Installation pour la formation d'une feuille continue, à orientation moléculaire,
en polymère organique thermoplastique.
La présente invention a pour objet une installation pour la formation d'une feuille continue, à orientation moléculaire, en polymère organique thermoplastique dépourvu de solvant.
I1 est bien connu que la résistance de certains polymères organiques peut être appréciablement augmentée par étirage, de manière à orienter les molécules du polymère dans la direction ou les directions dans lesquelles l'effort est appliqué et d'y capturer ainsi les efforts d'orientation. Comme exemples de ces polymères on peut citer les composés de vinyle et des dérivés tels que du polystyrène, chlorure de vinyle et des copolymères de, ou comprenant, ces composés ou dérivés.
Parmi les facteurs à contrôler lors du procédé d'extrusion d'une feuille à orientation moléculaire, se trouvent la température à laquelle le polymère est extrudé, la température à laquelle le polymère est étiré et l'établissement subséquent dans le polymère d'une température capturant les efforts d'orientation introduits par étirage.
Une installation -connue pour la formation d'une feuille continue à orientation moléculaire comprend un dispositif d'extrusion et une filière pour la production d'un ruban continu de polymère, un four pour le conditionnement du ruban extrudé à une température d'étirage optimum, des moyens servant à étirer le ruban à cette dernière tem
pérature, des moyens servant à réduire la
température de la feuille étirée, de manière
à capturer et retenir les efforts d'étirage ou
d'orientation dans le ruban après que celui-ci
a été libéré des moyens d'étirage, et des
moyens sous forme de cylindres de feston
nage situés entre les moyens d'étirage et la
filière pour la réduction ou élimination des
efforts d'étirage dans la partie du ruban située entre les cylindres de festonnage et la
filière d'extrusion.
Comme la température
d'extrusion optimum pour la plupart des
polymères est plus élevée que la température
optimum à laquelle les efforts d'étirage
doivent s'exercer pour établir une orienta
tion moléeulaire, l'inclusion de cylindres de
festonnage qui limitent les efforts d'étirage
à la partie descendante du ruban et rédui
sent ou suppriment les efforts d'étirage de la
partie du ruban sortant de la filière, permet
l'emploi de températures optimums diffé
rentes pour l'extrusion et pour l'étirage, plu
tôt que l'application, du compromis d'nue
seule température d'extrusion et d'étirage.
Dans cette installation connue, les ey
lindres de festonnage sont de préférence ac
tionnés à une vitesse, déterminée d'avance
telle que l'épaisseur du ruban entre la filière
et les premiers cylindres ne soit pas appré
diablement réduite. De cette manière, il n'y
aura pas d'étirage appréciable du ruban
entre l'ex-trémité de la filière et les cylindres.
L'actionnement du ruban par les cylindres peut être facilité en réglant la température des cylindres de telle manière que le ruban adhère lui peu aux cylindres. De préférence, l'effet, de la température des cylindres sur le ruban n est réglé de telle manière qu'il y ait refroidissement superficiel du ruban, en laissant plus ou moins de chaleur dans le ruban pour faciliter son réchauffage à une température inférieure déterminée en vue de l'opération d'étirage.
L'obtention sur le ruban des effets désirés dépend largement de l'enveloppement angu- laire total du ruban autour Ides cylindres de festonnage et, dans la pratique, il a été trouvé désirable de pouvoir régler l'importance de cet enveloppement.
L'installation faisant l'objet de l'invention est caractérisée en ee qu'elle comprend une filière servant à l'extrusion du polymère sous forme de ruban à une température d'extrusion choisie, des moyens d'étirage servant à étirer le ruban de la filière à une vitesse plus grande que la vitesse d'extrusion, des moyens intermédiaires entre la filière et les moyens d'étirage pour le refroidissement superficiel, de chaque partie successive du ruban n extrudé et pour réduire l'effort d'éti- rage sur la partie du ruban sortant de la filière, lesdits moyens intermédiaires comprenant ime pluralité de cylindres de festonnage du ruban et des moyens pour faire varier la position d'un desdits cylindres par rapport aux autres,
afin de faire varier le degré d'enveloppement du ruban autour de ce cylindre et autour des deux cylindres adjacents audit cylindre, pendant que le ruban est étiré d'unie manière continue à travers lesdits moyens intermédiaires.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, ime forme d'exécution de l'installation faisant l'objet de l'invention:
Fig. 1 est une vue en élévation et en coupe de cette forme d'exécution, la coupe étant effectuée suivant la ligne 1-1 de la fig. 2.
Fig. 2 en est une vue de face, partiellement en coupe suivant la ligne L2 de la fig. 1.
Fig. 3 en est une vue à partir de la ligne 3-3 de la fig. 2.
Fig. 4 en est une vue à partir de la ligne 44 de la fig. 2.
En se reportant à la fig. 1, l'installation représentée comprend une filière d'extrusion
D à travers laquelle un polymère organique chauffé, tel que du polystyrène, peut être forcé par exemple au moyen d'im dispositif d'introduction forcée (non montré), et extrudé sous la forme d'un ruban plat R, un ensemble de cylindres de festonnage C comprenant six cylindres de festonnage, la position de deux d'entre eux pouvant être réglée afin. de faire varier entre de larges limites l'enveloppement ou enroulement du ruban B autour des cylindres, et des moyens d'étirage pour étirer le ruban sous la forme d'une feuille à orientation moléculaire. La filière D n'est montrée qu'en partie, les moyens d'étirage comprenant des griffes G pour tenir le ruban.
En se reportant plus particulièrement à l'ensemble de cylindres de festonnage C, six cylindres actionnés sont prévus supportés de manière à pouvoir tourner parallèlement entre eux dans des paliers appropriés. Plus particulièrement, l'ensemble comprend une base 1 ayant une paire de flasques verticaux parallèles 2 et 3, et dans ces derniers se trouvent logés des supports 4b, 5b, 7b et 9b pour les cylindres de festonnage 4, 5, 7 et 9.
Des supports correspondants (non montrés) sont prévus dans le flasque 2 qui supportent les autres extrémités des cylindres. Le cylindre 4 se trouve adjacent à la filière D et en contact avec la face inférieure du ruban
R à mesure que celui-ci est extrudé horizontalement de la filière. Les cylindres 5, 7 et 9 sont logés en dessous du cylindre 4 et, ainsi qu'illustré dans la fig. 1, avec l'axe de rotation du cylindre 9 plus haut que celai du cylindre 7 et espacé de ce dernier axe et avec l'axe de rotation du cylindre 7 plus haut que celui du cylindre 5 et espacé de ce dernier rixe. L'arrangement des cylindres 5, 7 et 9 est tel que les griffes Cr peuvent saisir et étirer
Le ruban R en direction horizontale du cylindre 5 sans établir un contact du ruban rvec les cylindres 7 et 9.
Les flasques 2 et 3 sont pourvus de deux paires de coulisses verticales opposées 10a, 10b et lia, 11b, dans lesquelles des blocs de support 10 et 11 respectivement sont montés de manière à pouvoir recevoir un mouvement vertical. Fixés aux extrémités des blocs 10 et 11 se trouvent des supports 6a, 6b et 8a, 8b de cylindres Ide festonnage 6 et 8 réglables verticalement. Le e cylindre 6 est réglable verticalement entre les cylindres 5 et 7; et le cylindre 8 est également réglable entre les cylindres 7 et 9.
Ainsi, comme on peut le voir à la fig. 1, le cylindre 6 petit être déplacé d'une position en dessous des cylindres 5 et 7, où il est hors de contact avec le ruban R, dans une position an-dessns des cylindres 5 et 7 où il établit un contact d'enveloppement qui festonne le ruban. D'une manière similaire, le cylindre 8 peut être déplacé d'unie position en dessous des cylindres 7 et 9 où il est hors de contact avec le ruban, Idans une position au-dessus des cylindres 7 et 9 où il établit un contact t d'enveloppement, le ruban étant festonné davantage.
Ainsi qu'illustré dans les fig. 1 et 2, le réglage vertical de chaque bloc de support 10 et 11 et des cylindres 6 et 8, respectivement montés sur eux, se fait au moyen de vis 12 disposées verticalement, qui supportent les blocs 10 et 11 adjacents à leurs extrémités. Chaque bloc 10 et 11 est prévu avec deux de ces vis 12, dont les extrémités supérieures présentent des boîtes 13 fixées au moyen de boulons 14 aux côtés inférieurs des blocs 10 et 11, et qui en même temps sont empêchées ;de tourner par des chevilles 15.
Chaque vis 12 est supportée par une douille 16 filetée intérieurement et qui, à son tour, est supportée par r un palier de butée 17 fixé au moyen de boulons 18 à la base 1. Une roue à denture hélicoïdale 19 est fixée à l'extrémité inférieure de chaque douille 16. La paire de roues 19, 19 pour la paire de vis associée au bloc 10 et entraînée par une paire de vis sans fin 20, 20 fixée à un arbre 21 monté à rotation dans des parties 22 des paliers 17. De même, une deuxième paire Ide vis sans fin analogues 20, 20 est fixée à un second arbre 23 pour actionner la paire de vis associée au bloc 11.
Les deux arbres 21 et 23 peuvent être tournés manuellement au moyen de volants 21a et 23a, les paires ainsi actionnées de roues 19, 19 et de vis sans fin 20, 20 agissant soit pour soulever, soit pour abaisser simultanément, d'une quantité égale les deux extrémités du bloc de palier supporté 10 (ou 11) et le cylindre 6 (ou 8).
En se reportant maintenant aux détails des cylindres de festonnage 4 à 9 inclusivement, ils sont de construction et arrangement similaires des parties. Plus particulièrement, chaque cylindre comprend un arbre creux 24 fermé à l'une, des extrémités par un bouchon 25. La surface externe de chaque arbre 24 est de préférence rodée et polie, afin de diminuer la tendance à la production de défauts dans la feuille plastique qui vient en contact avec elle. La température de chaque arbre est contrôlée en admettant à l'intérieur un liquide refroidisseur à travers un tube interne concentrique d'alimentation 26 relié à une connexion d'alimentation 27. Le liquide refroidisseur est introduit à travers l'espace annulaire entre l'arbre 24 et le tube 26 et est évacué par le tube 26.
Des connexions fixes 28 servent à amener le liquide aux espaces annulaires des cylindres rotatifs 4, 5, 7, 9. Ces connexions sont constituées par des joints rotatifs d'un type connu qui permettent d'introduire et d'évacuer un fluide chauffant, par exemple de l'eau tiède, dans le cylindre en rotation tout en maintenant l'étanchéité. Celle-ci est obtenue par une bague en carbone de surface sphérique pressée contre la partie en mouvement au moyen d'un ressort.
Afin de prévoir un actionnement approprié pour chacun des cylindres, des pignons 4d, 5d, 6d, 7d, 8d et 9d sont fixés respectivement à chaque cylindre près des connexions 28. Ainsi que montré dans la fig. 3, îme chaîne 29 avec des pignons fous 30 et 31 et un pignon moteur 32 constituent avec les pignons 4d, 5d, 7d et 9d un dispositif d'actionnement des cylindres 4, 5, 7 et 9. Ainsi que montré dans la fig. 3, les pignons fous 30 et 31 sont montés à rotation sur des goujons fixés au flasque 2 et le pignon moteur 32 est fixé à l'arbre moteur 33 qui est supporté à rotation dans des éléments de support 34a et 34b fixés à la base 1.
La rotation de l'arbre moteur se fait par le pignon 35 et par un dispositif à chaîne (non montré) à vitesse variable ou autre source d'énergie appropriée qui permet la synchronisation de la vitesse d'extrusion du ruban et de la vitesse périphérique des cylindres de festonnage.
Egalement fixé à l'arbre 33 se trouve un pignon moteur 36 qui avec les pignons 6d et 8d, une chaîne 37 et un pignon fou 38 forment le dispositif d'actionnement des cylindres 6 et 8. Ainsi que montré Idans la fig. 4, ce dispositif comprend aussi un pignon 39 supporté à rotation sur l'extrémité externe d'un bras de levier 40 qui bascule librement sur l'arbre 33, de manière à permettre un réglage vertical des cylindres 6 et 8 entre leurs positions montrées en plein et en pointillé dans la fig. 4 sans interrompre l'actionnement des cylindres.
Lors du fonctionnement de l'installation représentée, le polymère organique, tel que le polystyrène, dont on doit former une feuille, est chauffé à une température d'extrusion optimum (187 C) et pendant qu'il est sans solvant, il est extrudé de manière continue à travers la filière D sous la forme d'lm ruban R qui est avancé de manière continue par les cylindres 4 à 9 inclusivement vers les griffes a, et ces dernières tirent le ruban longitudi- nalement depuis les cylindres ainsi que transversalement. La température du ruban peut être réglée d'une manière déterminée d'avance dans un ou plusieurs fours qui chauffent le ruban formé et sont disposés immédiatement après les cylindres de festonnage, soit au-dessus, soit en dessous du ruban.
De préférence, on fait tourner l'arbre moteur 33 de manière à synchroniser approximativement la vitesse périphérique du cylindre 4 avec la vitesse d'extrusion du ruban.
Le ruban R passe d'abord d à travers les cy- lindres dans la position illustrée en traits pleins dans la fig. 1 avec les griffes G faisant avancer le ruban vers l'avant plus vite que la vitesse d'extrusion et avec l'allongement conséquent nécessaire du ruban se faisant dans le ruban entre les griffes et la filière. Comme le ruban dans la position en traits pleins montrée dans la, fig. 1 n'engage que les cylindres 4 et 5, l'enveloppement angulaire total du ruban autour des cylindres est faible et le glissement du ruban sur les cylindres peut avoir lieu, de sorte que des efforts d'étirage sont exercés sur la partie de ruban entre la filière et le cy lindre 4.
Puisque le ruban n est de préférence extrudé à une température de 1870 C ou à température plus élevée, la température relativement élevée agit pour relâcher l'orientation des molécules du ruban dans la partie située entre la filière et le cylindre 4, cette température devant être suffisamment basse pour que le polymère conserve son élasticité.
Afin de libérer la portion de ruban adjacente à la filière des efforts de traction développés par les griffes G, les cylindres 6 et 8 sont soulevés au moyen de leurs volants à main respectifs 91a et 23a, les cylindres 6 et 8 se déplaeant des positions montrées en traits pleins (fig. 1) d'abord en contact avec le ruban R et de là dans les positions qu'ils occupent en traits interrompus dans la fig. 1, en festonnant ainsi le ruban R, comme montré en traits interrompus. Il est clair que le degré d'enveloppement du ruban R autour de chacun des cylindres 5, 6, 7, 8 et 9 et, par conséquent, l'effort de traction dans la partie de ruban comprise entre chaque paire adjacente de cylindres pourra être contrôlée en réglant la disposition verticale des cylindres 6 et 8.
Il est également clair que le réglage peut se faire sans interrompre l'extrusion continue et les opérations d'étirage.
Afin de maintenir le contact nécessaire entre les cylindres 4 à 9 inclusivement et le ruban R de telle sorte que chaque cylindre exerce une traction à frottement sur le ruban, il est nécessaire d'exercer un léger effort de traction sur la partie de ruban comprise entre la filière D et le cylindre 4, afin de faire avancer le rab an. Un certain étirage du ruban très faible doit également se produire entre chaque paire de cylindres adjacents. Il a été trouvé que lorsqu'il y a une tendance à la production d'étirage par sauts, qui se trahit par un glissement périodique plutôt qu'uniforme sur les cylindres, plus particulière- ment sur les cylindres 8 et 9, cet état peut être eonsidérablement corrigé en accélérant la vitesse desdits cylindres.
Ainsi par exemple, si les pignons 4d, 5d et 6d sont prévus chaeun avec 30 dents, le pignon 7d pourra être prévu avec 29 dents; le pignon 8d avec 28 dents et le pignon 9d avec 27 dents. Cela tend à assurer l'uniformité dans le glissement du ruban R sur les cylindres ainsi qu'une extension uniforme conséquente et une réduction uni forme correspondante de la largeur du ruban ,quand il passe sur les cylindres.
Quand la matière employée est du polystyrène, le cylindre 4 est de préférence refroidi vers 16 C par de l'eau de eircula-
tion à cette température pour éviter le collage de la feuille, et les cylindres restants 5, 6, 7, 8 et 9 sont chauffés à une température de 66 à 880 C en faisant circuler de l'eau à cette température, afin que la feuille reste suffisamment déformable.
Installation for the formation of a continuous sheet, with molecular orientation,
in thermoplastic organic polymer.
The present invention relates to an installation for forming a continuous sheet, with molecular orientation, of thermoplastic organic polymer devoid of solvent.
It is well known that the strength of certain organic polymers can be appreciably increased by stretching, so as to orient the molecules of the polymer in the direction or directions in which the force is applied and thus to capture the orientation forces therein. . As examples of these polymers, mention may be made of vinyl compounds and derivatives such as polystyrene, vinyl chloride and copolymers of, or comprising, these compounds or derivatives.
Among the factors to be controlled in the process of extruding a molecularly oriented sheet are the temperature at which the polymer is extruded, the temperature at which the polymer is stretched, and the subsequent establishment in the polymer of a temperature. capturing the orientation forces introduced by stretching.
A known plant for forming a molecular-oriented continuous sheet comprises an extrusion device and a die for the production of a continuous ribbon of polymer, an oven for conditioning the extruded ribbon at an optimum drawing temperature. , means for stretching the tape at this last tem
temperature, means of reducing the
temperature of the stretched sheet, so
to capture and retain stretching forces or
orientation in the ribbon after it
has been freed from the stretching means, and
means in the form of festoon cylinders
swimming located between the stretching means and the
channel for the reduction or elimination of
stretching forces in the part of the tape located between the scalloping cylinders and the
extrusion die.
Like the temperature
optimum extrusion for most
polymers is higher than temperature
optimum at which the stretching forces
must practice to establish an orientation
moléeulaire tion, the inclusion of cylinders of
scalloping which limits stretching efforts
to the descending part of the ribbon and reduces
feels or suppresses the stretching forces of the
part of the ribbon coming out of the die,
the use of different optimum temperatures
annuities for extrusion and for drawing, plus
sooner than the application, the compromise of naked
single extrusion and stretching temperature.
In this known facility, the ey
linders of scalloping are preferably ac
ted at a predetermined speed
such as the thickness of the tape between the die
and the first cylinders are not learned
devilishly reduced. In this way, there
will have no appreciable stretching of the ribbon
between the end of the die and the cylinders.
The actuation of the tape by the rolls can be facilitated by adjusting the temperature of the rolls so that the tape does not adhere to the rolls much. Preferably, the effect of the temperature of the rolls on the ribbon n is adjusted such that there is surface cooling of the ribbon, leaving more or less heat in the ribbon to facilitate its reheating to a determined lower temperature. for the stretching operation.
Obtaining the desired effects on the tape depends largely on the total angular envelopment of the tape around the scalloping cylinders, and in practice it has been found desirable to be able to control the extent of this envelopment.
The installation forming the subject of the invention is characterized in that it comprises a die used for the extrusion of the polymer in the form of a tape at a chosen extrusion temperature, stretching means serving to stretch the tape. of the die at a speed greater than the extrusion speed, means intermediate between the die and the stretching means for the surface cooling of each successive part of the extruded strip and for reducing the stretching force. rage on the part of the ribbon leaving the die, said intermediate means comprising a plurality of rolls for scalloping the ribbon and means for varying the position of one of said rolls with respect to the others,
in order to vary the degree of wrapping of the tape around this cylinder and around the two cylinders adjacent to said cylinder, while the tape is continuously drawn in a continuous manner through said intermediate means.
The appended drawing represents, by way of example, an embodiment of the installation forming the subject of the invention:
Fig. 1 is an elevational view in section of this embodiment, the section being taken along line 1-1 of FIG. 2.
Fig. 2 is a front view thereof, partially in section along line L2 of FIG. 1.
Fig. 3 is a view thereof from line 3-3 of FIG. 2.
Fig. 4 is a view of it from line 44 of FIG. 2.
Referring to fig. 1, the installation shown comprises an extrusion die
D through which a heated organic polymer, such as polystyrene, can be forced for example by means of a forced introduction device (not shown), and extruded in the form of a flat ribbon R, a set of cylinders scalloping C comprising six scalloping cylinders, the position of two of them being adjustable to. to vary between wide limits the wrapping or winding of the tape B around the rolls, and stretching means for stretching the tape in the form of a molecularly oriented sheet. The die D is shown only in part, the stretching means comprising claws G to hold the tape.
Referring more particularly to the scalloping cylinder assembly C, six actuated cylinders are provided supported so as to be able to rotate parallel to each other in suitable bearings. More particularly, the assembly comprises a base 1 having a pair of parallel vertical flanges 2 and 3, and in the latter are housed supports 4b, 5b, 7b and 9b for the scalloping cylinders 4, 5, 7 and 9.
Corresponding supports (not shown) are provided in the flange 2 which support the other ends of the cylinders. The cylinder 4 is located adjacent to the die D and in contact with the underside of the tape
R as it is extruded horizontally from the die. The cylinders 5, 7 and 9 are housed below the cylinder 4 and, as illustrated in fig. 1, with the axis of rotation of cylinder 9 higher than that of cylinder 7 and spaced from the latter axis and with the axis of rotation of cylinder 7 higher than that of cylinder 5 and spaced from the latter brawl. The arrangement of cylinders 5, 7 and 9 is such that the claws Cr can grip and stretch
The tape R in the horizontal direction of the cylinder 5 without establishing contact of the tape rvec the cylinders 7 and 9.
The flanges 2 and 3 are provided with two pairs of opposed vertical slides 10a, 10b and 11a, 11b, in which the support blocks 10 and 11 respectively are mounted so as to be able to receive a vertical movement. Fixed to the ends of blocks 10 and 11 are supports 6a, 6b and 8a, 8b for vertically adjustable scalloping cylinders 6 and 8. The th cylinder 6 is vertically adjustable between the cylinders 5 and 7; and cylinder 8 is also adjustable between cylinders 7 and 9.
Thus, as can be seen in FIG. 1, the cylinder 6 can be moved from a position below the cylinders 5 and 7, where it is out of contact with the tape R, to a position an-dessns of the cylinders 5 and 7 where it makes enveloping contact scalloping the ribbon. In a similar fashion, the cylinder 8 can be moved from a position below the cylinders 7 and 9 where it is out of contact with the tape, or to a position above the cylinders 7 and 9 where it makes contact. wrapping, the ribbon being more scalloped.
As illustrated in Figs. 1 and 2, the vertical adjustment of each support block 10 and 11 and of the cylinders 6 and 8, respectively mounted on them, is done by means of screws 12 arranged vertically, which support the blocks 10 and 11 adjacent to their ends. Each block 10 and 11 is provided with two of these screws 12, the upper ends of which have boxes 13 fixed by means of bolts 14 to the lower sides of the blocks 10 and 11, and which at the same time are prevented from rotating by dowels. 15.
Each screw 12 is supported by an internally threaded socket 16 and which in turn is supported by a thrust bearing 17 fixed by means of bolts 18 at the base 1. A helical gear 19 is fixed at the end. lower part of each bushing 16. The pair of wheels 19, 19 for the pair of screws associated with the block 10 and driven by a pair of endless screws 20, 20 fixed to a shaft 21 rotatably mounted in parts 22 of the bearings 17. Likewise, a second pair of similar worm screws 20, 20 is fixed to a second shaft 23 to actuate the pair of screws associated with the block 11.
The two shafts 21 and 23 can be turned manually by means of handwheels 21a and 23a, the thus actuated pairs of wheels 19, 19 and worm screws 20, 20 acting either to simultaneously raise or lower by an equal amount. both ends of the supported bearing block 10 (or 11) and cylinder 6 (or 8).
Referring now to the details of scallop cylinders 4 through 9 inclusive, they are of similar construction and arrangement of parts. More particularly, each cylinder comprises a hollow shaft 24 closed at one end by a plug 25. The outer surface of each shaft 24 is preferably lapped and polished, in order to decrease the tendency for the production of defects in the sheet. plastic that comes in contact with it. The temperature of each shaft is controlled by admitting coolant therein through a concentric inner supply tube 26 connected to a supply connection 27. Cooling liquid is introduced through the annular space between the shaft. 24 and tube 26 and is discharged through tube 26.
Fixed connections 28 serve to bring the liquid to the annular spaces of the rotary cylinders 4, 5, 7, 9. These connections consist of rotary joints of a known type which make it possible to introduce and evacuate a heating fluid, by example of lukewarm water, in the rotating cylinder while maintaining tightness. This is obtained by a carbon ring with a spherical surface pressed against the moving part by means of a spring.
In order to provide an appropriate actuation for each of the cylinders, pinions 4d, 5d, 6d, 7d, 8d and 9d are respectively fixed to each cylinder near the connections 28. As shown in FIG. 3, the same chain 29 with idle sprockets 30 and 31 and a drive sprocket 32 together with sprockets 4d, 5d, 7d and 9d constitute a device for actuating cylinders 4, 5, 7 and 9. As shown in FIG. 3, idler gears 30 and 31 are rotatably mounted on studs attached to flange 2 and drive pinion 32 is attached to drive shaft 33 which is rotatably supported in support members 34a and 34b attached to base 1 .
The motor shaft is rotated by pinion 35 and by a variable speed chain device (not shown) or other suitable energy source which allows synchronization of the tape extrusion speed and the peripheral speed. scalloping cylinders.
Also fixed to the shaft 33 is a drive pinion 36 which together with the pinions 6d and 8d, a chain 37 and an idle pinion 38 form the actuator of the cylinders 6 and 8. As shown in FIG. 4, this device also comprises a pinion 39 rotatably supported on the outer end of a lever arm 40 which swings freely on the shaft 33, so as to allow vertical adjustment of the cylinders 6 and 8 between their positions shown in solid and dotted in fig. 4 without interrupting the actuation of the cylinders.
During the operation of the installation shown, the organic polymer, such as polystyrene, from which a sheet is to be formed, is heated to an optimum extrusion temperature (187 C) and while it is solvent-free, it is extruded. continuously through the die D in the form of a tape R which is continuously advanced by the rolls 4 to 9 inclusive towards the prongs a, and the latter draws the tape lengthwise from the rolls as well as transversely. The temperature of the ribbon can be regulated in a predetermined manner in one or more ovens which heat the formed ribbon and are arranged immediately after the scalloping rolls, either above or below the ribbon.
Preferably, the motor shaft 33 is rotated so as to approximately synchronize the peripheral speed of the cylinder 4 with the speed of extrusion of the tape.
Ribbon R first passes d through the cylinders in the position shown in solid lines in fig. 1 with the claws G advancing the tape forward faster than the extrusion speed and with the necessary consequent elongation of the tape being in the tape between the claws and the die. As the tape in the solid line position shown in, fig. 1 only engages rolls 4 and 5, the total angular wrapping of the tape around the rolls is low and the sliding of the tape on the rolls can take place, so that stretching forces are exerted on the tape portion between the die and the cylinder 4.
Since the ribbon n is preferably extruded at a temperature of 1870 C or higher, the relatively high temperature acts to loosen the orientation of the molecules of the ribbon in the part between the die and the cylinder 4, which temperature should be. low enough that the polymer retains its elasticity.
In order to free the portion of ribbon adjacent to the die from the tensile forces developed by the claws G, the cylinders 6 and 8 are raised by means of their respective handwheels 91a and 23a, the cylinders 6 and 8 moving from the positions shown. in solid lines (fig. 1) first in contact with the tape R and from there in the positions they occupy in broken lines in fig. 1, thus scalloping the ribbon R, as shown in broken lines. It is clear that the degree of wrapping of the tape R around each of the cylinders 5, 6, 7, 8 and 9 and, therefore, the tensile force in the portion of the tape between each adjacent pair of cylinders could be controlled by adjusting the vertical arrangement of cylinders 6 and 8.
It is also clear that the adjustment can be done without interrupting the continuous extrusion and the stretching operations.
In order to maintain the necessary contact between the rolls 4 to 9 inclusive and the tape R so that each cylinder exerts a friction pull on the tape, it is necessary to exert a slight tensile force on the part of the tape between the die D and the cylinder 4, in order to advance the rab an. Some very low tape stretch should also occur between each pair of adjacent rolls. It has been found that when there is a tendency for the production of jump stretching, which manifests itself in periodic rather than uniform slippage on the rolls, more particularly on rolls 8 and 9, this state can be considerably corrected by increasing the speed of said cylinders.
Thus, for example, if the pinions 4d, 5d and 6d are provided each with 30 teeth, the pinion 7d can be provided with 29 teeth; the 8d pinion with 28 teeth and the 9d pinion with 27 teeth. This tends to provide uniformity in the sliding of the tape R over the rolls as well as a consistent uniform extension and corresponding uniform reduction in the width of the tape as it passes over the rolls.
When the material used is polystyrene, the cylinder 4 is preferably cooled to around 16 ° C. with circulating water.
tion at this temperature to prevent sticking of the sheet, and the remaining cylinders 5, 6, 7, 8 and 9 are heated to a temperature of 66 to 880 C by circulating water at this temperature, so that the sheet remains sufficiently deformable.