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"Procédé et dispositif pour la fabrication de structures étirées dans un sens, telles que feuilles ou pellicules en téréphtalates de polyalcoylène ou en leurs condensats mixtes".
Il est d'usage courant d'améliorer par un étirage les qualités de structures telles que feuilles et pellicules en matières thermoplastiques fortement polymérisées. Sous l'effet de de l'étirage, il se produit une orientation des molécules, qui
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modifie notablement les propriétés mécaniques des structures. Il se produit en général une augmentation de la charge de rupture et une diminution simultanée de l'allongement. L'étirage des feuilles est effectué en général dans un sens ou dans deux sens perpendiculaires entre eux et, dans ce dernier cas, soit en même temps, soit succes- sivement. Les feuilles de téréphtalates de polyalcoylène ou de leurs condensats mixtes ont été jusqu'à présent le plus souvent étirées suivant deux directions, en vue de les rendre utilisables.
Dans 1' ensemble, on opère comme suit pour fabriquer de telles feuilles:
Les téréphtalates de'polyalcoylène, généralement ob- tenus par polycondensation à partir d'esters de l'acide téréphtali- que et d'alcools bivalents, en particulier d'éthylène-glycol, sont fondus au moyen d'une presse à vis sans fin. Le produit en fusion est alors amené à la forme de feuilles par passage à travers une forte fente. De telles feuilles ne sont pas orientées et pour amé- liorer leurs propriétés, elles sont étirées dans deux sens, soit si- multanément, soit successivement, par exemple jusqu'à les doubler ou quadrupler dans chaque sens. Cet étirage doit être effectué à une température comprise entre 70 et 100 C.
Afin d'éviter les phéno- mènes de retrait ou de contraction, on soumet les feuilles ainsi sous tension à un traitement ultérieur à une température comprise entre 130 et 230 C. L'étirage dans le sens de la longueur peut avoir lieu par traction sur des trains de cylindres tournant à des vites- ses différentes, ou bien par laminage suivant le procédé de alan- drage, et en tous cas à température élevée. L'étirage en largeur peut être effectué, également à haute température, à l'aide d'un ca- dre à ramer les textiles, ou également au moyen de cylindres, le guidage latéral de la feuille allant en s'élargissant progressive- ment, par exemple grâce à un montage à coulisse ou mâchoires.
On peut également réaliser l'étirage simultané dans les deux sens, 1' étirage en largeur étant opéré à l'aide d'un cadre à ramer et l'éti- rage en longueur à l'aide de vis à pas progressivement croissant.
Cette opération d'étirage est aussi effectuée à une température en- tre 70 et 100 C.
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Dans ces procédés connus de imbrication de feuilles en téréphtalates de polyalcoylène, la plus grande difficulté tient à ce que l'étirage doit être effectué à des températures relati- vement élevées, la température doit;, en outre, être maintenue cons- tante à environ 1 C près. Il est évident que cette condition est très difficile à observer, en particulier pour des feuilles de largeur importante.
Or, il a été constaté qu'il n'est pas nécessaire de procédér à l'étirage de structures, telles que feuilles ou pelli- cules de téréphtalates de polyalcoylène ou de leurs condensats mixtes, à température élevée et suivant deux axes, mais qu'il est possible d'étirer ces structures même à la température ambiante (20 à 30 C environ) si l'on réalise l'étirage de façon excentrée, c'est-à-dire sans partir du centre, dans un sens, de préférence celui de la coulée. L'étirage excentré consiste essentiellement en ce que la traction n'est plus exercée, comme jusqu'ici suivant la ligne médiane de la feuille et uniformément sur toute sa lar- geur, mais qu'on l'exerce sous un angle de 10 à environ 90 , de préférence de 15 à 30 par rapport à la ligne médiane. Dans de nombreux cas, il suffit d'amorcer ou de "démarrer" seulement l'é- tirage excentré.
Le procédé qui fait l'objet de l'invention coinsis te donc à mettre l'étirage en train et, éventuellement, à le pour- suivre, de telle manière que la traction ne s'exerce pas simulta- nément sur toute la largeur de la feuille, mais plus ou moins u- nilatéralement.
Afin de réduire l'énergie nécessaire à l'étirage, il est avantageux d'y procéder sur une feuille humide, ou dans un local d'humidité relative élevée.
Lorsque des feuilles en téréphtalates de polyalcoylè- ne n'ont été étirées à 70 - 100 C que dans un seul sens à la ma- nière usuelle, ces feuilles se fendent. quand elles sont sou-
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mises à des efforts dans le sens de l'étirage. Ces feuilles ne con- donc/ ]viennent/pas pour la plupart des applications. C'est pourquoi il @ faut considérer comme surprenant le fait de pouvoir/fabriquer, par le procédé selon l'invention, c'est-à-dire par un étirage excentré dans une direction à la température ambiante, des feuilles et des pellicules en téréphtalate de polyalcoylène qui ne sé fendent pas et ont une épaisseur uniforme et une transparence parfaite. Ces feuilles et péllicules ont, en outre, des propriétés de résistance très favorables.
On notera, de plus, que les feuilles obtenues par le procédé d'étirage conforme à l'invention ne se contractent pra- tiquement pas dans le sens de la largeur. La contraction n'est que d'environ 2 %.
Les structures fabriquées conformément à l'invention, qui peuvent encore, après étirage, être fixées à une température de 130 à 230 C, sont d'application avantageuse chaque fois que la char- ge dans le sens de l'étirage est particulièrement élevée, ou s'exer- ce pendant une longue période. Parmi les très nombreuses possibili- tés d'application technique exigeant une résistance élevée, il faut citer à titre d'exemple les supports de couche dans la fabrication des bandes sonores magnétiques.
Pour la mise en oeuvre du procédé d'étirage objet de l'invention, on peut faire usage de dispositifs très divers.C'est ainsi que l'étirage unilatéral peut être assuré par serrage des feuilles dans des organes ou pinces preneurs appropriés. Il est par- ticulièrement avantageux d'utiliser à cet effet les organes pre- neurs usuels dans l'industrie des feuilles, tels par exemple que les chaînes à mordaches ou à griffes. On peut également utiliser des rouleaux spéciaux, par exemple coniques, ou des rouleaux cylindri- ques supportés non parallèlement entre eux.
Les exemples suivant donnent, avec référence au des- sin annexé, divers moyens de mise en oeuvra du procédé d'étirage excentré qui fait l'objet de l'invention.
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Fig. 1 montre schématiquement l'utilisation de rou- leaux coniques. Fig. 2 représente l'utilisation de rouleaux cylin- driques supportés non parallèlement entre eux.
Exemple 1
Une feuille de téréphtalate de polyéthylèneglycol, obtenue à l'aide d'un extrudeur et d'une buse à fente large, a été étirée en, continu à la température ambiante d'environ 25 C, dans un appareillage représenté à la fig. 1. Cet appareillage comprend un dispositif dérouleur 8, un dispositif enrouleur 1 et trois train: de rouleaux intermédiaires 6-7, 4-5 et 2-3. Le train de rouleaux 4-5 est constitué de rouleaux coniques de traction et de freinage, tandis que les deux autres trains sont formés de rouleaux cylindri- ques. La position du train de rouleaux 6-7 peut être modifiée dans la direction de la flèche a, alors que les deux autres trains de rouleaux sont montés fixes.
L'axe du dispositif enrouleur 1 ainsi que celui du train de rouleaux 2-3 sont inclinés du même angle que les rouleaux coniques de traction et de freinage du train 4-5.
L'appareillage étant à l'arrêt, la feuille 13 est in- troduite dans les trains de rouleaux. L'étirage est mis en route en éloignant le train de rouleaux 6-7 du train 4-5, d'une quantité tel- le que l'étirage commence entre ces deux trains, dans le sens de
4-5 vers 6-7. Les deux trains sont ainsi bloqués, de sorte que la feuille est immobilisée. Aussitôt après cette opération, on fixe la position du train de rouleaux 6-7 et on met tous les rouleaux en rotation. Dans/l'étriage subséquent réalisable en continu, il est nécessaire, pour obtenir le taux d'étirage désiré, que les trains de rouleaux 4-5 et 2-3 ainsi que le dispositif enrouleur 1 soient réglables progressivement, et ce suivant un rapport des vitesses périphériques pouvant aller jusqu'à 1 : 5 par rapport aux rouleaux
6-7 et au dispositif dérouleur 8.
'La'feuille ainsi étirée présente la transparence du verre et possède une épaisseur uniforme. Elle n'a pas tendance - fendre et elle résiste, à sde/ à l'éclatement et à la flexion.
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Exemple 2
Une feuille non encore étirée, préparée conformément à l'exemple 1, a été soumise à l'étirage continu, à la température ambiante, dans un appareillage représenté à la figure 2. Cet appa- reillage comporte un dispositif dérouleur 9, des trains de rouleaux cylindriques 10 et 11 et un dispositif enrouleur 12. L'appareillage étant à l'arrêt, la feuille 13 est introduite Yar le dispositif 9 jusque dans le dispositif 12, en passant dans le train de rouleaux 10 et le train de rouleaux 11, qui forme avec le premier un angle de 20 . On bloque alors les deux paires de rouleaux ce qui serre la feuille.
Le processus d'étirage commence par un éloignement dans le sens de la flèche c du train de rouleaux 10 et du train 11, tel que la ligne médiane 14 des deux trains se rapproche simultanément de la ligne A-B (direction de la flèche d). Une fois cette position atteinte, dans laquelle les axes des paires de rouleaux et ceux des dispositifs 9 et 12 se sont placés sensiblement parallèles par pi- votement dans le sens de la flèche b, on débloque les trains de rou- leaux et on les met en rotation, le rapport des vitesses périphéri- ques entre le train 11 et le dispositif 12, d'une part, et le train 10 et le dispositif 9, d'autre part, pouvant être réglé progressi- vement jusqu'à la valeur de 1 :5 rapport des vitesses périphériques;
Les feuilles,ainsi fabriquées ont des caractéristi- ques à peu près identiques à celles des feuilles étirées conformé- ment à l'exemple 1.
Exemple 3
Une feuille non étirée, préparée conformément à l'e- xemple 1, a été soumise à l'étirage continu, à la température am- biante, dans un dispositif usuel d'étirage dans lequel la feuille est saisie automatiquement des deux côtés par les mordaches de deux chaînes jumelées se déplaçant parallèlement l'une à l'autre.
Dans le présent cas, l'étirage en longueur est assuré par la possi- bilité de régler dans un rapport pouvant atteindre 1/5 la vitesse entre la paire de rouleaux de freinage et les chaînes rotatives à
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mordaches. Après son introduction dans le dispositif d'étirage, la feuille est étirée excentriquement au début de l'opération, en fai- sant tourner l'une des chaînes à mordaches plus rapidement que 1' autre. De ce fait, l'effort de traction ne s'exerce pas simultané- ment sur toute la largeur de la feuille, bien au contraire, l'éti- rage commence sur un seul c8té de la feuille et ne s'étend que peu à peu à la totalité de la largeur de la feuille.
Après ce début d' étirage excentré, la feuille introduite dans le dispositif est sou- mise en continu comme d'habitude, à l'étirage au moyen des deux chaî- nes à mordaches, qui tournent alors des deux côtés à la même vitesse.
Exemple 4
Une feuille non étirée, préparée comme dans l'exemple 1, a été soumise, dans les conditions ci-après, à un étirage discon- tinu à la température ambianté. Une partie de la feuille a été ser- rée entre deux pinces parallèles entre elles. La position de l'une des pinces a ensuite été modifiée, de manière qu'elle ne soit plus parallèle à l'autre et qu'elle forme avec elle un angle d'environ 20 . L'un des bords de la feuille est ainsi tendu, tandis que l'au- tre se relâche, Les deux pinces sont alors écartées l'une de l'au- tre et l'opération d'étirage est ainsi réalisée excentriquement. L' étirage est prolongé jusqu'à réaliser un allongement du quintuple.
REVENDICATIONS
1.-Procédé de fabrication de structures étirées dans un sens, telles que feuilles et pellicules téréphtalates de polyal- coylène ou en leurs condensats mixtes, caractérisé en ce l'on exécute l'étirage à la température ambiante(environ 20-30 C),avantageusement dans le sens de coulée, de façon excentrée, c'est-à-dire sans partir du centre.