Brevet FR2004499A1 — publié le 19691128

-i- 2004499 la présente invention concerne tin procédé de fabrication de pellicules résineuses, par exemple en polyamide. L'invention vise un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. 5 les procédés classiques de fabrication de pellicules de résine polyamide impliquent, par exemple, la fusion et l,extrusion d'une composition polyamide linéaire sur un cylindre refroidisseur.Dans de tels procédés, la vapeur du monomère et/ou du plastifiant se condense entre la pellicule de polyamide extradée et le cylindre 10 refroidisseur, provoquant l'accumulation d'un dépôt de substances adhérant à la surface du cylindre. Se plus, des substances telles que monomères, plastifiant ,etc..,sont transférées de la pellicule résineuse sur la surface du cylindre durant le refroidissement de la pellicule par contact avec le cylindre. Ces substances accu-15 aralées sous forme d'un dépôt sur le cylindre refroidisseur peuvent provoquer des irrégularités dans l'épaisseur de la pellicule (par exemple, après étirage) et un refroidissement non uniforme de la pellicule. Sauf dans certaines conditions, le produit déposé sur la sur-20 face du cylindre est périodiquement détaché et se transfère sur la surface de la pellicule résineuse à refroidir. Ceci donne une pellicule résineuse de transparence et de caractéristiques de friction inégales et il est difficile de produire ainsi une pellicule uniforme pendant une durée prolongée. 25 les substances comme les polyamides qui ont de fortes liai sons hydrogènes et offrent des difficultés à l'étirage sont influencées par un traitement qui affecte les propriétés de la pellicule non étirée, l'épaisseur inégale, le manque d'uniformité du refroidissement, de la transparence et/ou des caractéristiques 30 de friction, qui apparaissent dans la fabrication du film non étiré, ont un effet nuisible sur l'étirage et les propriétés de la pellicule. En pratique, l'étirage devient difficile et même s'il est possible, le produit obtenu, n'est pas commercial à cause de l'irrégularité de ses propriétés. 35 II est donc très important de produire des pellicules résineu ses non étirées qui ont une épaisseur égale et des propriétés uniformes. Pour résoudre ce problème, il est en général nécessaire non seulement de maintenir constante la largexir de la. fente de la filière d'extrusion durant la production des pellicules non éti-40 rées, mais encore de refroidir et solidifier la résine extrudée 69 08034 -2- 2004499 fondue avec un cylindre refroidisseur ayant des propriétés de surface constantes prédéterminées. L'invention a pour but un procédé de fabrication de pèllicules résineuses suivant lequel une composition résineuse est extradée 5 en continu sous forme de pellicule sur la surface d'un cylindre refroidisseur rotatif qui provoque une solidification rapide de la résine. La pellicule solidifiée est alors enlevée du cylindre,la surface du cylindre lavée pour éliminer les dépôts puis séchée avant son contact avec d'autre résine extrudée. Lorsque le cylin-10 dre refroidisseur tourne, il entre en contact avec la pellicule extrudée, cette pellicule est enlevée en un point approprié, après sa solidification, la surface du cylindre est lavée et séchée avant que le cylindre ne fasse une révolution complète pour ramener sa surface à l'endroit où la pellicule extrudée est appliquée. 15 On peut aisément contrôler le lavage et le séchage et s'assurer que la surface du cylindre au point d'application de la pellicule extrudée est non seulement propre et sèche mais est à une température sensiblement constante. On peut ainsi éviter des fluctuations dans le refroidissement de la pellicule extrudée et obtenir un pro-20 duit final uniforme. L'invention vise un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé précité. Ce dispositif comprend un'cylindre rotatif qui fonctionne en continu et reçoit une pellicule résineuse extrudée qu'il solidifie en la refroidissant. La pellicule solidifiée peut 25 être enlevée de la surface du cylindre avant que cette surface n'ait effectué une révolution complète pour recevoir une quantité supplémentaire de pellicule résineuse extrudée. Le dispositif de l'invention comprend en outre des moyens pour laver la surface du cylindre après l'enlèvement de la pellicule solidifiée et avant 30 de recevoir d'autre pellicule extradée. Des moyens d'élimination du liquide de lavage sont prévus ainsi que des moyens de séchage de la surface du cylindre avant que celle-ci ne reçoive une autre longueur de pellicule extrudée. On peut généralement utiliser le procédé et le dispositif de 35 1'invention pour la production de pellicules résineuses extradées, notamment de pellicule de polyamide telles que poly-e-caproamide, polyhexaméthylèneadipamide, poly-ll-amino-undécamide ou polyhexa-méthylènesébacamide. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description 40 détaillée qui va suivre, et à l'examen du dessin annexé, qui re 69 08034 -3- 2004499 présente plusieurs exemples non limitatifs d'un mode de réalisation suivant 1* invention « le dessin annexé est une vue schématique en coupe d'un dispositif, suivant 1* invention. 5 la résine fondue est extrudée par une filière en T 2 pour for mer une pellicule 1 qui est rapidement refroidie et solidifiée au moyen d'un cylindre refroidisseur 3 puis est enroulée sur un organe embobineur (non représenté)• Une partie A du cylindre refroidisseur 3 est en contact étroit avec la pellicule 1 afin de refroidir 10 cette dernière; l'autre partie B du cylindre n'est pas en contact avec la pellicule, la surface B qui n'est pas en contact avec la pellicule comporte à la suite et dans le sens de rotation du cylindre ï un dispositif 4 pour éliminer le liquide de lavage, un organe 5 pour laver la surface du cylindre, un autre élément 6 pour 15 éliminer le liquide de lavage restant et un séchoir 7. la surface A du cylindre 3 est en contact avec la pellicule extrudée 1 pour la refroidir, puis elle est lavée par l'organe dé lavage 5* On peut utiliser de l'eau, de l'alcool ou d'autres liquides, pour laver cette surface .le liquide de lavage arrive par un 20 tuyau perforé; de petits trous radiaux et il peut être vaporisé sur toute la largeur de la surface du cylindre. On peut de plus éliminer toute couche de monomère et tout dépôt sur le cylindre en vaporisant le liquide de lavage sur le cylindre ou en nettoyant le cylindre avec une éponge imbibée de liquide de lavage, la quantité 25 de liquide de lavage utilisée peut varier suivant les conditions opérationnelles mais il est avantageux qu'elle soit suffisante pour pouvoir être uniformément appliquée sur toute la largeur de la surface du cylindre. le liquide de lavage 8 qui a lavé la surface du cylindre re-30 froidisseur est éliminé par le dispositif 4. Ce dispositif 4 est constitué de deux rouleaux 9 en contact réciproque, dont l'un est en contact avec le cylindre refroidisseur 3 de façon que les rouleaux 9 soient entraînés par le cylindre 3. le liquide de lavage 8 qui a été utilisé pour laver la surface du cylindre 3 est entraîné 35 par ce cylindre 3 et par des rouleaux 9 en contact avec le cylindre 3. H tombe ensuite sur la surface de contact 10 entre les deux rouleaux 9« les rouleaux 9 doivent être plus larges que la pellicule extrudée et avantageusement plus larges que le cylindre refroidisseur. le liquide de lavage 8, évacué des rouleaux 9, peut être 40 recueilli dans un récipient 11 placé sous les rouleaux, pour empê 69 08034 -4- 2004499 cher que le liquide n*éclabousse la pellicule. Lorsque ces écla-boussures n'abîment pas la pellicule, on peut supprimer ce récipient 11. Le liquide de lavage 12 qui passe au delà de l'organe de lavage 5 dans le sens de rotation du cylindre 3, peut être éliminé 5 par un. autre dispositif 6. Ce dispositif 6 comprend un rouleau qui peut être en contact avec le cylindre refroidisseur 3 et qui est entraîné en rotation par le cylindre 3. le dispositif 6 doit éliminer le liquide de lavage de la surface du cylindre refroidissetir sans endommager cette surface. Lorsque ce dispositif est un organe 30 rotatif en contact avec le cylindre 3 ,ainsi que représenté sur le dessin, il est avantageusement en un caoutchouc nitrile ayant une dureté "Barcol" (ASTM D-2733) d'environ 20.Lorsqu'on enlève le liquide de lavage de la surface du cylindre refroidisseur au moyen d'un organe non rotatif, il est avantageux d'utiliser une éponge 15 en chlorure de polyvinyle ou en un matériau analogue, en contact avec le cylindre refroidisseur. Le liquide de lavage qui monte le long de la surface du cylindre refroidisseur est au moins partiellement éliminé par le dispositif 6 avant d'être séché. L'élimination du liquide de lavage de la surface du cylindre 20 doit être telle que tout le liquide restant peut être instantanément séché et qu'on peut contrôler le degré d'élimination,par exemple en ajustant la pression de contact du cylindre refroidisseur et du rouleau éliminant le liquide. Après élimination du liquide de lavage, on peut sécher la surface du cylindre avec un sé-25 choir. Ce cylindre est alors prêt à recevoir à nouveau la pellicule résineuse. Toute la largeur de la surface du cylindre est séché uniformément par exemple avec un courant d'air. Le séchoir peut être, soit du type soufflerie avec des conduites d'air, soit du type à aspiration. Une soufflerie d'où l'air 30 est envoyé par une fente étroite est avantageuse. L'air projeté sur le cylindre doit avoir une température telle que l'effet de refroidissement du cylindre ne soit pas sensiblement altéré» Dans le cas de pellicules de polyamide, la température de la surface du cylindre refroidissetir, mesurée immédiatement 35 avant son contact avec la pellicule extrudée, doit être d'environ 30-45°Co On maintient avantageusement cette température à la surface du cylindre refroidisseur en s*assurant que la température du jet d'air ne dépasse pas environ 90°C de façon à sécher rapidement la surface. 69 08034 —5- 2004499 La vitesse de l'air est avantageusement de 3 à 10 mètres par minute» La surface du cylindre ainsi séchée est alors prête à recevoir la pellicule résineuse. Le dispositif, suivant l'invention, permet de fabriquer, en con-5 tinu, des pellicules résineuses de propriétés uniformes, Bien que le dépôt et l'accumulation de monomère et autres impuretés, sur le cylindre refroidisseur puissent généralement avoir lieu lorsque diverses pellicules de résine thermoplastique sont extrudées et refroidies, ce phénomène est particulièrement impor-'10 tant avec des pellicules de polyamide telles celles des exemples ci-dessous. "KXratPLE 1 :- On extrude du poly-e-eaproamide (viscosité relative 3,2) par une filière en T, à 260°C, au moyen d'une extrudeuse de 45 m/m (longueur/diamètre = 20) pour obtenir une pellicule 15 d'une épaisseur de 200 microns et d'une largeur de 300mm. On refroidit cette pellicule et on la solidifie à une vitesse de 4 m/ minute à l'aide d'un cylindre refroidisseur. La température de la surface du cylindre est de 35°C et le diamètre du cylindre de 400 mm. Des taches de poudre blanche apparaissent à la surface du 20 cylindre après 10 minutes. Au bout d'une heure, on observe une couche d'impuretés. Au bout de 80 minutes, ce dépôt commence à se détacher de la surface du cylindre. Les impuretés se détachent ainsi régulièrement toutes les vingt minutes environ. On essuie le cylindre refroidisseur avec un chiffon humi.de, mais au bout d'une 25 à deux heures et demie on observe à nouveau 1 'écaillement du dépôt. Avec le dispositif suivant l'invention, la surface du cylindre est continuellement lavée avec de l'eau et séchée, et la pellicule extrudée refroidie à volonté. On effectue 1!opération en continu pendant 3 jours sans qu'aucun écaillement ne se produise, ce qui 30 montre que le dispositif de l'invention est satisfaisant. La température de la surface du cylindre refroidisseur juste avant d'entrer en contact avec la pellicule est d'environ 40°C.0n lave le cylindre avec de l'eau à la température ambiante (environ 16°) et on le sèche avec de l'air chaud à environ 80°C„ La vites-35 se du jet d'air est d'environ 5 mètres/minute. Le rouleau pres- seur du dispositif pour enlever le liquide de lavage (diamètre 1m) . est en caoutchouc silicone résistant à l'usure et à la chaleur. EXEMPLE 2 :- On extrude du poly-e-caproamide (viscosité relative 3»2) avee une extrudeuse de 90 m/m (L/D = 22} diamètre du cylin 69 08034 -6- 2004499 dre refroidisseur 900 mm) pour préparer une pellicule (épaisseur 220 microns, largeur 650 mm). La vitesse d'avancement de la pellicule est.de 15 mètres/minute. On effectue l'opération pendant 48 heures. Durant environ les dix premières heures, on observe quel-5 que écaillement qui se répète environ toutes les 30 minutes à 2 heures même lorsqu'on lave plusieurs fois le cylindre, ce qui oblige à stopper le procédé après l'extrusion de 450 à 1800 mètres de pellicule» On fabrique une pellicule analogue pendant 38 heures en utili-10 sant le dispositif, suivant l'invention. On maintient la surface du cylindre refroidisseur dans les conditions voulues en la lavant et la séchant avant d'entrer à nouveau en contact avec la pellicule. Le refroidissement de la pellicule est satisfaisant,les variations dimensionnelles de l'extrémité de la pellicule sont minimes 15 et la pellicule produite a une stabilité satisfaisante. La surface du cylindre refroidissetir immédiatement avant son contact avec la pellicule fondue est à une température d'environ 40°C et l'eau de lavage à une température d'environ 20°C. La température de l'air chaud est de 85°C et la vitesse du jet d'air d'environ 5 m/minute. 20 EXEMPLE 5 ;- Au moyen d'une extrudeuse de 115 m/m (L/D = 2,4),on extrude du poly-e-caproamide (viscosité relative 3>0) à travers une filière en T à 270°C pour obtenir une pellicule (épaisseur 20Qp. et largeur 700mm). On recueille la pellicule à une vitesse de 20m/mi-nute sur un-cylindre refroidisseur (diamètre 900 mm).Le dispositif 25 est analogue à celui décrit dans l'exemple 1» On effectue l'opération en continu pendant 3 jours sans difficulté et on obtient une pellicule uniforme de polyamide. La température de l'eau de lavage est d'environ 20°C et celle de la surface du cylindre refroidisseur immédiatement avant son contact avec la pellicule fondue d'en-30 -ion 40°C. La température de l'air chaud est de 80°C et sa vitesse d'environ 5 mètres/minute. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux exemples décrits et représentés; elle est susceptible de nombreuses variantes, accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications en-35 visagées et sans qu'on s'écarte pour cela du cadre de l'invention. 08034 -7- 2004499 - EE7ENDICATIOUS - 1.- Procédé de fabrication de pellicules résineuses, caractérisé en ce qu'on extrude en continu une composition résineuse sous forme de pellicule ,sur la surface d'un cylindre refroidisseur rotatif qui solidifie rapidement ladite pellicule, puis en ce qu'on enlève ladite pellicule solidifiée de ladite surface du cylindre, ladite surface du cylindre étant lavée pour éliminer les dépôts puis séchée, avant d'être à nouveau en contact avec d'autre composition résineuse extrudée» 2.- Procédé suivant la revendication 1 caractérisé en ce que la composition résineuse est à base de polyamide. 3«- Procédé suivant la revendication 2 dans lequel la composition comprend du poly-e-caproamide, du polyhexaméthylèneadipami-de, du poly-ll-amino-undécanamide ou du polyhexaméthylèneséba-eamide. 4.- Procédé suivant l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'on effectue le lavage en dispersant un liquide de lavage. 5.- Procédé suivant l'une des revendications précédentes dans lequel le liquide de lavage est de l'eau ou de l'alcool. 6.- Procédé tel que décrit dans l'une des revendications précédentes dans lequel on élimine le liquide de lavage avec des rouleaux, avant d'effectuer le séchage. 7.- Procédé suivant l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'on effectue le séchage au moyen d'un séchoir à air. 8.- Pellicules résineuses fabriquées suivant le procédé décrit dans les revendications 1 à 7 . 9.- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé décrit dans les revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend un cylindre rotatif recevant en continu une pellicule de résine extrudée, et assurant la solidification de ladite pellicule par refroidissement, ladite pellicule solidifiée pouvant être détachée de la surface dudit cylindre avant que celui-ci ne fasse une révolution complète; des moyens de lavage de ladite surface du cylindre lorsque ladite pellicule est détachée de ladite surface et avant de recevoir d'autre pellicule extrudée; des moyens d'élimination du liquide de lavage et des moyens de séchage de ladite surface avant que celle-ci ne reçoive d'autre pellicule extrudée. 08034 2004499 10Dispositif .suivant 9, dans lequel les moyens de lavage de la surface du cylindre comprennent un diffuseur de liquide de la vage sur ladite surface, 11.- Dispositif suivant les revendications 9 ou 10 caractérisé en ce que les moyens d'élimination du liquide de lavage comprennent au moins deux rouleaux en contact axial dont les axes eor-t parallèles à l'axe du cylindre de refroidissement, au moins X8tt& desdits rouleaux étant en contact avec la surface dudit cylit-v-de refroidissement pour enlever le liquide de lavage. 12*- Dispositif suivant l'une des revendications 9 à 11 qui prend au moins deux moyens d'élimination du liquide de lavages sitionnés de l'un ou l'autre côté des moyens de lavage de la giy? face du cylindre. 13.- Dispositif suivant l'une des revendications 9 à 12,ds&9 1 quel les moyens de séchage de la surface du cylindre sont cear-î-S tués par un séchoir à air»