Brevet FR2081832A1 — publié le 19711210

La présente invention se rapporte à la production de matière en feuille à plusieurs couch.es, et elle concerne plus particulièrement la production d'une matière de ce type dans laquelle deux des couches sont en matière thermo-5 plastique extrudable. Il est connu de préparer de la matière en feuille à plusieurs couches pour utilisation comme emballage par co-extrusion de différentes matières thermoplastiques à travers une matrice d'extrusion à usages multiples compor-tO tant deux canaux ou davantage forés dans une matrice unique afin d'extruder simultanément les différentes matières thermoplastiques. Cependant, les"possibilités d'une extru-sion simultanée de ce type sont limitées. Par exemple, la température de la matrice doit être choisie avec soin 15 pour convenir aux différents polymères en cours d'extrusion, et ceci n'est pas facile à réaliser lorsque l'on essaye de co-extruder des polymères dont les caractéristiques diffèrent considérablement. De plus, certaines matières co-extrudées comme le nylon-6 et le polyéthylène de basse 20 densité n'adhèrent pas l'une à l'autre de manière satisfaisante. Bien que l'on puisse tourner la difficulté en utilisant une couche de liaison en un polymère quelconque modifié spécialement, ou en traitant les interfaces avec un gaz actif, des remèdes de ce type -sont coûteux ou mal-25 commodes. Par ailleurs, lorsque l'on procède à l'extrusion par une matrice à feuille plane plutôt que par une matrice annulaire, il est d'habitude nécessaire d'extruder un rideau de largeur supérieure à la largeur finale de matière requise à cause de l'accumulation d'un bourrelet épaissi 30 sur les bords. Cet excédent est normalement rogné à la largeur requise mais, dans le cas de la co-extrusion, il n'est pas toujours possible de réutiliser le déchet résultant, car le déchet peut être constitué de polymères qui sont éventuellement très différents. En outre, s'il se 35 produit des bandes à grande variation d'épaisseur, comme cela arrive souvent, et si l'on fait osciller la matrice pour s'opposer à cette éventualité, il y aura toujours une augmentation de la quantité de déchet de matière composite non réutilisable produite. Une autre difficulté de la co-4-0 extrusion réside dans le réglage précis de la tension néces 71 08260 2 2081832 saire pour éviter les plis dans la matière composite. Selon la présente invention, un appareil pour la production de matière en feuille à plusieurs couches comprend une pluralité de postes d'extrusion espacés pour extruder 5 des couches de matière thermoplastique, un moyen pour transporter une nappe porteuse à travers.chaque poste d'extrusion à tour de rôle de manière que des couches successives de matière thermoplastique soient extrudées sur la nappe porteuse en se superposant pour former une feuille à plusieurs 10 couches sur la nappe, et un poste de détachage pour séparer la feuille à couches multiples ainsi formée de la nappe porteuse. Le moyen de transport de la nappe porteuse peut être agencé pour transporter une nappe porteuse sous forme 15 d'une "bande continue. En variante, le moyen de transport peut être agencé pour transporter une nappe porteuse de longueur finie, et comporte des rouleaux de déroulage et de reprise pour la nappe. L'appareil peut de plus comporter un ou plusieurs 20 postes intermédiaires de traitement de la surface de la couche déjà déposée avant le dépôt de la couche suivante. Le traitement peut être de nature à faciliter l'adhérence de la couche suivante à appliquer, par exemple un traitement d'enduction à adhérence ou de décharge à effluve. De plus, 25 ou en variante, un poste intermédiaire peut appliquer un revêtement liquide formant "barrière ou une encre d'impression. L'appareil peut de plus comporter un ou plusieurs postes de déroulage pour déposer une couche pré-formée de matière en feuille sur la couche déjà déposée. Un poste de 30 déroU-lage peut être placé près d'un poste d'extrusion de manière que la couche • préformée soit appliquée immédiatement à la feuille qui vient d'être extrudée pour qu'elle y adhère. En variante, ou en supplément, un poste de déroulage peut être placé à une certaine distance du poste d'extrusion qui 35 précède, et un poste intermédiaire peut être prévu entre eux pour appliquer un adhésif à la couche extrudée afin cte lier à celle-ci la couche prêformée. L'invention concerne également un procédé de formation d'une matière en feuille à plusieurs couches, qui 40 consiste à transporter une nappe porteuse à travers une 71 08260 3 2081832 pluralité de postes d'extrusion, à extruder à chaque poste une couche de matière thermoplastique sur la nappe porteuse pour former sur celle-ci une feuille à plusieurs couches, et à détacher la feuille à plusieurs couches ainsi formée de 5 la nappe porteuse. Le procédé peut de plus comporter le dépôt à un ou plusieurs postes d'une couche préformée de matière en feuille sur une couche déjà déposée sur la nappe porteuse. De plus, le procédé peut comporter un traitement 10 de la surface d'une couche déposée à un poste intermédiaire entre deux postes d'extrusion. L'invention concerne aussi une matière en feuille à plusieurs couches obtenue par ledit appareil ou par ledit procédé. 15 On décrira maintenant un mode de réalisation de l'invention en se référant au dessin annexé sur lequel : La figure uni que est un schéma d'appareil approprié pour préparer de la matière en feuille à plusieurs couches. La figure unique montre une nappe porteuse 2 qui 20 est conduite d'un rouleau de déroulage 4-à un premier poste d'extrusion comportant une extrudeuse 6 à matrice à canal unique., placée au-dessus d'un rouleau de pincement 8 et . d'un rouleau refroidisseur 10. A ce poste, une couche extrudée 12 de polymère thermoplastique est appliquée à la 25 nappe porteuse 2. Celle-ci, portant la couche 12, passe alors autour d'une série de rouleaux fous, pour arriver à un poste intermédiaire 14 où un dispositif d'enduction applique un enduit d'adhérence à la couche 12. En variante, le dispositif d'enduction peut être utilisé pour appliquer 30 -un enduit additionnel formant barrière à la couche 12. La couche enduite 12, qui se trouve toujours sur la nappe porteuse 2, passe alors à travers une hotte de séchate 16 pour éliminer l'eau ou le solvant volatil utilisé dans le dispositif d'enduction du poste 14. On peut omettre la hotte 35 "16 si elle n'est pas nécessaire dans tout cas particulier. La matière passe alors par un second poste d'extrusion comportant une seconde extrudeuse 18 à matrice à canal unique, un rouleau de pincement 20 et un rouleau refroidisseur 22. Une autre couche extrudée 24, qui peut être faite du même 40 polymère que la couche 12 ou d'un polymère différent, est 71 08260 ' 2081632 appliquée à la surface enduite de la couche 12. La matière à plusieurs couches arrive alors à un poste 26 de détachage duquel la nappe porteuse 2 est enlevée pour aboutir à un rouleau de reprise 28, alors que le produit désiré, sous 5 forme d'une matière en feuille à plusieurs couches formée des deux couches 12 et 14, est enlevé pour aboutir à un rouleau de reprise 30 • Eventuellement, d'autres couches préformées peuvent être ajoutées à la matière au moyen de postes de déroulage 10 comme ceux qui sont indiqués par des lignes en tirets 32 et 34. Par exemple, on peut introduire une couche 36 de pellicule pré-imprimée entre le rouleau pinceur 8 et le rouleau refroidisseur 10 près du premier poste d'extrusion et, de même, on peut introduire une autre pellicule préformée 38 15 à partir d'un rouleau de déroulage du poste 34 près du second poste d'extrusion. En appliquant immédiatement, de cette manière, la couche préformée à la couche qui vient d'être extrudée, l'adhérence entre les deux couches peut être facilitée. Par exemple, la couche extrudée peut être 20 suffisamment collante pour adhérer à la couche préformée. Celle-ci peut porter un enduit d'adhésif activable par la chaleur, de sorte que les deux couches adhèrent sous l'effet de la chaleur dégagée par la couche extrudée. On peut prévoir un poste de déroulage en un emplacement écarté du poste 25 d'extrusion précédent, comme indiqué par exemple en 40 et 44. Dans le cas du poste 40, la matière 42 en feuille préformée pourrait porter un enduit d'adhésif sensible à la pression pour la faire adhérer à la couche déjà déposée 12 ou 36. Dans le cas du poste 44, on peut faire adhérer 30 la couche préformée 46 à la couche déjà déposée 12, 36 ou 42 au moyen d'un adhésif appliqué par le dispositif d'enduction 14. Bien que la nappe porteuse 2 soit de préférence discontinue, comme on l'a représenté , et passe du rouleau 35 de déroulage 4 au rouleau de reprise 28, elle peut en variante être une bande continue. Dans ce cas, les rouleaux 4 et 28 seraient remplacés par des rouleaux d'extrémité de retour, et la bande passerait autour du rouleau 28 puis vers le rouleau 4 comme on l'a représenté par la référence 2'. 40 Des matières qui conviennent pour la nappe porteuse sont une 71 08260 5 2081832 pellicule de polyester de 25 microns (par exemple une pellicule "Melinex" de I.C.I.) et un papier stratifié à du pro-pylène (par exemple celui qui est disponible chez I.C.I. et connu comme le "Propafilm 0"). Il est utile en pratique 5 de choisir la nappe porteuse de façon qu'elle présente une adhérence faible mais bien définie à la première couche extrudée. Ceci fait se déplacer la couche déposée à la même vitesse que la nappe porteuse et en concordance latérale avec elle, tout en permettant au produit à plusieurs 10 couches d'être finalement détaché de la nappe porteuse. Il est cependant évident que cette adhérence doit être moindre que la liaison entre les -couches adjacentes du produit de manière à empêcher la déstratification pendant le détachage. 15 On voit donc qu'en prévoyant à la fois un premier poste et un second poste d'extrusion séparés l'un de l'autre, chaque extrudeuse peut fonctionner dans des conditions optimales pour le polymère particulier en cours d'extrusion, et que l'on peut introduire des liants intermédiaires, 20 de sorte que l'on peut faire adhérer les polymères que l'on considérait normalement comme incompatibles. Par exemple, le poste intermédiaire 14 permet l'application à la première couche extrudée d'un enduit d'adhérence, pour contribuer à la liaison des deux matières extrudée?!. On peut prévoir 25 plus d'un poste intermédiaire entre postes d'extrusion suceessifs, afin d'effectuer plus d'une sorte de traitement. De plus, les postes de déroulage permettent l'interposition d'autres matières pour introduire des couches d'impression ou des couches additionnelles de barrière. On peut aussi 30 appliquer ces couches additionnelles, par exemple du chlorure de polyvixiylidène, par un procédé d'enduction au poste intermédiaire 14 comme on l'a décrit ci-dessus, tout comme on peut appliquer de l'encre d'impression, ou un traitement de décharge à effluve ou autre traitement pour 35 activer la surface des matières polymères inertes. On peut utiliser l'appareil décrit ci-dessus pour produire les matières à plusieurs couches décrites dans les exemples suivants. On peut changer les rouleaux 10 et 22 afin d'obtenir un fini semi-matou un fini brillant. 71 08260 Exem- Première couche Epaisseur Seconde couche pie 1. polymère nylon 6 5 2. polymère nylon 6 3. polymère 10 nylon 6 4. polypropylène 25 microns polyéthylène "basse densité 25 microns copolymère éthylène-acétate de vinyle 12 microns polypropylène 25 microns "Surlyn" 2081832 Epaisseur 50 microns 75 microns 25 microns 25 microns EXEMPLE 5 : On produit aussi une matière à plusieurs couches en utilisant une première couche de nylon 6 (épaisseur 25 ndcror^), 15 une deuxième couche de pclythène basse densité de 50 microns à pigment blanc imprimée en gravure, et une troisième couche de "Surlyn" de 25 microns. Le "Surlyn" est une résine ionomère extrudable de Du Pont de Nemours. 20 Dans chacun des exemples décrits ci-dessus, on utilise un enduit d'adhérence entre la première couche et la seconde couche, et l'on trouve que la résistance de la liaison entre couches est élevée. Pour des compositions identiques à celles de l'exemple 1, on trouve que, même 25 sans enduit d'adhérence, les couches adhèrent bien. L'enduit d'adhérence utilisé est un apprêt à base d'uréthane à deux constituants dans un mélange solvant constitué par un ester, ou une cétone, et un hydrocarbure, par exemple celui connu sous le nom de "Adcote 329", de Morton Williams &. Go. 30 Bien que l'appareil décrit ci-dessus ne comporte que deux postes d'extrusion, on peut utiliser un nombre quelconque d ' extrudeuses pour produire une matière à plusieurs couches telle que décrite. L'épaisseur des couches dépend de l'utilisation finale et des propriétés exigées 35 pour la matière à plusieurs couches finie. Cependant, la première couche extrudée a de préférence une épaisseur d'environ 6 microns. 71 5 10 15 20 25 50 35 40 08260 7 2081832 REVENDICATIONS 1.- Appareil pour la production de matière en feuille à plusieurs couches, caractérisé en ce qu'il comprend une pluralité de postes d'extrusion espacés pour extruder des couches de matière thermoplastique, un moyen pour transporter une nappe porteuse à travers chaque poste d'extrusion à tour de rôle de manière que des couches successives de matière thermoplastique soient exbrudées sur la nappe porteuse en se superposant pour former une feuille à plusieurs couches sur la nappe, et un poste de détachage pour séparer la feuille à couches multiples ainsi formée de la nappe porteuse. 2.- Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un ou plusieurs postes destinés à déposer une couche préformée de matière en feuille sur la couche déjà déposée. 3*- Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un poste de déroulage est installé près d'un poste d'extrusion de manière que la couche préformée soit appliquée immédiatement à la couche qui vient d'être extrudée pour qu'elle y adhère. 4.- Appareil selon l'une des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il comporte un ou plusieurs postes intermédiaires de traitement de la surface de la couche déjà déposée avant dépôt de la couche suivante. 5.-Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'un poste de déroulage pour le dépôt d'une couche préformée de matière en feuille sur la couche déjà déposée est placé à une certaine distance du poste d'extrusion précédent, et en ce qu'un poste.intermédiaire est prévu pour appliquer un adhésif à la couche extrudée afin de lier à celle-ci la couche préformée. 6.- Procédé de formation d'une matière en feuille à plusieurs couches, caractérisé en ce qu'il consiste à transporter une nappe porteuse à travers une pluralité de postes d'extrusion, à extruder à chaque poste une couche de matière thermoplastique sur la nappe porteuse pour former sur celle-ci une feuille à plusieurs couches, et à détacher la feuille à plusieurs couches ainsi formée de la nappe porteuse. 71 08260 8 2081832 7«- Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte aussi le dépôt à un ou plusieurs postes d'une couche préformée de matière en feuille sur une couche déjà déposée sur la nappe porteuse. 5 8.- Procédé selon la revendication 7» caractérisé en ce qu'un poste de déroulage est placé près d'un poste d'extrusion, et en ce qu'une couche préformée de matière en feuille est déposée immédiatement sur une couche qui vient d'être extrudée de manière que les deux couches adhèrent 10 entre elles. 9.- Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite couche préformée porte un enduit d'adhésif activable par la chaleur qui est activé par la chaleur de la couche qui vient d'être extrudée. 15 10.- Procédé selon l'une quelconque des revendica tions 6 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend le traitement de la surface d'une couche déposée, à un poste intermédiaire entre deux postes d'extrusion. 11.- Matière en feuille à plusieurs couches, carac-20 térisée en ce qu'elle est obtenue par l'appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 ou par le procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 10.