
de profiles enveloppes dans une feuille fermée sur elle-même;
- La figure 2 est une vue schématique d'une seconde
variante d'installation permettant la mise en oeuvre du procède de
llinvention, variante plus particulièrement réservée à la Fabrice-
lion de plaques enveloppées par un premier support inférieur et par
un second support supérieur en recouvrement du boudin, les bords ion-
gitudinaux du second support venant après calandrage en chevauchement
de ceux du premier support,
- Les figures fa 3m représentant diverses sections
de profiles et deplaquesrealisablessur l'une ou l'autre des installa-
lions des figures 1 et 2, a partir du procède selon l'invention.
En se référant aux dessins, on voit que l'on a désigné
par 1 une trémie d'alimentation associée à une vis herseuse 2 qui,
tournante 3 autour de son axe vertical entraîné en rotation des ai-
lettes ou des palettes 4. La trémie 1 est alimentée en déchets thermos
plastiques de toutes sortes, films, emballages, yacks de lait, rebuts
divers de papeterie, qui, en amont de la trémie 1, sont réduits à un
état suffisamment fin et homogène à laide d'un broyeur à couteaux in-
sonorisé, schématisé par le rectangle 5.
13 Su
La matière amenée dans la trémie 1 peut également être
une matière thermoplastlque vierge, éventuellement chargée en déchets
textile sou par du papier, par de l'aluminium, par de la sciure de bois,
ou encore par de fines et longues fibres de verre ou fibres mé-talli-
que.
La sortie de la -trémie 1 alimente directement l'entrée
6 d'une extrudeuse 7 composée d'un fourreau cylindrique pourvu de
résistances de chauffage 8 et d'une vis centrale d'extrusion 9 coma
mandée dans sa rotation 10 par un ensemble d'engrenages 11, eux-mêmes
commandés dans leur rotation 12 par un moteur principal 13.
L'extrudeuse 7 à alimentation forcée est associée à une
pompe de dégazage 14 entraînée par un moteur 15.
Le mélange intime et de granulométrie choisie, formé
de la matière thermoplastique et de ses charges, est forcé de l'en-
tuée à la sortie de l'extrudeuse 7 par la vis 9. Par l'action combe-
née de la source de chaleur 8, le mélange est ainsi amené à un état
de fusion qui l'homogeneise encore davantage.
Dans ces conditions, un boudin 16 de matière molle est
délivré à la sortie de l'extrudeuse, à une température voisine de
QUE et à une vitesse d'au moins minute La section de ce bout
don de matière molle et chaude est fonction de la forme de la filière
placée à la sortie de l'extrudeuse : cette section peut être celle
d'un cylindre plein, d'un carre, d'un rectangle relativement aplati,
tel que 17, ou arrondi sur ses petits cotes, tel que 18.
Dans la variante d'installation représentée à la figue
ne 1, variante plus particulièrement réservée à la réalisation de
profilés de petite largeur, le boudin 16 est immédiatement déposé
sur une feuille 19 d'un matériau souple, par exemple papier, carton
ou tissu, délivré à partir d'une bobine 20 et éventuellement soumise
à un pré chauffage par infra-rouges 21 pour éviter, ou du moins limé-
ter, un trop grand refroidissement du boudin 16.
En même temps qu'il est tiré vers l'avant par au moins
l'un des rouleaux 22 d'une calandre 23, le papier 19 est mis en for-
me par pliages successifs, un premier guide 24 relevant les bords de
la feuille ainsi qu'il est schématisé en 25, et un second guide 26
rabattant les bords l'un sur l'autre de manière à envelopper totale-
ment et continûment le boudin, ainsi qu'il est schématisé par les
flèches 27.
Le boudin ainsi enveloppé es-t conduit jusqu'au rouleau
de la calandre sans avoir subi la moindre contrainte mécanique, et
en conséquence sans risque de déformation ni de déchirure. Pour ce
~22S2~5
14
faire, il est bien évident que la vitesse d'étiremcnt de la feuille
de protection 19 3 partir du rouleau 22 est égale à la vitesse dix
troussions du boudin 16.
La distance séparant la filière de l'extrudeuse 7 de
la ligne de calandrage 23 étant courte, et d'autre part le boudin
16 n'étant soumis a aucun refroidissement spécifique, ledit boudin
enveloppé de sa feuille de protection 19 est pris par les rouleaux
22 de la calandre alors qu'il se trouve à une température de l'ordre
de 100 à QUE, c'est à dire à une température convenable pour cire
travaillé, comprimé et mis en forme.
En tout état de cause la distance séparant la filière
de l'extrudeuse de la ligne de calandrage 23 peut être déterminée,
et allongée ou raccourcie, en fonction précisément de la température
idéale à laquelle le boudin enveloppé de sa feuille doit se présent
ter à l'entrée des premiers rouleaux de calandrage.
Lors de son passage entre les rouleaux de la calandrera feuille 19 se colle d'elle-même sur le noyau de matière thermos
plastique, du simple fait de la pression exercée par les rouleaux.
Éventuellement, pour faciliter le collage, un ou plu-
sieurs des rouleaux 22 sont soumis à un refroidissement continu poreau.
A sa sortie de la dernière paire de rouleaux de la il-
gène de calandrage, le composite plat 28 formé du noyau de matière
thermoplastique, chargée ou non, entièrement enveloppé de sa feuille
de protection, est immédiatement conduit 3 une ligne de pro filage 29
dans laquelle, par passage entre plusieurs paires successives de galets
30, le plat est progressivement amené au profil désiré, ainsi qu'il
est schématisé en 31 puis 32.
Le composite plat 28 est aisément travaillé, donc décor-
malle entre les galets, puisqu'il sort de la ligne de calandrage à une température élevée et qu'il entre dans la ligne de pro filage une
température de travail idéal qui peut être comprise entre 80 et QUE.
Après mise en forme du composite dans sa section défi-
native, par exemple la cornière en L schématisée en 32, le profile
est sectionne par les couteaux 33 en tronçons ayant la longueur
désirée.
A titre d'exemple concret de réalisation, pour la Fabre-
action d'une cornière en L de 3mm d'epaisseur, de 70mm de développe-
ment, que l'on pliera donc en deux ailes décor de 35mm de largeur
a
5;2~L5
chacune, on extrade un mélangé de y % de polyéthylène à haute
densité - 46 de fibre de papier associes à des dechetsd'alu-
minium en quantité infime que l'on distribue à la vitesse de
minute sous la forme d'un boudin cylindrique de 8,17 mm
de diamètre.
Ce boudin sort de l'extrucleuse à la température
de QUE, et il est immédiatement déposé sur une feuille de
papier kraft de 160 mm de large qui est tirée par la premier-
ne paire de rouleaux de la calandre à la vitesse de minute
Après calandrage et mise en forme de cornière en
L par les galets de la ligne de pro filage, la cornière pèse
200 grammes par mètre linéaire.
Avec le même mélangé distribue par la même axasse sous la
forme de boudin de même diamètre, la même température de
QUE, à la vitesse de minute on peut fabriquer une cor-
nième en L de même largeur, d'epaisseur moitié 1,5mm qui paisse grammes par mètre linéaire.
Les deux cornières precitees, pliées en forme de
L après calandrage, ont oie obtenues à partir d'un même milan-
go délivré par une extrudeuse classique dont la capacité de
production est de 200 kg/heure.
Dans une autre fabrication, avec une fois encore
le même mélangé réalisé dans et délivré par une autre extrudeuse
classique de capacité supérieure fournissant 800 kg/heure, on
a distribue un boudin cylindrique de 8,17 mm de diamètre à la
vitesse de 80 mètres minute qui, après calandrage, avait la
forme d'un plat de 70 mm de large et de 3 mm d'epaisseur,
pesant 200 grammes par mètre linéaire.
En bout d'installation, ce plat -comme dans les
exemples précédents- a oie replie et mis en forme de cornière
30 en L de dimensions 35x35x3 mm.
En d'autres termes, la cornière obtenue dans le
troisième exemple a les mîmes caractéristiques techniques gué celle
obtenue selon le premier exemple, mais est toutefois produite
quatre fois plus vite. Ceci démontré donc que les limites
d'emploi de l'invention sont celles des unîtes de production
(extrudeuse) et non celles des matières utilisées pour cons-
tiquer le noyau et l'enveloppe.
.
hi
. ~:~
A titre indicatif, on rappelle que la même cornière
fabriquée directement par extrusion partir d'une filière en V ne
peut sortir qu'à une vitesse voisine de Sm/minute, la cornière ne-
sultan te étant de surcroît d'un fini peu esthétique et possédant des
caractéristiques mécaniques nettement inférieures à celles de la cor-
nuire formée selon le composite de invention
Par exemple, un plat de 380mm de long porte seulement
ses deux ex~remites est soumis dans sa partie médiane à des pros-
skions verticales et de bas en haut (par l'intermediaire de poids)
et la flèche de chaque échantillon est mesurée en centièmes de milli-
mètres.
Différents échantillons sont tests le premier fabrique selon
la technique traditionnelle d'extrusion directe, les autres après mi-
se en oeuvre de l'invention, avec des épaisseurs de papier envelop-
lys puant variables.
Une flèche de 5mm est atteinte avec un poids de 50g
pour la cornière traditionnelle, donc non en~eloppee, avec un poids
de 160g pour une enveloppe de 0,15mm d'epaisseur, avec un poids de
300g pour une enveloppe de 0,4mm d'epaisseur et enfin avec un poids
de 450g pour une enveloppe de 0,6mm d'épaisseur.
La variante d'installation représentée la figure 2
est réservée une fabrication de composites dont l'enveloppe est
formée de deux feuilles qui se chevauchent, et ladite installation
est donc plus particulièrement réservée à la fabrication de plaques
de grande largeur.
Dans cette installation, les appareils et organes ayant une référence entre 1 et 15 sont identiques à ceux de l'installation
de la figure 1.
La filière de l'extrudeuse 7 délivré un boudin chaud de
matière ramollie, soit sous la forme d'un cylindre 16, soit sous une
forme plus ovalisée 18, ledit boudin étant dans tous les cas dépose
immédiatement sur un premier support de protection 19 délivré depuis
16 S
e bobine 20 et éventuellement prechauffe par des infrarouges 21.
Ce support là porteur du boudin subi-t une première mise
en forme au travers d'un dispositif 34, lequel relève les deux bords
de la feuille là, comme indiqué en 35, et les rabat en 36 sur le
boudin là.
Aussitôt après, un second support 37, de même nature
que la feuille 19, délivre à partir d'une bobine 38 et éventuellement
réchauffe par les infra-rouges es applique en 40 sur le boudin
partiellement recouvert.
là Par passage dans un second dispositif 41 de mise en
forme, les deux feuilles là et 37 sont appliquées plus étroitement
sur le boudin 18 et sont elles-mêmes en recouvrement partiel, de ma
tiare à présenter la disposition représentée dans son ensemble par
la flèche 42.
Fe boudin ainsi protège est déplacé jusqu'a une ligne
de calandrage 43 dans laquelle au moins la première paire de rouleaux 44
tire sur au moins la feuille inférieure là a une vitesse égalé la
vitesse d'extrusion du boudin.
La ou les pressions exercées par les rouleaux 44 affine
le boudin, lequel prend la forme plus aplatie repérée dans son encens-
bic par la flèche 45, et dans le même temps les feuilles là et 37
collent au noyau de matière thermoplastique.
Il est clair que la largeur des feuilles là et 37 a ôte
sur ce point déterminée en fonction de la section, et plus précise-
ment en fonction de la largeur de llobjet 45 a délivrer a la sortie de la calandre
La largeur des feuilles là et 37 est en effet choisie
de telle sorte que dans sa section définitive les chants longitudinaux
de la plaque 45 soient recouverts des feuilles 39 et 37 dont les bords
viennent en chevauchement l'un l'autre.
Ainsi, le passage dans la calandre 43 n'occasionnera au-
cul fluage de la matière thermoplastique, celle-ci restant constamment
emprisonnée entre les feuilles là et 37 se recouvrant toujours au moins
partiellement.
Après calandrage, la plaque est éventuellement mise en
forme entre les galets d'une ligne de pro filage 46, puis enfin elle
est découpée à longueur par des couteaux 47.
Dans une autre variante, la plaque 45 découpée à longueur
est ensuite mise en forme par un dispositif d'emboutissage 48.
La mise en forme de la plaque par pro filage ou par
SOL
emboutissage est toujours possible puisque, comme dans l'installation
de la figure 1, la plaque 45 sort de la dernière paire de rouleaux de
la calandre à une température suffisamment élevée pour être travaillée
et déformée.
Tous les produits, profilés ou plaques, fabriqués dans
une des installations des figures 1 ou 2 ont en commun de comporter
un noyau en matière thermoplastique, chargée ou non, enveloppé en-
tièdement et continûment par une ou deux feuilles d'un matériau sou-
pie qui recouvre également les deux chants longitudinaux du produit
fini.
Ledit produit est donc d'un aspect tout à fait carat
rustique, en ce sens que le noyau de matière thermoplastique est
absolument invisible sous la feuille de protection.
Le profile fini peut être délivré sous les sections
les plus diverses, par exemple sous la forme d'un plat 49 (Figure fa),
d'une cornière en L 50 (Figure 3b), d'une cornière en U 51 (Figure oc),
d'un tube de section rectangulaire 52 ou carrée 53 (Figures 3 et Fe
respectivement) dont les deux chants restent libres ou au contraire
sont scelles par collage ou autre technique, d'une poutre triangulai-
ne y (Figure of), d'une cornière amortisseur 55 dont les ailes sontlegèrement rabattues vers le centre de la cornière (figure y d'une
autre cornière amortisseur 56 dont les ailes se tendent jusqu'au con-
ire de lame (Figure oh), d'une poutre en L 57 (Figure 31) et de la
variante 58 de cette poutre avec un chant en appui sur lame (Figé-
ne y d'une variante de foutre de section rectangulaire dans la-
quelle un petit cote est forme en double épaisseur 61 (Figure que).
La plaque finie peut cire à bords relèves 59 (Figure
31) ou encore de section crénelée 60 (Figure 3m).
Les différents produits précisés sont utilisables dans
différentes industries, telles celles de l'emballage et du condition-
nomment (profiles) et de la manutention (plaques et palettes pour port
ter des caisses de chargement et des emballages).
Naturellement, l'invention n'est pas limitée aux modes
d'application non plus qu'aux modes de réalisation qui ont clé mon-
lionnes et l'on pourrait concevoir diverses variantes sans sortir pour autant du cadre de ladite invention.
