Procédé de fabrication d'un stratifié plastique, appareil pour sa mise en aeuvre et stratifié obtenu La présente invention a pour objets un procédé de fabrication d'un stratifié plastique, un appareil pour sa mise en oeuvre et un stratifié plastique obtenu par ce pro cédé.
Dans la présente description, le terme laminage dési gne non seulement le traitement par passage entre des cylindres, mais également la formation de matériels stra tifiés.
Bien que l'on utilise les matières plastiques et en par ticulier les matières plastiques sous forme de feuilles pour des applications très diverses, l'utilisation la plus impor tante est peut-être constituée par l'emballage de matières étant donné que les matières plastiques offrent d'une ma nière générale de nombreux avantages par rapport aux produits en papier. Les matières plastiques résistent par exemple d'une manière générale aux effets nuisibles de l'humidité et aux effets d'autres liquides et gaz qui en dommagent ou détruisent le papier.
Les matières plasti ques les plus courantes utilisées pour l'emballage telles que le polyéthylène et le chlorure de polyvinyle ne sont pas entièrement satisfaisantes étant donné qu'elles ne sont pas entièrement imperméables à l'humidité sous. forme de vapeur et aux gaz. Certaines des matières plas tiques plus coûteuses telles que le chlorure de polyvinyli- dène sont sensiblement imperméables à l'humidité sous forme de vapeur et aux autres gaz, mais sont plus oné reuses et d'un poids plus élevé.
Le laminage de matières plastiques telles que le polyéthylène et le chlorure de polyvinyle avec des matières plastiques plus imperméa bles telles que le chlorure de polyvinylidène a été suggéré, mais les frais qui interviennent lors du laminage de feuilles de ces matières plastiques empêchent de manière générale leur utilisation dans des buts d'emballage et le stratifié résultant est naturellement relativement épais et lourd.
Le procédé que comprend l'invention est caractérisé en ce qu'on revêt une feuille plastique avec un liquide dans lequel une matière plastique est distribuée unifor mément, on soumet le revêtement à une radiation infra rouge pour le chauffer, on maintient le côté non revêtu de la feuille à une température suffisante pour éviter une perte de chaleur à partir de la feuille et la maintenir au- dessous de son point de fusion, et on refroidit la feuille revêtue et sèche.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, des formes d'exécution de l'appareil et du stratifié que com prend l'invention la fig. 1 est une vue schématique d'une première forme d'exécution de l'appareil ; la fig. 2 est une coupe à plus grande échelle suivant 11-11 de la fig. 1 ; la fig. 3 est une vue schématique d'une seconde forme d'exécution de l'appareil; la fig. 4 est une coupe à plus grande échelle suivant 4-4 de la fig. 3 ;
les fig. 5 à 10 sont des vues schématiques d'autres formes d'exécution de l'appareil, et les fig. 11 à 14 sont des coupes de produits cellulaires composés de formes d'exécution du stratifié.
Trois facteurs sont très importants lorsqu'on utilise des matières plastiques pour l'emballage et pour d'autres buts similaires, c'est-à-dire le prix de revient, l'imperméa bilité aux gaz, à la vapeur d'eau et analogue, et la résis tance mécanique. Pour des matériels cellulaires dans les quels une couche plastique est bosselée ou gaufrée et une deuxième couche est scellée sur la couche bosselée de manière à obtenir plusieurs poches d'air, l'utilisation de matières plastiques sensiblement imperméables est d'une importance considérable pour empêcher la diminution de l'effet d'amortissement ou de rembourrage lorsque la ma tière est soumise à une pression constante et prolongée.
Le procédé qui va être décrit permet la production d'un matériel plastique relativement peu cher qui peut être utilisé sous forme de feuilles ou qui peut être traité de manière à obtenir un matériel cellulaire et qui pré sente des avantages qu'on ne pouvait pas obtenir jusqu'à maintenant avec les procédés connus. Il est par exemple possible d'obtenir des stratifiés en matière plastique dans lesquels le matériel de support peut avoir une épaisseur de l'ordre de 12,7 microns à plusieurs dizaines de mi crons et même supérieure, tandis que la couche relative ment imperméable peut avoir une épaisseur de l'ordre de 2,5 microns, bien que l'épaisseur ne soit pas critique.
De cette manière, le poids du stratifié résultant est maintenu à une valeur très faible. Etant donné que la matière im perméable, qui est un produit onéreux en comparaison d'une matière plastique telle que le polyéthylène et le chlorure de polyvinyle, est utilisée en des quantités très faibles, l'augmentation résultante de frais est faible. En outre, lorsqu'on utilise des procédés et le dispositif selon l'invention, la formation des stratifiés plastiques peut être effectuée à des vitesses de l'ordre de 305 m/mn et il en résulte que les frais de traitement sont également réduits au minimum.
Lors de la fabrication de matériel de rembourrage, il est possible de revêtir une matière plastique d'une cou che imperméable et de traiter immédiatement le stratifié résultant de manière à obtenir un matériel cellulaire. De cette manière, on évite une manipulation intermédiaire des feuilles stratifiées, ce qui réduit davantage le prix de revient du produit fini. En outre, grâce à l'invention, on peut produire une large gamme de matériels cellulaires en utilisant des stratifiés doubles et triples avec des com binaisons désirées quelconques de matières plastiques, de papier revêtu de matière plastique, de tissus et analogues.
En outre, l'invention procure des procédés améliorés de scellage des stratifiés lors de la fabrication du matériel cellulaire.
On se réfère maintenant à la fig. 1, qui représente une forme d'exécution de l'appareil pour le revêtement de feuilles plastiques. Lors de la production du stratifié, une feuille de support 10, en polyéthylène par exemple, est amenée de manière continue à travers le dispositif de laminage et entre dans le dispositif à partir du côté droit. Elle est guidée par une série de rouleaux 11, 12 et 13 vers une paire de rouleaux 14 et 15 qui produisent l'application d'un revêtement en une autre matière plasti que sur l'un des côtés de la feuille 10. Le revêtement peut être constitué par une émulsion, une dispersion ou une solution 17 contenue dans une cuvette 16. Un rouleau 15 d'impression par rotogravure est au moins partiellement immergé dans le liquide 17 et est revêtu à mesure qu'il tourne.
Une raclette 18 est en contact avec la surface du rouleau 15 et élimine l'excès de liquide pouvant y adhé rer. Lorsque le rouleau 15 entre en contact avec la. feuille 10, le liquide 17 est déposé sur la feuille et forme un revê tement 19. Le rouleau 14 agit comme contre-rouleau du rouleau 15 de manière à assurer un dépôt uniforme de la couche 19 sur la feuille. La feuille imprimée est alors amenée autour d'une série de rouleaux 20 à 28 qui sont disposés suivant une configuration en arc de cercle et qui guident la feuille revêtue sur un tambour 29 sur lequel la couche de revêtement en matière plastique est séchée et durcie.
Ce procédé de revêtement permet l'application de couches excessivement minces et uniformes à des vitesses très élevées.
L'appareil représenté à la fig. 1 est en particulier utili sable pour l'application d'un revêtement de chlorure de polyvinylidène sur la feuille de support 10, et l'épaisseur du revêtement ainsi appliqué est régie par la profondeur des dépressions dans le rouleau d'impression 15. Lorsque les dépressions dans le rouleau d'impression 15 sont rela tivement peu profondes, il est possible de recouvrir la feuille 10 d'une couche de chlorure de polyvinylidène ayant une épaisseur de l'ordre de 2,5 microns.
Le liquide de revêtement peut naturellement prendre diverses for mes, bien qu'une forme particulièrement bonne soit cons tituée par un latex dans lequel environ 90 % en poids du chlorure de polyvinylidène et 10 % en poids de l'acryloni- trile ont été copolymérisés ensemble. Ceci produit un revêtement élastique qui peut être gaufré aisément.
Les dimensions de particules de la matière ne doivent de pré férence pas dépasser 0,25 micron et le mélange est alors combiné avec un agent d'émulsionnement et de l'eau de manière à obtenir un latex ayant une viscosité appro priée à l'application sur la feuille 10 au moyen d'un rou leau d'impression comme décrit ci-dessus.
Bien qu'il soit possible d'utiliser un solvant à la place de l'eau et de l'agent d'émulsionnement pour la production de latex liquide, il est important que le solvant n'attaque pas la feuille de support et ne pénètre pas dans celle-ci, étant donné que dans de telles circonstances, la feuille aurait tendance à absorber le solvant et il serait alors difficile d'éliminer ce solvant de la feuille et en outre cela pren drait beaucoup de temps. Dans le cas où la feuille n7ab- sorbe pas le solvant, on peut utiliser une solution de la matière plastique à la place du latex.
A mesure que la feuille 10 avec le revêtement de latex 19 sur sa surface pwsse sur les rouleaux 20 à 28 qui sont de préférence entraînés à une vitesse uniforme, les îlots individuels du latex déposés par le rouleau d'impression 15 s'étalent sur la surface de la matière de support et pro duisent un revêtement uniforme. Le chauffage initial de la pellicule est effectué au moyen de radiateurs à infra rouge 30, 31 et 32 qui chauffent la feuille de support et la couche déposée à une température sensiblement infé rieure à celle du point de fusion de la feuille.
Le tambour 29 autour duquel on amène la feuille 10 revêtue est de préférence maintenu à une température suffisamment élevée pour empêcher une perte excessive de chaleur des stratifiés et pour ne pas faire fondre cependant la couche de support. La couche 19 est durcie et séchée pendant qu'elle passe autour du tambour 29 au moyen de plusieurs jets d'air 33 et 34. Les jets d'air 33 sont obtenus au moyen de plusieurs orifices très voi sins formés dans un tube transversal 35, tandis que les jets 34 sont obtenus au moyen de plusieurs orifices dans un tube adjacent 36 disposé latéralement.
Les tubes 35 et 36 sont reliés à une tubulure centrale 37 et chaque paire de tubes 35 et 36 est logée ensemble avec la tubu lure commune 37 dans une enveloppe 38. On alimente en air chaud plusieurs des tubulures 37 au moyen d'une canalisation maîtresse primaire 39. Grâce à cet agence ment, les jets d'air chaud arrivent sur la couche 19à me sure que la matière passe sur le tambour 29.
Lorsqu'on utilise une émulsion de chlorure de poly- vinylidène la température de l'air provenant des jets 33 et 34 doit de préférence être de l'ordre de 149 à 2040 C.
Ceci produit une élévation de la température du revête ment de polyvinylidène et en même temps le tambour 29 maintient la feuille de support à une température infé rieure au point de fusion de cette matière. En utilisant du polyéthylène comme matière de support, on a trouvé que pour un tambour ayant environ 137 cm de diamètre et pour une matière de support se déplaçant à une vitesse d'environ 305 m par minute, les éléments de chauffage à rayonnement infrarouge 30 à 32 doivent émettre suffi samment de chaleur pour élever la température du revê tement de latex à une valeur qui ne dépasse pas 79,5 C.
Des températures de l'air de 149 à 204 C produisent alors le séchage complet et le durcissement du revête ment. Pour des feuilles de support ayant un point de fusion supérieur, on peut utiliser des températures de chauffage supérieures.
Après que la feuille émerge du dernier jet d'air, elle est enlevée du tambour 29 au moyen d'une série de rou leaux entraînés 40 à 44, les rouleaux 40 et 42 étant refroi dis de manière à amener le stratifié 10' à la température ambiante.
Le stratifié terminé 10' est représenté sur la fig. 2 et on remarquera en ce qui concerne cette vue en coupe fortement agrandie que la couche 19 est très mince en comparaison du matériel de base 10.
Le stratifié 10' ainsi produit peut être utilisé pour la production d'un stratifié à trois couches, la couche cen trale étant imperméable aux gaz et à la vapeur d'eau, tandis que les couches extérieures peuvent être scellables thermiquement à des températures relativement basses. Dans ce but, le stratifié 10' peut comprendre une couche de base relativement mince 10 ayant par exemple une épaisseur de 25,4 microns et la couche de latex 19 peut avoir une épaisseur de l'ordre de 1/10000 de l'épaisseur de la couche de base.
Le stratifié 10' complet peut être enroulé sur une bobine, la couche imperméable étant dirigée vers l'intérieur ou il peut être amené directe ment au dispositif pour la fabrication du matériel cellu laire tel que représenté dans les fig. 7 et 8.
En ce qui concerne l'appareil représenté sur la fig. 3, on assemble deux feuilles du stratifié 10' de manière à former un stratifié à trois couches. L'appareil de la fig. 3 comprend une paire de tambours 45 et 46 qui sont de préférence maintenus à une température nettement infé rieure au point de fusion de la couche de support pou vant être scellée thermiquement des feuilles qu'on assem ble. Dans le cas du polyéthylène, la température ne doit de préférence pas dépasser 821, C.
En dessous du tam bour 45 il y a une série de trois rouleaux 47, 48 et 49 entraînés sur lesquels on amène un stratifié. Un ensemble similaire de rouleaux 50, 51 et 52 est disposé en des sous du tambour 46.
Le stratifié 10'a est amené sur un rouleau de guidage 53, de là vers le haut autour du tambour 45 et autour des rouleaux 47 à 49. Une série d'éléments de chauffage 54 à 58 à chaleur radiante est disposée de manière adja cente au trajet de la pellicule à partir du rouleau 10'A et autour du tambour 45 de manière à chauffer la feuille de support et la couche imperméable, par exemple en chlorure de polyvinylidène, à une température non supé rieure<I>à 79,50 C.</I> On a trouvé que les éléments de chauf fage émettant un rayonnement ayant des longueurs d'onde dans l'infrarouge dans le domaine approximatif de 3,2 à 3,5 microns produisent de bons résultats.
Le stratifié 10'b provenant d'un deuxième rouleau est amené autour d'un rouleau de guidage 59 et de là vers le haut autour du tambour 46 et des rouleaux 50 à 52. Un ensemble similaire d'éléments de chauffage 60 à 64 à chaleur radiante est disposé le long du trajet du stratifié 10'b à partir -du rouleau et autour du tambour 46 de manière à chauffer la feuille de support et la cou che de polyvinylidène de la même manière que celle décrite pour le stratifié 10'a. Les rouleaux 47 à 49 et 50 à 52 sont de préférence refroidis de manière à ame ner la température de la couche de polyvinylidène à environ 160 C, après son chauffage par les éléments de chauffage infrarouges.
Il en résulte que le polyvinylidène devient amorphe et cet état durera pendant des heures.
On fait alors passer les stratifiés 10'a et 10'b sur des rouleaux 65 et 66 et on les amène ensemble entre des rouleaux de pression 67 et 68, les revêtements de poly- vinylidène étant en contact l'un avec l'autre. En opérant ainsi, il y a une adhérence solide et permanente des deux couches l'une sur l'autre, de sorte que les revête ments de polyvinylidène sont assemblés de manière à former en fait une couche unique centrale. La pellicule est alors amenée par des rouleaux 69, 70, 71 et 72 sur une bobine 73 sur laquelle le stratifié terminé est enroulé.
Une vue en coupe transversale fragmentaire du stratifié complet est montrée à la fig. 4 et on observera que la cou che de vinylidène 19' est sensiblement homogène et est relativement mince en comparaison des couches super ficielles. Lorsqu'on utilise des feuilles de base d'une épaisseur de l'ordre de 12,7 microns, l'épaisseur totale du stratifié composite sera légèrement supérieure à 25,4 microns.
Le stratifié ainsi produit peut être réalisé à des vites ses extrêmement élevées de l'ordre de 305 m par minute et il est évident qu'on peut opérer en combinaison avec un appareil tel que représenté sur la fig. 1 pour la pro duction continue du produit stratifié plastique en trois couches sans qu'il soit nécessaire de manipuler le maté riel de base revêtu entre les stades du procédé.
L'appareil de la fig. 5 permet la production d'un stra tifié à trois couches.
Dans cette forme d'exécution, deux tambours 74 et 75 correspondant aux tambours 45 et 46 de la fig. 3 sont disposés de manière adjacente et sont espacés d'une distance légèrement inférieure à la distance totale des deux stratifiés 10'a et 10'b devant être assemblés l'un à l'autre. De cette manière, les deux stratifiés sont soumis à une pression afin d'effectuer l'assemblage.
On fait pas ser les stratifiés 10'a et 10'b autour de rouleaux 76 et 77 respectivement, à partir de là vers le haut autour des tambours 74 et 75 et on fait alors passer le stratifié as semblé autour de rouleaux de refroidissement 78, 79 et 80. Les deux stratifiés 10'a et 10'b sont de préférence amenés sur les tambours 74 et 75 et autour de ces tam bours, le revêtement de polyvinylidène étant sur les côtés extérieurs. Les revêtements et la feuille de support sont chauffés par des éléments de chauffage infrarouges 81 à 87 de manière à élever la température des revêtements au moins à environ 121-135 C.
Lorsque les revêtements de polyvinylidène sur les feuilles sont amenés ensemble dans cet état chauffé, ils adhèrent et les rouleaux 78 à 80 sont refroidis de manière à abaisser immédiatement la température du stratifié de préférence à une température inférieure à 380 C. Le stratifié final passe alors sur des rouleaux 88, 89, 90 et 91 et est enroulé sur une bobine 92.
Dans certains cas, il est désirable d'utiliser un vernis sur la matière de base afin de produire une meilleure adhérence entre le revêtement imperméable et la ma tière de base, par exemple une résine époxy ou une autre résine ayant une base de butadiyne telle que la combinaison de chlorure de polyvinyle et du butadiyne. Dans la plupart des applications, il est désirable d'utili ser une dispersion de la résine dans l'eau bien qu'il soit possible d'utiliser une solution à condition cependant que le solvant n'attaque pas la matière de base ou de support comme décrit ci-dessus.
La formation de stratifiés plastiques en utilisant une première couche de vernis est illustrée par la fig. 6 dans laquelle la matière de support ou de base est désignée par le nombre de référence 93. Elle est amenée à partir d'un rouleau 94 autour de rouleaux 95 et 96 sur un rou leau d'impression 97. Le rouleau d'impression 97 a une partie de son pourtour immergée dans un bain 98 conte nant le vernis précité, et la quantité de vernis qui adhère au rouleau est réglée par une raclette 99 et la profon deur des dépressions dans le rouleau d'impression.
Un rouleau de pression 100 coopère avec le rouleau d'im pression 97 de sorte qu'une certaine pression est appli quée sur le stratifié pour assurer une application uni forme du vernis sur la matière de support ou de base 93. Après revêtement de la matière de support 93, celle-ci passe vers le haut devant des éléments de chauffage 101 et 102 à chaleur radiante et de là autour d'un tambour 103.
Il est préférable de maintenir le tambour 103 à une température inférieure au point de fusion de la matière de support 93 comme décrit en liaison avec les formes d'exécution précédentes. Un élément de construction 104 qui entoure une portion de la périphérie du tambour 103 est identique à l'élément de construction entourant le tambour 29 représenté dans la fig. 1 et fournit plusieurs jets d'air amenant de l'air chauffé sur le revêtement.
Un exemple d'un vernis satisfaisant est constitué par une dispersion de po:lyvinylidène contenant une résine partiellement polymérisée et environ 40 % de solides tels que la silice colloïdale. Après chauffage du revêtement de vernis et refroidissement d'une manière sensiblement identique à celle du revêtement de latex de po:lyvinyli- dène décrite ci-dessus, le stratifié passe sur les rouleaux 106 à 109 pour un revêtement de latex de polyvinylidène comme décrit dans la fig. 1.
L'application du revêtement de polyvinylidène et son durcissement sont réalisés d'une manière identique à celle représentée et décrite en liaison avec la fig. 1, et en con- séquence on a utilisé des nombres de référence avec des signes primes, identiques pour identifier les éléments correspondants des fig. 1 et 6.
Le polyvinylidène est par exemple appliqué par le rouleau d'impression 15' en coopération avec le contre-rouleau 14', la pellicule passe alors sur le rouleau 20' et passe ensuite vers le haut devant les éléments de chauffage 31' et 32' à chaleur radiante et autour du rouleau 29', des jets d'air chaud 33' et 34' frappant pendant cette période de temps la cou che de manière à effectuer le durcissement. Le matériel chauffé est alors enlevé du tambour 29' et se déplace sur le tambour de refroidissement 42' et à partir de là sur les rouleaux 43' et 44' vers la bobine 110.
Le stratifié résultant 111 qui contient une feuille de support avec des revêtements successifs formés d'une première couche de résine et d'une résine imperméable telle que du polyvinylidène peut alors être utilisé sous cette forme pour l'emballage et pour d'autres applica- tions ou on peut assembler deux stratifiés 111 de ce genre de manière à produire un matériel composite au moyen des procédés et dispositifs représentés et décrits en liaison avec les fi-.<B>3</B> et<B>5.</B>
Il est évident à partir de ce qui précède que le stra tifié peut être fabriqué à des vitesses excessivement éle vées et qu'il faut des quantités relativement faibles de résine imperméable afin de produire un stratifié plus efficace présentant simultanément des caractéristiques importantes de résistance et d'aptitude au scellage à chaud.
L'utilisation de quantités relativement faibles de résine imperméable telle que du polyvinylidène augmente très peu le prix de revient résultant du matériel sous forme de feuilles et la mise en oeuvre réelle a montré que les grands avantages obtenus ont plus que compensé les faibles frais supplémentaires.
Les stratifiés décrits ci-dessus sont relativement lé gers et sensiblement imperméables vis-à-vis des gaz et de la vapeur d'eau. Ces stratifiés sont particulièrement utili sables pour la fabrication de matériels cellulaires, par exemple des stratifiés où au moins l'une des feuilles est bosselée de manière à obtenir plusieurs bosses ou parties saillantes scellées par une feuille dorsale.
L'appareil représenté sur la fig. 7 est particulièrement utile pour la formation de matériels cellulaires avec les stratifiés décrits ci-dessus dans lesquels les couches ayant les points de fusion les plus bas doivent être soudées l'une sur l'autre. Ceci implique naturellement le scellage ou soudage de deux stratifiés à trois couches tels que représentés dans la fig. 4, de deux stratifiés à deux cou ches ou de combinaisons de stratifiés à deux couches et .
à trois couches. Cette forme d'exécution de l'invention peut aussi être utilisée pour du chlorure de polyvinyle revêtu de saran, les surfaces de saran des stratifiés étant soudées l'une à l'autre.
Bien que l'appareil de la fig. 7 ait été représenté comme appareillage distinct, il est évi dent qu'il peut être combiné avec une forme appropriée d'appareillage de revêtement ou de formation de strati fiés tel que représenté dans les fig. 1, 3, 5 et 6 de sorte que les feuilles plastiques sont chacune revêtues et sont ensuite automatiquement amenées dans le dispositif pour la formation du matériel cellulaire, ce qui évite la mani pulation du produit intermédiaire.
En outre, en raison des procédés améliorés de formation de stratifiés tels que représentés dans les figures précédentes, on peut régler la vitesse du procédé de formation du stratifié et la met tre en accord avec la vitesse du dispositif pour la forma tion du matériel cullulaire.
En se référant maintenant à la fig. 7, on voit que des stratifiés de matière plastique 120, 121 devant être trans- formés en matériel cellulaire proviennent de rouleaux 120' et 121' respectivement. La bande plastique prove nant du rouleau 120' est amenée sur un rouleau 122 et à partir de là sur une série de rouleaux 123 à 129 qui sont de préférence des rouleaux entraînés de manière à éviter toutes les contraintes non nécessaires en ce qui concerne la bande à mesure qu'elle est chauffée.
Plusieurs éléments de chauffage 130 à 135 à chaleur radiante sont disposés entre les paires de rouleaux 123 à <B>129</B> et servent à élever graduellement la température du stratifié 120. Les rouleaux 123 à 129 sont tous recouverts d'une matière non conductrice à résistance élevée à la chaleur telle que du .téflon ou une matière analogue pour empêcher toute adhérence possible du stratifié plastique 120 aux rouleaux. Le chauffage des éléments de chauf fage 130 à 135 est également réglé en accord avec le point de fusion de ce stratifié.
Dans le cas du polyéthy lène par exemple la température du stratifié 120 doit être au voisinage de 180 à 200 C au moment où il arrive sur un rouleau terminal 136, laquelle est nette ment inférieure au point de fusion du polyéthylène. Dans le cas de saran et de chlorure de polyvinyle, la tempé rature est un peu plus élevée étant donné que les points de fusion de ces matières plastiques sont supérieurs.
Le stratifié 120 passe alors autour du rouleau 136 et des rouleaux<B>137</B> et 138, tous ces rouleaux étant de pré férence revêtus d'une matière qui empêche l'adhérence de la matière plastique chauffée. On a trouvé que le té- flou était très efficace dans ce but. Les trois rouleaux 136 à 138 sont tous chauffés de préférence à des tempé ratures augmentant graduellement de sorte que la tempé rature du stratifié 120, au moment où il est appliqué sur le rouleau 139 de bossellement ou gaufrage, est telle que la température de la surface extérieure lorsqu'elle se trouve sur le rouleau de bossellement 139 est de préfé rence voisine du point de fusion.
On a trouvé désirable d'éviter d'amener le stratifié 120 à la température de son point de fusion ou à une température supérieure, étant donné qu'on a trouvé que le rouleau 139 effectuant le bossellement au moyen d'un vide peut produire des trous très fins dans la matière plastique lorsque la température est trop élevée au moment où cette matière est appliquée sur le cylindre de bossellement. En dépit de la tempéra ture inférieure du stratifié 120 lorsqu'il est appliqué sur le rouleau 139 de bossellement au moyen du vide, la réu nion par fusion du stratifié bosselé 120 avec la couche dorsale 121 est effectuée d'une manière qui sera décrite.
Le cylindre 139 de bossellement ou de gaufrage peut avoir toutes les dimensions ou toutes les configurations désirées ; il est désirable cependant que sa surface con tienne plusieurs dépressions discrètes ayant les dimen sions et les configurations des bosses ou parties saillantes devant être réalisées dans le stratifié 120, qu'il soit fabri qué en une matière conductrice de la chaleur telle que de l'aluminium ou une matière analogue. En plus, le rou leau comprend un moyen permettant de maintenir sa température à un niveau déterminé pendant tout le pro cédé, qui est inférieur au point de fusion de la couche plastique en contact avec le cylindre.
Une feuille plastique dorsale 121 est amenée à par tir d'un rouleau 121' et on la fait passer sur un rouleau 140 et sur des rouleaux 141 à 145 revêtus de téflon, cha cun de ces rouleaux étant entraîné. Plusieurs éléments de chauffage 146 à 149 à chaleur radiante, qui sont des éléments de chauffage à rayonnement infrarouge élè vent la température de la feuille plastique à une tempé rature un peu inférieure au point de fusion de celle-ci. La feuille 121 est alors amenée autour d'un rouleau 150 de chauffage revêtu de téflon et à partir de là autour d'un rouleau<B>151</B> revêtu de silicone.
Le rouleau<B>151</B> est de préférence maintenu à la température ambiante ou à une température inférieure à la température ambiante et il agit de manière à maintenir le côté arrière de la feuille 121 à une température sensiblement inférieure à son point de fusion. En même temps, un élément de chauf fage<B>152</B> à chaleur radiante, recourbé autour de la sur face du rouleau 151, chauffe la surface extérieure de la feuille 121 à une température sensiblement supérieure à la température de soudage ou scellage de la surface de cette feuille.
En supposant par exemple que les couches plastiques devant être soudées l'une à l'autre au moyen du dispositif représenté sur la fig. 7 aient une tempéra ture de soudage d'environ 151,5 C, le stratifié 120 est de préférence chauffé dans ces conditions à une tempé rature d'environ 1490 C pour l'application sur le cylin dre de bossellement. Cette température est inférieure à la température de soudage ou scellage ce qui empêche la possibilité d'un endommagement de la feuille pendant le procédé de bossellement.
Simultanément, la feuille 121 est chauffée en ce qui concerne sa surface extérieure à une température de 154 C ou supérieure de sorte que la surface de la pellicule peut être à l'état fondu ou très voisine du point de fusion. Cependant la feuille 121 ne subit pas de distorsion ou n'est pas endommagée étant donné que le rouleau 151 maintient le côté arrière de la pellicule à une température qui est bien inférieure à son point de soudage.
Dans ces conditions, la surface chauf fée de la feuille 121 est suffisante pour élever momenta nément la température de la surface extérieure du strati fié 120 lorsqu'il est sur le rouleau de bossellement de sorte que les surfaces de contact des deux feuilles se trouvent à la température d'assemblage par soudage ou à une température supérieure et sont assemblées ensem ble de manière permanente, les parties bosselées du stra tifié 120 étant scellées individuellement.
Un autre facteur important pour effectuer un bon soudage entre les deux éléments 120 et 121 réside dans le réglage de la température du rouleau de bossellement <B>139.</B> On a trouvé que la température optimale pour le rouleau 139 varie selon la vitesse de fonctionnement et l'épaisseur des feuilles. Habituellement, lorsqu'on utilise des feuilles de polyéthylène de 25 microns, la tempéra ture du rouleau 139 peut aller jusqu'à 1800 C lorsque la machine est mise en route. A mesure que la température se stabilise dans la machine, et lorsqu'on opère à une vitesse de l'ordre de 61 m par minute, la température peut être diminuée sensiblement à une température voi sine de 100 C et même à une température inférieure.
Pour des vitesses supérieures, on peut maintenir des températures encore plus basses dans le rouleau 139 et naturellement pour des feuilles plus lourdes, on peut aisément maintenir des températures plus faibles. Il est désirable de maintenir une température aussi faible que possible du rouleau 139 sans influencer défavorablement le soudage entre les deux feuilles étant donné qu'il est désirable d'effectuer un certain refroidissement des bos ses ou parties saillantes tandis qu'elles se trouvent sur le cylindre de bossellement et d'éviter l'accumulation de chaleur dans le cylindre qui peut conduire à un endom magement des parties saillantes.
Le matériel cellulaire terminé 153 est refroidi par des jets d'eau ou d'air 139' et il est enlevé du cylindre 139 au moyen d'une série de rouleaux de refroidissement 154, 155 et 156 qui abaissent encore davantage la température du produit terminé, lequel est amené sur le rouleau 157 et ensuite sur une bobine 158 appropriée.
L'appareil représenté dans la fig. 7 est particulière ment utile pour l'obtention de matériel cellulaire à partir de stratifiés tels que ceux représentés aux fig. 11 et 12 dans lesquelles la matière imperméable est désignée de manière générale dans chaque figure par la lettre I tan dis que la matière de support est désignée par la lettre B et où la matière de support B a habituellement un point de fusion inférieur à celui de la matière imperméa ble I.
Même dans les cas où le point de fusion de la matière de support peut être légèrement supérieur à celui de la matière I, il est possible d'utiliser le dispositif indi qué dans la fig. 7 étant donné que la température du stratifié 120, du fait de l'application sur le cylindre 139 de bossellement, est généralement légèrement inférieure à celle du point de fusion de la couche de matière devant être soudée ou scellée,
tandis que la feuille 121 est refroi die par passage sur le rouleau 151 sur son côté arrière et est chauffée par un élément de chauffage 152 sur le côté extérieur de sorte que la surface au moins de la couche extérieure qui est scellée ou soudée sur la feuille bosselée 120 aura une température qui est de préférence légère ment supérieure à son point de fusion comme décrit ci-dessus.
Lors de la fabrication du matériel cellulaire tel que représenté dans la fig. 11, où la couche imperméable 1 fond à une température supérieure à celle de la couche de support B et est dans un état amorphe, on peut utili ser un mode de soudage plus avantageux des deux cou ches l'une sur l'autre décrit en liaison avec l'appareil représenté dans la fig. 8 du dessin. Dans cette figure, les stratifiés 10'a et 10'b devant être soudés l'un sur l'autre sont formés par exemple comme décrit en liaison avec la fig. 1.
Les stratifiés sont amenés à partir de rouleaux 160 et 161, le stratifié 10'a étant amené autour d'un rouleau 162 et passant ensuite vers le haut devant les éléments de chauffage 163 et 164 à chaleur radiante et à partir de là autour d'un rouleau 165 et d'un grand tambour 166. En supposant que chacun des stratifiés 10'a et 10'b com prend une couche de base de polyéthylène et une cou che superficielle de saran, le saran se trouve alors sur la face gauche du stratifié 10'a comme indiqué dans la fig. 8 et sur le côté droit du stratifié 10'b.
Ainsi, les éléments de chauffage 163 et 164 à chaleur radiante chauffent principalement le saran à une température au voisinage de 82 à 930 C. Le cylindre 166 est chauffé à une tempé rature suffisamment élevée pour amener le revêtement de saran à une température de l'ordre de 101,50 C à 107 C.
La matière chauffée est alors appliquée sur le cylindre de bossellement 167 lequel est chauffé d'une ma nière décrite ci-dessus. Le cylindre de bossellement ou de gaufrage 167 est sensiblement identique au cylindre 139 représenté et décrit dans la fig. 7 et la couche bosselée 10'a est alors refroidie par une courroie de refroidisse ment 168 qui est en contact étroit avec la surface du cylindre de bossellement 167 et est entra"mée par les rou leaux 169, 170, 171, 172 et 173,
ce dernier étant maintenu à une température suffisamment basse pour amener le revêtement de saran jusqu'à la température ambiante et de préférence à une température inférieure à celle-ci et pour amener ainsi ce saran à un état amorphe.
Le deuxième stratifié 10'b qui doit être soudé sur l'extérieur du stratifié bosselé 10'a pendant qu'il se trouve sur le cylindre 167 de gaufrage, est entraîné par le rou leau 174 vers le haut et passe devant des éléments de chauffage 175 et 176 à chaleur radiante et ensuite autour d'une série de rouleaux 177, 178, 179 et 180. Etant donné que la couche de saran sur le stratifié 10'b se trouve sur le côté droit comme on le voit dans la fig. 8, les éléments de chauffage 175 et 176 chauffent le revêtement de saran à une température de l'ordre de 930 C comme dans le cas des éléments de chauffage 163 et 164.
Le rouleau du cylindre 178 est chauffé à une température suffisamment élevée de manière à augmenter la température du saran à environ 101,5 à 1071, C. Le rouleau 178 de même que le rouleau 166 est de préférence revêtu de téflon afin d'empêcher toute adhérence possible des couches sur ces rouleaux de chauffage.
Le stratifié chauffé 10'b quittant le rouleau 178 se déplace autour de rouleaux 179 et 180 qui réduisent la température de la couche de saran au voisinage de la température ambiante et de préférence à une température plus faible, et la matière refroidie qui se trouve alors dans l'état amorphe est amenée autour d'un rouleau 181 et sur le stratifié 10'a gaufré et refroidi.
Etant donné que les deux revêtements de saran sont dans un état amorphe, on obtient un soudage permanent par contact des deux couches et le matériel fini est alors enlevé du cylindre de bossellement au moyen d'une série de rouleaux 182, 183, 184 et 185 et est enroulé sur une bobine appropriée 186.
Le matériel fabriqué grâce au procédé et au disposi tif représentés dans la fig. 8 est représenté dans la fig. 11 et on observera que les couches imperméables 1, qui dans la présente forme d'exécution sont constituées par du saran, sont complètement enfermées dans les couches de base telles que du polyéthylène ou du polyvinyle.
Comme indiqué ci-dessus, certaines formes d'exé cution de l'appareil peuvent être utilisées dans un pro- cédé unique continu pour la fabrication d'un stratifié plastique et la transformation immédiatement subsé quente des stratifiés en un matériel cellulaire. On peut par exemple utiliser le procédé et l'appareil de la. fig. 1 avec le procédé et l'appareil indiqués dans la fig. 7 sous forme d'un procédé unique permettant la fabrication con tinue du matériel cellulaire.
En opérant ainsi, il est pos sible d'éliminer certaines des opérations de chauffage et de refroidissement et d'obtenir ainsi un procédé plus efficace.
Un appareil pour la formation de stratifiés plastiques et la transformation immédiatement subséquente en un matériel cellulaire est représenté dans la fig. 9. Dans la mesure oh certains éléments de la fig. 9 correspondent à des éléments des fig. 1 et 7, on a utilisé des nombres identiques additionnés de 200 pour désigner ces élé ments dans la fig. 9.
Le rouleau d'impression 15 de la fig. 1 est par exemple désigné dans la fig. 9 par 215 et le rouleau de gaufrage ou bossellement 139 de la fig. 7 est désigné par le nombre de référence 339.
L'appareil de la fi-. 9 peut être utilisé pour la fabri cation d'une grande variété de stratifiés et en particulier pour le revêtement de pellicules ou feuilles de polyéthy lène et de chlorure de polyvinyle au moyen d'une matière plastique imperméable telle que du saran. Comme cela deviendra évident,
les revêtements de saran peuvent ou bien être soudés à chaud de manière à assembler deux feuilles en matière plastique à revêtement pour la forma tion d'un matériel cellulaire ou l'assemblage peut être effectué en amenant les revêtements de saran à un état amorphe. Dans la description précédente d'autres for mes d'exécution, les températures et le traitement thermi que pour effectuer l'assemblage des stratifiés plastiques ont été décrits et les mêmes principes s'appliquent dans le cas du dispositif de la fig. 9.
Les feuilles de matière plastique devant être revêtues sont désignées par les nombres 210a et 210b et sont trai tées simultanément. On fait passer la feuille 210a sur des rouleaux 211 et 212 et de là entre un rouleau d'impres sion 215 et un contre-rouleau 214. Le rouleau d'impres sion 215 est immergé dans un bain 216 qui peut être constitué par une émulsion de saran et une raclette 218 élimine l'excès d'émulsion sur la surface du rouleau 215.
La feuille imprimée 210 passe alors sur les rouleaux 220 ,à 228 et en dessous des éléments de chauffage 230 à 232 à chaleur radiante. Le stratifié séché se déplace alors autour du cylindre 229 et le revêtement subit un séchage supplémentaire au moyen de jets d'air chaud provenant d'un logement 239 comme décrit ci-dessus en liaison avec la fig. 1.
Le stratifié, lorsqu'il quitte le cylindre 229 pen dant qu'il est dans un état chauffé, se trouve à une tem pérature inférieure au point de fusion du saran. Afin d'élever la. température du stratifié à une température appropriée de moulage et d'assemblage par fusion, la pellicule passe sur des rouleaux 336, 337 et 338 qui peu vent être chauffés à des températures successivement croissantes, puis on l'amène sur un cylindre 339 de bos sellement au moyen du vide.
La deuxième feuille 210b est traitée d'une manière sensiblement identique à celle de la feuille 210a et les éléments pour le traitement de la feuille 210b sont dési gnés par les nombres correspondants affectés du signe prime.
Après que la feuille 210b a quitté le tambour 229', elle passe sur trois rouleaux de chauffage 336', 337' et 338' et à partir de là autour d'un rouleau refroidi 351 ayant un revêtement élastique 351a de préférence en un caoutchouc de silicone de manière à obtenir une pression de serrage sensiblement uniforme sur toute sa surface de contact avec le cylindre 339 de bossellement ou de gau frage.
Un dispositif final de chauffage 352 entourant une partie de la périphérie du rouleau 351 chauffe la surface extérieure de la feuille 210b à une température supérieure à la température d'assemblage par fusion de manière à effectuer un soudage avec la feuille gaufrée 210a et à obtenir plusieurs cellules scellées. La température du cylindre 339 est de préférence réglée à un niveau infé rieur à la température de bossellement de la feuille 210a. A des vitesses relativement élevées, la température du cylindre 339 peut être réduite à une température de l'or dre de 38 C et même à une température inférieure.
En plus, des jets d'eau ou de gaz 339' de refroidissement peuvent être utilisés pour assurer un refroidissement suf fisant du matériel stratifié ainsi qu'une adhérence perma nente entre les deux pellicules ou feuilles revêtues.. On fait alors passer le matériel fini autour de rouleaux 354, 355 et 356 de refroidissement et on le fait ensuite passer sur un rouleau 357 puis sur la bobine 358. Le matériel fini correspond alors au produit indiqué dans la fig. 11 bien que les bosses ou parties saillantes puissent avoir des configurations autres que des configurations hémisphé riques.
Le dispositif de la fig. 9 peut aussi être utilisé pour un procédé modifié pour le scellage ou soudage des feuilles plastiques revêtues 210a et 210b, lorsque le revê tement appliqué sur les feuilles comporte un état amor phe tel que dans le cas du saran. Ce mode opératoire modifié fait intervenir le chauffage des revêtements de saran au moins à une température de l'ordre de 101,5 C et ensuite le refroidissement rapide des revêtements à une température bien inférieure à la température am biante et de préférence de l'ordre de 40 à 161, C.
Le refroidissement de la feuille 210a peut être effectué par l'utilisation d'une courroie de refroidissement 168 comme indiqué à la fig. 8, laquelle agit de manière à refroidir la feuille bosselée ou gaufrée 210a tandis qu'elle est sur le cylindre de gaufrage ou bossellement 339. La feuille 210b est alors surfondue au moyen de rouleaux 336', 337' et 338' et un rouleau 351 agit uniquement pour amener la feuille 210b en contact de pression avec la feuille 210a sur le cylindre de gaufrage 339. Avec cette disposition, il n'est pas nécessaire de refroidir les rouleaux 354, 355 et 356 mais on peut les maintenir à température ambiante.
L'appareil représenté à la fig. 10 permet un procédé continu pour revêtir simultanément quatre feuilles plasti ques séparées d'une matière plastique contenant du saran ou une matière analogue, de transformer en stratifiés deux paires de feuilles de manière à obtenir un matériel à trois couches comme décrit en liaison avec la fig. 3 et de réaliser ensuite un matériel cellulaire à partir des deux stratifiés de manière à obtenir un produit fini qui est sensiblement identique à celui indiqué par exemple dans la fig. 12 du dessin.
Les quatre feuilles qui sont traitées simultanément sont désignées par les nombres de référence 410a, 410b, 410c et 410d. La feuille 410a est amenée par l'intermé diaire des rouleaux 411a et 412a sur un rouleau d'im pression 413a comportant une raclette 414a. Le rouleau d'impression 413a est partiellement immergé dans un bain 415a contenant un latex tel que la combinaison de polyvinylidène et d'acrylonitrile comme décrit précédem ment. Un contre-rouleau 416a coopère avec le rouleau d'impression 413a de manière à déposer le latex sur la pellicule 410a.
La feuille revêtue passe alors sur les rou leaux 417a à 423a et les éléments de chauffage 424a, 425a et 426a à infrarouge agissent de manière à éliminer une partie de l'humidité du revêtement comme décrit en liaison avec la fig. 1. La feuille passe alors autour d'un tambour 427a comportant un dispositif 428a à jets d'air correspondant au dispositif 39 décrit en liaison avec la fig. 1. Celui-ci produit le séchage final du revêtement et la feuille plastique revêtue 410a est alors enlevée du tambour 427a au moyen de rouleaux chauffes 429a, 430a, 431a et 432a.
Les feuilles 410b, c et d sont traitées simultanément à la feuille 410a de la même manière et les éléments correspondants de l'appareillage de traitement de ces trois pellicules sont désignés par des nombres correspon dants comportant les suffixes b, c et d respectivement.
Les feuilles revêtues 410a et 410b sont réunies, les revêtements étant chauffés à une température de sou dage et elles passent entre les rouleaux de pression 433a et 433b, ce dernier comportant de préférence un revête ment élastique en un caoutchouc de silicone ou analo gue. Ceci produit un stratifié à trois couches qui est sen siblement comme indiqué dans la fig. 4 du dessin et qui est désigné dans la fig. 10 par le nombre de référence 410'. Le stratifié est alors amené sur les rouleaux 434 à 439 et en dessous des éléments de chauffage 440, 441 et 442 à chaleur radiante infrarouge de manière à chauf fer le stratifié 410'.
Le stratifié passe alors autour de rouleaux de chauffage 443, 444, 445 et 446 et à partir de là sur le cylindre de gaufrage 447.
Un deuxième stratifié 410" à trois couches est alors réalisé à partir des feuilles revêtues 410c et 410d de ma nière similaire et les éléments de l'appareil pour effectuer la formation du stratifié correspondent aux éléments de l'appareil pour former le stratifié à partir des feuilles 410a et 410b et sont désignés par des nombres identiques comportant le signe prime. Toutefois les rouleaux 445 et 446 pour chauffer le stratifié 410' sont remplacés par un rouleau 448 unique à revêtement élastique de manière à obtenir une pression uniforme s'exerçant sur un cylin dre de gaufrage 447 de sorte qu'un soudage efficace est obtenu entre les deux stratifiés.
Le revêtement sur le rou leau 448 est de préférence en caoutchouc de silicone ou en une matière analogue comme dans le cas du rouleau <B>151</B> de la fig. 7. Le matériel cellulaire stratifié sur le cylindre 447 de gaufrage ou bossellement est alors re froidi au moyen de jets d'air froid ou d'eau 449 et le matériel refroidi est alors enlevé au moyen de rouleaux de refroidissement 450, 451 et 452. Le matériel est alors guidé autour d'un rouleau 453 et est enroulé sur la bobine 454.
L'appareil de la fig. 10 peut être modifié pour la for mation des stratifiés à partir des feuilles plastiques revê tues 410a et b et 410c et d par utilisation du procédé de surfusion. Dans ce but, des rouleaux 429a, 430a et 431a sont refroidis à la température de surfusion afin de refroidir rapidement le revêtement de manière à l'amener à un état amorphe. Les rouleaux 429b, 430b et 431b sont amenés de manière similaire à une température de sur fusion afin de refroidir le revêtement sur la feuille 410b. Lorsque les feuilles à revêtement surfondu sont réunies entre les rouleaux 433a et 433b, elles adhèrent immédia- tement avec formation d'un stratifié à trois couches.
Le procédé de chauffage et de bossellement du stratifié à trois couches 410' est ensuite le même que celui décrit ci-dessus. On utiliserait le même procédé pour la for mation d'un stratifié à partir des feuilles revêtues 410c et 410d par refroidissement des rouleaux 429c, 430c, 431c, 429d, 430d et 431d.
Il est évident à partir de ce qui précède qu'on peut naturellement utiliser des combinaisons d'appareil pour obtenir le produit résultant. Il est par exemple possible de revêtir au moyen d'un procédé continu des feuilles plastiques et de former un stratifié à trois couches et ensuite de combiner le stratifié à trois couches avec un stratifié à deux couches de manière à former un matériel cellulaire.
Les produits sont représentés dans les fig. 11 à 14 et dans chaque cas les matières de support ou de base ont été désignées par la lettre B tandis que la matière dépo sée sur le support est désignée par la lettre I. Dans la fig. 11, on a utilisé des stratifiés à deux couches, la cou che imperméable I étant enfermée et protégée par la ma tière de base.
La matière de base peut naturellement être du chlorure de polyvinyle ou du polystyrène par exem ple, tandis que la matière imperméable peut comprendre une combinaison de chlorure de polyvinylidène et d'acry lonitrile, bien que d'autres matières plastiques appro priées à l'obtention des mêmes résultats puissent être uti lisées. On observera que lorsque les couches. 1 sont sou dées ensemble de manière à former les cellules elles con duisent à une structure sensiblement homogène permet tant la fermeture permanente des cellules.
La fig. 12 représente une variante dans laquelle on utilise des stratifiés à trois couches. On observera que dans chacun des stratifiés, la matière imperméable I est enfermée entre des couches extérieures de la matière de base.
Les fig. 13 et 14 représentent des variantes faisant intervenir l'utilisation de stratifiés à deux couches et à trois couches.
Dans la représentation des produits dans les fig. 11 à 14, on a accentué les épaisseurs des couches pour des rai sons de clarté ; la matière de base peut avoir une épais seur de l'ordre de 25 à 50 microns, tandis que le revête ment en matière imperméable peut avoir une épaisseur de l'ordre du 1/10 de l'épaisseur de la matière de base et les cellules peuvent être de dimensions et de configura- tions désirables quelconques.