BE1005872A7 - Production de materiau en feuille de plastique. - Google Patents

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BE1005872A7 BE9301250A BE9301250A BE1005872A7 BE 1005872 A7 BE1005872 A7 BE 1005872A7 BE 9301250 A BE9301250 A BE 9301250A BE 9301250 A BE9301250 A BE 9301250A BE 1005872 A7 BE1005872 A7 BE 1005872A7
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Roy Lowe
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Abstract

Des panneaux en matière plastique sont produits en extrudant des matières plastiques dans une vis (3). Le produit extrudé est filtré et est pompé à travers une filière à lèvre flexible (6) ayant un moyen de réglage de la largeur d'intervalle comprenant une bande de fermeture (59) qui est coulissante. La matière plastique en feuille fondue est poussée entre des rouleaux decalandrage (7, 8, 9) qui sont refroidis jusqu'à la température souhaitée par des chauffe-eau (78) et des refroidisseurs (73) séparés. Un film de protection en matière plastique (90) est appliquée sur l'une des faces ou sur les deux faces de la matière plastique en feuille et les bords latéraux de la feuille sont recoupés. Les déchets de film de plastique sont recueillis pour être recyclés.

Description

PRODUCTION DE MATERIAU EN FEUILLE DE PLASTIQUE
La présente invention concerne un procédé pour la production de matériau en feuille de plastique et, plus particulièrement, de panneaux en matière plastique.
Il existe de nombreux procédés pour produire des panneaux en matière plastique mais on rencontre une demande croissante pour des améliorations à ces procédés de façon à pouvoir préparer des panneaux d’une manière rapide et économique, suivant les spécifications souhaitées.
Cette invention concerne donc directement, en particulier, des améliorations à des procédés de production de panneaux en matière plastique.
Conformément à 1'invention, il est prévu un procédé pour produire des panneaux en matière plastique comprenant les étapes suivantes : mélanger la matière plastique vierge; introduire la matière plastique dans une vis d'extrudeuse ? extruder la matière plastique à l'état fondu; filtrer le produit extrudé; pomper le produit extrudé; régler la largeur d'une filière flexible; faire passer le produit extrudé à travers une filière à lèvre flexible; pour former un dépôt de matière plastique fondue de la largeur souhaitée; faire passer la matière plastique fondue sur un premier rouleau de calandrage pour refroidir le matériau une première fois; faire passer la matière plastique sur un deuxième rouleau de calandrage pour un deuxième refroidissement; faire passer la matière plastique sur un troisième rouleau de calandrage pour un troisième refroidissement; faire passer la matière plastique refroidie sur un transporteur; recouper les bords latéraux de la matière plastique; et couper le matériau à longueur souhaitée pour former plusieurs feuilles de matière plastique.
Suivant un mode de réalisation particulièrement préféré de l'invention, le procédé comporte les étapes consistant à faire passer un courant séparé d'eau à travers chacun des rouleaux de calandrage , à détecter la température de chaque courant d'eau sortant des rouleaux et à chauffer ou refroidir chacun des courants d'eau pour obtenir de l'eau à la température souhaitée pour la recycler aux rouleaux de calandrage correspondants. L'eau est refroidie, de préférence, en la faisant passer dans des tubes d'un échangeur de chaleur à enveloppe et faisceaux tubulaires et en faisant passer l'eau de refroidissement dans l'enveloppe de l'échangeur de chaleur. L'eau est chauffée, de préférence, en la faisant passer dans un chauffe-eau plongeur alimenté électriquement, le chauffe-eau plongeur étant enclenché en réponse à une température plus faible que la température requise afin de chauffer l'eau pour le rouleau de calandrage.
Suivant un mode de réalisation particulièrement préféré de l'invention, le procédé comporte l'étape d'appliquer un film protecteur de matière plastique sur au moins une face du matériau en feuille de plastique.
Le film de plastique passe, de préférence, sur un guide et un rouleau de tension et est appliqué au matériau en feuille de plastique avant le recoupage des bords, en faisant passer le film et le matériau en feuille de plastique entre une paire de rouleaux de pincement écartés l'un de l'autre. Normalement, le film en excès est recoupé sur les bords latéraux du matériau en feuille et est recueilli pour être recyclé.
Suivant une disposition particulièrement préférée, on applique un film de plastique protégé sur les deux faces du matériau en feuille de plastique. Dans ce cas, le film en excès sur les bords latéraux est enlevé des faces supérieure et inférieure du matériau en feuille et est recueilli séparément pour le recyclage.
Suivant une disposition préférée, il existe plusieurs rouleaux de matériau en film de plastique montés près du transporteur de matériau de feuille de plastique et un film de la largeur souhaitée est amené du rouleau de film correspondant et est appliqué au matériau en feuille.
Suivant un mode de réalisation particulièrement préféré de l'invention, le procédé comprend l’étape de rebroyer les déchets de matériau en feuille, d'amener le matériau rebroyé à une trémie de matériau rebroyé, d'introduire le matériau rebroyé dans une vis de mélange et de mélanger proportionnellement le matériau rebroyé à la matière plastique vierge. Le procédé comprend, de préférence, l'étape d'amener les déchets de matériau en feuille à un rebroyeur situé en dessous du sol, de rebroyer les déchets de matériau et d'amener le matériau rebroyé à la trémie de matériau rebroyé.
Suivant un mode de réalisation de l'invention, le procédé comprend l'étape d'éliminer les gaz toxiques de la vis d'extrudeuse au moyen d'une pompe à vide, de condenser les gaz et de recueillir les condensats concentrés dans un fût de collecte.
Suivant une disposition préférée, le procédé comprend les étapes suivantes : découper un échantillon en bande du matériau en feuille prélevé dans une feuille formée; immerger l'échantillon en bande dans un bain d'huile chaude; mesurer l'écart des dimensions de l'échantillon en bande par rapport à des tolérances souhaitées; et régler les paramètres opératoires afin de corriger toute déviation des résultats s'écartant des tolérances souhaitées.
Suivant un mode de réalisation particulièrement préféré de l'invention, la largeur de la filière à lèvre flexible est réglée en fermant les côtés latéraux de la lèvre suivant la mesure souhaitée au moyen de joints glissant partiellement sur les deux côtés de la filière. Normalement, les joints comprennent des bandes de matière plastique résistant à la chaleur telles que PTFE supporté par des têtes de scellement qui sont montées à coulisse sur la filière pour permettre leur déplacement jusqu'aux positions souhaitées afin de régler la largeur du matériau extrudé sortant de la filière à lèvre flexible.
Suivant un mode de réalisation de l'invention, le procédé comprend l'étape d'extruder une deuxième matière plastique et d'injecter le produit extrudé dans la filière.
Suivant une disposition préférée, la matière plastique vierge est préparée en mélangeant à sec plusieurs matières plastiques différentes.
L'invention permet également d'obtenir des panneaux plastiques ou un matériau en feuille produits par le procédé de l'invention.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description ci-après,donnée uniquement à titre d'exemple, et en se référant aux figures en annexe qui sont respectivement :
La figure 1, une vue latérale en élévation de l'appareil utilisé pour un procédé de production de panneaux en matière plastique selon l'invention,
La figure 2, une vue en bout de la partie d'alimentation de l'appareil de la figure 1,
La figure 3, une vue en perspective d'une partie d'une filière à lèvre flexible faisant partie de l'appareil de la figure 1,
La figure 4, une vue frontale de la filière de la figure 3,
La figure 5, une vue en coupe transversale d'une partie de la filière,
La figure 6, une vue schématique d'un appareil de contrôle de la température du rouleau de calandrage utilisé pour le procédé de l'invention,
La figure 7, une vue en perspective de l'appareil d'application du film protecteur utilisé pour le procédé de l'invention,
La figure 8, une vue latérale de l'appareil de la figure 7,
La figure 9, une vue latérale d'un autre appareil d'application de film protecteur utilisé pour le procédé de l'invention,
La figure 10, une vue en perspective de l'appareil de la figure 9,
La figure 11, une vue en plan d'un couteau de découpage utilisé pour le procédé de 1'invention, et
La figure 12, une vue latérale partiellement en coupe du couteau de découpage de la figure 11.
Si l'on examine les figures, et tout d'abord la figure 1, on peut y voir un procédé pour produire des panneaux en matière plastique selon l'invention qui comprend les étapes de mélanger la matière plastique vierge, d'introduire la matière plastique par une trémie 2 dans une vis d'extrudeuse 3 dans laquelle la matière est extrudée à l'état plastique fondu. Le produit extrudé est filtré à l'étape 4 et est pompé par une pompe à engrenages à l'étape 5 pour faire passer le produit extrudé sous pression vers une filière à lèvre flexible 6 dans laquelle la matière plastique fondue est transformée* en feuille de matière fondue ayant la largeur et 1'épaisseur souhaitées. La matière plastique passe ensuite entre un premier et un deuxième rouleaux· de calandrage 7, 8 et passe ensuite entre un deuxième et un troisième rouleaux de calandrage 8, 9, la matière étant refroidie lorsqu'elle passe sur les rouleaux, de la manière qui sera décrite plus en détail ci-dessous. La matière plastique en feuille partiellement refroidie passe ensuite sur un transporteur 10 vers un poste d'application d'un film de plastique protecteur 11 où un film de plastique, qui est normalement du polyéthylène, est appliqué sur l'une des deux faces ou sur les deux faces du matériau en feuille, de la manière qui sera décrite plus en détail ci dessous. Dans le procédé de l'invention, les bords latéraux de la matière plastique en feuille sont recoupés au poste de recoupage 12 et la feuille continue est découpée en panneaux de la longueur souhaitée par un poste de découpage 13. Les feuilles découpées sont contrôlées, assemblées, empilées et emballées.
Si l'on examine particulièrement la figure 2, on peut voir que la matière plastique brute pour la trémie d'alimentation 2 de l'extrudeuse 3 provient d'une trémie d'alimentation de matière plastique vierge 25 qui est alimentée par une trémie principale 26, par une trémie intermédiaire 27. La matière plastique vierge est amenée à la trémie 2 par une vis d'alimentation de matière plastique vierge 28 dans un tuyau d'alimentation 29 ayant une sortie 30. La matière plastique rebroyée est envoyée à la trémie 2 par une trémie intermédiaire de rebroyage 30 alimentant une trémie de mati'ère rebroyée 31 d’où la matière rebroyée est transportée par une vis de matière rebroyée 33 montée dans un tuyau d'alimentation de matière rebroyëe 32 ayant une sortie de matière rebroyée 34. D'une manière semblable, la matière du lot principal est amenée par une trémie intermédiaire 36 à une trémie à lot principal 37 d'où elle est envoyée par une vis d'extrudeuse à travers une sortie vers la trémie d'alimentation principale 2 de l'extrudeuse 3. Les vis d'alimentation 28, 33 pour les matières vierges de rebroyage du lot principal sont entraînées par des moteurs électriques et les proportions de matière vierge, de matière rebroyée et de lot principal introduites dans la trémie 2 sont réglées en modifiant les vitesses des vis d'alimentation. De cette manière, on peut obtenir des proportions optimales de matière vierge, de matière de lot principal et de matière de rebroyage pour les matières d'alimentation souhaitées.
La vis d'extrudeuse 3 est normalement une vis simple à trois étages, la température dans chacun des étages étant commandée avec précision. Les gaz volatils produits dans la vis d'extrudeuse 3 sont évacués par une sortie supérieure 40 au moyen d'une pompe à vide 41 et par une conduite 42 vers un condenseur 43. Les condensats provenant du condenseur 43 sont recueillis dans un fût 45. Les gaz traversant le condenseur sont également recueillis et condensés davantage, les condensats étant renvoyés au fût 45. De cette manière., essentiellement toutes les matières volatiles toxiques produites dans l'extrudeuse sont recueillies d'une manière contrôlée dans le fût 45 pour l'élimination des matières concentrées .
La filière à lèvre flexible 6 utilisée pour le procédé de l'invention est représentée schématiquement plus en détail par les figures 3 à 5. La filière 6 comprend des mâchoires supérieure et inférieure 50, 51 écartées l'une de l'autre et laissant entre elles un intervalle 52 dont l'épaisseur est réglée sur la longueur de la filière. Pour contrôler la largeur de la matière plastique fondue sortant par l'intervalle 52, un moyen de réglage de la largeur d'intervalle est prévu sur les deux côtés de l'intervalle. Chaque moyen de réglage de la largeur comporte une bande de fermeture 59 en matériau résistant à la chaleur, généralement en PTFE, monté sur une tête de fermeture 60 portée par une console de montage 61 qui peut coulisser sur une coulisse 62 fixée à la filière, comme on le voit particulièrement bien sur la figure 5. La console 61 est déplacée le long de la coulisse 62 au moyen d'une vis 64 actionnée par une poignée 65 afin de régler la largeur de l'intervalle 52 à la valeur souhaitée.
La température des rouleaux de calandrage 7, 8, 9 est réglée avec précision sur la largeur des rouleaux pour obtenir un réglage de la température maximale de la feuille et donc des propriétés physiques optimales des panneaux finalement obtenus par le procédé de l'invention. La température de chacun des rouleaux 7, 8, 9 est réglée séparément en utilisant un appareil de chauffage et de refroidissement représenté schématiquement par la figure 6. Les appareils de chauffage et de refroidissement pour les rouleaux de calandrage comportent chacun une pompe de circulation 70 qui extrait l'eau par une conduite de sortie 71 depuis un rouleau de calandrage 7, 8, 9 et qui l'envoie par une conduite de sortie 72 vers un échangeur à enveloppe et faisceau tubulaire 73. L'eau provenant du rouleau de calandrage circule dans les tubes de l'échangeur de chaleur 73 et l'eau de refroidissement est envoyée par une conduite 74 à travers une vanne à solënoïde 76 vers l'enveloppe de l'échangeur de chaleur 73. L'eau de refroidissement de la sortie est envoyée par une conduite 77 pour être recyclée. L'eau provenant du rouleau passe également par deux chauffe-eau à immersion 78 connectés en série et l'eau refroidie est envoyée par une conduite 79 au rouleau 7, 8, 9. Un thermocouple 80 est disposé dans la conduite 71 en amont de la pompe 70 pour détecter la température d'entrée de l'eau sortant du rouleau de calendrage 7, 8/ 9. Si la température est inférieure à une valeur souhaitée, une unité de commande (non représentée) ferme la vanne d'eau de refroidissement 76 et enclenche les chauffe-eau à immersion 78 pour chauffer l'eau à la valeur souhaitée avant de la renvoyer au rouleau par la conduite 79. En variante, si l'eau provenant des rouleaux de calandrage a une température supérieure à la valeur souhaitée, les chauffe-eau à immersion 78 sont déclenchés et la vanne d'eau de refroidissement 76 est ouverte, ce qui permet que l'eau de refroidissement soit envoyée à l'échangeur de chaleur à enveloppe et faisceau tubulaire 73 pour refroidir l'eau de refroidissement du rouleau de calandrage jusqu'à la température souhaitée avant d'être renvoyée au rouleau de calandrage par la conduite 79. Des échangeurs de chaleur séparés sont prévus pour chacun des rouleaux de calandrage 7, 8, 9 afin d'assurer une commande optimale du transfert de chaleur.
Pour protéger les feuilles de matière plastique au cours de leur transfert et de leur stockage, un film, qui est généralement un film de polyéthylène, est appliqué sur au moins une face de la feuille. Si l'on examine plus particulièrement les figures 7 et 8, on peut voir qu'un film plastique 90 est amené d'un rouleau 91 par un guide et un rouleau de tension 92 et est appliqué sur la feuille 93 entre une paire de rouleaux de pincement 94, 95 écartés l'un de l’autre. Le rouleau de pincement supérieur 94 est pressé vers le bas au moyen de vérins 96 afin d'appliquer le film 90 à la feuille 93.
Par utilisation de couteaux de coupage 95, les bords latéraux de la feuille 93 auxquels le film 90 a été appliqué sont recoupés, les déchets de film plastique étant enroulés sur un rouleau 97 pour être recyclés et les déchets de feuille 98 étant recueillis et rebroyés avant d'être recyclés dans la trémie de matière rebroyée 30.
Si l'on examine les figures 9 et 10 on peut voir que dans certains cas, par exemple, s'il s'agit de matériau en feuille translucide, le matériau en film plastique est appliqué sur les deux faces de la feuille 100. Le film est enlevé en utilisant des couteaux sur les deux faces et est rebobiné au bord recoupé pour être recyclé.
Si l'on examine plus particulièrement les figures 11 et 12, on peut voir que les couteaux de découpage 95 utilisés pour recouper et enlever le film de plastique peuvent être réglés à la largeur souhaitée pour la feuille. Le couteau de découpage comporte normalement une lame 120 montée sur un bras de support de lame 121 monté à son tour sur un collet 122 supporté par un manchon 123 qui est monté, sans possibilité de rotation, sur une base de support 124 de section hexagonale. Si l'on actionne les vis de réglage principales 125, la position du bord de coupe par rapport à l'appareil hexagonal 124 peut être réglée grossièrement. Par utilisation d'autres vis de réglage 126, un positionnement plus fin du couteau peut être réalisé. Le positionnement final avec des tolérances très étroites peut être obtenu en actionnant une vis de réglage fin 127 sur le bras de couteau 121.
Pour vérifier les caractéristiques des feuilles ou des panneaux fabriqués en utilisant le procédé de l'invention, des échantillons en bandes, qui ont généralement une largeur de 500 mm et une longueur de 100 mm, sont découpés des feuilles. Les bandes sont ensuite immergées dans un bain d 'huile chaude pendant une période prédéterminée afin de surveiller la stabilité dimensionnelle de la feuille. Après une période prédéterminée de séjour dans l'huile chaude, qui est normalement de 5 à 10 minutes, les dimensions de la bande sont vérifiées et, si celles-ci ne sont pas dans les limites souhaitées, les paramètres opératoires tels que la température de l'extrudeuse et/ou la vitesse des rouleaux d'extraction est réglée afin de maximiser les caractéristiques de la feuille de matériau terminée.
Pour minimiser les déchets, toute feuille de matériau ne répondant pas aux spécifications imposées est envoyée à un broyeur souterrain qui broie les déchets de matière en granulés qui sont ensuite renvoyés à un stockage de matières rebroyêes pour alimenter une trémie d'alimentation de matière rebroyée 30 et pour le recyclage dans l'extrudeuse 3. Comme on utilise une pompe à engrenages à la sortie de l'extrudeuse, on peut obtenir un débit maximum de matière rebroyée.
La matière rebroyëe peut être traitée davantage par extrusion préliminaire de la matière rebroyée et par formage de celle-ci en longues bandes étroites qui sont refroidies dans un bain d'eau avant d’être découpées en granulés pour être recyclées dans l'extrudeuse.
Dans certains cas, la matière plastique vierge est constituée d'un mélange de différentes matières plastiques vierges qui sont mélangées à sec avant d’ëtre amenées à la trémie à matière plastique vierge 26.
Pour certaines matières, on peut effectuer une coextrusion d'une matière différente en parallèle avec l’extrusion principale et la deuxième matière est introduite dans la filière avec la première matière afin de produire un matériau en feuille coextrudé.
L'invention offre un procédé de production de panneaux en matière plastique de haute qualité obtenus de manière économique.
L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation mentionnés ci-dessus, qui peuvent subir des modifications de construction et de détail.

Claims (10)

1. Procédé de production de panneaux en matière plastique comprenant les étapes suivantes : mélanger la matière plastique vierge; introduire la matière plastique dans une vis d'extrudeuse; extruder la matière plastique à l'état fondu; filtrer le produit extrudê; pomper le produit extrudê; régler la largeur d'une filière flexible; faire passer le produit extrudê à travers une filière à lèvre flexible pour former un dépôt de matière plastique fondue de la largeur souhaitée; faire passer la matière plastique fondue sur un premier rouleau de calandrage pour refroidir le matériau une première fois; faire passer la matière plastique sur un deuxième rouleau de calandraqe pour un deuxième refroidissement; faire passer la matière plastique sur un troisième rouleau de calandrage pour un troisième refroidissement ; faire passer la matière plastique refroidie sur un transporteur; recouper les bords latéraux de la matière plastique; et couper le matériau à lonqueur souhaitée pour former plusieurs feuilles de matière plastique.
2. Procédé selon la revendication 1, comprenant les étapes consistant à faire passer un courant d'eau séparé dans chacun des rouleaux de calandrage, à détecter la température de chaque courant d'eau sortant des rouleaux et à chauffer ou refroidir chaque courant d'eau pour obtenir de l'eau à la température souhaitée pour la recycler vers les rouleaux de calandrage correspondants, l'eau étant refroidie, de préférence, en la faisant passer dans les tubes d'un échangeur de chaleur à enveloppe et faisceau tubulaire et en faisant passer l'eau de refroidissement dans l'enveloppe de l'échangeur de chaleur, l'eau étant chauffée, de préférence, en la faisant passer sur un chauffe-eau à immersion à alimentation électrique, le chauffe-eau à immersion étant enclenché en réponse à une température inférieure à la température souhaitée afin de chauffer l'eau pour le rouleau de calandrage.
3. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant l'étape d'appliquer un film protecteur de matière plastique sur au moins une face de la matière plastique en feuille, le film plastique passant, de préférence, sur un guide et un rouleau de tension et étant appliqué à la matière plastique en feuille avant le recoupage en faisant passer le film et la matière plastique en feuille entre une paire de rouleaux de pincement écartés l'un de l'autre, de préférence, avant que le film en excès soit recoupé des bords latéraux de la matière en feuille et soit recueilli pour le recyclage, un film plastique protecteur t étant apliqué, de préférence, sur les deux faces de la matière plastique en feuille, le film en excès sur les bords latéraux étant enlevé, de préférence, des faces supérieure et inférieure de la matière en feuille et recueilli séparément pour le recyclage et il existe, de préférence, plusieurs rouleaux de films de matière plastique montés près du transporteur de matière plastique en feuille et un film de la largeur souhaitée est amené du rouleau de film correspondant et est appliqué à la matière en feuille.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant 1'étape de rebroyer les déchets de matière en feuille, d'amener la matière rebroyée à une trémie de matière rebroyée, d'envoyer la matière rebroyée à une vis de mélange et de mélanger proportionnellement la matière rebroyée à la matière plastique vierge le procédé comprenant, de préférence, l'étape d'envoyer les déchets de matière en feuille à un rebroyeur situé sous le sol, de rebroyer les déchets de matière et d'envoyer la matière rebroyée à une trémie de matière rebroyée.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant l'étape d’évacuer les gaz toxiques de la vis d'extrudeuse au moyen d'une pompe à vide, de condenser les gaz et de recueillir les gaz concentrés dans un fût de collecte.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant les étapes suivantes : découper un échantillon en bande du matériau en feuille prélevé dans une feuille formée; immerger l'échantillon en bande dans un bain d'huile chaude; mesurer l'écart des dimensions de l'échantillon en bande par rapport à des tolérances souhaitées; et régler les paramètres opératoires afin de corriger toute déviation des résultats s'écartant des tolérances souhaitées.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la largeur de la filière à lèvre flexible est réglée en fermant les côtés latéraux de la lèvre dans une mesure souhaitée au moyen de joints coulissants recouvrant partiellement les deux côtés de la filière,les joints comprenant, de préférence, des bandes de matière plastique résistant à la chaleur telles que PTFE supportées par des têtes de fermeture qui sont montées à coulisse sur la filière pour les déplacer jusqu'aux positions souhaitées afin de régler la largeur de la matière extrudëe sortant de la filière à lèvre flexible.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant l'étape d'extruder une deuxième matière plastique et d'injecter le produit extrudé dans la filière.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la matière plastique vierge est formée par mélange à sec de plusieurs matières plastiques différentes.
10. Matière plastique en feuille produite par un procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes.
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Effective date: 19991110