Brevet FR2252207A1 — publié le 19750620

On sait que lorsqu'on confectionne des films de matière plastique par extrusion, on coule la nappe fondue sur une surface mobile refroidie: tapis ou plus généralement tambour de coulée, On a intéreXt, notamment pour éviter une cristallisation excessive, à augmenter la vitesse de coulée, mais cet accroissement de vitesse staccompagne en général de l'appari- tion de défauts de surface, d'inégalités d1épaisseur et aussi d'un retrait latéral de la pellicule. On a cherché à y remédier en favorisant llapplication de la nappe fondue sur la surface de trempe en conférant à la nappe une charge élec~ trostatique mais il stest révélé difficile dtappliquer une charge uniforme sur toute la largeur de la nappe et en particulier on a constaté que ce pro- céde favorisait ltapparition de petites bulles dtair entre la nappe thermoplastique et la surface de trempe.En effet, ce procédé nécessite pour d' extrusion de films de grande largeur, ltemploi de fils électriques relativement longs qui sont soumis à des vibrations dues à des causes mécaniques et aussi au courant redressé, ondulé et filtré, qui le parcourt sous une tension de plusieurs milliers de volts, et ces vibrations provoquent des variations dans les caractéristiques du film. Parfois, ces vibrations mettent le fil en contact avec la nappe extrudée ce qui entraine sa rupture. Dtautre part, des oligomères se condensent sur le fil et perturbent le champ. On doit pour ce motif remplacer fréquemment le fil ou encore procéder à son déroulement continu. Ceci amène, dans ce dernier cas, à limiter la tension du fil ce qui accroit l'amplitude des vibrations et les risques de casse. Pour toutes ces raisons, les procédés connus de placage électrostatique par fil sous tension, ne peuvent, en pratique, si lton veut obtenir un film sans défauts, dépasser une vitesse au tambour de 28 à 30 mètres/ minute. La présente invention supprime ces inconvénients en supprimant toutes vibrations de ltorgane qui engendre le champ et en éliminant le dépot d'oligomères et elle permet ainsi d'obtenir un film sans défauts à des vitesses de coulée très sensiblement supérieures. Elle a en effet pour objet un procédé -de placage électrostatique sur tambour de coulée refroidi, de nappes de matière plastique extrudée, à leur sortie de filière, procédé caractérisé en ce que le champ electriz que est produit par une lame métallique sous tension disposée au voisinage de- la nappe extrudée et en ce que cette lame est portée à une température supérieure a 200 C. Elle a également pour objet des dispositifs propres à llapplication de la pré sente invention. L'emploi de lames métalliques, possédant donc un module dSinertie élevé et pouvant être parfaitement tendues, supprime toutes vibrations et tous les inconvénients qui en découlent. Les dimension des lames conformes à ltinvention -qui peuvent être aussi réalisées en tout matériau conducteur rigide- dépendent sssentielle- ment de la résistance mécanique qu'elles doivent présenter, compte tenu de leur longueur, celle-ci devant être légèrement supérieure à la largeur de la nappe à extruder. La largeur des lames doit être aussi réduite que possible pour diminuer leur encombrement, tout en étant suffisante, pour qu'elles soient rigides.On évite de choisir des lames de largeur inférieure à 6 mm, une largeur de 10 à 15 mm étant généralement préférée. L'épais- seur des lames utilisées doit être également aussi faible que possible, compte tenu des mêmes impératifs; leur épaisseur est en général de quel- ques centièmes de mm. L'emploi de ces lames qui, à leur arete, présentent un rayon de courbure beaucoup plus faible que celui des fils utilisés jusqu'alors qui ne peut être diminué pour des raisons évidentes,8e résistance mécanique, offre l'avantage supplémentaire de permettre dtaccroftre facilement ltintensité du champ et, par conséquent, la densité des charges électriques déposées sur le film La lame est disposée de facon que son arête soit parallèle à la ligne de contact entre la nappe et le tambour de coulée, à peu près à l'a- plomb de cette ligne de contact. On ltoriente selon un angle de 30 environ par rapport à la verticale, son inclinaison étant à ltopposé de celle de la nappe extrudée.La distance entre L'arête de la lame et le tambour doit être aussi réduite que possible pour accroire llefficacité du placage sans toutefois risquer dlatteindre le seuil dlamorcage. Cette distance est de préférence inférieure à 10 mm. L'efficacité du placage est d'autant plus grande également que la lame est portée à un potentiel plus élevé. On lui confère en général un potentiel de quelques milliers de volts" 15 000 volts environ sous tension continue, potentiel qui lui est conféré au moyen d'un générateur haute tension. Pour éviter les chutes de tension par effet Joule dans la lame, lla- limentation s'effectue de préférence aux deux extrémités de celle-ci. Pour éviter la condensation d'oligomères sur la lame et les incon vénients décrits plus haut, qui en découlent, la lame, conformément à l'in- vention est portée à une température supérieure à la température de cris tallisation de ces oligomères soit une température supérieure à 200 C. Pour ltextrusion de films de téréphtalate de polyéthylène auquel le procédé de placage électrostatique conforme à ltinvention convient particu Fièrement bien du fait de leur bonne rigidité diélectrique, la lame doit être portée å une température de l'ordre de 230 à 250 C. On pourrait la porter à des températures sensiblement plus élevées mais on risquerait de favori~ ser en ce cas une oxydation trop rapide de la lame. Le chauffage de la lame peut être effectué par tous moyens. De préférencet il est obtenu selon l'invention par effet Joule. Pour cela, la lame est alimentée par une source de courant continu qui applique une différence de potentiel de quelques volts entre ses extrémités.Une telle sour ce-peut être obtenue par exemple à partir du courant du secteur au moyen d'un transformateur à fort isolement qui alimente un pont redresseur, On dispose des diodes sur le circuit haute tension afin dtéviter la mise en courtcircuit du circuit basse tension sur le circuit haute tension, Le procédé conforme à ltinvention qui vient dtetre décrit permet d'obtenir sans casse des films sans défauts à des vitesses d'extrusion dé- passant 35 mètresZminute soit 25 % plus élevée que celles auxquelles on peut les obtenir au moyen d'un système de placage par fil. Ltinvention a également pour objet des dispositifs propres a mettre en oeuvre le procédé conforme à ltinventiont dispositifs constitués par une filière d'extrusion qui extrude une nappe de matière plastique sur un tambour tournant refroidi, caractérisés en ce que, à llaplomb de la ligne de contact de la nappe de matière plastique et du tambour, est disposée une lame rigide en matériau conducteur dtélectricité dont l'arete est distante de quelques milimètres au plus de la dite ligne de contact, lame qui est portée à une tension de plusieurs milliers de voltszqui est portée, par effet Joule, à une température supérieure à 200 G par passage dtun courant continu basse tension. Un dispositif conforme à ltinventionf illustré par les figures jointes en annexe, va être décrit ci-après. Sur la figure 1 est représenté schématiquement un tel dispositif. Un dispositif dsextrusion classique 1 extrude une nappe de matière plastique 2 qui est plaquez en A sur un tambour tournant refroidi 3. La nappe 2 après s^etre solidifiée eu contact du tambour est dégagée de celui ci par le rouleau de détour 4 et bobinée en 5O Conformément à ltinvention, une lame ó est disposée à proximité de la nappe de coulée, son arête B étant distante de quelque milimètre au plus de la ligne de jonction A de la nappe de coulée et du tambour- métalli- que.Cette lame est inclinée à 30 sur la verticale de A dans le sens oppo- sé à la nappe de coulée, Selon l#invention, la lame 6 est portée à un potentiel élevé et est parcourue par un courant basse tension de quelques volts, qui porte sa température à une valeur supérieure à 200 C. Sur la figure 2 est figuré le schéma de câblage électrique de ce dispositif. La lame 6 est portée à un potentiel de 15 000 volts environ sous l'effet du générateur haute tension 7. Sur le circuit haute tension sont dis- posées des diodes 8 qui évitent la mise en courtcircuit du circuit basse tension sur le circuit haute tension" Pour éliminer les chutes de tension par effet Joule la lame est alimentée à ses deux extrémités. Le circuit basse tension qui se raccorde en C et D au circuit haute tension est alimenté, à partir du courant alternatif du secteur par llintermédiaire du transformateur 9 qui alimente le pont redresseur 10; le transformateur 9 est un transformateur à très fort isolement -supériellr 20 000 volts- de façon à éviter tous risques d'amorçage entre le courant haute tension et le secteur. ka lame est parcourue par un courant redressé et filtré dEviron I5 ampères qui porte sa température aux environs de 250 C. Bien entendu, les valeurs indiquées dans la description ciwdessus peuvent- eXtre remplacées par toutes autres valeurs appropriées aux conditions dTemploi du dispositif conforme à 12invention. REVENDICATIONS -Procédé de placage électrostatique de nappes de matière plastique extrudées, à leur sortie de filière, sur une surface de coulée refroiw die, procédé caractérisé en ce que le champ électrique est produit par une lame en matériau conducteur portée à une tension élevée, disposée au voi- sinage de la nappe extrudée et en ce que cette lame est portée à une température supérieure à 200 C. 2 - Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la la- me est disposée en sorte que son arête soit parallèle à la ligne de jonction de la nappe de coulée et de la surface de trempe, à une distance qui n'excède pas 10 mm 3t - Procédé selon les revendications 1 ou Z, caractérisé en ce que la-lame est chauffée par effet Joule produit par le passage drun courant basse tension. 4 - Dispositifs de placage électrostatique constitués par une filiè- re qui extrude une nappe de matière plastique sur un tambour tournant mé- tallique refroidi, caractérisés en ce qutau voisinage de la ligne de contact de la nappe de matière plastique et du tambour, parallèlement à elle, est disposée une lame rigide en matériau conducteur dont l'arête ntest pas dis~ tante de plus de 10 mm de la ligne de cnntact, lame qui est portée à une tension de plusieurs milli-ers de volts et saune température supérieure à @oo C. 5 - Dispositifs conformes å la revendication 4 caractérisés en ce que la lame est portée à une température supérieure à 200 C, par effet Joules par passage dfun courant continu basse tension. 6t - Dispositifs conformes à la revendication 5 caractérisés en ce que la courant continu, basse tension~qui porte la lame à une température supérieure à 200 C est produit, à partir du courant alternatif du secteur par ltintermédiaire dtun ransformateur dont ltisolement correspond à une tension largement supérieure à celle à laquelle est portée la lame, et qui alimente un pont redresseur.