OA10677A

OA10677A - Moulage amorphe à partir d'une plaque de poly (téréphtalate d'éthylène)

Info

Publication number: OA10677A
Application number: OA9800038A
Authority: OA
Inventors: Ursula Murschall; Rainer Brunow
Original assignee: Hoechst Res & Tech Gmbh & Co
Priority date: 1995-10-05
Filing date: 1998-04-03
Publication date: 2002-10-18
Also published as: DE19537107A1; CA2233988A1; BR9611159A; HUP9900082A2; JPH11512667A; NO981385L; BG102356A; AU7214996A; MX9802731A; KR19990064018A; NO981385D0; EP0853543A1; HUP9900082A3; CN1198705A; CZ103198A3; PL325993A1; TR199800638T1; WO1997012750A1

Description

010677 peuvent êtretransparent ou de

Des L'invention concerne un procédé de préparation demoulages amorphes à partir de plaques de poly-(téréphtalate d'éthylène) amorphes, ainsi que des moulagesamorphes eux-mêmes. Les moulages 5 facultativement transparents, colorés colorés sourd. Outre de bonnes propriétés optiques, lesmoulages sont caractérisés par de bonnes propriétésmécaniques.

On connaît bien des plaques amorphes, transparentes,10 ayant une épaisseur comprise entre 1 et 20 mm. Cesproduits bidimensionnels sont constituésthermoplastiques amorphes, non cristallisables. exemples typiques de tels thermoplastiques que l'on peuttransformer en plaques, sont par exemple le poly(chlorure15 de vinyle) (PVC), le polycarbonate (PC) et lepoly(méthacrylate de méthyle) (PMMA). On prépare ces demi-produits sur des installations appelées ensemblesd'extrusion (cf. Polymer Werkstoffe, Vol. II, Technologie1, page 136, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, 1984) . La20 fusion de la matière première pulvérulente ou granulée estréalisée dans une extrudeuse. On peut aisément transformerles thermoplastiques amorphes après l'extrusion, suite àla viscosité qui augmente en permanence en fonction de ladiminution de la température, en utilisant des calandres-25 finisseuses ou autres outils de parachèvement. Desthermoplastiques amorphes possèdent alors après latransformation une stabilité suffisante, c'est-à-dire, uneviscosité élevée, pour "se tenir debout tout seuls" dansl'outil de calibrage. Mais ils sont assez souples encore30 pour pouvoir être moulages par l'outil. La viscosité enfusion et la raideur propre aux thermoplastiques amorphessont tellement élevées dans l'outil de calibrage, que ledemi-produit ne s'affaisse pas avant le refroidissementdans l'outil de calibrage. Dans le cas de matériaux qui se35 décomposent facilement, comme par exemple le PVC, on abesoin dans l'étape d'extrusion d'adjuvants de mise enœuvre particuliers, comme par exemple des stabilisants demise en œuvre contre la décomposition, et des lubrifiants 2 010677 ίο 15 20 25 30 contre un frottement interne trop fort et de ce fait,contre un réchauffage incontrôlable. Des lubrifiantsexternes sont nécessaires pour empêcher l'accrochage auxparois et aux cylindres.

Dans la mise en œuvre du PMMA, on utilise parexemple pour éliminer l'humidité, une extrudeuse dedégazage.

Dans la préparation de plaques transparentes enthermoplastiques amorphes, on a besoin d'additifs dontcertains sont coûteux, qui peuvent migrer et provoquer desproblèmes de production à cause de 1'évaporation et desdépôts superficiels sur le demi-produit. On ne peutrecycler les plaques de PVC qu'avec difficultés ouseulement à l'aide de procédés spéciaux de neutralisation,respectivement d’électrolyse. De même, on ne peut recyclerles plaques de PC et de PMMA qu'avec difficultés etseulement au prix de perte ou de dégradation extrême descaractéristiques mécaniques.

Au côté de ces inconvénients, les plaques en PMMApossèdent également une extrêmement mauvaise ténacité auchoc et elles éclatent lors de la rupture ou souscontraintes mécaniques. En outre, les plaques en PMMA sontfacilement inflammables, de sorte que l'on ne peut pas lesutiliser par exemple pour le revêtement de paroisla d'intérieur et pour la construction de hallesd'exposition.

En outre, on ne peut pas profiler à froid lesplaques de PMMA et de PC. Dans le profilage à froid, lesplaques de PMMA se cassent en formant des éclatsdangereux. Dans le profilage à froid, il se forme dans lesplaques de PC des fissures filiformes et la ruptureblanche.

Les plaques de PMMA et de PC absorbent l'humidité,la teneur .en humidité augmente au cours de la production,du transport et du stockage. Certes, on nuit pas auxperformances de la plaque extrudée, mais lors du formage(thermoformage et formage sous vide), il se produit àcause de l'humidité accrue, des bulles et autres défauts 35 3 010677 superficiels ainsi qu'une dégradation de propriétés. Avantla transformation mécanique, on doit sécher ces plaquesdans un four à recirculation d'air à une températuresupérieure à 120 °C en fonction de l'épaisseur de laplaque pendant une durée comprise entre 1 et 48 heures(cf. Technisches Handbuch GE Plastics Structured Products,Massive Lexan®-Platten) ce qui consomme beaucoup d'énergieet de temps.

Dans la demande de brevet allemand 195 22 118.4(état de la technique selon le §3 II PatG) , est décriteune plaque amorphe, transparente avec une épaisseur dansle domaine de 1 à 20 mm qui contient comme composantprincipal un thermoplastique cristallisable et estcaractérisée en ce qu'elle contient un stabilisant UVcomme agent photoprotecteur. Outre la stabilité aux UVélevée, la plaque est caractérisae tant par ses bonnespropriétés optiques, par exemple une transmission de lalumière élevée, une brillance de la surface élevée, unefaible turbidité ainsi qu'une netteté d'image élevée, quepar de bonnes propriétés mécaniques, comme par exemple unerésilience élevée ainsi qu'une résistance à la ruptureélevée.

Dans la demande de brevet allemand 195 22 120.6(état de la technique selon § 3 II PatG) est décrite uneplaque amorphe, pigmentée transparent, stabilisée contreles UV, en un thermoplastique cristallisable, dontl'épaisseur est dans l'intervalle de 1 à 20 mm. La plaquecontient au moins un stabilisant UV comme agentphotoprotecteur et au moins un colorant soluble dans despolymères. Au côté d'une stabilité aux UV élevée, laplaque est caractérisée par de bonnes propriétés optiqueset mécaniques.

Dans la demande de brevet allemand 19 5 22 119.2(état de la technique selon § 3 II PatG) est divulguée uneplaque amorphe, colorée, stabilisée contre les UV, en unthermoplastique cristallisable dont l'épaisseur est dansl'intervalle de 1 à 20 mm. La plaque contient au moins unstabilisant UV comme agent photoprotecteur et au moins un 010677 pigment organique et/ou inorganique comme colorant. Aucôté de la stabilité aux UV élevée, la plaque estcaractérisée par de bonnes caractéristiques homogènes tantoptiques que mécaniques.

Le fascicule de brevet EP-A-0 471 528 décrit unprocédé pour former un objet à partir d'une plaque depoly(téréphtalate d'éthylène) (PET). On soumet les deuxfaces de la plaque de PET à un traitement thermique dansun outil d'emboutissage, dans un intervalle detempératures compris entre la température de transitionvitreuse et la température de fusion. On extrait la plaquede PET moulée du moule lorsque le degré de cristallisationde la plaque de PET moulée se trouve dans un domaine de25 % à 50 %. Les plaques de PET divulguées par lefascicule de brevet EP-A-0 471 528 ont une épaisseur de 1à 10 mm. Etant donné que le moulage embouti préparé àpartir de cette plaque est hautement cristallin, iln'existe pas de possibilité d'obtenir un objettransparent. Le moulage est toujours opaque. En outre, lemoulage embouti présente à cause de la cristallisation, demauvaises propriétés mécaniques, en particulier unemauvaise résilience.

Le fascicule de brevet US-A-3,496,143 décritl'emboutissage profond sous vide d'une plaque de PET d'uneépaisseur de 3 mm, dont le domaine de cristallisation estde 5 % à 25 %. Toutefois, la cristallinité du moulageembouti est supérieure à 25 %. Etant donné que la plaquedécrite et le moulage embouti à partir de cette plaquesont partiellement cristallins, il n'existe pas, dans cecas non plus, de possibilité d'obtenir un objettransparent ou une plaque transparente. En outre, aussibien la plaque que le moulage embouti à partir de celle-ci, présentent à cause de la cristallisation, de mauvaisescaractéristiques mécaniques, en particulier une faiblerésilience.

Des procédés de préparation de moulages

transparents, ou limpides à partir de plaques de PET amorphes ou bien partiellement cristallines, avec une 010677 épaisseur jusqu'à 6 mm par emboutissage sous vide, sont décrits en plus dans les fascicules de brevets autrichiens n° 304 086 et 285 160.

Toutefois, pour le PET utilisé dans le AT-PSn° 304 086, il s'agit d'un PET dit traité au glycol (PET-G), c'est-à-dire, d'un copolymère constitué d'unités étheret d'unités ester. PET-G est de par sa nature amorphe etseulement difficile à cristalliser. En outre, le PETutilisé ici présente une température de cristallisation -correspondante à la température de post-cristallisation (àfroid) TCN - d'au moins 160 °C.

Selon le fascicule de brevet AT-PS n° 285 160, onutilise une plaque d'une épaisseur de 3 mm, qui présenteun degré de cristallisation de 21 %. En effet, le moulageobtenu à partir de cette plaque est par conséquent aumoins partiellement cristallin et il n'est donc plustransparent. Le but de la présente invention est depréparer des moulages emboutis, donc thermoformés, quipeuvent être facultativement transparents, coloréstransparent ou colorés sourd, dont 1'épaisser est de 1 à20 mm et dont les caractéristiques optiques et mécaniquescorrespondent essentiellement à celles des plaques depoly(téréphtalate d'éthylène) amorphes.

Parmi les bonnes propriétés mécaniques, on compte enparticulier une résilience élevée et une résistance à larupture élevée.

Parmi les bonnes propriétés optiques pour le mode deréalisation transparent ou coloré transparent, on comptepar exemple une perméabilité particulièrement élevée à lalumière et une optique homogène.

De surcroît, la plaque conforme à l'invention doitêtre recyclable, sa préparation ne doit pas être coûteuse,ainsi que difficilement inflammable, afin qu'elle puisseêtre utilisée par exemple pour le revêtement de paroisd'intérieur.

Dans un mode de réalisation particulier, le moulage doit être aussi stable aux UV pour qu'il convienne aussi comme revêtement extérieur. 010677

Ce problème est résolu à l'aide d'un procédé depréparation d'un moulage amorphe, caractérisé en ce quel'on chauffe, thermoforme, refroidit et finalement démouleune plaque amorphe, avec une épaisseur dans l'intervallede 1 à 20 mm, de préférence dans l'intervalle de 1 à 10 mmcomportant du poly-(téréphtalate d'éthylène) commecomposant principal.

Des plaques amorphes avec une épaisseur dans ledomaine de 1 à 20 mm, qui contiennent comme composantprincipal un poly(téréphtalate d'éthylène) cristallisable,qui conviennent comme matière de départ pour le procédéconforme à l'invention, ainsi que leur préparation, sontdécrites par les demandes de brevets allemands 195 19 579.5, 195 19 578.7, 195 19 577.9 , 195 22 118. .4, 195 22 120.6, 195 22 119.2, 195 28 336.8, 195 28 334.1 et 195 28 333.3. on entend d'éthylène) d'éthylène) d'éthylène)

Par thermoplastique cristallisable,conformément à l'invention homopolymères de poly(téréphtalatecristallisables, copolymères de poly(téréphtalatecristallisables, compounds de poly(téréphtalatecristallisables, produits recyclés cristallisables de poly- (téréphtalate d'éthylène) et autres variantes de poly(téréphtalate d'éthylène)cristallisable.

Des matières de départ préférées pour la préparationde la plaque amorphe sont les polymères depoly(téréphtalate d'éthylène) avec une température depost-cristallisation (cristallisation à froid) TCN dansl'intervalle de 120 à 158 °C, notamment de 130 à 158 °C.

Par plaques amorphes, on entend dans le sens de laprésente invention de telles plaques qui, bien que lethermoplastique cristallisable utilisé présente unecristallinité comprise entre 25 % et 65 %, ne sont pascristallines. Non cristallin, c'est-à-dire essentiellement 7 010677 amorphe, signifie que le degré de cristallinité est en général inférieur à 5 %, de préférence inférieur à 2 % et plus particulièrement de 0 %.

Contrairement aux plaques à partir de matièresclassiques, comme par exemple le polyméthacrylate deméthyle (PMMA) ou le polycarhonate (PC), les plaquescontenant du poly(téréphtalate d'éthylène) cristallisablecomme composant principal, généralement ne doivent pasêtre séchées avant l'emboutissage, c'est-à-dire, lethermoformage, mais on peut les transformer directement,sans les étapes de transformation préparation usuelles.

Le réchauffage ou le chauffage de la plaque peutêtre mise en œuvre dans tout appareil de chauffage connude l'homme du métier. Pour le chauffage de la plaque, onutilise de préférence des étuves à air chaud ou des étuvesà IR.

Afin d'obtenir un réchauffage aussi rapide ouuniforme que possible de la plaque, on chauffe celle-ci depréférence des deux côtés, c'est-à-dire avec un chauffageen-dessous et en-dessus.

On chauffe la plaque de préférence jusqu'à ce que latempérature de la plaque soit dans l'intervalle de 120 °Cà 160 °C, de préférence dans l'intervalle de 130 ° à145 °C.

Lorsqu'on utilise des plaques avec une grandesuperficie, il peut arriver que les plaques fléchissent aucours du chauffage. Dans ce cas, on soutiennent lesplaques au cours du chauffage, de préférence au moyend'air comprimé.

Des durées de chauffage caractéristiques pour desplaques transparentes, qui contiennent comme composantprincipal du poly(téréphtalate d'éthylène) sont en général1/3 des durées nécessaires pour les plaques de PMMA et dePC.

Des écarts peuvent apparaître en fonction du type etde l'efficacité du chauffage disponible. Des plaquescolorées peuvent présenter des écarts de temps 010677 supplémentaires à cause d'un comportement d'absorption dela chaleur différent.

Après le chauffage, on réalise le formage, que l'onappelle aussi le thermoformage ou l'emboutissage. On peutalors thermoformer par thermoformage les plaques chaufféescomme toute autre matière, à l'aide de procédé standard.

Afin d'assurer une distribution uniforme del'épaisseur de l'ensemble de la matière au cours duthermoformage, on peut prendre les mesures usuelles, commepar exemple la variation du profil de température de laplaque, le contrôle du vide ou soufflage d'un dôme commeprécurseur.

En outre, pour préparer un moulage amorphe, il estavantageux lorsque la température de l'outil est maintenueinférieure à 80 °C, de préférence inférieure à 60 °C.

En plus, la durée entre la fin de la période deréchauffage et la fin du processus de formage doit êtremaintenue courte. C'est pourquoi on recommandel'utilisation d'une construction d'outil avec un nombremaximal de perforations d'aération et un diamètre maximal(par exemple 1 mm).

Après avoir terminé l'opération de formage, on doitrefroidir le moulage rapidement à 1'air ou avec de1'air/pulvérisation par l'eau.

On n'effectue le démoulage ultérieur de préférenceque lorsque le moulage présente une température inférieureà 60 °C.

En raison d'un retrait faible et uniforme, lequelest de préférence <1,0 %, on peut extraire le moulage del'outil sans problème. On n'observe pas de post-contraction du moulage dans le temps.

Un autre objet de l'invention est un moulageamorphe, thermoformé, avec une épaisseur dans l'intervallede 1 à 20 mm, qui contient du poly ( téréphtalated'éthylène) comme composant principal, caractérisé en ceque la brillance superficielle mesurée selon DIN 67530(angle d'incidence 20°) est supérieure à 90, de préférencesupérieure à 100. 010677

Par moulages amorphes, on entend dans le sens de laprésente invention de tels moulages dont la cristallinitéest en général inférieure à 5 %, de préférence inférieureà 2 % et de manière particulièrement préférée 0 %.

Les moulages conformes à 1 'invention ne présententde préférence pas de rupture dans les mesures de larésilience an selon Charpy (mesurée selon ISO 179/1D).

En outre, la résistance avec entaille ak selon Izod(mesurée selon ISO 180/1A) du moulage est de préférencedans l'intervalle de 3,0 à 8,0 kJ/m2, de manièreparticulièrement préférée dans l'intervalle de 4,0 à 6,0kJ/m2.

Le moulage amorphe, thermoformé peut êtrefacultativement transparent, pigmenté transparent oupigmenté sourd.

Dans le mode de réalisation transparent, le moulageembouti conforme à 1'invention présente une transmissionde la lumière, mesurée selon ASTM D 1003, supérieure à80 %, de préférence supérieure à 84 %.

La turbidité du moulage, mesurée selon ASTM D 1003est inférieure à 15 %, de préférence inférieure à 11 % etla netteté d'image du moulage, que l'on appelle aussi"clarity", et que l'on détermine sous un angle inférieur à2,5° (ASTM D 1003), est de préférence supérieure à 94 % etde manière particulièrement préférée, supérieure à 96 %.

Dans le mode de réalisation pigmenté transparent,dans lequel le moulage contient au moins un colorantsoluble dans le poly(téréphtalate d'éthylène) depréférence dans une concentration de 0,001 à 20 % en poidspar rapport au poids du poly(téréphtalate d'éthylène)cristallisable, la transmission de la lumière mesuréeselon ASTM D 1003 est dans l'intervalle de 5 à 80 %, depréférence de 10 à 70 %.

La turbidité du moulage, mesurée selon ASTM D 1003,est dans l'intervalle de 2 à 40 %, de préférence dansl'intervalle de 3 à 35 % et la netteté d'image du moulage,que l'on appelle aussi "clarity", et que l'on mesure sousun angle de 2,5° (ASTM D 1003), est de préférence 10 010677 supérieure à 90 % et de manière particulièrement préférée,supérieure à 92 %.

Dans le mode de réalisation pigmenté sourd, danslequel le moulage contient un pigment organique et/ouinorganique comme colorant et éventuellement en plus, uncolorant transparent, la concentration en pigment étant depréférence de 0,5 à 30 % en poids par rapport au poids dupoly(téréphtalate d'éthylène) cristallisable, latransmission de la lumière mesurée selon ASTM D 1003, estinférieure à 5 %.

Des colorants solubles appropriés sont divulgués parexemple par la demande brevet allemand 195 19 578.7 et despigments organiques et/ou inorganiques comme colorant, parexemple par la demande de brevet allemand 195 19 577.9.

Dans un mode de réalisation préféré, le moulagethermoformé, amorphe, présente au moins un stabilisant UVcomme agent photoprotecteur, la concentration enstabilisant UV est de préférence dans l'intervalle de 0,01à 5 % en poids, par rapport au poids du poly(téréphtalated'éthylène) cristallisable.

Des stabilisants UV appropriés comme agentsphotoprotecteurs sont divulgués par exemple par lesdemandes de brevets allemands 195 22 118.4, 195 22 120.6et 195 22 119.2.

En outre, les mesures ont montré que le moulageconforme à l'invention est peu combustible etdifficilement inflammable, de sorte qu'il se prête bienaux application internes et pour la construction de halld'exposition.

Par conséquent, le moulage conforme à l'inventionest recyclable sans problème sans polluer l'environnementet sans perte de propriétés mécaniques, c'est pourquoi ilconvient par exemple pour des applications telles quepanneaux publicitaires de courte durée ou autres articlespublicitaires.

Grâce aux grand nombre surprenant decaractéristiques excellentes, le moulage amorphe conformeà l'invention convient parfaitement à de nombreuses 010677 11 applications différentes, par exemple pour des revêtementd'intérieur, pour la construction de halls d'exposition etpour articles d'exposition, de panneaux, de verres deblindage de machines, d'habillage d'extérieur, decouvertures, pour des applications dans le secteur dubâtiment, pour la publicité lumineuse, pour l'habillage debalcons, de toitures et pour fenêtres de caravanes.

En outre, on a trouvé de façon surprenante que lesmoulages emboutis amorphes conformes à l'invention, même àbasses températures jusqu'à -40 °C, présentent de bonnespropriétés mécaniques, sans que les propriétés optiquessubissent une dégradation. On compte parmi les bonnespropriétés mécaniques, entre autres, une résilienceélevée, une résilience à l'entaille, une excellente tenueà la traction et en flexion.

On peut donc utiliser avantageusement les moulagesconformes à l'invention dans des systèmes derefroidissement. Des exemples de systèmes oud'installations de refroidissement sont des réfrigérateurset des congélateurs domestiques et industriels, desréfrigérateurs à compression, des installationsréfrigérantes pour le lait, des vitrines réfrigérantes,des réfrigérateurs pour les poches de sang, desréfrigérateurs pour les morgues, des appareils derefroidissement médicaux et des congélateurs pourlaboratoire. L'invention est expliqué plus en détail sur la based'exemples de réalisation, sans qu'elle soit limitée à cesexemples.

On a réalisé les mesures des différentes propriétésselon les normes ou procédés suivants.

MÉTHODES DE MESURE

Brillance

On détermine la brillance de la surface selon la norme DIN 67530. On mesure le reflet comme caractéristique optique de la surface d'une plaque. Sur la base des normes 12 010677 ASTM-D 523-78 et ISO 2813, on établit l'angle d'incidenceà 20°. Le rayon lumineux touche la surface contrôlée sousl'angle d'incidence établi et il est réfléchi ou biendispersé. Les rayons lumineux sont captés par le récepteurphotoélectronique et indiqués comme grandeurs électriquesproportionnelles. La valeur mesurée est sans dimension etdoit être indiquée conjointement avec l'angle d'incidence.

Transmission de la lumière :

Par transmission de la lumière on doit entendre lerapport de la totalité de la lumière transmise à laquantité de la lumière envoyée.

On mesure la transmission de la lumière avec unappareil de mesure "Hazegrad plus" selon ASTM 1003.

Turbidité et netteté d'image

La turbidité est le taux en pourcentage de lalumière transmise, qui s'écarte de plus de 2,5° au milieudu faisceau lumineux incident. On détermine la nettetéd'image sous un angle plus petit que 2,5°.

On mesure la turbidité et la netteté d'image enutilisant l'appareil de mesure "Hazegard plus" selon lanorme ASTM 1003.

Degré de blanc

On détermine le degré de blanc à l'aide duphotomètre de rémission électrique "ELREPHO" de la SociétéZeiss, Oberkochem (Allemagne), illuminant normalisé C, 2°observateur de référence. Le degré de blanc est définicomme

DB = RY + 3RZ - 3RX DB = degré de blanc, RY, RZ, RX = facteurs de réflexioncorrespondants en utilisant un filtre colorimétrique Y, Zet X. Comme étalon blanc, on utilise une pièce moulée desulfate de baryum (DIN 5033, partie 9). 13 01067? Défauts superficiels :

On évalue visuellement les défauts superficiels. Résilience an Charpy :

On détermine cette grandeur selon la norme ISO179/1 D. Résilience ak Izod :

On mesure la résilience avec entaille,respectivement la résistance avec entaille ak Izod selonla norme ISO 180/1A.

Masse volumique :

On détermine la masse volumique selon la norme DIN 53479. VS (ADA) , VI (ADA) :

On mesure la viscosité standard VS (ADA) selon lanorme DIN 53728 dans l'acide dichloracétique.

On calcule la viscosité intrinsèque à partir de laviscosité standard comme suit VI (ADA) = 6,67»10_4VS (ADA) + 0,118

Propriétés thermiques :

On mesure les propriétés thermiques, telles quepoint de fusion de cristallites Tm, le domaine detempératures de cristallisation Tc, la température depost-cristallisation (de cristallisation à froid) TCN et latempérature de transition vitreuse Tg par calorimétriedifférentielle à balayage ("Differential ScanningCalorimetry - DSC") avec une vitesse de réchauffage de10 °C/min.

Masse molaire, polydispersité :

On mesure les masses molaires Mw et Mn et la polydispersité résultante Mw/Mn par chromatographie par perméation de gel. 14 010677

Exposition aux intempenes (les deux faces),stabilité aux UV :

La stabilité aux UV est contrôlée selon laspécification d'essai ISO 4892 comme suit :

Appareil d'essaiConditions d'essai

Durée d'irradiation

Irradiation

Température

Humidité de l'airrelative

Lampe à xénon

Cycles d'irradiation

Dans les exemples

Atlas Ci 64 Weather Ometer ISO 4892, c.a.d. intempéries artificielles 1000 heures (par face)

0,5 W/m2, 340 nm63 °C 50 % filtre intérieur etextérieur de borosilicate 102 minutes rayons UV, puis18 minutes rayons UV,échantillons dansbrouillard d'eau, puis ànouveau 102 minutes derayons UV, etc.et les exemples comparatifs après, il s'agit à chaque fois de plaques monocouches,l'on a préparées dans l'ensemble d'extrusion décritles demandes de brevets allemands décrits ci-dessus. ci- que par 10

Exemple 1

Une plaque amorphe, transparente, à partir d'unpoly(téréphtalate d'éthylène) cristallisable, décrite par 15 la demande de brevet allemand 195 35 180.0 , caractéristiques suivantes : - Epaisseur : 4 mm - Brillance de surface, face 1 : 178 - (angle d'incidence 20°), face 2 : 172 - Transmission de la lumière : 89,4 % - Netteté d'image (clarity) : 99,7 % - Turbidité : 2,1 % - Défauts superficiels par m2 : aucun - Cristallinité : 0 % - Masse volumique : 1,33 g/cm: 15 010677 Résilience an Charpy à 23 °C : pas de rupture Résilience avec entaille ak -47 kJ/m2

Izod à 23 °C ' ' est emboutie sur une machine <la société Illig/Heilbronn,paramètres suivants : - Dimensions de la plaque - Epaisseur de la plaque - Surface de formage - Hauteur d'emboutissagePréséchage - Température de l'outil demoulage

Puissance du radiateurchauffage supérieur

Puissance du radiateurchauffage inférieur

Pré-chauffage avec chauffagesupérieur et chauffageinférieur/emboutissage - Vide - Température de la plaque - Refroidissement avec 1'eau depulvérisation

Température de l'objet formélors de l'extraction de 1'out thermoformage sous vide detype UA 100 g, avec les : 1000 mm x 1000 mm: 4 mm : 960 mm x 660 mm : 200 mm: 0 min. (pasnécessaire)

: 50 °C : 65 % : 45 % : 38 sec. : oui

: 140 °C : 40 sec

: 50 °C

Ce faisant, le totalité du5 de 78 secondes seulement. L'objet formé présentesuivantes :

Couleur

Transmission de la lumièreTurbidité

Brillance de surface, face 1(angle d'incidence 20°), faceRetrait/contraction

Masse volumiqueCristallinité

Résilience an Charpy à 23 °C cycle d'emboutissage est les caractéristiques : transparent: 87,8 % : 3,4 % : 150 2 : 162: 0,5 % : 1,33 g/cm3: 0 % : pas de rupture 16 010677

Résilience avec entaille akIzod à 23 °C

Résilience an Charpy à -40 °C

Résilience avec entaille akIzod à -40 °C : 4,7 kJ/m2 : 78 kJ/m2: 2,4 kJ/m2

Exemple 2

De façon analogue à l'Exemple 1, on emboutit uneplaque amorphe, transparente, à partir d'un poly-(téréphtalate d'éthylène), qui contient 0,6 % en poids dustabilisant UV, le 2,2'-méthylène-bis-(6-(2H-benzotriazol-2-yl)-4-(1,1,3,3-tétraméthylbutyl)-phénol (®Tinuvin 360 dela Société Ciba-Geigy), par rapport au poids du polymère : 10 - Epaisseur : 4 mm - Brillance de surface, face 1 : 176 - (angle d'incidence 20°), face 2 : 174 - Transmission de la lumière : 89,1 % - Netteté d'image (clarity) : 99,5 % - Turbidité : 2,3 % - Défauts superficiels par m2 : aucun - Cristallinité : 0 % - Masse volumique : 1,33 g/cm3 - Résilience an Charpy à 23 °C : pas de rupture - Résilience avec entaille ak : 4,6 kJ/m2 Izod à 23 °C On choisit les paramètres d'emboutissage températures et la durée du cycle d 'emboutissage de analogue à 1'Exemple 1. L'objet formé, stabilisé aux UV, présente lespropriétés suivantes :

Couleur

Transmission de la lumièreTurbidité

Brillance de surface, face 1(angle d'incidence 20°), face 2Retrait/contraction

Masse volumiqueCristallinité transparent86,9 % 3,6 % 148 159 0,5 % 1,33 g/cm3 0 % 010677 17 : pas de rupture: 4,5 kJ/m2 : 79 kJ/m2: 2,2 kJ/m2

Résilience an Charpy à 23 °CRésilience avec entaille akIzod à 23 °C

Résilience an Charpy à -40 °C

Résilience avec entaille akIzod à -40 °C

Exemple 3

De façon analogue à l'Exemple 1, on emboutit uneplaque amorphe, pigmentée rouge-transparent à partir d'un 5 poly(téréphtalate d'éthylène) cristallisable, qui contient2 % en poids du colorant soluble Solventrot 138, un dérivéd'anthraquinone de la société BASF (®Thermoplast G), parrapport au poids du polymère.

La plaque pigmentée rouge transparent présente les10 caractéristiques suivantes :

Epaisseur : 2 mm - Pigmentation : rouge-transparent - Brillance de surface, face 1 : 130 - (angle d'incidence 20°), face 2 : 127 - Transmission de la lumière : 35,8 % - Netteté d'image (clarity) : 99,1 - Turbidité : 3,5 % - Défauts superficiels par m2 : aucun - Résilience an Charpy à 23 °C : pas de rupture — Résilience avec entaille ak Izod à 23 °C : 4,1 kJ/m2 - Cristallinité : 0 % Masse volumique On choisit les paramètres d : 1,33 g/cm3 'emboutissage et les températures de façon analogue à 1 ' Exemple 1. A cause de 1 ' épaisseur plus faible de la plaque, le cycle d' emboutissage ne dure que 37 secondes, ne nécessitant que 20 secondes pour le pré-chauffage avec chauffage de dessous e't de dessus, ainsi que pour les opérations d'emboutissage et le refroidissement par pulvérisationavec de 1'eau. 010677 18 L'objet forme présente les propriétés suivantes :

Couleur

Transmission de la lumièreTurbidité

Brillance de surface, face 1(angle d'incidence 20°), faceRetrait/contraction

Masse volumique

Cristallinité

Résilience an Charpy à 23 °CRésilience avec entaille akIzod à 23 °C

Résilience an Charpy à -40 °C

Résilience avec entaille akIzod à -40 °C : rouge transparent: 34,9 % : 3,8 % : 118 2 : 126: 0,4 % : 1,33 g/cm3: 0 % : pas de rupture: 4,0 kJ/m2 : 69 kJ/m2: 2,0 k J / m2

Exemple 4

De façon analogue à l'Exemple 1, on emboutit une5 plaque transparente, pigmentée blanc à partir d'unpoly(téréphtalate d'éthylène) qui contient 6 % en poids dedioxyde de titane par rapport au poids du polymère. Ledioxyde de titane est de type rutile et revêtu d'unrevêtement inorganique d'Al2O3 et d'un revêtement organique10 de polydiméthylsiloxane. Le dioxyde de titane a undiamètre moyen de particules de 0,2 gm.

La plaque pigmentée blanc présente lescaractéristiques suivantes :

Epaisseur

Pigmentation

Brillance de surface, face 1(angle d'incidence 20°), face 2Transmission de la lumièreDegré de blanc Défauts superficiels par m2

Résiliënce an Charpy à 23 °C

Résilience avec entaille akIzod à 23 °C : 5 mm: blanc: 119: 117: 0 % : 120 : aucun : pas de rupture: 4,9 k J / m2

Cristallinité 010677 19 50 la

On choisit les paramètres d'emboutissage et lestempératures de façon analogue à l'Exemple 1. A cause dela plus grande épaisseur de la plaque et du comportementd'absorption de la chaleur suite à la pigmentation en5 blanc, le cycle d'emboutissage est de 95 secondes,secondes sont nécessaires pour le préchauffage par chaleur de dessus et de dessous ainsi que pourl'emboutissage, 45 secondes pour le refroidissement avecde l'eau pulvérisée. 10 L'objet formé présente suivantes :

Couleur

Transmission de la lumièreBrillance de surface, face 1(angle d'incidence 20°), face 2Degré de blanc

Retrait/contractionCristallinité Résilience an Charpy à 23 °CRésilience avec entaille ak les caractéristiques

Izod à 23 °C

Résilience an Charpy à -40 °CRésilience avec entaille akIzod à -40 °C blanc0 % 1081131180,6 % 0 % pas de rupture4,8 kJ/m2 88 kJ/m22,4 kJ/m2

Exemple comparatif 1

De façon analogue à l'Exemple 1, on emboutit une15 plaque de PMMA amorphe, transparente, de la Société Rohm (©Plexiglas GS).

La plaque de PMMA présente le profil descaractéristiques suivantes :

Epaisseur : 4 mm Brillance de surface, face 1 : 138 (angle d'incidence 20°), face 2 : 136 Transmission de la lumière : 93,8 % Netteté d'image (clarity) : 99,8 Turbidité : 0,5 % Défauts superficiels par m2 : aucun Masse volumique : 1,19 g/cm; 20 010677 Résilience an Charpy à 23 °C : 16 kJ/m2

Résilience avec entaille ak -15 kJ/m2Izod à 23 °C

Avec les paramètres d'emboutissage, les températureset les durées de cycle analogues à l'Exemple 1, il n'étaitpas possible de préparer un objet formé.

On peut réaliser le thermoformage de la plaque dePMMA d'une épaisseur de 4 mm dans les conditionssuivantes, essentiellement non économiques.

Dimensions de la plaque

Epaisseur de la plaque

Surface de formage

Hauteur d'emboutissage

Préséchage

Température de l'outil d'emboutissage

Puissance de 1'émetteur chauffage supérieur

Puissance de l'émetteurchauffage inférieur

Pré-chauffage avec chauffagesupérieur et chauffageinférieur/emboutissageVide

Température de la plaque

Refroidissement par pulvérisation avec de l'eau

Température de l'objet formélors de l'extraction de l'outil 1000 mm x 700 mm4 mm 960 mm x 660 mm200 mm

10 h à 125 °C50 °C 75 % 65 % 89 sec. oui

180 °C 7 0 sec

50 °C

Avec 159 secondes, la durée du cycle d'emboutissagepour le formage de l'objet est essentiellement pluslongue, ce qui réduit fortement la productivité des 10 machines de thermoformage modernes courantes opérant encontinu, par rapport aux moulages amorphes à partir d'uneplaque de PET. En outre, la plaque doit avoir au cours del'emboutissage une température essentiellement plusélevée, ainsi le coût d'énergie est plus élevé par rapport 15 aux moulages amorphes en PET. Il est en particuliernécessaire de sécher la plaque avant le procédéd'emboutissage pendant plusieurs heures à une température 010677 21 de 100 °C dans une étuve spéciale, afin d'éliminer l'eauabsorbée. Ce faisant, on doit changer la quantité totalede l'air dans l'étuve environ 6 fois par heure, afin queles vapeurs d'eau puissent s'échapper. Sans préséchage, lemoulage préparé à partir de la plaque de PMMA présente desdéfauts superficiels inacceptables suite à l'eauincorporée.

Le moulage préparé à partir de la plaque de PMMApré-séchée avec une durée de cycle d'emboutissage essentiellement plus longue, présente les caractéristiques suivantes : - Couleur : transparent - Transmission de la lumière : 90,1 % - Turbidité : 2,3 % - Brillance de surface, face 1 : 112 - (angle d'incidence 20°), face 2 : 120 - Retrait/post-contraction : 3 % - Masse volumique : 1,19 g/cm2 - Cristallinité : 0 % - Résilience an Charpy à 23 °C : 15 kJ/m2 — Résilience avec entaille ak . Izod à 23 °C 1,4 kJ/m2 - Résilience an Charpy à -40 °C pas de données — Résilience avec entaille ak Izod à -40 °C reproductiblesmesurables (fortsécarts) Le moulage préparé présente par rapport aux moulages de PET amorphes une post-contraction nettement plus élevée (dit retrait) et, déjà à la température ambiante, unerésilience et une résilience avec entaille nettement plusmauvaises. Par conséquent, il se forme au cours de larupture qui se produit facilement, des éclats dangereux àarêtes vives.

Exemple comparatif 2

On emboutit de façon analogue à l'Exemple 1, une

plaque transparente en polycarbonate de la Société GE

Plastics (®Lexan 121) . 22 0î 0677

La place de PC présente les caractéristiquessuivantes :

Epaisseur : 4 mm Brillance de surface, face 1 : 176 (angle d'incidence 20°), face 2 : 174 Transmission de la lumière : 89 % Netteté d'image (clarity) : 99,1 Turbidité : 0,5 % Défauts superficiels par m2 : aucun Masse volumique : 1,20 g/cm3 Résilience an Charpy à 23 °C : pas de rupture Résilience avec entaille ak Izod à 23 °C : 10 kJ/m2

Avec les paramètres d'emboutissage, les faibles

températures, les cycles courts d 'emboutissage et sans pré- -séchage de façon analogue à l'Exemple 1, on ne pouvait pas préparer un objet formé. On ne peut thermoformer la plaque en polycarbonate de 4 mm d'épaisseur que sous les conditions suivantes, essentiellement non économiques : - Dimensions de la plaque : 1000 mm x 700 mm - Epaisseur de la plaque : 4 mm - Surface de formage : 960 mm x 660 mm - Hauteur d'emboutissage : 200 mm - Préséchage : 11 h à 126 °C — Température de l'outil demoulage : 70 °C — Puissance de l'émetteurchauffage supérieur : 80 % Puissance de l'émetteurchauffage inférieur : 80 % Pré-chauffage avec chauffagesupérieur et chauffageinférieur/emboutissage : 85 sec. - Vide : oui - Température de la plaque : 190 °C — Refroidissement parepulvérisation avec de 1'eau : 70 sec - Température de l'objet formélors de l'extraction de l'outil : 70 °C

70 °C 010677 23

Par rapport aux exemples, le cycle d'emboutissagepour le formage d'un objet à partir d'une plaque de PC estessentiellement plus long, ce qui réduit fortement laproductivité des machines de thermoformage courantesmodernes opérant en continu. Par ailleurs, la plaque doitprésenter une température essentiellement plus élevée pourle procédé de formage, ce qui entraîne une augmentation ducoût d'énergie par rapport aux moulages en PET amorphe.Comme pour le PMMA, pour le PC également, il estnécessaire d'étuver la plaque avant l'opérationd'emboutissage pendant plusieurs heures à une températurede 125 ± 3 °C, afin d'éliminer l'eau absorbée. On doitchanger environ 6 fois la totalité de l'air dans l'étuve,pour que la vapeur d'eau puisse s'échapper. Sans étuvage,l'objet formé à partir de la plaque de PC présente descaractéristiques optiques inacceptables.

Le moulage préparé de manière essentiellement moinséconomique à partir de la plaque de PC étuvée présente les caractéristiques suivantes : - Couleur : transparent - Transmission de la lumière : 87,2 % - Turbidité : 3,1 % - Brillance de surface, face 1 : 148 - (angle d'incidence 20°), face 2 : 159 - Retrait/post-contraction : env. 5 % - Masse volumique : 1,20 g/cm3 - Cristallinité : 0 % - Résilience an Charpy à 23 °C : pas de rupture Résilience avec entaille a^ Izod à 23 °C : 9 kJ/m2 - Résilience an Charpy à -40 °C : pas de rupture - Résilience avec entaille ak Izod à -40 °C : 5 kJ/m2

Le moulage préparé présente par rapport au moulage de PET amorphe une post-contraction (retrait) nettement plus élevée. 24 010677

Exemple comparatif 3

De façon analogue à 1'Exemple 1 du fascicule debrevet EP-A-0 471 528, on prépare un moulage qui présenteune cristallinité d'environ 35 %. Comme décrit par lefascicule de brevet EP-A-0 471 528, les cyclesd'emboutissage décrits sont essentiellement plus longs quepour le moulage de PET amorphe. En outre, l'outil doitavoir une température d'environ 160 °C, pour que lacristallisation ait lieu. On ne peut pas atteindre detelles températures d'outils élevées avec des chauffages àl'eau courants. Pour ce faire, on a besoin d'un outilchauffé à l'huile ou par électricité, lequel, à cause destempératures élevées, ne doit pas être en résine époxydeou en bois, mais en aluminium.

Le moulage de PET avec une cristallinité d'environ 35 %, présente les propriétés suivantes :

Couleur : blanche, à cause de la cristallisation

Transmission de la lumièreTurbidité

Clarity (netteté d'image)

Brillance de surface, face 1(angle d'incidence 20°), face 2Retrait/post-contractionMasse volumique

Cristallinité Résilience an Charpy à 23 °CRésilience avec entaille a^ 34 % non mesurable, à cause de la cristallisation amorcée 90 98 env. 6 % 1,37 g/cm3env. 3 5 % 87 kJ/m22,3 kJ/m2

Izod à 23 °C

Le moulage en PET avec un degré de cristallisationd'environ 35 % est toujours opaque à cause de lacristallisation. Par conséquent, on ne peut pas préparerun objet transparent ou pigmenté transparent. En outre, cemoulage également montre une post-contraction (retrait)élevée et des résiliences avec entaille et Charpysignificativement plus mauvaises déjà à la températureambiante.

Claims

25 01 0677 REVENDICATIONS

1. Procédé de préparation d'un moulage amorphe,caractérisé en ce que l'on chauffe une plaque amorphe avecune épaisseur dans l'intervalle de 1 à 20 mm, qui contientcomme composant principal un poly(téréphtalate 5 d'éthylène), à une température dans l'intervalle de 120 à160 °C, on réalise un thermoformage, on refroidit etensuite on démoule.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce10 que la plaque amorphe présente une épaisseur de dans l'intervalle de 1 à 10 mm.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractériséque l'on chauffe la plaque au moyen d'étuves à air chaud 15 ou d'appareils de chauffage IR.
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ceque l'on chauffe la plaque jusqu'à ce que la températurede la plaque soit dans l'intervalle de 130 °C à 145 °C. 20
5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4,caractérisé en ce que dans le thermoformage, latempérature de l'outil est maintenue au-dessous 80 °C.
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que dans le thermoformage, la température de l'outil estmaintenue au-dessous 60 °C.
7. Procédé selon 1 ' une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que 1 l'air ou de l'air/eau de 'on refroidit le moulage pulvérisation. avec de 8. Procédé selon 1 ' une des revendications 1 a 7, caractérisé en ce que 1' on démoule le moulage, lorsque la 35 température du moulage est inférieure à 80 °C. 26 010677
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ceque l'on démoule de moulage, lorsque la température dumoulage est inférieur à 60 °C.
10. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce le poly(téréphtalate d'éthylène) utilisé présente unetempérature de post-cristallisation TCN dans 1'intervallede 120 °C à 158 °C.
11. Moulage amorphe, thermoformé, avec une épaisseur dans l’intervalle de 1 à 20 mm, contenant comme composantprincipal un poly(téréphtalate d'éthylène) cristallisable,caractérisé en ce que la brillance de la surface, mesuréeselon DIN 67530 (angle d'incidence 20°), est supérieure à 15 90 °C.
12. Moulage selon la revendication 11, caractérisé en cequ'il n'y a pas de rupture lors des mesures de larésilience an Charpy, mesurée selon la norme ISO 179/1D. 20
13. Moulage selon les revendications 11 ou 12,caractérisé en ce que la résilience ak selon Izod, mesuréeselon la norme ISO 180/1A, est dans l'intervalle de 3,0 à8,0 kJ/m2. 25
14. Moulage selon l'une des revendications 11 à 13,caractérisé en ce qu'il est transparent, pigmentétransparent ou pigmenté sourd.
15. Moulage selon l'une des revendications 11 à 14, caractérisé en ce qu'il présente au moins un stabilisantUV comme agent photoprotecteur.
16. Moulage selon la revendication 15, caractérisé en ce35 que la concentration en stabilisant UV est dansl'intervalle de 0,01 à 5 % en poids, par rapport au poids du poly(téréphtalate d'éthylène) cristallisable.

010677 K
17. Moulage selon la revendication 11, caractérisé en ceque le poly(téréphtalate d'éthylène) présente unetempérature de post(à froid)-cristal1isation dansl'intervalle de 120 °C à 158 °C. 5
18. Utilisation d'un moulage amorphe, thermoformé, selonl'une des revendications 11 à 17 dans les utilisations àl'intérieur et à l'extérieur ainsi que dans des système derefroidissement. 10