FR2505247A1

FR2505247A1 - Procede et appareil pour produire une feuille ou pellicule a orientation biaxiale

Info

Publication number: FR2505247A1
Application number: FR8207910A
Authority: FR
Inventors: Masao Takashige; Kazuhisa Kaneda; Naotaka Murakami
Original assignee: Idemitsu Petrochemical Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Petrochemical Co Ltd
Priority date: 1981-05-07
Filing date: 1982-05-06
Publication date: 1982-11-12
Also published as: GB2102332A; IT8267569A0; GB2102332B; DE3217039A1; US4443399A; FR2505247B1; KR850001874B1; KR830009921A; JPS649927B2; DE3217039C2; IT1156466B; JPS57182407A

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE ET UN APPAREIL POUR PRODUIRE UNE FEUILLE OU PELLICULE A ORIENTATION BIAXIALE; POUR PREPARER UNE FEUILLE OU PELLICULE A ORIENTATION BIAXIALE, ON EXTRUDE UNE RESINE FONDUE SOUS UNE FORME TUBULAIRE HORIZONTALEMENT, ON LA REFROIDIT, ON LA CHAUFFE UNIFORMEMENT EN AJUSTANT SEPAREMENT LA CHALEUR DU COTE INFERIEUR ET DU COTE SUPERIEUR POUR EMPECHER UN DEFAUT D'UNIFORMITE DE CHAUFFAGE DANS LA DIRECTION CIRCONFERENTIELLE DU A UN PHENOMENE DE CONVECTION THERMIQUE PUIS ON SOUMET LA RESINE TUBULAIRE A UNE ORIENTATION BIAXIALE.

Description

La présente invention concerne un procédé et un appareil pour produire une

feuille ou pellicule à orientation biaxiale.

Plus particulièrement l'invention concerne un pro-

cédé pour produire une feuille ou pellicule à orientation bi- axiale dans lequel une résine thermoplastique ayant une forte

rigidité, telle que du polystyrène, est soumise à une orienta-

tion biaxiale simultanée dans une direction horizontale pour 8 tre transformée en une feuille de résine ou une pellicule de

résine, ainsi qu'un appareil pour la mise en oeuvre de ce pro-

cédé et notamment un procédé pour produire une feuille de ré-

sine ayant de préférence une épaisseur d'environ 0,1 mm ou

plus et un appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé.

On conna t à ce jour comme procédés d'orientation biaxiale simultanée des résines thermoplastiques, ura procédé utilisant une élargisseuse et un procédé tubulaire Selon le procédé utilisant une élargisseuse, on oriente la résine avec une élargisseuse dans une direction de transfert et dans une

direction transversale de la résine Cependant ce procédé uti-

lisant une élargisseuse présente des inconvénients et en par-

ticulier la taille importante de l'appareillage et la perte importante par rognage, si bien que le procédé tubulaire est

de façon générale souhaitable.

En ce qui concerne ce procédé tubulaire, ces der-

nières années on a mis au point un procédé d'orientation à

l'air comprimé en deux stades et on l'a utilisé pour le poly-

propylène, le polyéthylène et matériaux similaires Comme le montre la figure 1, selon ce procédé une résine fondue est

extrudée sous une forme tubulaire par une filière 1 verticale-

ment vers le bas (ou vers le haut), de l'air comprimé est in-

troduit à l'intérieur de la résine tubulaire par une première canalisation d'air comprimé 2, tandis que la résine tubulaire est d'abord soumise à un refroidissement et à une régulation de la forme (calibrage) par un récipient de refroidissement 3

placé sur le pourtour de la résine tubulaire; puis la rési-

ne tubulaire est serrée par des premiers rouleaux aplatisseurs 4; de l'air comprimé à la pression requise pour l'orientation

est ensuite introduit par une seconde canalisation d'air com-

primé 5 pour orienter la résine tubulaire; la résine tubulai- re est à nouveau serrée par de seconds rouleaux aplatisseurs 6 et soumise à un traitement thermique par un anneau d'air de chauffage 7; l'orientation de la résine, qui a été orientée,

est stabilisée; la résine tubulaire est aplatie par un élé-

ment de guidage du bulbe 8 tout en étant chauffée par un dis-

positif de chauffage 9 pour empocher la formation de rides, de craquelures et similaires, la résine est pliée par des troisièmes rouleaux aplatisseurs 10 puis les plis formés aux extrémités opposées sont découpés et la résine est enroulée

sur des cylindres d'enroulement 11.

Néanmoins, le procédé du type décrit présente cer-

tains inconvénients et en particulier une résine de polysty-

rène ayant une rigidité très élevée, ou une autre résine ther-

moplastique, que l'on désire transformer en une feuille épais-

se, ne peut pas être orientée, car la résine tubulaire se fis-

sure, et ne peut pas être commercialisée par suite des rides, des courbures,des distorsions et similaires provoquées lors du

pliage et de l'aplatissement.

Lorsque l'on soumet une résine de polystyrène ou une autre résine thermoplastique à une orientation biaxiale simultanée selon le procédé à air comprimé en un seul stade, la résine fondue que l'on a extrudée sous une forme tubulaire

est d'abord refroidie puis réchauffée Cependant le polysty-

rène et les matériaux similaires ont une très faible conduc-

tivité thermique et par conséquent, une région de réchauffage

assez importante est nécessaire pour maintenir le côté inté-

rieur et le côté extérieur de la résine tubulaire à une tem-

pérature uniforme ce qui présente pour inconvénients que la hauteur de l'appareil doit nécessairement être accrue, que

la position de l'installation est limitée, que le fonction-

nement de l'appareil devient difficile et que la sécurité des utilisateurs n'est pas convenablement assurée De plus, même

lorsqu'on applique le procédé classique utilisant une élar-

gisseuse à une résine de polystyrène ou des matériaux simi-

laires, les pertes par rognage sont élevées comme précédem-

ment indiqué ce qui est indésirable du point de vue du rende-

ment de la production.

La présente invention a pour but de fournir un procédé permettant de produire de façon stable et stre une feuille ou pellicule à orientation biaxiale simultanée et un

appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé.

Pour atteindre le but précité, dans le procédé de

production selon l'invention, on adopte un procédé d'orienta-

tion biaxiale simultanée par l'air comprimé en un seul stade

dans la direction horizontale, selon lequel la résine thermo-

plastique que l'on a chauffée pour qu'elle fonde, est extru-

dée dans la direction horizontale, refroidie et calibrée puis chauffée uniformément, le chauffage appliqué au côté inférieur selon la verticale et le chauffage appliqué au côté supérieur

selon la verticale de la résine tubulaire étant ajustés sépa-

rément l'un de l'autre de façon à empêcher un défaut d'uni-

formité du chauffage de la résine tubulaire dans sa direction

circonférentielle par suite de l'augmentation de chaleur pro-

voquée par le phénomène de convection thermique lorsque la ré-

sine est chauffée avant l'orientation, puis la résine tubulai-

re est orientée et ensuite pliée pendant le traitement ther-

mique. Pour atteindre le but précité, l'appareil selon l'invention est tel qu'un mécanisme de calibrage externe est fixé à proximité d'une extrudeuse sur laquelle est montée une

filière dont l'orifice est dirigé dans la direction horizon-

tale, la résine tubulaire est introduite dans un récipient de

chauffage à une vitesse constante dans la direction horizon-

tale par un mécanisme de régulation de la vitesse de transfert,

le côté inférieur selon la verticale et le côté supérieur se-

lon la verticale de ce récipient de chauffage peuvent être ré-

glés séparément l'un de l'autre et de plus un mécanisme de traitement thermique est disposé dans une section de guidage

du bulbe pour aplatir la résine tubulaire après l'orienta-

tion. L'invention sera mieux décrite à la lecture de

la description qui suit faite en regard des dessins-annexés

dans lesquels: la Fig 1 est un schéma montrant un appareil de production d'une feuille ou pellicule selon le procédé tubulaire vertical classique; la Fig 2 est un schéma illustrant un mode de

réalisation de l'appareil de production d'une feuille ou pel-

licule orientée selon l'invention;

les figures 3 à 5 sont des vues agrandies mon-

trant respectivement les différentes parties essentielles du mode de réalisation précité;

la Fig 6 est un graphique montraot les carac-

téristiques de température dans le récipient de chauffage,

la hauteur du récipient figurant en ordonnées et la tempéra-

ture en abscisses; et

la Fig 7 est une vue agrandie montrant d'au-

tres portions essentielles du mode de réalisation précité.

Le mode de réalisation préféré de l'invention va

maintenant être décrit en regard des figures.

La figure 2 illustre un mode de réalisation de l'appareil selon l'invention La figure montre une filière 23, et un orifice de filière 22 dirigé horizontalement qui

sont disposés sur un côté d'une extrudeuse 21 Un orifice d'a-

limentation en fluide 25 est ménagé dans la portion centrale de l'orifice 22 de la filière 23 et l'extrudeuse 21 est munie d'un mécanisme d'alimentation en fluide sous pression, non représenté, pour introduire par l'orifice 25 d'alimentation en fluide, un fluide sous pression dans la résine tubulaire

24 extrudée sous forme tubulaire par la filière 23 Le flui-

de sous pression introduit par le mécanisme d'alimentation en fluide sous pression dans la résine tubulaire 24 peut de façon souhaitable être un gaz inerte vis-à-vis de la résine fondue et on utilise généralement de l'azote gazeux, de l'air ou similaires De plus la température de sortie de la résine tubulaire 24 extrudée par l'orifice 22 de la filière 23 peut de préférence être une température permettant l'extrusion, aussi basse que possible, dans une gamme de température située au-dessus de la température de transition de premier ordre ou

la température de début de fluidification de la résine 24.

Un mécanisme de calibrage externe 26 est disposé

en une position contiguë à la filière 23 Le mécanisme de ca-

librage externe 26 est fixé étroitement à la filière 23, car

sinon la résine tubulaire 24 contenant le fluide sous pres-

sion se dilaterait à l'extérieur à travers l'intervalle entre la filière 23 et le mécanisme de calibrage externe 26 ce qui

nuirait au formage.

Comme le montre sous une forme agrandie la figu-

re 3, ce mécanisme de calibrage externe 26 comporte un dispo-

sitif de refroidissement 28 dans lequel s'écoule un agent de refroidissement tel que l'eau et un dispositif d'attraction 29, sous vide, le diamètre extérieur de la résine tubulaire 24 étant ajusté de l'extérieur par un élément d'ajustement 31 tandis que la résine tubulaire 24 est refroidie par l'agent de refroidissement qui est en contact avec son pourtour Le

dispositif de refroidissement 28 peut de préférence être ca-

pable d'effectuer un refroidissement rapide et en particulier, lorsqu'une résine de polypropylène est refroidie rapidement,

sa transparence peut être améliorée en conséquence Un réci-

pient de refroidissement 32 est contigu au mécanisme de cali-

brage externe 26 et la résine tubulaire 24 traverse l'agent

de refroidissement 33 maintenu dans ce récipient de refroi-

dissement 32, la résine tubulaire 24 étant refroidie à une

température inférieure à la température de transition de se-

cond ordre ou au point de ramollissement de la résine 24 De

plus le récipient de refroidissement 32 est muni d'un dispo-

sitif de régulation de la température, non représenté, la température de refroidissement pouvant être réglée selon la

nature et l'épaisseur de la résine L'agent de refroidisse-

ment 33 peut être quelconque tant qu'il est inerte vis-à-vis de la résine tubulaire 24 et il peut par exemple consister

en un mélange d'eau et d'éthylèneglycol.

La résine tubulaire 24 qui a traversé le réci-

pient de refroidissement 32 est introduite dans un mécanisme de régulation de la vitesse de transfert comprenant des courroies sans fin en caoutchouc dont les surfaces mobiles

34 viennent en contact avec friction avec le pourtour exté-

rieur de la résine tubulaire 24 qui est guidée et portée par ce mécanisme 35 de régulation de la vitesse de transfert de telle sorte que la résine tubulaire 24 soit transférée à une vitesse constante dans la direction horizontale et que le pourcentage d'étirage dans la direction de la machine puisse

être réglé.

A la même hauteur que le mécanisme 35 de régula-

tion de la vitesse de transfert, sur un de ses côtés, selon la direction machine de la résine tubulaire 24, est disposé un récipient de chauffage 41 qui entoure la résine tubulaire

24 et la chauffe uniformément dans sa direction circonféren-

tielle Plus particulièrement, comme le montrent les figures

4 et 5, le récipient de chauffage 41 contient plusieurs élé-

ments chauffants 42 comprenant chacun un radiateur à infra-

rouges ou similaires ayant une longueur prédéterminée s'éten-

dant dans la direction horizontale, c'est-à-dire la direction d'écoulement de la résine tubulaire 24 de façon à entourer la

résine tubulaire 24 selon une circonférence imaginaire cen-

trée sur l'axe central de la résine tubulaire 24 Ces élé-

ments chauffants 42 sont disposés de façon à être réglés sé-

parément l'un de l'autre Par exemple lorsque la température

du côté supérieur selon la verticale du récipient de chauf-

fage 41 devient plus élevé que la température de son c 8 té

inférieur selon la verticale, par suite du phénomène de con-

vection thermique, un capteur de température ou similaires, non représenté, détecte ce phénomène si bien que seul le chauffage du c 8 té supérieur selon la verticale est arrêté et que la résine tubulaire 24 peut être chauffée uniformément selon sa direction circonférentielle De plus on peut choisir une disposition telle que les intervalles entre les éléments

chauffants 42 diminuent depuis le côté supérieur selon la ver-

ticale vers le coté inférieur selon la verticale, c'est-à-di-

re que la disposition des éléments chauffants 42 soit plus dense du côté supérieur que du côté inférieur du récipient

de chauffage 41.

Les éléments chauffants 42 du côté supérieur se-

lon la verticale et ceux du côté inférieur selon la verticale sont réglés de telle sorte qu'une différence de température entre la surface supérieure et la surface inférieure de la résine tubulaire 24 puisse être maintenue dans la gamme de + 1,S OC (voir la figure 6) De plus lorsqu'il apparaît une

section non uniforme dans la résine tubulaire 24, le chauf-

fage est réglé selon cette section non uniforme De plus si

l'on utilise un bain d'eau chaude dans le récipient de chauf-

fage 41 pour chauffer uniformément la résine tubulaire 24,

il est difficile d'éliminer l'eau chaude qui adhère à la ré-

sine tubulaire 24 et de plus dans le cas d'une section non uniforme de la résine tubulaire 24, la portion la plus mince augmente de volume plus rapidement pendant l'orientation ce qui empêche d'obtenir une feuille ou pellicule d'épaisseur

uniforme Donc ce bain d'eau chaude n'est pas souhaitable.

Lorsqu'on utilise comme résine tubulaire 24 une

résine ayant une rigidité élevée et une conductivité thermi-

que faible, telle que le polystyrène, ou que l'on produit une feuille de résine épaisse, on préfère disposer un récipient

de préchauffage 44 devant le récipient de chauffage 41 pré-

cité pour éviter un défaut d'uniformité thermique à l'inté-

rieur de la résine dû au chauffage rapide provoqué par le ré-

cipient de chauffage 41 Ce récipient de préchauffage 44 doit être construit de telle sorte que la résine tubulaire 24 soit chauffée uniformément selon sa direction circonférentielle

de la même façon que pour le récipient de chauffage 41.

Un élément 45 de régulation du diamètre extérieur

de la résine tubulaire est disposé au voisinage d'une posi-

tion o la résine tubulaire 24 qui a été chauffée par le ré-

cipient de chauffage 41 atteint une température d'orienta-

tion et est prêt à provoquer une striction dans la direction

machine de la résine tubulaire 24 pour fixer un point d'o-

rientation, ce qui permet d'effectuer une orientation régu-

lière et stable L'élément 45 de régulation du diamètre ex-

térieur de la résine tubulaire comporte une portion, non re-

présentée, venant en contact avec la surface périphérique ex-

térieure de la résine tubulaire 24 si bien que la résine tu-

bulaire 24 peut conserver une forme régulière grâce à cette portion de contact et que le point d'orientation peut être fixé Lorsque la résine tubulaire 24 est une résine dont la surface extérieure est facilement endommagée, telle qu'une résine de polystyrène, la portion de contact est de préférence

constituée de rouleaux ou similaires qui tournent à une vi-

tesse circonférentielle égale à la vitesse de transfert de la

résine tubulaire 24.

La résine tubulaire 24 dont le point d'orienta-

tion a été fixé par l'élément 45 de régulation du diamètre extérieur, est orientée immédiatement après avoir traversé cet élément 45 Cependant lorsqu'on utilise une résine très rigide telle que le polystyrène ou lorsqu'on produit une feuille épaisse, on préfère, pour effectuer une orientation plus régulière, disposer un anneau d'air 46 et insuffler de l'air chaud sur le pourtour extérieur de la résine tubulaire 24 pendant l'orientation par l'intermédiaire de l'anneau d' air 46 De plus, cet anneau d'air 46 peut être remplacé par un autre dispositif pour chauffer ou refroidir partiellement

la résine tubulaire 24 pendant l'orientation, tel que par e-

xemple un dispositif de rayonnement thermique, tel qu'un ra-

diateur à infrarouges ou une insufflation d'air refroidi.

La résine tubulaire 24 après orientation est con-

duite dans une section 51 de guidage du bulbe placée dans une position située à la même hauteur que le dispositif 45 de régulation du diamètre extérieur de la résine tubulaire et

qui en est espacée d'une distance prédéterminée dans la di-

rection machine de la résine tubulaire 24 Cette section 51 de guidage du bulbe comprend plusieurs rouleaux se rapprochant progressivement, si bien que la résine tubulaire 24 est pliée

lorsqu'elle avance dans la direction machine Pour plier ré-

gulièrement la résine tubulaire 24 après son orientation, on préfère que les surfaces des rouleaux 52 soient chromées ou

revêtues de Teflon (marque de fabrique pour du polytétrafluo-

roéthylène) -

Lorsqu'on utilise une résine très rigide, telle que le polystyrène, ou que l'on produit une feuille épaisse,

on préfère pour éliminer les rides, les courbures, les ondu-

lations et similaires de la résine tubulaire 24, que la sec-

tion 51 de guidage du bulbe comprenne une première sous-sec-

tion de guidage 51 A dans laquelle plusieurs rouleaux 52 se rapprochent progressivement et une seconde sous-section de

guidage 51 B, comme illustré par la figure 7 La seconde sous-

section de guidage 51 B comprend un groupe de rouleaux 52 dis-

posés parallèlement les uns aux autres sur les côtés opposés

de la résine tubulaire 24 de façon à serrer la résine tubu-

laire 24 ainsi pliée, afin que si des courbures ou des ondu-

lations de la résine tubulaire 24 se forment dans la première soussection de guidage 51 A, ces courbures ou ondulations soient éliminées par les rouleaux 52 disposés dans la seconde sous-section de guidage 51 B.

La section de guidage 51 comporte de plus un né-

canisme de traitement thermique 53 de recuit pour fixer ther-

miquement l'orientation de la résine tubulaire 24 après son

orientation On préfère que ce mécanisme de traitement ther-

mique 53 soit disposé de telle sorte qu'il comprenne des élé-

ments chauffants 54, c'est-à-dire plusieurs radiateurs à in-

frarouges disposés derrière les rouleaux 52 de la section de guidage 51 et que le mécanisme de traitement thermique ait une capacité thermique s'accroissant progressivement vers les rouleaux aplatisseurs 61 suivants comme illustré par exemple par la figure 7 La résine tubulaire 24 est chauffée par le mécanisme de traitement thermique 53 pour être soumise à un

traitement thermique et être protégée contre les rides, cour-

bures et ondulations qui se produiraient sinon lors du plia-

ge et ces avantages sont particulièrement importants lorsque l'on utilise une résine très rigide telle que le polystyrène ou lorsque l'on forme une feuille épaisse De plus on préfère que le mécanisme de traitement thermique 53 ait au moins deux

capteurs de température respectivement dans la direction ma-

chine de la résine tubulaire 24 et dans la direction perpen-

diculaire à la direction machine de la résine tubulaire 24 et ces capteurs de température régulent la capacité de chauffage si bien que la résine tubulaire 24 peut être convenablement soumise au traitement thermique et pliée selon sa nature et

sa taille.

Sur un des c 8 tés de la section de guidage 51 dans la direction machine de la résine tubulaire 24, se trouvent des rouleaux aplatisseurs 61 constitués de plusieurs rouleaux pour pincer la résine tubulaire 24 de façon à supprimer

totalement sa portion creuse Grâce à ces rouleaux aplatis-

seurs 61, la résine tubulaire 24 ainsi pliée est dépourvue

de courbures ou d'ondulations et le fluide sous pression con-

tenu dans la résine tubulaire 24 ne peut pas s'échapper Ces

rouleaux aplatisseurs 61 comportent des mécanismes 62 de ré-

gulation de la température réglés de façon à ce que la tempé-

rature diminue progressivement dans la direction machine de la résine tubulaire 24 Ces mécanismes de régulation de la

température 62 peuvent être placés dans les rouleaux aplatis-

seurs 61 ou sinon les rouleaux aplatisseurs 61 peuvent être

à proximité des mécanismes 62 de régulation de la température.

Lorsque la résine tubulaire 24 est passée à tra-

vers les rouleaux aplatisseurs 61, les plis opposés de la ré-

sine tubulaire 24 pliée par les rouleaux aplatisseurs 61 sont successivement coupés par un mécanisme de coupage 63 en deux

feuilles de résine 64 ou en une pellicule de résine Ces feuil-

les de résine 64 sont respectivement enroulées par un mécanis-

me d'enroulement 65 avec une vitesse d'enroulement supérieure à la vitesse de transfert de la résine tubulaire 24 réglée par

le mécanisme 35 précité de régulation de la vitesse de trans-

fert De plus dans le cas d'une pellicule rétrécissable uti-

lisée pour revêtir un tube d'acier ou similaires, le mécanis-

me de coupure peut être supprimé La figure 2 montre les rou-

leaux de tension 66. Selon le procédé et l'appareil de l'invention, le récipient de chauffage 41 est conçu pour chauffer uniformément la résine tubulaire 24 transférée à une vitesse constante dans la direction horizontale selon sa direction circonférentielle, si bien que l'on peut effectuer une orientation stable sans

provoquer la formation d'une section non uniforme ou similai-

res de la résine tubulaire 24.

Dans le cas o on utilise une matière ayant une

faible conductivité thermique, telle que le polystyrène, com-

me résine tubulaire 24, ou dans le cas o l'on produit une

feuille de résine épaisse à partir d'une autre résine, on pré-

fère chauffer lentement la résine tubulaire à une température relativement basse au moyen du récipient de chauffage 41 Dans

ce cas une région de chauffage longue est nécessaire et le ré-

cipient de chauffage 41 doit être long Cependant selon le procédé et ltappareil de production précédemment décrits de

l'invention, l'appareil ne s'étend que dans la direction ho-

* rizontale et par conséquent on évite les inconvénients des

appareils verticaux de l'art antérieur qui posent divers pro-

blèmes de disposition de l'installation, de régulation, de sé-

curité et similaires.

De plus, comme la résine tubulaire 24 est trans-

férée dans la direction horizontale, on peut facilement ajus-

ter le chauffage de la résine tubulaire 24 dans la direction machine et de plus même si l'agent de refroidissement 33 du

récipient de refroidissement 32 adhère à la surface de la ré-

sine tubulaire 24 et s'échappe du récipient de refroidisse-

ment 32, l'agent de refroidissement 33 peut facilement s'égout-

ter de la surface de la résine tubulaire 24.

De plus comme l'élément 45 de régulation du dia-

mètre extérieur de la résine tubulaire est placé au voisinage d'une position o la résine tubulaire présente une striction, le point d'orientation est fixé de façon fiable et on peut

réaliser une orientation stable.

Si la section 51 de guidage du bulbe est de plus munie d'au moins deux ou de plusieurs mécanismes de traite-

ment thermique 53 capables respectivement d'ajuster la tem-

pérature dans la direction machine de la résine tubulaire 24

(c'est-à-dire le bulbe) et dans sa direction circonférentiel-

le, l'aplatissement et le traitement thermique de la résine tubulaire 24 que l'on a orientée s'effectuent simultanément grâce aux mécanismes additionnels de traitement thermique 53

ce qui empêche la formation de rides, de courbures, d'ondu-

lations et similaires même lorsque l'on utilise une résine de polystyrène ou d'autres résines pour produire une feuille

épaisse.

Les résines utiles dans le procédé et l'appareil

de l'invention comprennent le polystyrène, un mélange de po-

lystyrène et d'une autre résine, une résine du groupe des polyoléfines, un mélange de résine du groupe des polyoléfines,

le polytéréphtalate d'éthylène glycol, le chlorure de polyvi-

nyle, les résines thermoplastiques cristallines et non cris-

tallines de type polyamide et similaires et les résines pré-

cédemment décrites conviennent particulièrement bien à la production de feuilles ayant une épaisseur d'environ 0,1 mm

ou plus.

L'invention est illustrée par l'exemple non limi-

tatif suivant.

EXEMPLE

On alimente en polystyrène atactique (fabriqué

par Idemitsu Petrochemical Co Ltd) ayant une masse volumi-

que f = 1,05 g/cm, un indice de fluidité-IF = 4,0 g/10 min,

un point de ramollissement Vicat de 105 C (selon la norme in-

dustrielle japonaise JIS K 7206) et une forte rigidité, une

extrudeuse 21 ayant un calibre de 65 mm et on extrude la ré-

sine tubulaire 24 ayant un diamètre extérieur de 62 mm et une

paroi épaisse de 6 mm à la vitesse de 31 cm/min et à la temn-

pérature de 185 OC qui est inférieure à la température ordi-

naire d'extrusion de 200-210 OC et supérieure de 80 O C au

point de ramollissement Vicat, en insufflant de l'air compri-

mé ( 0,1 bar) dans la résine tubulaire 24 La résine tubulai-

re 24 ainsi extrudée est conduite au mécanisme 26 de calibra- ge externe disposé immédiatement derrière la filière 23 De l'eau de refroidissement à 15 OC circule dans le dispositif de refroidissement 28 du mécanisme 26 de calibrage externe, et le dispositif d'attraction 29 calibre la résine tubulaire

24 avec un vide de 55 cm Hg Ensuite on refroidit la résine tu-

bulaire 24 à 45 O C au moyen du récipient de refroidissement 32 à travers lequel circule de l'eau de refroidissement à OC. On élimine le liquide adhérant à la surface de la résine tubulaire 24 et on introduit la résine tubulaire 24

dans le récipient de chauffage 41 dont la température du ré-

servoir est de 200 OC, par l'intermédiaire du mécanisme 35

de régulation de la vitesse de transfert et on chauffe la ré-

sine tubulaire 24 pour que la température de sa surface exté-

rieure dans la direction circonférentielle atteigne 110 O Cà la sortie du récipient.

Douze éléments chauffants 42 comprenant chacun un radiateur à infrarouges sous forme d'une tige allongée,

sont disposés dans la direction circonférentielle de la rési-

ne tubulaire 24 à des intervalles réguliers dans le récipient de chauffage 41 La température de chacun de ces radiateurs à infrarouges est ajustée séparément et ils sont chauffés

pour que la différence de température entre les surfaces su-

périeure et inférieure de la résine tubulaire 24 puisse être

maintenue dans la gamme de + 1,5 OC Les radiateurs à infra-

rouges ont une forme allongée car la résine tubulaire 24 est

chauffée lentement à basse température dans sa direction ma-

chine si bien que les côtés intérieur et extérieur de la ré-

sine tubulaire 24 peuvent être chauffés uniformément.

La résine tubulaire 24 est chauffée à une tem-

pérature supérieure de 20 OC à la température de transition

de second ordre par le récipient de chauffage 41 puis la por-

tion de striction de la résine tubulaire 24 est portée par l'élément 45 de régulation du diamètre extérieur de la résine

tubulaire qui comporte quatre cylindres sur les côtés supé-

rieur, inférieur, droit et gauche de la résine tubulaire 24 constituant les portions en contact avec la résine tubulaire 24 de façon à fixer le point d'orientation, puis la résine tubulaire 24 est expansée avec de l'air comprimé à raison de 6 fois dans la direction machine (DM) et de 5 fois dans la

direction transversale (DT).

Ensuite la résine tubulaire 24 est conduite à la section de guidage 51 comportant une première et une seconde sections de guidage 51 A et 51 B, et soumise à un traitement thermique puis pliée à plat tandis que les rides, courbures et similaires en sont éliminéeset la résine tubulaire 24 est

pliée en une forme parfaitement plate tandis que les ondula-

tions en sont éliminées, par les rouleaux aplatisseurs 61 constitués de quatre rouleaux 60 chauffés respectivement à

environ 95, 95, 85 et 75 O C, la température s'abaissant pro-

gressivement dans la direction machine de la résine tubulai-

re 24.

Ensuite les rides et les ondulations sont de plus

éliminées par une tension appliquée à la résine par les rou-

leaux de tension 66 et les plis sont ouverts par le mécanisme de coupage 63 ce qui forme deux feuilles de résine 64 ayant

chacune une épaisseur de 0,2 mm.

On mesure les propriétés physiques de la feuille de résine 64 ainsi obtenue et d'une feuille de résine obtenue

par orientation biaxiale successive selon la méthode classi-

que utilisant u N e élargisseuse; les résultats figurent dans le tableau ci-après Il est à noter qu'à ce jour il n'a

pas été possible de produire une feuille ou pellicule de po-

lystyrène par orientation biaxiale simultanée selon le procé-

dé utilisant uneélargisseuse.

Comme le montre le tableau, selon l'invention on peut obtenir par soufflage une feuille à orientation biaxiale ayant d'excellentes propriétés physiques, de façon sure et

avec un rendement élevé, selon un procédé d'orientation bi-

axiale simultanée par l'air comprimé en un seul stade avec insufflation horizontale sans utiliser le procédé classique employant une élargisseuse qui nécessite un appareil volumi- neux de structure compliquée et de faible rendement De plus

selon l'invention on peut produire des feuilles ayant d'ex-

cellentes propriétés physiques grâce à un appareil de struc-

ture simplifiée, les pertes de matière par rognage qui exis-

tent dans le procédé classique utilisant une élargisseuse

sont éliminées et par conséquent on peut fournir d'excellen-

tes feuilles peu coûteuses ce qui contribue considérablement

au développement de l'industrie.

TABLEAU 1

Propriétés physque antillon Exemple Exemple * 1 de étudiées référence Propriétés de Module de traction traction * 2 (bars) 38800/3830 34400/3350 DM/DT Résistance à la rupture (bars) 794/809 708/719 Allongement a la rupture

(%) 3/3 4/4

Résistance au choc de la pellicule * 3 (da N cm/cm) 530 422 Résistance au choc en traction * 4 DM/DT (da N cm/cm) 56,8/60,8 40,2/39,2 Propriétés optiques Trouble * 5 (%) 1 1 Brillance * 6 spéculaire () 176 152 Retrait a chaud * 7 DM/DT (%) 71/62 71/59 os r O Ln on u 1 ro Notes explicatives:

* 1 Exemple de référence: Saint Clear (traduction phonéti-

que) ayant une épaisseur de 0,21 mm) marque de fabrique

d'une résine de polystyrène à orientation biaxiale fa-

briquée par Mitsubishi Monsanto Kasei Kabushiki Kaisha selon le procédé d'orientation biaxiale successive avec

une élargisseuse.

* 2 Propriétés de traction: conformément à la norme JIS

K 6871.

* 3 Résistance au choc de la pellicule: on effectue les es-

sais avec unlm appareil de résistance au choc des pelli-

cules fabriqué par Kabushiki Kaisha Toyo Seiki Seisakusho

avec une charge de 30 kg, le diamètre de l'extrémité en-

taillée étant de 2,54 cm.

* 4 Résistance au choc en traction: conforme à la norme

ASTM D 1822

* 5 Trouble: conforme à la norme ASTM (American Society for

Testing Materials) D 1003.

* 6 Brillance spéculaire: conforme à la norme ASTM D 523 * 7 Degré de retrait à chaud: conforme à la norme JIS K 6872

Claims

R E V E N D I C A T IO N S

1 Procédé pour produire une feuille ou pellicu-

le à orientation biaxiale dans lequel: on extrude une résine thermoplastique chauffée et fondue sous une forme tubulaire contenant un fluide sous pression à travers la filière d'une extrudeuse dans la direction horizontale; immédiatement après on soumet la résine tubulaire obtenue à un calibrage tandis

que la résine tubulaire est refroidie à une température infé-

rieure à sa température de transition de second ordre ou à son point de ramollissement, pour que la résine tubulaire ne puisse pas être déformée par la pression interne du fluide sous pression; on transfert ensuite la résine tubulaire dans la direction horizontale à une vitesse prédéterminée par un

mécanisme de régulation de la vitesse de transfert; la rési-

ne tubulaire traverse un récipient de chauffage o on empoche

qu'elle soit chauffée de façon non uniforme selon sa direc-

tion circonférentielle par suite d'un phénomène de convection

thermique, pour chauffer ainsi uniformément la résine tubu-

laire selon sa direction circonférentielle à une température supérieure à sa température de transition de second ordre ou à son point de ramollissement et inférieure à sa température

de transition de premier ordre ou à son point de fluidifica-

tion; un élément de régulation du diamètre extérieur de la résine tubulaire est disposé au voisinage d'une position o la résine tubulaire atteint une température d'orientation due à la conduction thermique de la résine tubulaire elle-mème, après que la résine tubulaire ait traversé le récipient de chauffage, pour fixer le point de départ de l'orientation et

pour guider le déplacement de l'élément tubulaire dans la di-

rection horizontale; puis la résine tubulaire est expansée en un bulbe par la pression interne du fluide sous pression

et transférée dans la direction horizontale à une vitesse su-

périeure à ladite vitesse de transfert pour que la résine tu-

bulaire puisse subir une orientation biaxiale simultanée; puis la résine tubulaire ainsi orientée est pliée tout en

3 19

étant soumise à un traitement thermique.

2 Appareil pour produire une feuille ou pelli-

cule à orientation biaxiale qui comprend: une extrudeuse

( 21) pour extruder une résine fondue sous une forme tubulai-

re dans la direction horizontale à travers une filière ( 23) dont l'orifice ( 22) est dirigé dans la direction horizontale et qui comporte un dispositif ( 25) d'alimentation en fluide sous pression pour introduire un fluide sous pression dans

la résine tubulaire ainsi extrudée; un mécanisme de cali-

brage externe ( 26) fixé étroitement à la face terminale de

la filière de l'extrudeuse et contenant un dispositif de re-

froidissement ( 28) et un dispositif d'attraction ( 29); un

mécanisme de refroidissement ( 32) pour refroidir ladite rési-

ne tubulaire à une température inférieure à sa température

de transition de second ordre ou à son point de ramollisse-

ment; un mécanisme ( 35) de régulation de la vitesse de trans-

fert comportant des surfaces mobiles ( 34) venant en contact avec friction avec la surface périphérique extérieure de la

résine tubulaire, qui a été refroidie à une température in-

férieure à sa température de transition de second ordre ou à son point de ramollissement, pour guider le transfert de la résine tubulaire dans la direction horizontale grâce à ces

surfaces mobiles et régler la vitesse de transfert de la ré-

sine tubulaire; un récipient de chauffage ( 41) disposé de façon à entourer la résine tubulaire provenant du mécanisme de régulation de la vitesse de transfert, et ayant un gradient

de température positif depuis le côté supérieur selon la ver-

ticale vers le côté inférieur selon la verticale de la résine

tubulaire pour que la température de chauffage selon la di-

rection circonférentielle de la résine tubulaire puisse être uniforme, pour chauffer la résine tubulaire à une température supérieure à sa température de transition de second ordre ou à son point de ramollissement et inférieure à sa température

de transition de premier ordre ou à son point de fluidifica-

tion; un élément ( 45) de régulation du diamètre extérieur de la résine tubulaire placé immédiatement avant que la portion intérieure et la portion extérieure de la résine tubulaire qui a été chauffée par le récipient de chauffage aient une température uniforme; une section ( 51) de guidage du bulbe pour aplatir progressivement la résine tubulaire qui a subi simultanément une orientation biaxiale; un mécanisme de trai- tement thermique ( 53) disposé de plus sur cette section de

guidage du bulbe et tel que sa capacité de chauffage s'accrois-

se progressivement dans la direction machine de la résine tu-

bulaire; des rouleaux aplatisseurs ( 61) comportant plusieurs rouleaux pour pincer la résine tubulaire; et un mécanisme d'enroulement ( 65) muni ou non d'un mécanisme de coupage ( 63) pour couper les plis de la résine tubulaire qui a été pliée par les rouleaux aplatisseurs, puis enrouler la résine qui a été ou non coupée, à une vitesse supérieure à la vitesse de transfert de la résine tubulaire; le mécanisme de calibrage externe, le mécanisme de refroidissement, le mécanisme de

régulation de la vitesse de transfert, le récipient de chauf-

fage, l'élément de régulation du diamètre extérieur de la

résine tubulaire et la section de guidage du bulbe étant dis-

posés dans la direction horizontale.