CA1083319A - Procede pour la production de feuilles orientees en resine thermoplastique protegees contre l'action des rayons ultraviolets - Google Patents
Procede pour la production de feuilles orientees en resine thermoplastique protegees contre l'action des rayons ultravioletsInfo
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Abstract
L'invention concerne un procédé pour la production de feuilles orientées en résine thermoplastique protégées contre l'action des rayons ultraviolet comprenant l'extrusion d'une feuille à partir de la résine, le conditionnement de cette feuille à une température favorisant l'orientation par étirage, l'étirage de la feuille conditionnée dans au moins une direction de façon à y induire des tensions d'orientation moléculaire et le refroidissement sous tension de la feuille étirée à une température inférieure à la température de la transition de second ordre de la résine. Le procédé de l'invention est caractérisé en ce que avant l'étirage de la feuille conditionnée, on applique sur au moins une des faces, une solution comprenant au moins un solvant exerçant une action gonflante sur la résine et entre 5 et 40% en poids d'au moins un agent anti-UV soluble dans le solvant, la quantité de solution déposée par mètre carré de surface de la feuille étant comprise entre 20 et 200 g., et on provoque l'évaporation du solvant en moins de 60 secondes après l'application de la solution sur la feuille. L'invention s'applique à la production de feuilles orientées éventuellement ondulées en résine à base de polychlorure de vinyle, présentant des propriétés mécaniques élevées et durables.
Description
, 1~8331~
La présente invention concerne un proc~dé pour la production de feuille8 orientées en résine thermopla~tique protegées contre l'action des rayons ultra-violets.
On sait qu'il est possible d'améliorer notablement les proprietes mecani-ques de feuille~ en resine thermoplastique en leur faisant subir un traitementd'orientation.
Une technique pour la production directe de feuilles orient~es en resine thermoplsstique consiste ~ extruder une feuille épaisse à partir de cette rési-ne, ~ conditionner cette feuille à une temperature favorable ~ son orientation par étirage, à etirer cette feuille conditionnee dans au moins une direction de facon à y induire des ten~ions d'orientation et ~ refroidir la feuille maintenuesou8 ten~ion jusqu'à une température inferieure ~ la température de transition te secont ordre de la résine de façon ~ figer le6 tensions d'orientation indui-tes. Durant le traitement d'étirage, ou de pr~ference juste après cet etirage, on peut en outre conférer une forme particulière à la feuille telle que, par exemple, une forme ondulee ainsi qu'il est decrit dans les brevets français 207369l depose le 11.12.1970 et 2l37447 depose le 9.5.1972 au nom de la Demanderesse. Ces feuilles sont utilisees notamment pour la couverture de toits et le revêtement de facades.
On sait, par ailleurs, que les rayons ultraviolets exercent une action très néfaste sur les propriétes mécaniques des feuilles en resine thermoplastique soumises à l'action de la lumière solaire.
Il convient, en conséquence, de protéger, notamment contre les effets tu rayonnement solaire, les feuilles en résine thermopla~tique expos~sen service au rayonnement solaire.
Une technique exploitable pour realiser cette protection consiste à incor-porer des agents anti-W tels que des dérivés de benzophenone ou de ben70tria~0-le dans les compositions mises en oeuvre pour la realisation des feuilles.
Etant donne que ces agents anti-W sont coûteux car difficiles à syntheti-ser et que seuls les agents anti-UV présents dans la couche superficielle des feuilles sont actifs pour la protection contre l'action desrayons ultraviolets, on a tenté te mettre au point des techniques applicables aux feuilles mises en forme et permettant de concentrer l'agentanti-W dans la couche superficielle de ces feuilles.
Ainsi, on a proposé d'enduire les feuille~ finies au moyen d'un vernis protecteur contenant l'agent anti-W, mais cette technique implique une mise au point délicate de vernis particuliersqui sont forcément couteux,en vue d'ob-tenir un accrochage durable de la couche protectrice.
.~ On a également proposé de tremper les feuilles dans des solvants dissolvant l'agent anti-W et capables d'exercer une action gonflante limitee à la couche ~ .
~,, ... , , , , , , . : -~083319 superficielle de résine. De ce fait, l'agent anti- w pénètre superficiellement dans la partie ramollie des feuilles et y reste disper3é apr~s évaporation du solvant. Cette dernière technique implique toutefois le traitement des deux faces des feuilles ce qui n'est ni nécessaire ni souhaitable et impose le recours a des installations de séchage importantes. Elle est de plus de réalisation très difficile quand il s'agit de traiter des feuilles continues relativement rigides.
Enfin, on a proposé d'enduire superficiellement au moins une des faces des feuilles au moyen d'une solution du même type que celle utilisée dans la technique de trempage. Cette techni-que qui se révèle particulièrement économique et efficace ne peut toutefois être exploitée pour le traitement de feuilles ayant subi un traitement d'orientation. En effet, la Demande-resse a constaté que cette technique provoque la libération des tensions d'orientation induites dans la région superficielle des feuilles, avec pour conséquence, l'apparition de crevasses qui constituent des amorces de rupture et rendent les feuilles fragiles. ~1 en résulte une perte importante des propriétés mécaniques acquises au cours de l'orientation et une rétraction de la feuille. Enfin, cette technique est difficilement exploi-table sur des feuilles orientées non planes telles que des feuil-les ondulées.
La Demanderesse a maintenant trouvé un procédé pour la protection contre l'action des rayons ultraviolets, de feuilles orientées en résine thermoplastique qui se révèle particulière-ment eff~cace et économique et ne présente pas les inconvénients des procédés connus.
La présente invention concerne donc un procédé pour la production de feuilles orientées en résine thermoplastique protégées contre l'action des rayons ultraviolets comprenant l'extrusion d'une feuille à partir de la résine, le conditionne-
La présente invention concerne un proc~dé pour la production de feuille8 orientées en résine thermopla~tique protegées contre l'action des rayons ultra-violets.
On sait qu'il est possible d'améliorer notablement les proprietes mecani-ques de feuille~ en resine thermoplastique en leur faisant subir un traitementd'orientation.
Une technique pour la production directe de feuilles orient~es en resine thermoplsstique consiste ~ extruder une feuille épaisse à partir de cette rési-ne, ~ conditionner cette feuille à une temperature favorable ~ son orientation par étirage, à etirer cette feuille conditionnee dans au moins une direction de facon à y induire des ten~ions d'orientation et ~ refroidir la feuille maintenuesou8 ten~ion jusqu'à une température inferieure ~ la température de transition te secont ordre de la résine de façon ~ figer le6 tensions d'orientation indui-tes. Durant le traitement d'étirage, ou de pr~ference juste après cet etirage, on peut en outre conférer une forme particulière à la feuille telle que, par exemple, une forme ondulee ainsi qu'il est decrit dans les brevets français 207369l depose le 11.12.1970 et 2l37447 depose le 9.5.1972 au nom de la Demanderesse. Ces feuilles sont utilisees notamment pour la couverture de toits et le revêtement de facades.
On sait, par ailleurs, que les rayons ultraviolets exercent une action très néfaste sur les propriétes mécaniques des feuilles en resine thermoplastique soumises à l'action de la lumière solaire.
Il convient, en conséquence, de protéger, notamment contre les effets tu rayonnement solaire, les feuilles en résine thermopla~tique expos~sen service au rayonnement solaire.
Une technique exploitable pour realiser cette protection consiste à incor-porer des agents anti-W tels que des dérivés de benzophenone ou de ben70tria~0-le dans les compositions mises en oeuvre pour la realisation des feuilles.
Etant donne que ces agents anti-W sont coûteux car difficiles à syntheti-ser et que seuls les agents anti-UV présents dans la couche superficielle des feuilles sont actifs pour la protection contre l'action desrayons ultraviolets, on a tenté te mettre au point des techniques applicables aux feuilles mises en forme et permettant de concentrer l'agentanti-W dans la couche superficielle de ces feuilles.
Ainsi, on a proposé d'enduire les feuille~ finies au moyen d'un vernis protecteur contenant l'agent anti-W, mais cette technique implique une mise au point délicate de vernis particuliersqui sont forcément couteux,en vue d'ob-tenir un accrochage durable de la couche protectrice.
.~ On a également proposé de tremper les feuilles dans des solvants dissolvant l'agent anti-W et capables d'exercer une action gonflante limitee à la couche ~ .
~,, ... , , , , , , . : -~083319 superficielle de résine. De ce fait, l'agent anti- w pénètre superficiellement dans la partie ramollie des feuilles et y reste disper3é apr~s évaporation du solvant. Cette dernière technique implique toutefois le traitement des deux faces des feuilles ce qui n'est ni nécessaire ni souhaitable et impose le recours a des installations de séchage importantes. Elle est de plus de réalisation très difficile quand il s'agit de traiter des feuilles continues relativement rigides.
Enfin, on a proposé d'enduire superficiellement au moins une des faces des feuilles au moyen d'une solution du même type que celle utilisée dans la technique de trempage. Cette techni-que qui se révèle particulièrement économique et efficace ne peut toutefois être exploitée pour le traitement de feuilles ayant subi un traitement d'orientation. En effet, la Demande-resse a constaté que cette technique provoque la libération des tensions d'orientation induites dans la région superficielle des feuilles, avec pour conséquence, l'apparition de crevasses qui constituent des amorces de rupture et rendent les feuilles fragiles. ~1 en résulte une perte importante des propriétés mécaniques acquises au cours de l'orientation et une rétraction de la feuille. Enfin, cette technique est difficilement exploi-table sur des feuilles orientées non planes telles que des feuil-les ondulées.
La Demanderesse a maintenant trouvé un procédé pour la protection contre l'action des rayons ultraviolets, de feuilles orientées en résine thermoplastique qui se révèle particulière-ment eff~cace et économique et ne présente pas les inconvénients des procédés connus.
La présente invention concerne donc un procédé pour la production de feuilles orientées en résine thermoplastique protégées contre l'action des rayons ultraviolets comprenant l'extrusion d'une feuille à partir de la résine, le conditionne-
2 -~' :
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.. ~ , .. . .
`- 1083319 ment de cette feuille ~ une température favorisant l'orientation par étirage, l'étirage de la feuille conditionnée dans au moins une direction de façon à y induire des tensions d'orientation moléculaire et le refroidissement sous tension de la feuille étirée ~ une température inférieure à la température de transi-tion de second ordre de la résine. Le procédé de l~invention est caractérisé en ce que avant l'~tirage de la feuille condi-tionnée, on applique sur au moins une des faces, une solution comprenant au moins un solvant exerc,ant une action gonflante sur la résine et entre 5 et 40% en poids d'au moins un agent anti-W soluble dans le solvant, la quantité de solution déposée par mètre carré de surface de la feuille étant comprise entre 20 et 200 g., et on provoque l'évaporation du solvant en moins de 60 secondes après l'application de la solution sur la feuille.
En opérant de cette faclon, la Demanderesse a constaté
que l'étirage de la feuille, postérieure à l'enduction, n~altère nullement la capacité de résistance aux rayons ultraviolets qui lui a été conférée et, en particulier, que l'épaisseur de la ou des couches superficielles contenant de l'agent anti- W reste suffisante après étirage pour conférer à cette feuille une pro-tection efficace.
La Demanderesse a encore constaté que l'étirage de la feuille après enduction ne génère aucune crevasse superficielle, ni l'apparation d'aucun autre défaut.
La quantité d'agent anti- W déposée sur la feuille sous forme de solution est choisie en tenant compte des rapports d'étirages appliqués par la suite lors de la production des feuilles orientées et de la quantité finale que l'on souhaite répartir à la surface des feuilles orientées. La quantité
d'agent anti- W déposée par mètre carré de surface traitée de la feuille avan~ étirage lors de l'enduction est de préférence comprise entre 10 et 30 g/m2.
L'agent anti- W utilisé peut être quelconque. Il est ~-~
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.. ~ , .. . .
`- 1083319 ment de cette feuille ~ une température favorisant l'orientation par étirage, l'étirage de la feuille conditionnée dans au moins une direction de façon à y induire des tensions d'orientation moléculaire et le refroidissement sous tension de la feuille étirée ~ une température inférieure à la température de transi-tion de second ordre de la résine. Le procédé de l~invention est caractérisé en ce que avant l'~tirage de la feuille condi-tionnée, on applique sur au moins une des faces, une solution comprenant au moins un solvant exerc,ant une action gonflante sur la résine et entre 5 et 40% en poids d'au moins un agent anti-W soluble dans le solvant, la quantité de solution déposée par mètre carré de surface de la feuille étant comprise entre 20 et 200 g., et on provoque l'évaporation du solvant en moins de 60 secondes après l'application de la solution sur la feuille.
En opérant de cette faclon, la Demanderesse a constaté
que l'étirage de la feuille, postérieure à l'enduction, n~altère nullement la capacité de résistance aux rayons ultraviolets qui lui a été conférée et, en particulier, que l'épaisseur de la ou des couches superficielles contenant de l'agent anti- W reste suffisante après étirage pour conférer à cette feuille une pro-tection efficace.
La Demanderesse a encore constaté que l'étirage de la feuille après enduction ne génère aucune crevasse superficielle, ni l'apparation d'aucun autre défaut.
La quantité d'agent anti- W déposée sur la feuille sous forme de solution est choisie en tenant compte des rapports d'étirages appliqués par la suite lors de la production des feuilles orientées et de la quantité finale que l'on souhaite répartir à la surface des feuilles orientées. La quantité
d'agent anti- W déposée par mètre carré de surface traitée de la feuille avan~ étirage lors de l'enduction est de préférence comprise entre 10 et 30 g/m2.
L'agent anti- W utilisé peut être quelconque. Il est ~-~
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choisi notamment en fonction de la nature de la résine thermo-plastique con~tituant la feuille et de la s~vérité des conditions de services des feuilles. A titre d'exemples d'agents anti- W
utilisables, on peut citer les dérivés de la benzophénone tels que les dérivés hydroxylés et alkoxylés, les dérivés du benzo-triazole, les acrylonitriles substitués et les esters aryliques.
La Demanderesse accorde toutefois sa préférence, lorsque la résine est à base de polychlorure de vinyle, aux dériv~s de la benzophé-none tels que le 2,2-dihydroxy-4-methoxybenzophénone, le 2-hy-droxy-4-méthoxybenzophénone et le 2-hydroxy-4-n-oxtoxyben~ophéno-ne. On peut aussi mettre en oeuvre plusieurs agents anti- W
différents.
La quantité d'agent anti- W présente dans la solution de traitement varie de préférence entre 10 et 30% en poids de la solution. On la choisit en fonction notamment de la quantité
d'agent anti- W que l'on souhaite déposer et des propriétés de la résine thermoplastique constituant les feuilles.
Le choix du ou des solvants utilisés pour réaliser la solution exploitée pour l'enduction se fait en tenant compte des conditions ci-apres:
(1) - il faut dissoudre l'agent anti- W utilisé
(2) - le solvant doit, dans les conditions de traitement, exercer une action gonflante sur la surface de la résine de façon à
permettre la pénétration de l'agent anti- W .
Enfin, pour des raisons facilement compréhensibles il est souhaitable, en outre, que le ou les solvants soient aussi peu coûteux que possible, qu'ils soient de préférence non toxiques et ininflammables dans les conditions d'utilisation et qu'ils n'exercent pas une action défavorable sur la résistance de la feuille au vieillissement. Suivant une variante avantageuse du procédé suivant l'invention on choisit un solvant qui tend à
améliorer la résistance de la feuille au vieillissement.
, 10~ 319 Il en résulte que le choix du ou des solvants de la solution de traitement est fonction de la nature de la r~sine constituant les feuilles et peut etre déterminé dans chaque cas par des essais préalables. ~ -Ainsi, lorsque la feuille est constituée par une rési-ne à base d'un polychlorure de vinyle tel qu'un homopolymère du chlorure de vinyle ou un copolymère contenant au moins 50% mo-laires d'unités dérivées du chlorure de vinyle, la Demanderesse `
préfère utiliser comme solvant les solvants chlorés dérivés d'hy-drocarbures comprenant de 1 à 3 atomes de carbone tels que le chlorure de méthylène et les dichloréthanes. Les meilleurs ré-sultats sont obtenus avec une solution constituée en utilisant un mélange de 1, 1, 2-trichloréthane et de tétrachloréthylène dans un rapport pondéral compris entre 1,5 et 3, cette solution contenant de 10 à 40 g d'agent anti- W par 100 g de solution.
Afin de faciliter la dissolution du ou des agents anti-W dans le ou les solvants ainsi que la pénétration de la solution dans la couche superficielle de surface traitée des feuilles, il est avantageux de mettre la solution en oeuvre à une température supérieure a la température ordinaire et inférieure à la tempéra-ture d'ébullition, à pression normale de préférence.
De même, la pénétration de la solution est facilitée par le fait que les feuilles se trouvent à une température relati-vement élevée, en général à une température supérieure à la tempé-- rature de transition du second ordre. De ce fait, pour que la pénétration de la solution ait le temps de s'opérer de manière suffisante, il est avantageux de choisir des solvants ou des mé-langes de solvant dont le point d'ébullition, de préférence, à
pression normale, est supérieur à la température des feuilles à
traiter. ~ ;
Compte tenu des poi~ts d'ébullition du 1, 1, 2-tri-chloréthane et du tétrachloréthylène (114C pour le 1, 1, 2-tri-chloréthane et 121C pour le tétrachloréthylène~, les solutions .~
- 5 - ., 1g~83319 à base ce mélan~e de solvants peuvent être utilisées pour trai-ter des feuilles se trouvant à une température de 90 ~ 115C.
Dan.s cette plage de température, on peut induire des tension.s d'orientation par étirage de feuilles en résines ~ base de polychloru~e de vinyle.
On préfère effectuer l'application de la solution sur des feuilles se trouvant à une température favorisant l'orienta-tion par étirage, cette température étant par exemple atteinte en ~aisant passer préalablement la feuille extrudée sur un ou plusieurs cylindres de refroidissement. Il n'est toutefois nullement exclu d'effectuer le traitement sur des feuille~ se trouvant à une température inférieure ou supérieure à leur température d'orientation pour autant bien entendu que ces feuilles soient amenées à leur température d'orientation après le traitement anti- W et en tout cas avant le traitement d'étirage. .
La solution de traitement est de préférence appliquée par enduction sur ~
, - 5a -~ .
101~33319 ~ ~
1~ ou le~ faces A traieor ce qui ne pose ~ucun problème particulier ~tant donn~
que ceA face~ ~ont plAne~ et que le~ olutio~ flont peu visqueu~es A cet effet, on peut utiliser par exelple une ou teux rampes de pulvérisateurs ou to~tautre moyen équivalent L'application peut avantageu~ement être effectuée en continu et peut donc être facilement intégrée tans une installation de production en continu te feuille~ orientées Après que la solution de traitement ait été déposée, on provoque l'év-poration du solvant Toutefois, cette évaporation ne peut etre provoquée que lor~que la ~olution à pu péoétrer suffisamment dans la couche superficielle de la ou te~ face~ traitées tes feuille~ Le temps compris entre l'application et l'évaporation peut varier dans une large mesure en fonction notamment te la profondeur souhaitée pourla pénetration,dela nature du ou des solvants, du ou de- gent~ anti-W et de la résine,ainsi que de la température de la feuille En gén~ral, ce temps e~t inférieur a 60 secondes De préférence, il est IS compris entre lO et 40 seconde-Pour assurer l'évaporation, il est avantageux de faire passer la feuillea travers une ence;nte où le sol~ant est vaporisé Le solvant peut aingi être récupéré par conden~ation et recyclé Dans le cas où les vapeur~ de solvant se révèlent toxiques, on peut rendre cette enceinte étanche ou la mettre en dépres-~ion L'enceinte est de préférence maintenuea la température choisie pour letr-ite~ent ultérieur d'étirage et d'orientation Il est toutefois loisible de maintenir cette enceinte à une température différente de la température pr~vue pour llétirige ultérieur pour autsnt que celle-ci soit suivie d'une installa-tion de conditionnement thermique amenant la feuille à sa température optimale en vue te ~on ori ntation Les conditions opératoires de llévaporation (tempé-rature, pre~ion, turée) peuvent facilement être déterminée~ par voie expérimen-tale ca~ par ca~
Lorsque le solvant est substantiellement élimin~, la feuille pénètre, si be~oin est, dans une in~tallation de conditionnement thermique puis est engagée dan~ une in~tallation dlétirage mono- ou biaxial, la feuilleainsi étirée étant en uite ramenee 80U- tension à une température inférieure à la température de ~ -tranaition de ~econd ordre de sa résine con~titutive Si on le désire, la feuill- orientée par étirage peut éventuellement être ondulee, par exemple en exploitant la technique decrite dan~ lesbrevetsfrançais 2073691 déposé le 11.12.1970 ou 2137447 déposé le 9 5 l972 par la Demanteresse Suivant un de de réalisation préférentielle du procédé suivant l'inven-tion, on extrude en continu une feuille de matière plastique, on amène la feuille extrudée ~ sa température t'orientation par passage entre des cylindres ; de conditionnement thermique, on enduit en continu la feuille conditionnée au .~j A
. . .
moyen d'une solution de tr~itement ~nti- W, on vaporise ensuite le ~olvsnt de la 801ution par pa~sage de la feuille ~nduite dans une enceinte m~inten~e ~ la température d'orientation de la feuille traitée et on fait enfin passer la feuille dan3 l'in8tallation d'orientation par étirage.
Ain8i qu'il e~t expoBé plu8 haut, on peut faire varier de nombreux param~tres lors de l'application du procédé suivant 1'invention. Ceux-ci ont, pour la plupart, une incidence sur l'épaisseur de la couche suparficielle à la surface des feuille6 traitées suivant le procédé. De ce fait, on dispose de nombreux moyens pour obtenir l'épAisseur que l'on souhaite. En général, celle-~i est sup~rieure ~ 30 microns et de préférence comprise entre 60 et 150 microns.
Le proc~dé suivant l'invention peut, comme on l'a dit, être utilise pour de nombreu~es applications. L'une des plus intéressantes est la protection contre le rayonnement ultra-violet des plaques ondulées biorientees transparen-te~, translucides ou opaques à base de polychlorure de vinyle,qui trouvent te nombreux emplois dans 12 construction. De plus, il est bien évident que le procédé suivant l'invention peut être appliqué à la production de tout autre objet orienté par étirage tel qu'un film, une plaque, un profilé, un voire un ruban~et pas s2ulement à la production de feuilles-au sens strict de ce terme. On entend donc par feuilles tous les objets, en générsl de très grande longueur, présentant au moins une surface plane avant l'o-rientation par etirage.
Le procédé suivant l'invention est par ailleurs illustré par l'exemple de r8alisation pratique qui va être exposé. Il est bien entendu que cet exemple est donné à titre illustratif et ne peut entrainer aucune limitation de la portée de la présente invention.
Exem~le Au moyen d'une extrudeuse équipée d'une filière plate de 82 cm de largeur on extrude en continu une feuille de polychlorure de vinyle, la température de la filière étant comprise entre 200 et 220C. La feuille extrud~e est ensui-te polie et refroidie par passage entre trois cylindres consécutifs maintenus à une température de ll5C. La feuille au sortir des cylindre6 a une épaisseur de 4,45 mm, une température de surface de 120C et ~e déplace à une vite6se te 1,3m/min.
La feuille ainsi conditionnée reçoit sur sa face supérieure une applica-tion d'une solution comprenant 30 % de l,1,2-trichloréthane, 50 ~ de tétra-chloréthyl~ne et 20 ~ de 2-hydroxy-4-méthoxyben~ophenone, lespourcentagesétant exprimésen poid6. La solution est déposée à raison de 17,5 g/m de surface de la feuille.
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1083319 :~
La feuille pa~ffe ensuite au travers d'une enceinte fer~e de 2 m~tres te longueur dont l'entr~e est distante de 20 ~ 50 om de l'endroit o~ se fait l'application. Cette enceinte est ~quip~e d'un ventilateur de circulation et d'un ventilateur d'extraction et maintenue à une température de 120~C. Les S vapeurs de ~olvants sont extraites de l'enceinte et condensée~ en vue de leur recyclage.
La feuille ~échée ps~se ensuite sur un train de cylindres d'étirage longi-tutinal dont les vitesses sont réglée~ de façon ~ étirer longitudinalement la feuille de 100 %, les cylindres t'~eirage étant maintenus à 115C. Les bords de la feuille ainsi étirée sont alors saisis par des pinces montées sur une install8tion d'étirage transversal qui étirent la feuille transversalement d'un taux de 100 %. L'opération d'étirage tran~versal de la feuille e~t con-duite dan~ une enceinte fermée et ventilée maintenue à 106C.
enfin la feuille biétirée, toujours mainten ~ par se~ bords au moyen te pince~ d'étirage transversal, e~t introtuite dans une in~tallation d'ondulation telle que décrite dans le brevet français 2137447 sus-mentionné et con~ue te façon à donner une feuille onduléelongitudinalement,de proiil sinusoldal,d'une largeur finale de 1,097 mètre et pré~entant un ~aux de sinuosité égal à 1,2.
L'ondul8 ainsi produit présente une résilience en traction à 20C égale à
1800 kgcm/cm2 qui deNeure inchangée après 36 mois d'exposition de la face traitée a l'action tu rayonnement solaire.
A titre te comparaison un ondulé biorienté itentique mais non traité
pr~ente initialement une résilience en traction itentique qui,aprè~ 36 mois t'expo~ition à l'action du rayonnement solaire en Belgique,chute a une valeur 25 de 720 kg~m/cm2 ;`
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choisi notamment en fonction de la nature de la résine thermo-plastique con~tituant la feuille et de la s~vérité des conditions de services des feuilles. A titre d'exemples d'agents anti- W
utilisables, on peut citer les dérivés de la benzophénone tels que les dérivés hydroxylés et alkoxylés, les dérivés du benzo-triazole, les acrylonitriles substitués et les esters aryliques.
La Demanderesse accorde toutefois sa préférence, lorsque la résine est à base de polychlorure de vinyle, aux dériv~s de la benzophé-none tels que le 2,2-dihydroxy-4-methoxybenzophénone, le 2-hy-droxy-4-méthoxybenzophénone et le 2-hydroxy-4-n-oxtoxyben~ophéno-ne. On peut aussi mettre en oeuvre plusieurs agents anti- W
différents.
La quantité d'agent anti- W présente dans la solution de traitement varie de préférence entre 10 et 30% en poids de la solution. On la choisit en fonction notamment de la quantité
d'agent anti- W que l'on souhaite déposer et des propriétés de la résine thermoplastique constituant les feuilles.
Le choix du ou des solvants utilisés pour réaliser la solution exploitée pour l'enduction se fait en tenant compte des conditions ci-apres:
(1) - il faut dissoudre l'agent anti- W utilisé
(2) - le solvant doit, dans les conditions de traitement, exercer une action gonflante sur la surface de la résine de façon à
permettre la pénétration de l'agent anti- W .
Enfin, pour des raisons facilement compréhensibles il est souhaitable, en outre, que le ou les solvants soient aussi peu coûteux que possible, qu'ils soient de préférence non toxiques et ininflammables dans les conditions d'utilisation et qu'ils n'exercent pas une action défavorable sur la résistance de la feuille au vieillissement. Suivant une variante avantageuse du procédé suivant l'invention on choisit un solvant qui tend à
améliorer la résistance de la feuille au vieillissement.
, 10~ 319 Il en résulte que le choix du ou des solvants de la solution de traitement est fonction de la nature de la r~sine constituant les feuilles et peut etre déterminé dans chaque cas par des essais préalables. ~ -Ainsi, lorsque la feuille est constituée par une rési-ne à base d'un polychlorure de vinyle tel qu'un homopolymère du chlorure de vinyle ou un copolymère contenant au moins 50% mo-laires d'unités dérivées du chlorure de vinyle, la Demanderesse `
préfère utiliser comme solvant les solvants chlorés dérivés d'hy-drocarbures comprenant de 1 à 3 atomes de carbone tels que le chlorure de méthylène et les dichloréthanes. Les meilleurs ré-sultats sont obtenus avec une solution constituée en utilisant un mélange de 1, 1, 2-trichloréthane et de tétrachloréthylène dans un rapport pondéral compris entre 1,5 et 3, cette solution contenant de 10 à 40 g d'agent anti- W par 100 g de solution.
Afin de faciliter la dissolution du ou des agents anti-W dans le ou les solvants ainsi que la pénétration de la solution dans la couche superficielle de surface traitée des feuilles, il est avantageux de mettre la solution en oeuvre à une température supérieure a la température ordinaire et inférieure à la tempéra-ture d'ébullition, à pression normale de préférence.
De même, la pénétration de la solution est facilitée par le fait que les feuilles se trouvent à une température relati-vement élevée, en général à une température supérieure à la tempé-- rature de transition du second ordre. De ce fait, pour que la pénétration de la solution ait le temps de s'opérer de manière suffisante, il est avantageux de choisir des solvants ou des mé-langes de solvant dont le point d'ébullition, de préférence, à
pression normale, est supérieur à la température des feuilles à
traiter. ~ ;
Compte tenu des poi~ts d'ébullition du 1, 1, 2-tri-chloréthane et du tétrachloréthylène (114C pour le 1, 1, 2-tri-chloréthane et 121C pour le tétrachloréthylène~, les solutions .~
- 5 - ., 1g~83319 à base ce mélan~e de solvants peuvent être utilisées pour trai-ter des feuilles se trouvant à une température de 90 ~ 115C.
Dan.s cette plage de température, on peut induire des tension.s d'orientation par étirage de feuilles en résines ~ base de polychloru~e de vinyle.
On préfère effectuer l'application de la solution sur des feuilles se trouvant à une température favorisant l'orienta-tion par étirage, cette température étant par exemple atteinte en ~aisant passer préalablement la feuille extrudée sur un ou plusieurs cylindres de refroidissement. Il n'est toutefois nullement exclu d'effectuer le traitement sur des feuille~ se trouvant à une température inférieure ou supérieure à leur température d'orientation pour autant bien entendu que ces feuilles soient amenées à leur température d'orientation après le traitement anti- W et en tout cas avant le traitement d'étirage. .
La solution de traitement est de préférence appliquée par enduction sur ~
, - 5a -~ .
101~33319 ~ ~
1~ ou le~ faces A traieor ce qui ne pose ~ucun problème particulier ~tant donn~
que ceA face~ ~ont plAne~ et que le~ olutio~ flont peu visqueu~es A cet effet, on peut utiliser par exelple une ou teux rampes de pulvérisateurs ou to~tautre moyen équivalent L'application peut avantageu~ement être effectuée en continu et peut donc être facilement intégrée tans une installation de production en continu te feuille~ orientées Après que la solution de traitement ait été déposée, on provoque l'év-poration du solvant Toutefois, cette évaporation ne peut etre provoquée que lor~que la ~olution à pu péoétrer suffisamment dans la couche superficielle de la ou te~ face~ traitées tes feuille~ Le temps compris entre l'application et l'évaporation peut varier dans une large mesure en fonction notamment te la profondeur souhaitée pourla pénetration,dela nature du ou des solvants, du ou de- gent~ anti-W et de la résine,ainsi que de la température de la feuille En gén~ral, ce temps e~t inférieur a 60 secondes De préférence, il est IS compris entre lO et 40 seconde-Pour assurer l'évaporation, il est avantageux de faire passer la feuillea travers une ence;nte où le sol~ant est vaporisé Le solvant peut aingi être récupéré par conden~ation et recyclé Dans le cas où les vapeur~ de solvant se révèlent toxiques, on peut rendre cette enceinte étanche ou la mettre en dépres-~ion L'enceinte est de préférence maintenuea la température choisie pour letr-ite~ent ultérieur d'étirage et d'orientation Il est toutefois loisible de maintenir cette enceinte à une température différente de la température pr~vue pour llétirige ultérieur pour autsnt que celle-ci soit suivie d'une installa-tion de conditionnement thermique amenant la feuille à sa température optimale en vue te ~on ori ntation Les conditions opératoires de llévaporation (tempé-rature, pre~ion, turée) peuvent facilement être déterminée~ par voie expérimen-tale ca~ par ca~
Lorsque le solvant est substantiellement élimin~, la feuille pénètre, si be~oin est, dans une in~tallation de conditionnement thermique puis est engagée dan~ une in~tallation dlétirage mono- ou biaxial, la feuilleainsi étirée étant en uite ramenee 80U- tension à une température inférieure à la température de ~ -tranaition de ~econd ordre de sa résine con~titutive Si on le désire, la feuill- orientée par étirage peut éventuellement être ondulee, par exemple en exploitant la technique decrite dan~ lesbrevetsfrançais 2073691 déposé le 11.12.1970 ou 2137447 déposé le 9 5 l972 par la Demanteresse Suivant un de de réalisation préférentielle du procédé suivant l'inven-tion, on extrude en continu une feuille de matière plastique, on amène la feuille extrudée ~ sa température t'orientation par passage entre des cylindres ; de conditionnement thermique, on enduit en continu la feuille conditionnée au .~j A
. . .
moyen d'une solution de tr~itement ~nti- W, on vaporise ensuite le ~olvsnt de la 801ution par pa~sage de la feuille ~nduite dans une enceinte m~inten~e ~ la température d'orientation de la feuille traitée et on fait enfin passer la feuille dan3 l'in8tallation d'orientation par étirage.
Ain8i qu'il e~t expoBé plu8 haut, on peut faire varier de nombreux param~tres lors de l'application du procédé suivant 1'invention. Ceux-ci ont, pour la plupart, une incidence sur l'épaisseur de la couche suparficielle à la surface des feuille6 traitées suivant le procédé. De ce fait, on dispose de nombreux moyens pour obtenir l'épAisseur que l'on souhaite. En général, celle-~i est sup~rieure ~ 30 microns et de préférence comprise entre 60 et 150 microns.
Le proc~dé suivant l'invention peut, comme on l'a dit, être utilise pour de nombreu~es applications. L'une des plus intéressantes est la protection contre le rayonnement ultra-violet des plaques ondulées biorientees transparen-te~, translucides ou opaques à base de polychlorure de vinyle,qui trouvent te nombreux emplois dans 12 construction. De plus, il est bien évident que le procédé suivant l'invention peut être appliqué à la production de tout autre objet orienté par étirage tel qu'un film, une plaque, un profilé, un voire un ruban~et pas s2ulement à la production de feuilles-au sens strict de ce terme. On entend donc par feuilles tous les objets, en générsl de très grande longueur, présentant au moins une surface plane avant l'o-rientation par etirage.
Le procédé suivant l'invention est par ailleurs illustré par l'exemple de r8alisation pratique qui va être exposé. Il est bien entendu que cet exemple est donné à titre illustratif et ne peut entrainer aucune limitation de la portée de la présente invention.
Exem~le Au moyen d'une extrudeuse équipée d'une filière plate de 82 cm de largeur on extrude en continu une feuille de polychlorure de vinyle, la température de la filière étant comprise entre 200 et 220C. La feuille extrud~e est ensui-te polie et refroidie par passage entre trois cylindres consécutifs maintenus à une température de ll5C. La feuille au sortir des cylindre6 a une épaisseur de 4,45 mm, une température de surface de 120C et ~e déplace à une vite6se te 1,3m/min.
La feuille ainsi conditionnée reçoit sur sa face supérieure une applica-tion d'une solution comprenant 30 % de l,1,2-trichloréthane, 50 ~ de tétra-chloréthyl~ne et 20 ~ de 2-hydroxy-4-méthoxyben~ophenone, lespourcentagesétant exprimésen poid6. La solution est déposée à raison de 17,5 g/m de surface de la feuille.
.1, . .
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1083319 :~
La feuille pa~ffe ensuite au travers d'une enceinte fer~e de 2 m~tres te longueur dont l'entr~e est distante de 20 ~ 50 om de l'endroit o~ se fait l'application. Cette enceinte est ~quip~e d'un ventilateur de circulation et d'un ventilateur d'extraction et maintenue à une température de 120~C. Les S vapeurs de ~olvants sont extraites de l'enceinte et condensée~ en vue de leur recyclage.
La feuille ~échée ps~se ensuite sur un train de cylindres d'étirage longi-tutinal dont les vitesses sont réglée~ de façon ~ étirer longitudinalement la feuille de 100 %, les cylindres t'~eirage étant maintenus à 115C. Les bords de la feuille ainsi étirée sont alors saisis par des pinces montées sur une install8tion d'étirage transversal qui étirent la feuille transversalement d'un taux de 100 %. L'opération d'étirage tran~versal de la feuille e~t con-duite dan~ une enceinte fermée et ventilée maintenue à 106C.
enfin la feuille biétirée, toujours mainten ~ par se~ bords au moyen te pince~ d'étirage transversal, e~t introtuite dans une in~tallation d'ondulation telle que décrite dans le brevet français 2137447 sus-mentionné et con~ue te façon à donner une feuille onduléelongitudinalement,de proiil sinusoldal,d'une largeur finale de 1,097 mètre et pré~entant un ~aux de sinuosité égal à 1,2.
L'ondul8 ainsi produit présente une résilience en traction à 20C égale à
1800 kgcm/cm2 qui deNeure inchangée après 36 mois d'exposition de la face traitée a l'action tu rayonnement solaire.
A titre te comparaison un ondulé biorienté itentique mais non traité
pr~ente initialement une résilience en traction itentique qui,aprè~ 36 mois t'expo~ition à l'action du rayonnement solaire en Belgique,chute a une valeur 25 de 720 kg~m/cm2 ;`
.
~ ~ .
.~ . .....
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Claims (8)
1. Procédé pour la production de feuilles orientées en résine thermoplastique protégées contre l'action des rayons ultraviolets comprenant l'extrusion d'une feuille à partir de la résine, le conditionnement de cette feuille à une température favorisant l'orientation par étirage, l'étirage de la feuille conditionnée dans au moins une direction de façon à y induire des tensions d'orientation moléculaire et le refroidissement sous tension de la feuille étirée à une température inférieure à la température de transition de second ordre de la résine, caractérisé en ce que avant l'étirage de la feuille conditionnée, on applique sur au moins une des faces, une solution comprenant au moins un solvant exerçant une action gonflante sur la résine et entre 5 et 40% en poids d'au moins un agent anti-UV soluble dans le solvant, la quantité de solution déposée par mètre carré
de surface de la feuille étant comprise entre 20 et 200 g., et on provoque l'évaporation du solvant en moins de 60 secondes après l'application de la solution sur la feuille.
de surface de la feuille étant comprise entre 20 et 200 g., et on provoque l'évaporation du solvant en moins de 60 secondes après l'application de la solution sur la feuille.
2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé
en ce que la quantité de solution déposée par enduction sur une face est telle que la quantité d'agent anti-UV déposée par mètre carré de feuille avant étirage varie entre 2 et 50 g.
en ce que la quantité de solution déposée par enduction sur une face est telle que la quantité d'agent anti-UV déposée par mètre carré de feuille avant étirage varie entre 2 et 50 g.
3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé
en ce que le solvant est choisi parmi les solvants chlorés dérivés d'hydrocarbures comprenant de 1 à 3 atomes de carbone.
en ce que le solvant est choisi parmi les solvants chlorés dérivés d'hydrocarbures comprenant de 1 à 3 atomes de carbone.
4. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé
en ce que la feuille à traiter est constituée d'une résine à
base de polychlorure de vinyle.
en ce que la feuille à traiter est constituée d'une résine à
base de polychlorure de vinyle.
5. Procédé suivant la revendication 4, caractérisé
en ce que la solution est constituée par un mélange de 1,1,2-trichloréthane et de tétrachloréthylène dans un rapport pondéral compris entre 1.5 et 3 contenant de 10 à 40 g d'agent anti-UV
par 100 g de solution.
en ce que la solution est constituée par un mélange de 1,1,2-trichloréthane et de tétrachloréthylène dans un rapport pondéral compris entre 1.5 et 3 contenant de 10 à 40 g d'agent anti-UV
par 100 g de solution.
6. Procédé suivant la revendication 4, caractérisé
en ce que l'agent anti-UV est un dérivé de la benzophénone.
en ce que l'agent anti-UV est un dérivé de la benzophénone.
7. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les faces de la feuille sur lesquelles on applique la solution se trouvent, au moment de l'application, à une température favorisant l'orientation par étirage.
8. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le solvant est évaporé par passage dans une enceinte en dépression maintenue à la température choisie pour le traitement d'orientation par étirage.
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