Procédé et dispositif pour la fabrication de films, feuilles ou
plaques d'excellente qualité optique.
L'invention se rapporte à un procédé pour la fabrication de films, feuilles ou plaques d'excellente qualité optique à partir d'une matière plastique transparente, par coulée d'une solution, d'une masse fondue ou d'un mélange réactionnel liquide sur un support solide en déplacement continu présentant une surface polie. L'invention vise aussi des dispositifs propres à la mise en oeuvre de ce procédé.
On a déjà obtenu des films ou feuilles en matière plastique doués de grandes qualités optiques par un procédé du genre indiqué plus haut dans lequel la solution, la masse fondue ou le mélange réactionnel à l'état liquide, amenés par un dispositif approprié, par exemple une fente linéaire, un dispositif à racle ou une tête de coulée, sont déversés sur des tambours polis ou des bandes métalliques sans fin chauffées, présentant une surface à
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tion de la chaleur et est ensuite séparée du support sous forme d'une feuille ou d'un film sans fin.
On ne peut éviter dans ce procédé connu que la surface métallique polie ne subisse des altérations mécaniques. La qualité de poli spéculaire de la surface peut également être affectée par
la réutilisation permanente de la bande. On risque par conséquent que la qualité optique de la feuille de matière plastique ainsi obtenue ne soit aussi affectée par l'usure du support au fur et à mesure de son service.
L'invention se propose de fournir un procédé du genre cidessus dans lequel on évite le risque d'une altération de la qualité optique de la feuille de matière plastique par usure ou endommagement de la surface du support sur lequel la matière plastique est déversée.
Suivant l'invention, ce but est atteint par le fait que la solution, la matière plastique fondue ou le mélange réactionnel liquide sont déversés sur un ruban de verre sans fin se déplaçant continuellement en position horizontale, immédiatement après sa fabrication.
On obtient par le procédé de l'invention les deux résultats suivants : On est d'abord assuré de disposer en permanence d'un support toujours fraîchement préparé dont la surface ne peut être
ni usée, ni endommagée, étant donné que le support lui-même sort directement de fabrication. D'un autre côté, on bénéficie du fait que les surfaces de verre poli constituent encore de nos jours
les surfaces présentant la meilleure planéité et le meilleur poli dont on puisse disposer industriellement à un prix acceptable. En outre, un autre avantage important réside dans le fait que, par
une faible augmentation du prix de revient, on peut allonger autant qu'on le désire la longueur du ruban support offerte pour le durcissement de la matière plastique. Enfin, le procédé selon l'invention donne la possibilité de fabriquer des feuilles de matière plastique relativement larges car les installations existantes pour la fabrication de rubans de verre fournissent des rubans d'une largeur nettement plus grande que les installations de fabrication de rubans métalliques pour machine de coulée.
Le procédé suivant l'invention peut par exemple être réalisé en liaison avec une installation produisant de façon continue un ruban de verre douci et poli mécaniquement.
Le procédé de l'invention peut être utilisé de façon particulièrement avantageuse en déversant la solution, la matière plastique fondue ou le mélange réactionnel liquide sur un ruban de verre présentant le poli au feu. Comme procédés produisant un ruban de verre horizontal dont la surface est polie au feu, on doit citer en premier lieu le procédé Float mais aussi les procédés d'étirage horizontal, par exemple le procédé LIBBEY OWENS. Il est particulièrement intéressant au point de vue économique, si l'on utilise un ruban de verre poli au feu, de verser la solution, la matière plastique fondue ou le mélange réactionnel liquide sur une région du ruban de verre dans laquelle celui-ci présente encore une température élevée qui peut être mise à profit pour l'accélération du processus de durcissement.
Toutefois, suivant un autre aspect de l'invention, le ruban de verre est débarrassé superficiellement de la poussière ou des autres impuretés qui auraient pu se déposer. A cet effet, on peut par exemple avant le déversement de la solution, de la matière plastique fondue ou du mélange réactionnel liquide sur le ruban de verre, faire passer celui-ci dans une machine à laver.
Par ailleurs, il est avantageux de protéger des impuretés et des souillures la section de l'installation dans laquelle s'accomplit la formation de la feuille de matière plastique sur le ruban
de verre.
Bien entendu, on peut aussi, si on le désire, selon une forme particulière de mise en oeuvre du procédé de l'invention, déverser l'une sur l'autre plusieurs couches de matière plastique
de natures différentes. Le procédé permet ainsi de fabriquer de façon simple des feuilles composites faites de plusieurs matériaux différents. Ceci est particulièrement facile à réaliser grâce au procédé selon l'invention car, pour de telles feuilles composites, il est nécessaire d'avoir des supports relativement longs et ces longs supports, ainsi qu'on l'a dit, peuvent être obtenus sans grande dépense supplémentaire dans les installations de fabrication des rubans de verre en continu.
Il a déjà été proposé de fabriquer des feuilles, films
ou bandes de matière plastique, par coulée de matériau à l'état liquide sur un bain liquide de poids spécifique élevé et en conférant un étirage au film plastique sur le bain. Dans ce procédé connu, la couche de matière plastique est cependant toujours sous tension, ce qui, d'une part, affecte défavorablement la planéité
et, d'autre part, limite considérablement les possibilités de modification de l'épaisseur et de la largeur du film de matière plastique.
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en oeuvre du procédé selon l'invention est caractérisé essentiellement par une installation en soi connue de fabrication d'un ruban de verre flotté et par un dispositif de dépôt de la matière plasti-que, tel qu'une tête de coulée à fente, un dispositif à racle ou une buse d'extrusion à fente linéaire, ce dispositif étant placé au-dessus du ruban de verre, en aval de l'étenderie ou autre cellule de refroidissement du ruban de verre.
D'autres particularités et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description qui suit d'un exemple préféré de réalisation d'une installation suivant l'invention en référence
aux dessins annexés.
Dans ces dessins schématiques, la figure 1 représente la partie essentielle d'une installation suivant l'invention et la figure 2 représente une installation convenant pour la fabrication d'une feuille composite.
Dans les installations représentées sur les dessins, on utilise, comme support pour la coulée de la matière plastique, un ruban de verre sans fin fabriqué par le procédé Float. L'installation proprement dite de fabrication de verre flotté correspond à l'état actuel bien connu de la technique. Pour cette raison, cette installation de verre flotté n'est pas représentée sur les dessins. On signale, à titre d'exemple, que de telles installations de verre flotté sont décrites dans les brevets allemands n[deg.] 1.010.247 et
n[deg.] 1.471.951.
Lorsque le ruban de verre 1, ayant atteint une température d'environ 600[deg.]C, est séparé de la surface du bain de métal fondu, il est conduit sur des rouleaux transporteurs 2 à travers une cellule de refroidissement 3. Dans cette cellule de refroidissement 3 ou dans une zone de refroidissement qui lui fait suite, on peut poursuivre le refroidissement du ruban de verre jusqu'au point où cela est nécessaire suivant le cas considéré.
Le ruban de verre 1 qui se déplace dans l'installation dans le sens de la flèche "F" passe dans une machine à laver 4 de type connu. Dans cette machine à laver, on débarrassera notamment la surface supérieure du ruban de verre des impuretés et poussières
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stallation de fabrication du verre flotté ou dans la cellule de refroidissement.
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le ruban de verre 1 qui est encore entraîné sur des rouleaux transporteurs 2 passe dans une enceinte close 6 entourant de tous côtés le ruban de verre et la nappe des rouleaux transporteurs. Cette enceinte maintient ainsi une atmosphère exempte de poussières dans la région de la coulée de la matière plastique. L'enceinte 6 présente une ouverture 7 pour l'entrée du ruban de verre et une ouverture 8 pour la sortie du ruban revêtu de matière plastique. On introduit dans l'enceinte 6, par les conduites 9, de l'air conditionné filtré, exempt de poussières et éventuellement chauffé, tandis que l'évacuation de cet air s'effectue par les conduites 10. On maintient dans l'enceinte 6 une faible surpression pour éviter que l'air extérieur ne pénètre dans l'enceinte par les ouvertures 7 ou 8.
A l'intérieur de l'enceinte 6, il est prévu, au-dessus et au-dessous du ruban de verre 1, plusieurs dispositifs de chauffage électrique 11, 12, 13,
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servent à amener le ruban de verre à la température optimale pour la coulée de la matière plastique liquide. Le? dispositifs de chauffage 12 et 14 ont pour rôle de chauffer la couche de matière plastique à la température la plus favorable pour le durcissement dans chaque cas particulier.
Une tête de coulée à fente 16 disposée à l'intérieur de l'enceinte 6 sert à déverser sur le ruban de verre 1 la matière plastique à l'état liquide. Cette matière plastique liquide est amenée à la tête de coulée par une ou plusieurs conduites telles que 17. La tête de coulée forme sur le ruban de verre une couche ou film de matière plastique 18 qui, dans l'espace séparant la tête de coulée de l'orifice de sortie 8 de l'enceinte, se fige en une couche solide ou durcie, de sorte que la feuille ainsi formée peut être détachée du ruban de verre après sa sortie de l'enceinte.
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du ruban de verre. La tension nécessaire sur la feuille est assurée par le rouleau tenseur 20. Après nouveau changement de direction autour du rouleau 21, la feuille 18 est entraînée par une paire de rouleaux tracteurs 22 entre lesquels elle est également munie de part et d'autre d'une feuille de protection 24 extraite de bobines
23. La bande de matière plastique munie de ces feuilles de protection est alors déviée par le rouleau 25 et enfin enroulée sur la bobine 26.
Il est évident qu'au lieu de feuilles très minces susceptibles d'être enroulées sur des bobines, il est également possible de préparer des films ou plaques plus épais qui nécessitent simplement un autre procédé pour les détacher du ruban de verre.
Suivant la matière plastique des feuilles, films ou plaques ainsi fabriqués, il peut être recommandable de déposer sur le ruban de verre, avant d'y déverser la matière plastique, un agent convenable de séparation (agent de démoulage). A cet égard, on peut utiliser par exemple les stéarates ou silicones, les hydrocarbures fluorés, la paraffine ou des cires.
Sur la figure 2, on a représenté un dispositif dans lequel on peut fabriquer une feuille composite formée de deux couches différentes. Ainsi que cela a été dit au sujet de la figure 1, on utilise comme support un ruban de verre 30 sortant d'une installation de verre flotté qui, après avoir passé sur les rouleaux d'une cel-
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la machine à laver (non représentée sur la figure 2) l'installation comprend une enceinte 31 entourant le ruban de verre 30 et le dispositif de transport formé par les rouleaux 32. Le ruban de verre pénètre dans l'enceinte par l'ouverture 33 et en sort par l'ouver-
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l'air conditionné, filtré et dépoussiéré, cet air étant évacué par les conduites 36. Les dispositifs de chauffage 37 disposés au-dessus du ruban de verre ainsi que les dispositifs de chauffage 38 placés au-dessous de celui-ci, servent à établir les conditions de température optimal peur la coulée de la matière plastique et son figeage, éventuellement son durcissement, pour former le. feuille.
On verse d'abord, à l'aide de la tête de coulée à fente
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de coulée 41 sert à appliquer sur la couche support 42 une deuxième couche d'une autre matière plastique, de sorte qu'on obtient une feuille composite 43 formée de deux couches. Sur le trajet entre la tête 41 et la sortie 34 de l'enceinte, la feuille composite est suffisamment solidifiée sous l'effet des dispositifs de chauffage
37 et 38 pour qu'après la sortie de l'enceinte 31, elle puisse être détachée sans dommage du ruban de verre 30 puis enroulée sur la bobine 45 de la même façon que cela a été dit à propos de la figure 1. Au lieu de deux têtes de coulée, on peut aussi en prévoir trois ou même davantage de sorte que l'on obtiendra des feuilles composites à trois couches ou même davantage.
On peut, dans un dispositif tel que celui qui vient d'être décrit, traiter en principe toutes les matières plastiques qui jusqu'à présent étaient coulées sur bandes ou sur tambours. Le dispositif suivant l'invention convient particulièrement bien pour la fabrication de feuilles de matière plastique répondant à des exigences sévères en ce qui concerne la qualité optique, c'est-à-dire en particulier la planéité et le parallélisme, comme celles que l'on utilise en association avec une feuille de verre pour les parebrise de véhicules ou les vitrages de sécurité. La fabrication de ces pare-brise est décrite par exemple dans les demandes de brevets allemands n[deg.] P 22.20753.0 et P 22.28299.1. On a constaté
que les feuilles de matière plastique préparées suivant le procédé de la présente invention surpassent, pour les raisons indiquées dans le préambule, les feuilles de matière plastique préparées par les autres procédés.
Dans bien des applications, les films ou feuilles de matière plastique doivent être revêtus de couches superficielles diverses ayant pour rôle de leur conférer une ou plusieurs propriétés physiques additionnelles particulières telles que : faible coefficient de frottement, résistance aux rayures et à l'abrasion, qualités anti-réfléchissantes. On peut aussi être amené à appliquer sur les rubans ou feuilles de plastique des substances telles que des colorants, des agents d'adhésion tels que des substances auto-collantes ou des agents d'ancrage facilitant le collage ultérieur de
la feuille sur d'autres matières, etc...
De tels dépôts superficiels complémentaires peuvent être aisément appliqués sur les rubans de matière plastique produits par le procédé de l'invention. Il suffit à cet effet de placer en aval de la tête ou des têtes de coulée un ou plusieurs dispositifs de pulvérisation ou d'enduction appliquant sur la surface supérieure du ruban de matière plastique en déplacement, fraîchement formé, une substance appropriée sous forme de solution, de dispersion ou d'aérosols.
REVENDICATIONS
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par coulée d'une solution, d'une masse fondue ou d'un mélange réactionnel liquide, sur un support solide se déplaçant continuellement et dont la surface est polie, caractérisé en ce que la solution, la masse fondue ou le mélange réactionnel liquide fournissant la matière plastique sont déversés sur un ruban de verre sans fin se déplaçant en direction horizontale, immédiatement après la fabrication dudit ruban.
Method and device for the production of films, sheets or
plates of excellent optical quality.
The invention relates to a process for the production of films, sheets or plates of excellent optical quality from a transparent plastic material, by casting a solution, a melt or a liquid reaction mixture. on a continuously moving solid support having a polished surface. The invention also relates to devices specific to the implementation of this method.
Plastic films or sheets endowed with high optical qualities have already been obtained by a process of the type indicated above in which the solution, the melt or the reaction mixture in the liquid state, supplied by a suitable device, for example linear slot, doctor blade or casting head, are poured onto polished drums or heated endless metal belts, having a rough surface
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tion of heat and is then separated from the backing as an endless sheet or film.
In this known process, it is not possible to prevent the polished metal surface from undergoing mechanical alterations. The specular polish quality of the surface can also be affected by
permanent re-use of the tape. There is therefore a risk that the optical quality of the plastic sheet thus obtained is also affected by the wear of the support during its service.
The invention proposes to provide a method of the above type in which the risk of altering the optical quality of the plastic sheet by wear or damage to the surface of the support on which the plastic is poured is avoided.
According to the invention, this object is achieved by the fact that the solution, the molten plastic material or the liquid reaction mixture are poured onto an endless glass ribbon moving continuously in a horizontal position, immediately after its manufacture.
The following two results are obtained by the process of the invention: First of all, it is ensured to have permanently available a support which is always freshly prepared, the surface of which cannot
neither worn nor damaged, since the support itself comes directly from manufacture. On the other hand, one benefits from the fact that polished glass surfaces still constitute today
the surfaces having the best flatness and the best polish available industrially at an acceptable price. In addition, another important advantage is that, by
With a slight increase in the cost price, the length of the support tape offered for the hardening of the plastic material can be extended as much as desired. Finally, the method according to the invention makes it possible to manufacture relatively wide plastic sheets since the existing installations for the manufacture of glass ribbons provide ribbons of a significantly greater width than the installations for the manufacture of metal ribbons for casting machine.
The process according to the invention can for example be carried out in conjunction with an installation continuously producing a ribbon of softened and mechanically polished glass.
The process of the invention can be used particularly advantageously by pouring the solution, the molten plastic material or the liquid reaction mixture onto a glass ribbon exhibiting the fire polish. As processes producing a horizontal ribbon of glass the surface of which is fire polished, mention should be made first of all of the Float process but also of horizontal drawing processes, for example the LIBBEY OWENS process. It is particularly advantageous from an economic point of view, if a fire-polished glass ribbon is used, to pour the solution, the molten plastic material or the liquid reaction mixture onto a region of the glass ribbon in which it presents. still a high temperature which can be taken advantage of to accelerate the hardening process.
However, according to another aspect of the invention, the glass ribbon is superficially free from dust or other impurities which could have been deposited. To this end, it is possible, for example, before pouring the solution, the molten plastic material or the liquid reaction mixture onto the glass ribbon, to pass the latter through a washing machine.
Furthermore, it is advantageous to protect from impurities and soiling the section of the installation in which the formation of the plastic sheet is accomplished on the tape.
of glass.
Of course, it is also possible, if desired, according to a particular embodiment of the method of the invention, to pour several layers of plastic material onto one another.
of different natures. The process thus makes it possible to easily manufacture composite sheets made of several different materials. This is particularly easy to achieve thanks to the process according to the invention because, for such composite sheets, it is necessary to have relatively long supports and these long supports, as has been said, can be obtained without great additional expense in continuous glass ribbon manufacturing facilities.
It has already been proposed to manufacture sheets, films
or strips of plastic material, by casting the material in the liquid state on a liquid bath of high specific gravity and imparting stretch to the plastic film on the bath. In this known method, however, the plastic layer is still under tension, which, on the one hand, adversely affects the flatness.
and, on the other hand, considerably limits the possibilities of modifying the thickness and the width of the plastic film.
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implementation of the method according to the invention is characterized essentially by an installation known per se for manufacturing a ribbon of float glass and by a device for depositing the plastic material, such as a slotted casting head, a doctor blade device or a linear slot extrusion nozzle, this device being placed above the ribbon of glass, downstream of the lehr or other cooling cell of the ribbon of glass.
Other features and characteristics of the invention will emerge from the following description of a preferred embodiment of an installation according to the invention with reference to
in the accompanying drawings.
In these schematic drawings, FIG. 1 represents the essential part of an installation according to the invention and FIG. 2 represents an installation suitable for the manufacture of a composite sheet.
In the installations shown in the drawings, an endless glass ribbon produced by the Float process is used as a support for the casting of the plastic material. The actual installation for manufacturing float glass corresponds to the current state of the art. For this reason, this float glass installation is not shown in the drawings. It is pointed out, by way of example, that such float glass installations are described in German patents n [deg.] 1,010,247 and
n [deg.] 1,471,951.
When the glass ribbon 1, having reached a temperature of about 600 [deg.] C, is separated from the surface of the molten metal bath, it is led on conveyor rollers 2 through a cooling cell 3. In this cooling cell 3 or in a cooling zone which follows it, the cooling of the glass ribbon can be continued to the point where this is necessary depending on the case considered.
The glass ribbon 1 which moves in the installation in the direction of the arrow "F" passes through a washing machine 4 of known type. In this washing machine, the upper surface of the glass ribbon will in particular be freed from impurities and dust.
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float glass manufacturing facility or blast chiller.
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the glass ribbon 1 which is still driven on the conveyor rollers 2 passes through a closed enclosure 6 surrounding on all sides the glass ribbon and the web of the transport rollers. This enclosure thus maintains a dust-free atmosphere in the region of the casting of the plastic material. The enclosure 6 has an opening 7 for the entry of the glass ribbon and an opening 8 for the exit of the plastic coated ribbon. Filtered conditioned air, free of dust and possibly heated, is introduced into the enclosure 6, via the pipes 9, while the evacuation of this air is effected through the pipes 10. It is maintained in the enclosure 6 a low overpressure to prevent outside air from entering the enclosure through openings 7 or 8.
Inside the enclosure 6, there are provided, above and below the ribbon of glass 1, several electrical heating devices 11, 12, 13,
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serve to bring the glass ribbon to the optimum temperature for casting the liquid plastic. The? Heating devices 12 and 14 have the role of heating the plastic layer to the temperature most favorable for curing in each particular case.
A slotted casting head 16 disposed inside the enclosure 6 serves to pour the plastic material in the liquid state onto the glass ribbon 1. This liquid plastic material is brought to the casting head by one or more pipes such as 17. The casting head forms on the glass ribbon a layer or film of plastic material 18 which, in the space separating the casting head from the outlet orifice 8 of the enclosure, freezes in a solid or hardened layer, so that the sheet thus formed can be detached from the glass ribbon after it leaves the enclosure.
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glass tape. The necessary tension on the sheet is provided by the tension roller 20. After a further change of direction around the roller 21, the sheet 18 is driven by a pair of traction rollers 22 between which it is also provided on either side of a protective sheet 24 extracted from coils
23. The plastic strip provided with these protective sheets is then deflected by the roller 25 and finally wound up on the reel 26.
It is obvious that instead of very thin sheets capable of being wound on reels, it is also possible to prepare thicker films or plates which simply require another process to peel them from the glass ribbon.
Depending on the plastic material of the sheets, films or plates thus produced, it may be advisable to deposit on the glass ribbon, before pouring the plastic therein, a suitable separation agent (release agent). In this regard, it is possible to use, for example, stearates or silicones, fluorinated hydrocarbons, paraffin or waxes.
In Figure 2, there is shown a device in which it is possible to manufacture a composite sheet formed from two different layers. As has been said with regard to FIG. 1, a ribbon of glass 30 coming out of a float glass installation which, after having passed over the rollers of a cell, is used as support.
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the washing machine (not shown in FIG. 2) the installation comprises an enclosure 31 surrounding the glass ribbon 30 and the transport device formed by the rollers 32. The glass ribbon enters the enclosure through the opening 33 and leaves it by opening
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conditioned air, filtered and dusted, this air being discharged through pipes 36. The heating devices 37 arranged above the glass ribbon as well as the heating devices 38 placed below it, serve to establish optimum temperature conditions fear the casting of the plastic material and its freezing, possibly its hardening, to form the. leaf.
First we pour, using the slotted casting head
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casting 41 serves to apply to the support layer 42 a second layer of another plastic material, so that a composite sheet 43 formed of two layers is obtained. On the path between the head 41 and the outlet 34 of the enclosure, the composite sheet is sufficiently solidified under the effect of the heating devices.
37 and 38 so that after leaving the enclosure 31, it can be detached without damage from the glass ribbon 30 and then wound up on the spool 45 in the same way as has been said in connection with FIG. 1. Instead of two pouring heads, it is also possible to provide three or even more so that composite sheets with three or even more layers will be obtained.
It is possible, in a device such as that which has just been described, to treat in principle all the plastics which hitherto had been cast on belts or on drums. The device according to the invention is particularly suitable for the manufacture of plastic sheets meeting strict requirements as regards optical quality, that is to say in particular flatness and parallelism, such as those which the it is used in combination with a sheet of glass for vehicle windshields or safety glazing. The manufacture of these windshields is described for example in the German patent applications n [deg.] P 22.20753.0 and P 22.28299.1. We observed
that the plastic sheets prepared according to the process of the present invention surpass, for the reasons indicated in the preamble, the plastic sheets prepared by the other processes.
In many applications, the films or sheets of plastic material must be coated with various surface layers whose role is to give them one or more specific additional physical properties such as: low coefficient of friction, resistance to scratches and abrasion, qualities anti-reflective. It may also be necessary to apply to the tapes or plastic sheets substances such as colorants, adhesion agents such as self-adhesive substances or anchoring agents facilitating the subsequent bonding of
the sheet on other materials, etc ...
Such additional surface deposits can easily be applied to the plastic tapes produced by the process of the invention. It suffices for this purpose to place downstream of the casting head or heads one or more spraying or coating devices applying to the upper surface of the moving, freshly formed plastic tape a suitable substance in the form of a solution. , dispersion or aerosols.
CLAIMS
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by pouring a solution, melt or liquid reaction mixture onto a continuously moving solid support the surface of which is polished, characterized in that the solution, melt or liquid reaction mixture providing the plastic material is poured onto an endless glass ribbon moving in horizontal direction, immediately after the manufacture of said ribbon.