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Perfectionnements aux feuilles plastiques poreuses.
On peut fabriquer des feuilles plastiques poreuses qui présentent un degré élevé de perméabilité aux gaz et à la vapeur d'eau, tout en étant imperméables aux liquides aqueux par un pro- cédé qui, tel qu'il est appliqué aux feuilles de p.c.v. (poly- chlorure de vinyle) plastifié, par exemple, consiste à disperser une charge hydro-soluble finement divisée dans le mélange chaud de p.c.v. et de plastifiant à l'aide d'un solvant approprié du p.c.v., afin de faciliter l'incorporation d'une proportion élevée de charge.
La "pâte" chaude résultante est transformée en feuille par un pro- cédé approprié quelconque et'le solvant est chassé à une températu- re élevée en laissant une feuille de p.c.v. plastifié contenant une proportion élevée de charge hydro-soluble. Cette feuille haute- ment chargée est alors soumise à froid à un travail mécanique con-
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sidérable en la faisant passer dans la passe d'une calandre à deux cylindres simple chauffée où l'épaisseur est rédutie à la moitié approximativement. La feuille est ensuite renoue poreuse en dissol- vant dans l'eau la charge soluble et e:: séchant finalement.
Le travail mécanique auquel la feuille chargée est soumi- se par l'opération de calandrage a pour effet de forcer les parti- cules de charge à entrer en contact en perçant les membranes enro- tantes de p.c.v. plastifié. Avant l'opération de calandrage, la feuille consiste essentiellement en une phase continue de gel de p.c.v. plastifiant dans laquellesont dispersées, comme phase dis- continue, les particules de charge. Apres le calandrage, au cours duquel les particules de charge sont mises en contact, deux phases essentiellement continues, une de gel de p.c.v. plastifiant et une autre de particules de charge, sont en co-existence pour forcer une structure réticulée.
Cette modification de structure provoquée @ar l'opération de calandrage permet d'entrainer rapidement et complè- tement la charge soluble de la feuille et a pour résultat un pro- duit fin@ présentant une perméabilité beaucoup améliorée aux gaz et2 la vapeur d'eau, ce l'ordre de dix fcis celle d'une feuille qui n'a pas été ainsi calandrée. Ainsi, pour conférer une perméa- bilité qui en vaille la peine à une feuille de p.c.v. plastifié par le procédé schématisé ci-dessus, il est essentiel d'exécuter l'opéra- tion de calandrage avant de dissoudre la charge soluble.
L'intensité du travail mécanique subi par la feuille au cours du calandrage peut être mesurée par le pourcentage de réduction de l'é- paisseur ou le pourcentage d'allongement de la feuille. Plus le travail subi par la feuille au cours de ce stade de calandrage est grand, plus la perméabilité du produit fini est grande, jusqu'à un maximum qui est atteint lorsque la réduction d'épaisseur ou l'allon- gement est de 80% approximativement. Au delà de cette valeur la per- méabilité au gaz et à la vapeur d'eau n'augmente que très peu.
Ce procédé permet de fabriquer des feuilles plastiques po- reuses d'une épaisseur partant d'un minimum de 5 mils (0,127 mm)
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qui présentent une perméabilité à la vapeur d'eau de 5.000 g/m2/24 heures, mesurée à 38 C avec une humidité relative de 90% sur un côté de la feuille et une atmosphère sèche sur l'autre. Toutefois, les usages des feuilles qui possèdent une perméabilitéaussi élevée sont limités à cause des médiocres résistances à la traction et au déchirement des feuilles dues 3 la structure rreuse de la matière.
Le but de la présente invention est de procurer un moyen simple et efficace pour supprimer l'inconvénient précité de la médiocre résistance mécanique sans perdre la perméabilité élevée désirable des feuilles poreuses résultantes.
Suivant la présente invention, on introduit dans le mélan- ge en feuille, qui produit la feuille plastique à haute perméabilité un tissu textile tissé, tricoté ou non tissé, de façon que les deux deviennent parties intégrantes l'un de l'autre sont comme tels soumis à un travail mécanique, par exemple par calandrage, pour assurer au produit fini une perméabilité élevée sans qu'il se pro- duise aucune dé -intégration du tissu textile.
On a constaté avec surprise, en mettant en oeuvre la pré- sente invention, qu'un pourcentage relativement petit d'allonge- ment au cours du stade du calandrage confère une telle feuille composite un degré élevé de perméabilité. Alors que dans la fabri- cation de feuilles plastiques poreuses sans tissu de renforcement, il est nécessaire d'atteindre un allongement au cours du calandrage de l'ordre de 80% pour arriver à une perméabilité élevée, la feuil- le composite ne doit être allongée que de 4 à 30% pour obtenir une perméabilité équivalente.
Par exemple, un mélange chaud de 100 parties en poids de polychlorure de vinyle, de 85 parties de polysébaçate de propylène, ce 700 parties de chlorure de sodium finement divisé et de 200 par- ties de diméthyl-cyclohexanone est transformé en feuille et passé au four pour chasser la diméthyl-cyclohexanone. La feuille dont le solvant a été éliminé est ensuite calandrée puis le sel est entrai- né dans l'eau et la feuille poreuse est finalement séchée.
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La perméabilité à la vapeur d'eau de la feuille poreuse dépend du degré d'allongement provoqué au cours du stage de calandrage, com- me le montrent les données ci-après
FeuillE d'une épaisseur de 0,010 pouce (0,254 mm) sans tissu de renforcement.
EMI4.1
<tb>
Allongement <SEP> au <SEP> cours <SEP> Perméabilité
<tb>
<tb> du <SEP> calandrage, <SEP> -,' <SEP> g/m2/24 <SEP> heures
<tb>
<tb> 0 <SEP> 121
<tb>
<tb>
<tb> 4 <SEP> 950
<tb>
<tb>
<tb> 25 <SEP> 3600
<tb>
<tb>
<tb> 80 <SEP> 5000
<tb>
Le même mélange plastique transformé en feuille conformé- ment à la présente invention sous forme d'une feuille avec tissu de renforcement et traité ensuite comme ci-dessus donne les résul- tats suivants:
Feuille d'une épaisseur de 0,010 pouce (0,254 mm) avec
EMI4.2
tissu de renforcement . .¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯
EMI4.3
<tb> Allongement <SEP> au <SEP> cours <SEP> Perméabilité
<tb>
EMI4.4
du calandrage, ;
g71/m2/2L. heures.
EMI4.5
<tb> 0 <SEP> 620
<tb>
<tb> 4 <SEP> 2100
<tb>
<tb> 25 <SEP> 5250
<tb>
Beaucoup de tissus textiles sont capables de subir un allon gement suffisant au cours du calandrage de la feuille composite dans désintégration ni perte appréciable de solidité. Le degré d'allonge- ment utilisé dans le procédé sera nécessairement régi par l'exten- sibilité irhérente du tissu utilisé qui dépend à la fois de la na- ture de la fibre et de la structure du tissu. Ainsi dans les exem- ples ci-dessus, du Nylon tissé tolère un allongement de 25%, ce qui permet d'atteindre une perméabilité d'environ 5.000, tandis que du coton tissé ne tolère, dans le procédé de la présente invention, qu'un allongement de 4%, conférant à la feuille composite finie une perméabilité d'environ 2000.
En dépit des limitations dues à la nature du tissu utilisé, la perméabilité qui peut être réalisée par le procédé de la présente invention convient parfaitement pour une
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gamme étendue d'applications du produit.
Dans la description détaillée ci-après du procédé de mise en oeuvre de la présente invention, on choisit, ces fins de simplification, une feuille composite de p.c.v. plastifié et de tissu tricoté comme exemple typique, mais il est clair que la présente invention n'est aucunement limitée au type de matière plas- tique, ni au type de tissu qui peuvent être utilisés.
On mélange 100 parties de résine de p.c.v., 60 parties de @ phtalate d'octyle, 700 parties de chlorure de sodium pulvérulent d'une granulométrie se situant dans la gamme de 10 à 70 microns et 200 parties d'un solvant approprié du p.c.v., par exemple la diméthyl-cyclohexanone, à une température d'environ 105 C. Le mé- lange peut être effectué dans un type quelconque de machine à mé- langer des matières plastiques, à même de donner une dispersion uniforme de la charge de sel sans perte du solvant, par exemple un
EMI5.1
mélangeur interne à chemise de vapeur un extrudeur 'TIél:-:is('ur g 7i etc.
Lorsque le cycle de mélange est achevé, la "pâte" résultante est extrudée -\ l'aide d'un extrudeur à vis ou 3 piston sous la for- me d'une feuille d'une épaisseur de 0,080 pouce (2,03 mm). A ce stade, la feuille plastique extrudée est combinée avec le tissu tricoté en les faisant passer tous les deux entre une paire de pe- tits cylindres refroidis à l'eau, tournant 3 des vite.-ces égales et qui sont réglés de façon que la feuille composite sortante ait une épaisseur de 0,020 pouce (0,51 mm).
La meilleure pénétration et le meilleur ancrage du tissu dans la feuille plastique sont obtenus en introduisant le tissu autour du cylindre supérieur et en réglant la température superficielle des cylindres .3 l'aide de l'eau de refroidissement de façon que la feuille sortante se détache du cylindre supérieur.
Le solvant, tel que la diméthyl-cyclohexanone, dont la fonction est de favoriser le mélange des autres ingrédients est également utile en assurant un bon ancrage entre le tissu et le mélange plastique. C'est pour cela qu'une caractéristique avantageu-
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se de la présente invention est d'introduire le tissu presque im- médiatement après avoir extrudé le mélange plastique. Comme autre auxiliaire d'un bon ancrage entre le tissu et le mélange plastique, la surface du cylindre supérieur de la pairede petits cylindres de la calandre peut être moletée de façon que le tissu soit encps- tré dans la feuille plastique.
On fait ensuite passer la feuille composite dans un four tunnel opérant à 120 - 140 C pour chasser la diméthyl-cyclohexanone et on refroidit la feuille à la température ordinaire avant de l'envider sur une bobine pour la facilité de la manipulation. Le stade suivant et capital du procédé consiste à faire passer la feuil le froide dans une calandre simple à deux cylindres.
La température du cylindre inférieur de cette calandre est maintenue à 105 C ap- proximativement et celle du cylindre supérieur à 95 C approximati- vement et la feuille est présentée à la calandre avec la face du tissu en dessus de façon que la surface plastique adhère à et se détache du cylindre inférieur plus chaud en produisant un bon fini superficiel. L'écartèrent des cylindres est réglé de façon à ob- tenir un allongement d'environ 20% de la feuille qui simultanément souffre d'une réduction de l'épaisseur de 0,020 pouce à 0,015pouce (0,51 à 0,38 mm) approximativement. La tension d'alimentation de la calandre est réglée de façon à éviter de rider la feuille entran- te et la formation d'un "banc".
Après ce stade de calandre, la feuil- le est lessivée dans l'eau pour éliminer la charge de sel, nuis séchée à 60 C approximativement avant le découpage et l'envidage.
Le processus de lessivage et de séchage entraîn une nouvelle ré- duction dE l'épaisseur de façon que le produitfiniait une épaisseur de 0,012 à 0,013 pouce (0,31 à 0,33 mm).
Dans les dessins explicatifs annexés:
Fig. 1 et 2 représentent schématiquement un des agencements d'installation permettant la mise en oeuvre de la présente invention.
Sur la Fig. l, le mélange ou masse est introduit dans la trémie 1 d'un extrudeur à vis 2 et forcé à travers une filière 3 sous la forme d'une feuille qui est immédiatement calandrée par
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une calandre légère à 2 cylindres 4. En même temps le tissu de renforcement 5, amené d'un rouleau d'alimentation 6, passe dans la calandre. La feuille composite de matière calandrée avec son tissu de renforcement 7 passe dans un four 8, pour chasser le solvant, et elle est recueillie ensuite sur un rouleau 9.
Fig. 2 représente les stades restants du procédé commen- çant avec un rouleau d'alimentation 10 portant la même matière que celle représentée sur le rouleau 9 sur la Fig. 1. La matière provenant du rouleau d'alimentation 10 est calandrée par une ca- landre lourde à deux cylindres 11 et elle passe ensuite dans un récipient d'eau 12 où se fait l'entraînerent de l'ingrédient for- mateur des pores. Finallement, la feuille est séchée dans un four de séchage 13, après quoi elle est recueillie sous la forme d'un rouleau 14.
Une feuille de tissu plastique frite comme décrit ci-des- sus présente une perméabilité élevée à la vapeur d'eau, par exem- ple de 4.000 g/m2/24 heures ou davanteage, mesurée à 38 C avec une humidité relative de 90% maintenue sur un côté de la feuille, et une atmosphère sèche sur l'autre. La dimension des -,ores Formés dans la feuille fabriquée par ce procédé est inférieure 5 microns et par conséquent cette feuille oppose une grande résistance à la pénétration des liquides aqueux.
Des exemples de compositions de mélanges plastiques, et des tissus qui y sont incorporés, ainsi que l'allongement réalisé au cours du calandrage et la perméabilité résultante de la feuille composite sont donnés ci-après :
EMI7.1
<tb> 1) <SEP> Polychlorure <SEP> de <SEP> vinyle <SEP> 100
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> polysébaçate <SEP> de <SEP> propylène <SEP> 85
<tb>
<tb>
<tb> chlorure <SEP> de <SEP> sodium <SEP> 700
<tb>
<tb>
<tb> pigments <SEP> 5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> diméthyl-cyclohexanone <SEP> 200
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Allongement <SEP> au <SEP> calandrage
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> d'un <SEP> tissu <SEP> de <SEP> cotton <SEP> à <SEP> armure
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> gaze <SEP> 4%
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Perméabilité <SEP> 2100
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 2)
<SEP> Polychlorure <SEP> de <SEP> vinyle <SEP> 100
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> phtalate <SEP> d'octyle <SEP> 50
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> chlorure <SEP> de <SEP> sodium <SEP> 600
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> pigments <SEP> 5
<tb>
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EMI8.1
<tb> isophorone <SEP> 150
<tb>
<tb>
<tb> Allongement <SEP> au <SEP> calandrage <SEP> d'un
<tb>
<tb>
<tb> tissu <SEP> tricoté <SEP> de <SEP> "Térylène" <SEP> 20%
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Perméabilité <SEP> 4800
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 3) <SEP> Copolymère <SEP> chlorure/acétate
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> de <SEP> vinyle <SEP> (5% <SEP> d'acétate' <SEP> 100
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> .
<SEP> polysébaçate <SEP> de <SEP> propylène <SEP> 85
<tb>
<tb>
<tb> chlorure <SEP> de <SEP> sodium <SEP> 700
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> pigments <SEP> 5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> diméthyl-cyclohexanone <SEP> 200
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Allongement <SEP> au <SEP> calandrage <SEP> d'un
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> tissu <SEP> à <SEP> tissage <SEP> serré <SEP> de <SEP> Nylon <SEP> 25,
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Perméabilité <SEP> 5250.
<tb>
Le degré de perméabilité aux gaz et à la vapeur dseau peut être réglé par les proportions de charge soluble utilisées dans la composition, mais comme une perméabilité élevée est norma- lement requise, il n'est pas d'usage de laisser tomber la propcr- tion @ @@@rge soluble au dessous de 400 parties de charge pour 100 parties de matière plastique.
Le tissu textile peut être fait de fibres naturelles, de fibres régénérées nu de fibres entièrement synthétiques, mais les tissus faits de fibres régénérées ou synthétiques, parce qu'ils présentent une élasticité appréciable, par exempl l'acétate de cellulose, le Nylon et le téréphtalate de polyéthylène, sont pré- férés pour beaucoup d'applications.
Lorsqu'on désire que le produit fini ait un bon drapé et une bonne flexibilité, une construction à mail les serrées telle qu'un tissage à armure gaze ou un réseau tricoté convient le mieux.
Les tissus faits de fibres synthétiques crêpées constituent un choix évident lorsqu'une grande extensibilité est requise pc.r le produit final. Le tissu peut être coloré; façonnà ou imprimé pour obtenir divers effets décoratifs.
La perméabilité très élevée de la feuille à la vapeur d'eau associée à son excellente résistance à la pénétration des liquides aqueux la rend particulièrement appropriée pour des applications dans lesquelles il est avantageux qu'une feuille plastique "respi- re". Les propriétés mécaniques de la pellicule composite peuvent être facilement modifiées par le chois du tissu de telle sorte que
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feuille a des usages finals très variés, par exemple, cpmme vête- ments, vêtements de pluie et tissus d'ameublement.
La résine thermoplastique utilisée est un membre du groupe formé du polychlorure de vinyle et de copolymères de chlorure de vinyle avec de l'acétate de vinyle, du chlorure de vinylidène de l'acrylonitrile ou d'autres monomères éthènoïdes analogues.
REVENDICATIONS
1.- Procédé de production d'une feuille plastique à haute perméabilité ayant une résistance considérable à la traction et au déchirement, caractérisé en ce aucune résine thermoplastique du groupe comprenant le polychlorure de vinyle et des copolymères de chlorure de vinyle avec de l'acétate de vinyle, du chlorure de vinylidène, de l'acrylontirile ou d'autres monomères éthénoïdes semblables, est plastifiée et additionnée d'une charge hydro-solu- ble finement divisée à l'aide d'un solvant approprié de la résina thermoclastioue, la pâte chaude résultante est transformée' en feuilleet un tissu de renforcement est incorporé et ancré dans la feuille,
la feuille composite est chauffée pour chasser le solvant, passée dans une calandre lourde à cylindres qui opère un allonge- ment relativement réduit de la feuille compostie, puis par un ré- cipient d'eau peur éliminer la charge hydro-solobule, -près quoi al feuille est séchée.