FR2795995A1 - Procede et dispositif pour la fabrication d'un film adhesif pour la palettisation et film obtenu - Google Patents
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Abstract
Ce procédé comprend une phase d'extrusion, par une filière plate (5), d'un film primaire (8) composé majoritairement de polyéthylène basse densité linéaire ayant une densité comprise entre 0, 915 et 0, 925, et un grade compris entre 1 et 3, associé à un agent collant ou une couche collante, une phase de refroidissement sur le cylindre de refroidissement (6) associé à la filière plate (5), et au moins une phase d'étirage à chaud entre un cylindre amont (9) de préchauffage entraînant le film primaire (8) à une vitesse V1 et un cylindre aval de refroidissement (10), entraînant le film à une vitesse V2 supérieure à V1, phase au cours de laquelle une lame d'air chaud (20) dirigée sur le film primaire (8) porte ce film à sa température de plastification, juste avant son contact avec le cylindre de refroidissement aval (10), pour favoriser son étirage dans le rapport V2/ V1, chaque phase d'étirage étant immédiatement suivie par une phase de refroidissement, dont le choc thermique conserve au film sa clarté et son pouvoir collant.
Description
L'invention concerne un film adhésif de palettisation, son procédé de fabrication et le dispositif pour sa mise en rouvre.
Actuellement, les films destinés à assurer le maintien de charges sur une palette, également dénommés films de palettisation, sont par nature étirables élastiquement pendant et après leur application sur les charges à maintenir. Cet étirage élastique contribue au bon maintien des charges. II dépend de l'épaisseur du film utilisé.
Pour gagner sur le prix, donc sur le poids de film nécessaire à l'enveloppement de la charge portée par une palette, les transformateurs ont imaginé une formulation dite de pré-étirage permettant d'étirer le film avant de le poser sur la charge, afin d'en réduire la longueur. Cette opération est généralement pratiquée sur une banderoleuse, c'est-à-dire sur une machine assurant l'enveloppement automatique de la charge. Avec ce type de film et de dispositif, le poids de film nécessaire au bon maintien des charges sur une palette est diminué d'environ 30 à 40 % par rapport à un film ne subissant pas de pré-étirage avant sa pose sur la palette.
Ce pré-étirage, qui nécessite de soumettre le film à une contrainte de traction longitudinale ne dépassant pas sa limite élastique, ne peut pas être réalisé manuellement, par exemple, en même temps que l'enveloppement de la charge sur la palette est réalisé manuellement.
Pour remédier à cela, certains transformateurs pré-étirent le film de palettisation manuel par des dispositifs similaires à ceux mis en oeuvre sur une banderoleuse, puis enroulent le film traité sur une bobine qui est fournie alors à l'opérateur pour la palettisation manuelle.
L'inconvénient d'un film pré étiré pour la palettisation manuelle est que, à la suite de l'étirage, il présente des variations de largeur et d'épaisseur et conduit donc à des bobines d'aspect inesthétique et surtout qu'il présente sur ses bords longitudinaux des zones de plus forte résistance qui gênent sa mise en place sur la charge.
La présente invention a pour but de fournir un film adhésif de palettisation destiné à la palettisation manuelle, présentant les mêmes caractéristiques de clarté et transparence que les films étirables actuels, mais ne nécessitant aucun pré étirage, tout en présentant une résistance homogène et en formant des bobines régulières qui, à poids égal, procurent une plus grande longueur de film.
L'invention concerne donc un procédé de fabrication d'un film adhésif pour la palettisation comprenant - une phase d'extrusion, par une extrudeuse à filière plate, d'un film primaire composé majoritairement de polyéthylène basse densité linéaire ayant une densité comprise entre 0,915 et 0,925, et un grade compris entre 1 et 3, associé à un agent collant ou une couche collante, - une phase de refroidissement sur le cylindre de refroidissement associé à la filière plate, - et au moins une phase d'étirage à chaud entre un cylindre amont de préchauffage entraînant le film primaire provenant de l'extrudeuse à une vitesse V 1 et un cylindre aval de refroidissement, entraînant le film à une vitesse V2 supérieure à V I, phase au cours de laquelle une lame d'air chaud dirigée sur le film primaire porte ce film à sa température de plastification, juste avant son contact avec le cylindre de refroidissement aval pour favoriser son étirage dans le rapport V2/Vl, chaque phase d'étirage étant immédiatement suivie par une phase de refroidissement, dont le choc thermique conserve au film sa clarté et son pouvoir collant.
Dans une forme de mise en oeuvre, pendant la phase d'étirage à chaud, le film est soumis à une dépression le plaquant sur le cylindre de refroidissement.
Ce procédé permet d'obtenir, à partir d'un film primaire, un filin adhésif plus fin, puisque ayant une épaisseur comprise entre 5 et 8 micromètres, réalisé dans une matière connue pour son étirabilité et pouvant être appliqué tendu sur les charges en conservant bien cette tension, lorsqu'il est banderolé.
Ce procédé permet donc, pour un même poids de matière, d'obtenir une plus grande longueur de filin, et par exemple, une bobine de 450 mètres avec un film ayant une épaisseur de 5 à 8 micromètres, au lieu d'une bobine de 300 mètres pour un film étirable de 15 micromètres.
L'invention concerne également le film obtenu par le procédé.
Dans une forme d'exécution, le film comprend entre 95 et 98 % en poids de polyéthylène basse densité linaire et ayant une densité comprise entre 0,915 et 0,925, et un grade compris entre 1 et 3, associé à un agent collant, tel que du polyisobutylène ayant une viscosité SSU de 3000, dans une proportion comprise entre 2 et 5 % en poids, et une épaisseur comprise entre 5 et 8 micromètres.
Dans une autre forme d'exécution, le film est composé - d'une couche centrale en polyéthylène basse densité linéaire ayant une densité comprise entre 0,915 et 0,925, et un grade compris entre 1 et 3, représentant de 50 à 90 % du poids du film, - une couche intérieure en polyéthylène basse densité linéaire ayant une densité de 0,900 et un grade de 2, formant couche collante et représentant de 25 à 5 du poids du film, - et une couche extérieure non collante, en polyéthylène basse densité linéaire ayant une densité de 0,920 et un grade de 2 représentant entre 25 et 5 % du poids du film et une épaisseur comprise entre 5 à 8 micromètres.
Un tel film fin est conditionné en bobines de 450 à 500 mètres pour son application au banderolage manuel et en bobines de 2000 à 4000 mètres pour un banderolage par une machine.
L'invention vise également le dispositif pour fabriquer ce filai.
Ce dispositif comprend, en aval d'un poste d'extrusion équipé d'une filière plate, débitant un film primaire sur un tambour de refroidissement, au moins un poste d'étirage composé d'un cylindre de renvoi amont entraînant le film à une vitesse V I, un cylindre aval de refroidissement entraînant le film à une vitesse V2, supérieure à V I , et des moyens de réchauffage du film.
Selon l'invention, les moyens de réchauffage du film à chaque poste d'étirage comprennent - d'une part, des moyens de réchauffage disposés sur le cylindre amont de renvoi et portant ce cylindre à une température comprise entre 30 et 50 C, - et, d'autre part, un caisson vertical de stabilisation d'un débit d'air, ce caisson étant muni de moyens de réchauffage de l'air, et d'une buse disposée à proximité du film primaire provenant du cylindre amont et près du cylindre aval de refroidissement, mais sans contact avec le film, cette buse diffusant une lame d'air chaud portant le film à une température proche de sa température de transition vitreuse.
Avec ce dispositif, le film primaire préchauffé par le cylindre amont est soumis, à proximité de sa zone de contact avec le cylindre de refroidissement à un flux d'air chaud le portant instantanément à sa température de transition vitreuse. II en résulte que ce film est amené, juste avant son contact avec le cylindre de refroidissement, à sa température de transition vitreuse qui le rend transparent et favorise son étirement par le différentiel de vitesse entre les cylindres amont et aval. Cet étirement, qui s'effectue sur une zone comprise entre 20 et 50 millimètres, est immédiatement interrompu par contact avec le cylindre refroidi. Le choc thermique qui résulte de ce contact conserve au film étiré sa clarté et son pouvoir collant.
Cet étirage peut s'effectuer sur un ou plusieurs postes successifs jusqu'à obtention de l'épaisseur recherchée pour le film final. En sortie d'étirage, le film est fin, solide, adhésif, et peu étirable.
Avantageusement, la buse est disposée de manière à débiter une lame d'air en direction de la face du film qui va s'enrouler sur le cylindre aval de refroidissement et près, mais sans contact avec ce cylindre, et pour amener ce film, à sa température de transition vitreuse entre la zone d'impact de la lame d'air et la ligne de début d'enroulement du film sur le cylindre de refroidissement.
Dans une forme d'exécution, le caisson portant la buse est solidaire, sur sa paroi tournée vers le cylindre de refroidissement, d'un caisson d'aspiration raccordé par un ou plusieurs conduits aux moyens générant le débit d'air dans le caisson de stabilisation et de chauffage, ce caisson d'aspiration comportant, en partie inférieure, une fente d'aspiration délimitée entre la paroi inférieure de la buse débitant la lame d'air chaud et une paroi de ce caisson venant en contact d'étanchéité avec le cylindre de refroidissement.
Cet aménagement améliore le plaquage du film sur le cylindre de refroidissement sans entaîner de surcroît de consommation électrique puisque le débit d'aspiration est fourni par les moyens générant le débit d'air de soufflage dans l'autre caisson. De plus, la recirculation de l'air chaud réduit la consommation électrique nécessaire au chauffage de cet air.
D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple, une forme d'exécution du dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention.
Figure 1 est une vue de côté en élévation d'une forme d'exécution de ce dispositif, Figure 2 est une vue partielle de côté, en coupe, montrant à échelle agrandie la forme d'exécution des moyens de production de la lame d'air, Figure 3 est une vue de côté, en élévation, d'un dispositif comportant plusieurs postes d'étirage, Figure 4 est une vue similaire à la figure 2 montrant une autre forme d'exécution des moyens de production de la lame d'air.
A la figure 1, la référence numérique 2 désigne, de manière générale, le bâti d'une installation d'extrusion comportant trois extrudeuses 3a, 3b et 3c, débitant dans la tête 4 d'une filière plate 5. 6 désigne le tambour de refroidissement associé à la filière plate et 7 divers rouleaux de renvoi acheminant le film primaire 8 obtenu en direction d'un premier poste d'étirage A.
A titre d'exemple, pour réaliser un film tri couches, la couche centrale est alimentée par l'extrudeuse 3a débitant du polyéthylène basse densité linéaire ayant une densité comprise entre<B>0,915</B> et 0,925, et un grade compris entre 1 et 3 neutre ou coloré. L'extrudeuse 3b débite du polyéthylène linéaire basse densité ayant une densité de 0,9 et un grade de 2 pour assurer la couche intérieure collante. Quant à l'extrudeuse 3c formant la couche extérieure, elle débite du polyéthylène linéaire basse densité ayant une densité de 0,920 et un grade de 2. La quantité de matière débitée par les extrudeuses 3a, 3b, 3c sont, respectivement, de 70 %, 15 % et 15 %, du débit total de la tête 4.
Le poste d'étirage A est composé d'un cylindre amont de réchauffage 9, pouvant être porté à une température régulée entre 30 et 50 C, d'un cylindre amont de refroidissement, porté à une température régulée comprise entre + 5 et + 20 C, d'un cylindre presseur 12 et d'un cylindre de renvoi 13, du film étiré 14 vers un poste d'enroulage, non représenté.
Les différents cylindres 9, 10 et rouleaux 12 et 13 sont montés libres en rotation autour d'axes horizontaux parallèles et les cylindres 9 et 10 sont reliés à des moyens aptes à les entraîner en rotation, de manière à communiquer des vitesses de défilement au film primaire 8, respectivement, V1 et V2, V2 étant supérieure à V1 d'au moins 50 % et, éventuellement, de 100 %.
Le poste d'étirage comprend également un caisson 15 de stabilisation d'un débit d'air fourni, par exemple, par un électroventilateur 16. Comme montré plus en détails à la figure 2, ce caisson comporte des chicanes 17 et une grille 18 de stabilisation du débit d'air circulant verticalement du bas vers le haut, en direction d'une buse 21. Cette buse est disposée près du cylindre de refroidissement 10, niais sans contact avec lui, et près du film primaire 8 provenant du cylindre de réchauffage 9, sans contact avec lui. Elle est également disposée du côté de la face 8a du fillu primaire 8 qui va venir en contact avec le cylindre de refroidissement 10. Les moyens de réchauffage disposés dans le caisson 15, et par exemple des résistances électriques 22, portent l'air à une température régulée comprise entre 70 et 110 C, de manière que la lame d'air chaud 20 sortant de la buse 21 porte le film primaire 8 à sa température de plastification.
Dans ces conditions, c'est dans la zone S représentée à la figure 2, s'étendant entre la zone d'impact de la lame d'air chaud 20 sur le film 8 et la ligne de début d'enroulement du film primaire 8 sur le cylindre 10, que s'effectuent les modifications de la structure du film qui passe à l'état plastique, tout en devenant transparent. En raison du différentiel entre les vitesses V I et V2, le film est étiré d'autant plus aisément que, d'une part, cet étirage s'effectue dans le même sens que la gravité en raison de la disposition sensiblement verticale du film entre les deux rouleaux 9 et 10, et que d'autre part, la matière constitutive du filai a la faculté, à chaud, de ne pas se déformer en se rétractant, mais au contraire en s'élargissant. Cet étirage, qui s'effectue sur une très faible longueur, de l'ordre de 20 à 50 millimètres, est immédiatement suivi par un refroidissement, consécutif au contact du film avec le cylindre. Le choc thermique, qui en résulte sur le film, conserve à celui-ci sa clarté et son pouvoir collant.
Il ressort de ce qui précède que ce poste d'étirage met à profit les caractéristiques particulières de la matière constitutive du film, à savoir la faible rétractabilité du polyéthylène basse densité linéaire, pour obtenir un film de palettisation très fin.
La figure 3 montre que le dispositif d'étirage peut comporter plusieurs postes successifs à condition que, à chaque poste, les cylindres de réchauffage 9a, 9b, 9c soient disposés en haut, et les cylindres de refroidissement 10a, 10b, 10c en bas, qu'à chaque cylindre 10 soit associé un rouleau presseur 12 évitant les glissements du film sur le cylindre de refroidissement, et que dans l'intervalle entre chaque cylindre amont de réchauffage 9 et aval de refroidissement 10, le film décrive une trajectoire sensiblement verticale.
Dans une installation à trois postes comme représentée, chacun des cylindres de refroidissement 10a, 10b, 10c est entraîné à une vitesse V2, V3, V4 supérieure à celle Vl, V2, V3 du cylindre de refroidissement aval qui le précède, à savoir 9a, 9b, 9c, et chacun des cylindres de réchauffage est entraîné à une vitesse correspondant à celle du cylindre de refroidissement qui le précède, à savoir V2, V3 pour les cylindres 9b et 9c. Si le taux d'étirage des trois postes est de l'ordre de 1,5, le taux d'étirage total du dispositif est de 3,37, ce qui permet d'amener un film primaire ayant une épaisseur de 15 micromètres à une épaisseur finale de l'ordre de 5 micromètres, ce film conservant sa brillance et son pouvoir collant, sur au moins l'une de ses faces.
Chaque poste d'étirage peut avoir un taux d'étirage allant jusqu'à 2 et les différents postes peuvent avoir des taux d'étirage différents.
Dans la forme d'exécution représentée à la figure 4, le caisson 15 est solidaire d'un caisson d'aspiration 24 qui est en saillie de sa paroi 15a tournée vers le cylindre de refroidissement 10. A sa partie inférieure, ce caisson comporte une fente d'aspiration 25 qui est délimitée entre la paroi 15a formant la buse 21 et une paroi 24a du caisson 24. Cette paroi 24a vient en contact d'étanchéité par un joint 26 avec le cylindre 10, comme d'ailleurs ses parois latérales 27.
A sa partie supérieure, le caisson 24 est relié par au moins un, et de préférence par plusieurs conduits 28 aux électroventilateurs 16 disposés sur le caisson 15 et fournissant le débit de soufflage. En fonctionnement, la fente d'aspiration 25 prélève une partie importante de la lame d'air chaud 20 et favorise le plaquage du film 8 sur le cylindre de refroidissement, et son refroidissement instantané.
Un tel dispositif peut également équiper chacun des postes d'une installation d'étirage multipostes, comme montré figure 3.
Claims (9)
1. Film adhésif pour la palettisation, caractérisé en ce qu'il comprend - une couche centrale en polyéthylène basse densité linéaire ayant une densité comprise entre 0,915 et 0,925, et un grade compris entre 1 et 3, représentant de 50 à 90 % du poids du film, - une couche intérieure en polyéthylène basse densité linéaire ayant une densité de 0,900 et un grade de 2, formant couche collante et représentant de 25 à 5 du poids du film, - et une couche extérieure non collante en polyéthylène basse densité linéaire ayant une densité de 0,920 et un grade de 2, représentant entre 25 et 5 % du poids du film, ce film ayant une épaisseur comprise entre 5 à 8 micromètres.
2. Procédé de fabrication du film adhésif pour la palettisation selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend - une phase d'extrusion, par une filière plate (5), d'un film primaire (8) composé majoritairement de polyéthylène basse densité linéaire ayant une densité comprise entre 0,915 et 0,925, et un grade compris entre 1 et 3, associé à une couche collante, - une phase de refroidissement sur le cylindre de refroidissement (6) associé à la filière plate (5), - et au moins une phase d'étirage à chaud entre un cylindre amont (9) de préchauffage entraînant le film primaire (8) provenant de la filière plate (5) à une vitesse V 1 et un cylindre aval de refroidissement (10), entraînant le film à une vitesse V2 supérieure à V1, phase au cours de laquelle une lame d'air chaud (20) dirigée sur le film primaire (8) porte ce film à sa température de plastification, juste avant son contact avec le cylindre de refroidissement aval (10), pour favoriser son étirage dans le rapport V2/V1, chaque phase d'étirage étant immédiatement suivie par une phase de refroidissement, dont le choc thermique conserve au film sa clarté et son pouvoir collant.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il consiste, dans chaque phase d'étirage, à faire décrire au film une trajectoire sensiblement verticale jusqu'à son point de tangence avec le cylindre aval de refroidissement.
4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que, pendant la phase d'étirage à chaud, le film est soumis à une dépression le plaquant sur le cylindre de refroidissement.
5. Dispositif pour fabriquer un film adhésif pour la palettisation selon la revendication 1 comprenant, en aval d'un poste d'extrusion équipé d'une filière plate (5) débitant un film primaire (8) sur un cylindre de refroidissement (6), au moins un poste d'étirage (A) composé d'un cylindre de renvoi amont entraînant le film à une vitesse V I, un cylindre aval de refroidissement entraînant le film à une vitesse V2 supérieure à V I, et des moyens de réchauffage du film, caractérisé en ce que les moyens de réchauffage du film pour chaque poste d'étirage (A) comprennent - d'une part, des moyens de réchauffage disposés sur le cylindre amont (9) de renvoi et portant ce cylindre à une température comprise entre 30 et 50 C, - et, d'autre part, un caisson vertical (15) de stabilisation d'un débit d'air, ce caisson étant muni de moyens de réchauffage de l'air, et d'une buse (21) disposée à proximité du film primaire (8) provenant du cylindre amont (9) et près du cylindre aval (10) de refroidissement, mais sans contact avec le film (8), cette buse (21) diffusant une lame d'air chaud portant le film (8) à une température proche de sa température de plastification.
6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que, dans chaque poste d'étirage (A), les deux cylindres, respectivement, amont (9) de réchauffage et aval (10) de refroidissement, sont montés rotatifs autour d'axes horizontaux, parallèles entre eux, et sont disposés de manière que le film allant du cylindre amont au cylindre aval (10), décrive une trajectoire sensiblement verticale.
7. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la buse (21) est disposée de manière à débiter une lame d'air (20) en direction de la face (8a) du film (8) qui va s'enrouler sur le cylindre aval (10) de refroidissement et près, mais sans contact avec ce cylindre, et pour amener ce film à sa température de transition vitreuse entre la zone d'impact de la lame d'air (20) et la ligne de début d'enroulement du film (8) sur le cylindre de refroidissement.
8. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le caisson (15) portant la buse (21) est solidaire, sur sa paroi (15a) tournée vers le cylindre de refroidissement (10), d'un caisson d'aspiration (24) raccordé par un ou plusieurs conduits (28) aux moyens (16) générant le débit d'air dans le caisson (15) de stabilisation et de chauffage, ce caisson d'aspiration (24) comportant, en partie inférieure, une fente d'aspiration (25) délimitée entre la paroi inférieure de la buse (21) débitant la lame d'air chaud (20) et une paroi (24a) de ce caisson venant en contact d'étanchéité avec le cylindre de refroidissement (10).
9. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que chaque cylindre de refroidissement (10) est associé à un cylindre presseur (12) disposé près de la zone où le film quitte de cylindre.
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| FR2795995B1 (fr) | 2001-10-05 |
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