FR2487248A1 - LAMINATED THERMOPLASTIC PRODUCT AND ARTICLES MADE THEREFROM - Google Patents
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Abstract
CE PRODUIT STRATIFIE EST COMPOSE D'UNE COUCHE DE POLYMETHYLMETHACRYLATE 2 PAR EXEMPLE DEBITEE PAR UNE EXTRUDEUSE 1, ET AU MOINS UNE COUCHE DE POLYMETHYLMETHACRYLATE A HAUTE RESISTANCE AU CHOC PRESENTEE SOUS LA FORME D'UN FILM 6 QUI SE DEROULE D'UNE BOBINE DEBITRICE 7, LA STRATIFICATION S'EFFECTUE PAR EXEMPLE SIMULTANEMENT AVEC LE CALANDRAGE DE LA FEUILLE EXTRUDEE. LE PRODUIT OBTENU PRESENTE UN ALLONGEMENT TRES REDUIT, COMPARATIVEMENT A CELUI DU POLYMETHYLMETHACRYLATE SEUL, PENDANT LA PHASE DE CHAUFFAGE QUI FAIT PARTIE DU PROCEDE DE THERMOFORMAGE ULTERIEUR. PRINCIPALE APPLICATION: FABRICATION PAR THERMOFORMAGE D'OBJETS SANITAIRES (BAIGNOIRES, EVIERS, LAVABOS), DE PANNEAUX PUBLICITAIRES LUMINEUX, DE LUMINAIRES, DE LUCARNES, DE PANNEAUX POUR L'INDUSTRIE DU MEUBLE ET DU BATIMENT.THIS LAMINATED PRODUCT CONSISTS OF A LAYER OF POLYMETHYLMETHACRYLATE 2, FOR EXAMPLE DEBITED BY AN EXTRUDER 1, AND AT LEAST ONE LAYER OF HIGH IMPACT RESISTANCE POLYMETHYLMETHACRYLATE SHOWN IN THE FORM OF A FILM 6 FROM A BOBIN 7 , THE LAMINATION IS PERFORMED FOR EXAMPLE SIMULTANEOUSLY WITH CALENDERING OF THE EXTRUDED SHEET. THE PRODUCT OBTAINED SHOWS A VERY REDUCED ELONGATION, COMPARISON WITH THAT OF POLYMETHYLMETHACRYLATE ALONE, DURING THE HEATING PHASE WHICH IS PART OF THE SUBSEQUENT THERMOFORMING PROCESS. MAIN APPLICATION: MANUFACTURING BY THERMOFORMING OF SANITARY OBJECTS (TUBS, SINKS, WASHBASINS), LUMINOUS ADVERTISING PANELS, LUMINAIRES, LUCARNES, PANELS FOR THE FURNITURE AND BUILDING INDUSTRY.
Description
La présente invention se rapporte à un produit stra-The present invention relates to a structural product
tifié fait d'une matière thermoplastique et aux articles made of a thermoplastic material and to the articles
finis obtenus à partir de ce produit. Elle concerne plus par- finishes obtained from this product. It concerns more
ticulièrement un produit stratifié fait de polyméthylmétha- especially a laminate product made of polymethyl metha-
crylate (PMMA) qui possède des caractéristiques mécaniques améliorées et est facile à travailler, ainsi que les articles crylate (PMMA) which has improved mechanical characteristics and is easy to work, as well as items
finis obtenus à partir de ce produit par thermomoulage. finishes obtained from this product by thermomolding.
Il est bien connu de produire des feuilles de PMMA par It is well known to produce PMMA sheets by
extrusion et calandrage consécutif dans des jeux de rouleaux. consecutive extrusion and calendering in roller sets.
De même, il est connu de produire à partir de ces feuilles des articles mis en forme tels que, par exemple, des objets sanitaires (par exemple des baignoires, des éviers, des cuvettes de lavabos, des bacs et parois pour douches, et objets analogues), des panneaux publicitaires lumineux, des luminaires (par exemple des plafonniers), des lucarnes et coupoles d'éclairage, des panneaux de séparation pour meubles Similarly, it is known to produce from these sheets shaped articles such as, for example, sanitary objects (eg bathtubs, sinks, sinks, trays and walls for showers, and objects similar), advertising billboards, lighting fixtures (eg ceiling lights), dormers and lighting domes, furniture partition boards
et pour l'industrie du bâtiment, etc...Ces articles sont gé- and for the building industry, etc. These items are
néralement obtenus par la technique connue de thermoformage, qui consiste à chauffer les feuilles de PMMA et à les mettre generally obtained by the known technique of thermoforming, which consists in heating the PMMA sheets and putting them
en forme dans des moules appropriés. shaped into appropriate molds.
Le chauffage des feuilles s'effectue en général dans The heating of the leaves is generally carried out in
un four dans lequel ces feuilles sont disposées verticale- an oven in which these leaves are arranged vertically
ment, suspendues à leurs extrémités supérieures par des pin- suspended at their upper ends by pins
ces appropriées.these appropriate.
Dans les premières minutes du chauffage, la chaleur provoque un retrait dimensionnel de la feuille qui est dû à In the first minutes of heating, the heat causes a dimensional shrinkage of the sheet which is due to
la détente des tensions internes qui ont été engendrées pen- easing the internal tensions that have been generated during
dant la phase d'extrusion des feuilles et pendant le calan- during the leaf extrusion phase and during
drage consécutif.consecutive sucking.
Après cette détente, en raison de la température at- After this relaxation, due to the temperature
teinte par la feuille dans les conditions de fonctionnement dyed by the sheet under the operating conditions
(température qui est supérieure à la température de transi- (temperature which is higher than the temperature of
tion vitreuse de la matière), débute une phase d'allongement vitreous content of the material), begins a phase of lengthening
de la feuille qui est due au fluage de la matière. of the leaf that is due to the creep of the material.
Dans le cas des feuilles de PMMA, lorsqu'on applique les temps de chauffage habituels, on a constaté qu'il se In the case of PMMA sheets, when the usual heating times are applied, it has been found that
produisait des allongements supérieurs à 10 %, ce qui en- produced elongations greater than 10%, which
traine des variations dimensionnelles et des problèmes dans trailing dimensional variations and problems in
le traitement de thermoformage consécutif des articles dési- the subsequent thermoforming treatment of the desired articles
rés. En outre, les produits finis ainsi obtenus présentent Res. In addition, the finished products thus obtained
d'excellentes caractéristiques esthétiques et de bonnes pro- excellent aesthetic characteristics and good
priétés de résistance aux agents atmosphériques, mais de mé- properties of resistance to atmospheric agents, but of
diocres caractéristiques de résistance mécanique; par exem- diocre characteristics of mechanical strength; for example
ple, ils présentent une faible résistance au choc. ple, they have low impact resistance.
Dans certaines applications, comme par exemple dans In some applications, such as in
la production de feuilles de PMMA pour les articles sanitai- the production of PMMA sheets for sanitary articles
res tels que les baignoires, cuvettes de lavabos et analo- such as bathtubs, washbasin bowls and similar
gues, il est important que l'article obtenu à partir de ces it is important that the article obtained from these
feuilles possède également de bonnes caractéristiques mécani- leaves also has good mechanical characteristics
ques; il est important que l'article possède non seulement c; it's important that the article not only has
une bonne rigidité, que l'on peut obtenir en renforçant l'ar- good rigidity, which can be achieved by strengthening the
ticle manufacturé avec une résine de polyester, par exemple manufactured with a polyester resin, for example
chargée de fibres de verre, mais également qu'elles présen- loaded with fiberglass, but also
tent une bonne résistance au choc.have good impact resistance.
Le but de l'invention est de réaliser un produit stra- The object of the invention is to produce a structural product
tifié en polyméthylméthacrylate(PMMA) qui élimine ou du moins polymethyl methacrylate (PMMA) which eliminates or at least
réduise les inconvénients énumérés plus haut. reduce the disadvantages listed above.
Plus particulièrement, l'invention a pour but de réa- More particularly, the object of the invention is to
liser un produit stratifié en PMMA qui présente des caracté- a laminated PMMA product with characteristics
ristiques de possibilité de traitement améliorées, c'est-&- improved treatment possibilities, this is - & -
dire qui présente des allongements inférieurs à 10 % avec say that has elongations of less than 10% with
les temps de chauffage habituels, en réduisant ainsi les va- the usual heating times, thus reducing the
riations dimensionnelles et les difficultés résultant de ces variations qui se manifestent dans la phase consécutive de thermoformage. Un autre but de l'invention est de réaliser un autre dimensional changes and the difficulties resulting from these variations that occur in the subsequent phase of thermoforming. Another object of the invention is to realize another
produit stratifié en PMMA qui possède une meilleure résis- stratified PMMA product which has better resistance
tance au choc.shock.
Tous ces buts ainsi que plusieurs autres, qui apparat- All these goals as well as many others, which
tront plus clairement à la lecture de la description détail- more clearly on reading the detailed description of the
lée qui va suivre, sont avantageusement atteints au moyen d'un produit stratifié fait d'une matière thermoplastique et qui comprend, suivant l'invention, au moins une couche de polyméthylméthacrylate et au moins une couche de polyméthyl- The following description is advantageously achieved by means of a laminated product made of a thermoplastic material and which comprises, according to the invention, at least one polymethyl methacrylate layer and at least one polymethylmethacrylate layer.
méthacrylate à haute résistance au choc. methacrylate with high impact resistance.
Dans le produit stratifié, la couche de polyméthyl- In the laminate product, the polymethyl-
méthacrylate à haute résistance au choc se présente comme un substrat. high impact methacrylate is a substrate.
La couche de polyméthylméthacrylate (PMMA) est cons- The polymethyl methacrylate (PMMA) layer is
tituée par une résine à base méthacrylique, obtenue par des procédés de polymérisation classiques connus (polymérisation by a methacrylic-based resin obtained by known conventional polymerization processes (polymerization
en suspension, en émulsion, etc...), et elle peut être com- in suspension, in emulsion, etc ...), and it can be
posée d'un homopolymère de méthylméthacrylate ou d'un copo- of a homopolymer of methylmethacrylate or a copolymer
lymère de mêthylméthacrylate et de méthylacrylate ou d'éthyl- methylmethacrylate and methylacrylate or ethyl-
acrylate, ces derniers composés étant présents en des quan- acrylate, the latter compounds being present in
tités qui varient entre 2 % et 10 % en poids. which vary between 2% and 10% by weight.
La couche de PMMA A haute résistance au choc est cons- The high impact PMMA layer is
tituée par une résine à base méthacrylique dans laquelle sont dispersées de façon homogène des particules d'un élastomère à base acrylique; cette résine est connue en soi et peut characterized by a methacrylic-based resin in which particles of an acrylic-based elastomer are homogeneously dispersed; this resin is known per se and can
être préparée suivant des procédés bien connus de polyméri- be prepared by well-known methods of polymeric
sation et de greffage.sation and grafting.
Le produit stratifié suivant l'invention est obtenu The laminated product according to the invention is obtained
en accouplant entre eux, par des procédés connus, par exenrm- by coupling together, by known methods, for example
ple par calandrage à chaud, une feuille extrudée de PMMA avec un film de polyméthylméthacrylate à haute résistance by hot calendering, an extruded sheet of PMMA with a high strength polymethyl methacrylate film
au choc.to shock.
Pour la préparation de la feuille de PMMA ainsi que For the preparation of the PMMA sheet as well as
pour celle du film de polyméthylméthacrylate à haute résis- for the high-strength polymethyl methacrylate film
tance au choc, il s'est révélé approprié d'utiliser des ma- shock, it has proved appropriate to use
tières du commerce déjà connues. Par exemple, pour la pro- already known trade names. For example, for the
duction de la feuille de PMMA, on peut utiliser avantageu- of the PMMA sheet, it is advantageous to use
sement la résine polyméthacrylique produite par la Demande- the polymethacrylic resin produced by the
resse et connue sur le marché sous le nom de "VEDRIL" (mar- known and known on the market as "VEDRIL" (
que déposée), tandis que, pour la production du film de po- filed), while for the production of the film
lyméthacrylate à haute résistance au choc, on peut utiliser la résine polyméthacrylique à haute résistance au choc "OROGLAS DR 100 EG"' (marque déposée) produite par RBhm et Haas. As a high-impact lymethacrylate, the high impact polymethacrylic resin "OROGLAS DR 100 EG" (trade mark) produced by RBhm and Haas can be used.
Le produit stratifié suivant l'invention est de pré- The laminated product according to the invention is
férence produit en accouplant entre eux la feuille de PMMA extrudée, directement pendant la phase de calandrage à chaud produced by coupling the extruded PMMA sheet together, directly during the hot calendering phase
de cette feuille en cours d'extrusion, au film de polyméthyl- of this sheet being extruded, to the polymethyl
méthacrylate à haute résistance au choc qui a été obtenu préa- high impact methacrylate which has been obtained prior to
lablement par calandrage ou par extrusion. lablement by calendering or extrusion.
L'épaisseur du film de polyméthylméthacrylate dépend du type de produit stratifié que l'on cherche à obtenir, et The thickness of the polymethyl methacrylate film depends on the type of laminate product that is to be obtained, and
elle est en général comprise entre 0,2 et 1,0 mm. it is in general between 0.2 and 1.0 mm.
Le dessin annexé donné uniquement à titre d'exemple, illustre schématiquement par sa figure unique un procédé pour The accompanying drawing given solely by way of example, schematically illustrates by its single figure a method for
la préparation d'un produit stratifié suivant l'invention. the preparation of a laminate product according to the invention.
Le PMMA est extrudé sur une extrudeuse 1 sous la for- PMMA is extruded on an extruder 1 under the form of
me d'une feuille 2 que l'on fait ensuite passer entre les cy- of a sheet 2 that is then passed between the cy-
lindres de calandrage 3, 4 et 5 d'une calandre. calendering lobes 3, 4 and 5 of a calender.
Pendant le passage de la feuille entre les cylindres 4 et 5 de calandrage, il se produit un accouplement stable entre cette feuille et le film de polyméthylméthacrylate à During the passage of the sheet between the calendering rolls 4 and 5, there is a stable coupling between this sheet and the polymethylmethacrylate film.
haute résistance au choc, qui provient d'une bobine 7. high impact resistance, which comes from a coil 7.
Le produit assemblé 8 ainsi obtenu est ensuite refroi- The assembled product 8 thus obtained is then cooled
di sur des rouleaux de refroidissement 9 et représente le di on cooling rollers 9 and represents the
produit stratifié final suivant l'invention. final laminated product according to the invention.
Les références 10 et 11 désignent des rouleaux de trac- References 10 and 11 denote rolls of trac-
tion destinés respectivement à tirer le film à haute résis- designed respectively to draw the high-resistance film
tance au choc et le produit assemblé, tandis que les réfé- impact and the assembled product, while the references
rences 12 et 13 désignent respectivement les rouleaux de gui- 12 and 13 respectively refer to the guide rolls
dage.dage.
En utilisant la résine polyméthacrylique VEDRIL pro- By using the polymethacrylic resin VEDRIL
duite par la Demanderesse et un film à haute résistance au choc obtenu à partir de la résine OROGLAS DE 100 ER produite selected by the Applicant and a high impact film obtained from the resin OROGLAS DE 100 ER produced
par R6hm et Haas, on a produit des produits stratifiés con- by R6hm and Haas, laminate products were produced
forméme*t au schéma de principe représenté par le dessin. form * t to the schematic diagram represented by the drawing.
On a réalisé alors des feuilles d'une épaisseur tota- Leaves of a total thickness were then produced.
le de 3 mm et de 5 mm, dans lesquelles l'épaisseur du film à haute résistance au choc était de 0,3, 0,6, 0,8 et 1,0 mm respectivement. 3 mm and 5 mm, in which the thickness of the high impact film was 0.3, 0.6, 0.8 and 1.0 mm respectively.
Avec les mêmes modes opératoires, on a ensuite prépa- With the same procedures, we then prepared
ré des feuilles de même épaisseur 3 et 5 mm, mais sans le re sheets of the same thickness 3 and 5 mm, but without the
film à haute résistance au choc.high impact film.
A partir de ces feuilles, on a préparé des éprouvet- From these leaves, test specimens were prepared
tes destinées à être soumises aux essais de résistance au intended to be subjected to resistance
choc suivant la norme britannique BS-2782-306/B. shock according to the British standard BS-2782-306 / B.
Les essais ont été effectués en soumettant les éprou- The tests were carried out by submitting the tests
vettes à des chocs sur la face opposée à celle qui porte le vices to shocks on the opposite side to that which carries the
film à haute résistance au choc.high impact film.
Les résultats obtenus ont été enregistrés au tableau suivant. Essai Epaisseur totale Epaisseur du film Résistance au no de la feuille, à haute résistance choc -en mm au choc, en mm kg cm/cm The results obtained were recorded in the following table. Test Total thickness Thickness of the film Resistance to the sheet no., High impact resistance -in mm impact, in mm kg cm / cm
1 3 - 13,21 3 - 13.2
2 3 0O3 16,02 3 OO3 16.0
3 3 0,6 21,63 3 0.6 21.6
4 3 0,8 23,74 3 0.8 23.7
5 3 1,0 24,35 3 1.0 24.3
6 5 - 18,76 5 - 18.7
7 5 0,3 23,17 5 0.3 23.1
8 5 0,6 26,48 5 0.6 26.4
9 5 0,8 27,89 5 0.8 27.8
10 5 1,0 31,510 5 1.0 31.5
Le tableau ci-dessus fait ressortir clairement l'amé- The table above clearly shows how
lioration de la résistance au choc des produits stratifiés suivant l'invention (essais 2 à 5 et 7 à 10) comparativement aux feuilles exclusivement faites de polyméthylméthacrylate improvement of the impact resistance of the laminates according to the invention (tests 2 to 5 and 7 to 10) compared to sheets made exclusively of polymethyl methacrylate
(essais 1 et 6).(trials 1 and 6).
On a soumis les produits stratifiés obtenus suivant l'invention à un chauffage, pour les transformer ensuite par thermoformage en articles de divers types, et on n'a pu détecter aucun allongement notable à la fin de la phase de chauffage. The layered products obtained according to the invention were subjected to heating, then thermoformed into articles of various types, and no noticeable elongation was detected at the end of the heating phase.
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