Brevet FR2270080A1 — publié le 19751205

L'invention concerne le traitement des films en matière plastique telle que polypropylène qui peuvent entre fabriqués avec des caractéristiques telles que, lorsquton les étire dans une direction donnée d'une quantité convenable et dans des conditions appropriées, ils s'affaiblissent dans une direction transversale à la direction d'étirage dans une mesure telle qu'ils peuvent facilement être divisés pour former des bandes longitudinales, et se renforcent en direction d étirage dans une mesure telle que les bandes ont une résis- tance adéquate pour des applications textiles (ces films sont appelés ci-après "films en matière plastique du type décrit"). L'expression "applications textilesn doit entre interprétée dans un sens large, par exemple la conversion des bandes ou leur utilisation comme cordes, retors, filés et fils. Oependant, ces bandes ont des applications autres que textiles. La présente invention vise à permettre l'obtention de nouveaux produits finaux améliorés grEce à un nouveau procédé de traitement de films en matière plastique du type décrit, ainsi qutuL appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé. Â cet effet, la présente invention a pour objet un procédé de fabrication de bandes è partir de films en matière plastique, caractérisé par le fait qu'on fait passer au moins deux couches dtun tel film dans une pince de pression entre deux rouleaux dont chacun comporte å sa périphérie des rainures annulaires séparées par des cloisons, lesdites rainures dans les rouleaux respectifs étant alignées avec précision, tout en chauffant lesdites couches à une température à laquelle les matières constitutives des couches peuvent fondre ensemble dans la région desdites cloisons , de sorte que les couches du film forment au moins les limites de parties de bande élargie qui sont au moins partiellement creuses, chaque partie de bande élargie étant reliée à des portions minces d'une seule pièce avec elles ou étant complètement séparée de chaque partie de bande élargie adjacente. Par exemple, on peut utiliser deux couches de film seulement pour fabriquer des parties de bandes élargies complètement creuses, ou bien on peut utiliser trois couches de film de manière à fabriquer des parties de bandes élargies comportant chacune un intérieur creux cloisonné. Dans une forme de mise en oeuvre dans laquelle on utilise deux couches de film, on prévoit entre elles une série de fils, le nombre des fils correspondant au nombre de paires de rainures annulaires alignées de manière à fabriquer des parties de bandes élargies creuses comportant chacune un fil enfermé dans l'intérieur creux de cette partie. Dans une variante du procédé, on isole en outre les unes des autres des sections longitudinales discrètes desdites portions de bandes élargies. De préférence, on envoie de l'air comprimé entre lesdites couches de film avant la séparation. L'invention a également pour objet les bandes préparées par les procédés précédents. L'invention a également pour objet une machine de fabrication de bandes à partir de films de matière plastique, caractérisée par le fait quelle comprend deux rouleaux dont chacun comporte à sa périphérie des rainures annulaires séparées par des cloisons, lesdites rainures dans lesdits rouleaux étant alignées avec précision, des moyens pour rappeler l'un vers l'autre les rouleaux de manière à amener des cloisons correspondantes en contact de pression, et des moyens pour amener au moins deux couches d'un tel film entre lesdits rouleaux à une température à laquelle les matières constitutives des couches peuvent fondre ensemble dans la région desdites cloisons. Une telle machine peut entre modifiée et étendue de façon appropriée pour réaliser les variantes de traitement indiquées précédemment. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante faite en se référant au dessin annexé dans lequel - la figure 1 est une vue schématique en élévation latérale d'un appareil de fabrication de bandes conforme à l'invention - la figure 2 est analogue à la figure 1, pour une variante - la figure 3 est une vue en coupe d'un détail, à plus grande échelle, représentant la forme des rainures formées dans certains rouleaux de appareil des figures t et 2 - la figure 4 est une vue en élévation latérale d'une autre variante de l'appareil de l'invention - la figure 5 est analogue à la figure 4, mais pour encore une autre variante - la figure 6 est une vue de bout de détail, à plus grande échelle, représentant la forme des dents formées dans certains rouleaux de l'appareil des figures 4 et 5, et - la figure 7 représente une partie de la longueur d'une bande fabriquée sur les machines des figures 4 et 5. En se référant tout d'abord à la figure 1, on a représenté un appareil prévu pour entre disposé entre une alimentation de film de matière plastique du type décrit et des moyens convenables pour recueillir le matériau en bandes (par exemple une extrudeuse classique pour films plastiques et un appareil de bobinage classique, respectivement). La machine ou appareil consiste essentiellement en une paire de rouleaux de guidage 10, 12, une paire de rouleaux de préchauffage 14, 56, une paire de rouleaux de gravure chauffés 18, 20, une paire de rouleaux de chauffage rainurés 24, 26, un rouleau de pincement 28, et trois rouleaux à godets 30, 32, 34. On n'a pas représenté les moyens pour entraîner et chauffer les différents rouleaux et rappeler ces rouleaux en contact de pression aux endroits ou cXest nécessaire, du fait que ces moyens peuvent entre classiques, ou peuvent entre ceux décrits dans le brevet britannique n0 I 380 701, et que leur description n1 est pas nécessaire à la compréhension de la présente invention. Les rouleaux de guidage 10, 12 et les rouleaux de préchauffage 14, 16 sont pleins. Les rouleaux de gravure 18, 20 sont rainurés et la figure 3 est une vue en section transversale de détail représentant des formes convenables de rainures. Comme on peut le voir, les rainures ont une forme générale de V avec un fond arrondi et des cloisons séparent les rainures adjacentes. Chaque cloison a de préférence une largeur inférieuze à 0,100 mm et le pas des rainures ne dépasse pas de préférence 0,75 mm. Les zones pleines ont une forme spéciale telle que représentée, dans un but qui sera explicité ulté- rieurement. Les rouleaux chauffants 24, 26 sont rainurés de la meme manière que les rouleaux de gravure.Les rouleaux à godets 30, 32, 34 peuvent titre froids ou chauds et ils sont entraînés à une vitesse périphérique plusieurs fois supérieure à celle des rouleaux précé- dents de telle sorte que le film est étiré à chaud, ce qui assure normalement une fibrillation complète du film (c'est-à-dire que chaque bande est complètement séparée des bandes adjacentes). Si néces- saire, on peut utiliser des appareils de fibrillation classiques approprios. En fonctionnement, on amène deux couches séparées 42, 44 de film jusqu'aux rouleaux de guidage 10, 12. Ces couches passent respectivement sur les rouleaux de préchauffage 14, 16, puis sont ensuite réunies dans la zone de pincement entre les rouleaux de gravure chauffés 18, 20. Cela a pour résultat de faire fondre ensemble les deux couches dans la région des cloisons et de former des parties creuses élargies(l'une de ces zones a été représentée à titre d'exemple à la figure 3). Ira température des rouleaux est telle qu'elle assure la fusion ou le soudage des couches entre elles. Lorsque les cloisons se rejoignent, la charge des rouleaux peut être telle qu'elle sépare les parties élargies ou qu'elle les laisse reliées l'une à l'autre par des bandes relativement fragiles.Il est apparu avantageux de donner aux cloisons la forme représentée. L'un des effets consiste à laisser -de petites "ailettes" de chaque ctté des parties élargies, ce qui, lorsque -le produit final est une fibre ou un filament textile, donne un plus grand gonflant. Tes bandes constituses par les bandes élargies (réunies ou non) passent ensuite sur les rouleaux de chauffage rainurés 24, 26 en remplissant facilement les rainures et, en conséquence, ces bandes sont efficacement et rapidement chauffées avant passage dans la zone d'étirage à chaud entre les rouleaux 24, 26 et les rouleaux à godets 30, 32, 34. Finalement, le matériau étiré à chaud est bobiné après refroidissement. Dans une variante de la machine représentée à la figure 1, des moyens sont prévus pour amener une série de fils entre les deux couches de film 42, 44. Ces fils ont été indiqués par les traits pointillés. Le nombre des fils correspond au nombre de paires de rainures annulaires alignées dans les rouleaux 18, 20 et les dimensions des fils sont telles qu'ils se logent entièrement dans les paires de rainures alignées. Cela a pour résultat qu'un fil est enfermé dans chaque bande et, si le fil est un conducteur électrique, par exemple, le produit final peut entre prévu pour des applications électriques particulières. En se référant maintenant à la figure 2, on a représenté une variante de l'appareil de traitement d'un film soufflé sous forme d'un tube. L'appareil est le mime que celui de la figure 1 à partir des rouleaux de gravure et les mêmes références ont été utilisées pour indiquer les parties correspondantes. Cependant, dans cet appa rei.l, les rouleaux de guidage 10, 12 et les rouleaux de préchauffage 14, 16 ont été omis. Des plateaux chauffés réglables 46, 48 sont disposés en avant des rouleaux de gravure 18, 20. Te film soufflé tubulaire 50 est amené entre les plateaux 46, 48 qui servent de guide et pré chauffent le film avant passage sur les rouleaux de gravure 18, 20. L'invention n'est pas limitée aux différents détails des formes de réalisation qui viennent d'entre décrites. Par exemple, les couches peuvent autre constituées de matériaux différents. Un matériau préféré est le polypropylène et, bien que les deux couches puissent entre en un matériau identique, on peut obtenir des caractéristiques utiles en utilisant des matériaux différents, en particulier des matériaux ayant des potentiels de retrait différents, de sorte qu'on obtient des fibres ou des filaments traités. De plus, les contours des rainures peuvent être différents de ceux qui ont été décrits en particulier, de manière à faire varier la forme en coupe transversale des bandes.Dans d'autres formes de réalisation, on peut utiliser plus de deux couches. Ainsi une troisième couche (positionnée comme les fils à la figure 1) permet de diviser l'intérieur creux de chaque bande. Les bandes peuvent entre utilisées comme filaments continus, soit seules, soit en combinaison, ou peuvent titre transformées en fibres couvées puis converties par exemple en fils. Les filaments ou fibres sont très élastiques et légers 3n se référant maintenant aux autres figures, de nombreuses parties de machines correspondent à celles des figures 1 et 2 et on a utilisé pour elles les mimes références. En se référant tout d'abord à la figure 4, on a à nouveau représenté un appareil prévu pour entre disposé entre une source de film de matière plastique Qu type décrit et des moyens convenables pour recueillir le matériau en bandes. L'appareil est constitué essentiellement d'une paire de rouleaux de guidage 10, 12, d'une paire de rouleaux de préchauffage 14, 16, d'une paire de rouleaux de gravure chauffés 18, 20, d'une source 22 durer comprimé, d'une paire de rouleaux de chauffage rainurés 24, 26, d'un rouleau de pincement 28, de trois rouleaux à godets 30, 32, 34, d'une paire de rouleaux dentés 36, 38 et d'un autre rouleau de guidage 40. Comme précédemment, on n'a pas représenté les moyens nécessaires à I'entraanement, au chauffage et à la mise sous pses- sion des différents rouleaux, pour la me raison que précedemment. Les rouleaux de guidage 10, 12 et les rouleaux de préchauffage 14, 16 sont pleins. Les rouleaux de gravure 18, 20 sont rainurés comme précédemment. La source d'air comprimé 22 est constituée par une buse en queue de poisson alimentée en air comprimé à une pression absolue d'environ 350 gZcm2. Elle est placée de telle manière qu'un flux d'air est di rigé avec précision entre les deux couches du film dans la zone de pincaEent entre les rouleaux de gravure 18, 20. Les rouleaux de chauffage 24, 26 sont rainurés de la mveme manière que les rouleaux de gravure. Les rouleaux à godets 30, 32, 34 peuvent entre froids ou chauds et ils sont entraidés à une vitesse périphérique supérieure de plusieurs fois à celle des rouleaux précédents, de sorte que le film est étiré à chaud. Enfin, des rouleaux dentés 36, 38, qui sont également chauffés, comportent des dents périphériques parallèles s'étendant en direction axiale, comme on peut le voir à la figure 6. En fonctionnement, deux couches séparées 42, 44 de film sont amenées aux rouleaux de guidage 10, 12. Ces couches passent respectivement sur les rouleaux de préchauffage 14, 16, puis sont ensuite réunies dans la zone de pincenent entre les rouleaux de gravure chauffés 18, 20, tandis que de l'air est dirigé dans la zone de pin cernent et entre les couches. Cela a pour résultat que les deux couches forment des parties creuses élargies. La température des rou leaux est telle qu' elle assure une fusion ou une soudure des couches entre elles.Lorsque les cloisons se rejoignent la charge des rou leaux peut titre telle qu'elle produise une séparation des parties élargies ou qu'elle les laisse reliées ensemble par des bandes relativement fragiles. L'amenée continuelle d'air assure que les parties élargies sont "gonflées"4 Les bandes constituéss par les parties élargies (reliées ou non) passent ensuite au-dessus des rouleaux de chauffage rainurés 24, 26, en remplissant facilement les rainures, et cela a pour conséquence que les bandes sont immédiatement et rapidement chauffées avant leur passage dans la zone d'étirage à chaud entre les rouleaux 24, 26 et les rouleaux à godets 30, 32, 34.Finalement, le matériau étiré à chaud passe entre les rouleaux dentés 36, 38, comme on peut le voir en particulier à la figure 5. La charge et la température de ces rouleaux sont telles que des sections longitudinales successives des bandes sont séparées les unes des autres lorsque les dents compriment les bandes à des intervalles déterminés et font fondre ou soudent leurs parois ensemble. Les bandes individuelles fabriqués peuvent entre utilisées pour des applications textiles. On pense en particulier qutelles sont très utiles comme matière à tufier pour des tapis du fait que leur construction "à poche" leur donne un gonflant et une élasticité élevés. On a représenté une partie d'une telle bande à la figure 7. On notera que, du fait que chaque fibre formée à partir de cette bande peut comporter plusieurs "poches (de préférence au moins une par 10 mm), Si une ou deux soudures deviennent inefficaces pour une raison quelconque, le gonflant et l'élasticité de la fibre dans son ensemble ne sont pas fortement affectés. En sie rfaragt; tena > t à la figure 5, on a représenté une variante d'appareil de traitement de films soufflés sous forme de tubes. L'appareil est le méme que celui de la figure 4 à partir des rouleaux de gravure. Cependant, dans cet appareil, on a supprimé les rouleaux de guidage 10, 12 et les rouleaux de préchauffage 14, 16. On a disposé à leur nlace des plateaux chauffes réglables 46, 48, en avant des rouleaux de gravure 18, 20. Le film tubulaire soufflé 50 (contenant de l'air) est amené entre les plateaux 46, 48 qui servent à guider et à préchauffer le film, avant passage sur les rouleaux de gravure 18, 20. L'invention n'est pas limitée aux divers détails des formes de réalisation qui viennent d'entre décrites. Par exemple, comme précédemment, le matériau constitué de couches peut entre différent et cela pour les mimes raisons. On notera également que les rouleaux dentés ne doivent pas entre nécessairement disposés à la fin de l'ap- pareil.Ils peuvent par exemple être disposés, dans la forme de réalisation de la figure 4, soit entre les rouleaux de préchauffage 14, 16 et les rouleaux de gravure 18, 20 (dans ee cas, la soudure trans versale des couches se produit avant ltélargissement longitudinal), soit entre ces derniers rouleaux et les rouleaux chauffants rainurés 24, 26. Les bandes ainsi obtenues ont pour caractéristique essentielle d'avoir des sectionslongitudinales emplies d'air, séparées les unes des autres. Comme précédemment, les bandes peuvent astre utilisées comme filamentos continus, soit seules, soit en combinaison, ou peuvent entre transformées en fibres coupées puis par exemple en fils. On mentionnera qutil peut entre avantageux de prévoir des moyens d'amenée d'air dans l'appareil décrit précédemment pour fabriquer des fibres creuses en continu. Les paramètres de traitement et les'dimensions de machine varient considérablement en fonction de la nature du film et des caractéristiques du produit final désiré. Par exemple, le pas des rainures dépend du titre final de la bande qui est nécessaire. La géométrie des rainures est habituellement telle qu'une épaisseur du film combine atteignant 60 % de la profondeur des rainures alignées remplisse complètement ces rainures. Donc, pour produire des bandes creuses, ltépaisseur du film combiné doit titre inférieure à cette valeur. Deux films remplissant chacun 20 9 de la profondeur totale des rainures produisent dans ces conditions une bande qui est creuse sur un tiers de sa surface en section transversale. Un angle de rainure in clus d'au moins 50 à 550 associé à une profondeur égale aux 2/3 du pas ? est révélé satisfaisant. La température des rouleaux de pré- chauffage dépend de l'épaisseur du film et de sa vitesse de passage. Elle sera habituellement comprise entre 60 et 1100C pour le nolypro- pylène et quelque peu supérieure pour le nylon par exemple. La tempé- rature correspondante des rouleaux de gravure sera comprise entre 130 et 14000. le rapport d'étirage peut être élevé, par exemple de 16 à I. REVENDICÂIONS 1.- Procédé de fabrication de bandes à partir de films en matrière plastique, caractérisé par le fait qu'on fait passer au moins deux couches d'un tel film dans une pince de pression entre deux rou- leaux dont chacun comporte à sa périphérie des rainures annulaires séparées par des cloisons, lesdites rainures dans les rouleaux respectifs étant alignées avec précision, tout en chauffant lesdites couches à une température à laquelles les matières constitutives des couches peuvent fondre ensemble dans la région desdites cloisons, de sorte que les couches du film forment au moins les limites de parties de bande élargie qui sont au moins partiellement creuses, chaque partie de bande élargie étant reliée à des portions minces d'une seule pièce avec elles ou étant complètement sépare de chaque partie de bande élargie adjacente. 2.- Procédé selon la revendication 1, dans lequel on utilise deux couches de film seulement, de manière à fabriquer des portions de bandes élargies complètement creuses. 3.- Procédé selon la revendication 1, dans lequel on utilise trois couches de film seulement, de manière à fabriquer des parties de bandes élargies comprenant chacune un intérieur creux cloisonné. 4.- Procédé selon la revendication 1, dans lequel on utilise deux couches de film avec une série de fils entre elles, le nombre de fils correspondant au nombre de paires de rainures annulaires alignées, de manière à fabriquer des parties de bandes élargies creuses comportant chacune un film enfermé dans l'intérieur creux de la portion de bande. 5.- Procédé selon l'une des revendications I à 4, dans lequel lesdites cloisons sont relevées à leur bord de manière à venir en contact avec les cloisons correspondantes sur les deux rouleaux uniquement dans leurs parties centrales. 6.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel la largeur de chaque cloison est inférieure à 0,004 mm. 7.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel le pas des rainures ne dépasse pas 0,75 mm. 8.- Procédé selon llune des revendications 1 à 7, dans lequel les parties de bandes élargies sont soumises à un étirage à chaud. 9.- Procédé pa-t l'une d** revendications t à 8, dans lequel on sépare en outre les unes des autres des sections longitudinales discrètes successives desdites portions de bandes élargies. 10.- Procédé selon la revendication 9, dans lequel la séparation est effectuée en faisant passer lesdites parties de bandes élargies à travers une pince de pression entre deux rouleaux chauffés dont chacun est muni de dents axiales à sa périphérie. 11.- Procédé selon l'une des revendications 9 et 10, dans lequel la fréquence desdites sections longitudinales discrètes successives est d'au moins 10 mm. 12.- Procédé selon l'une des revendications 9 à 11, dans lequel on amène de l'air comprimé entre lesdites couches de film avant ladite soudure. 15.- Procédé selon l'une des revendications t à 12, dans lequel lesdites couches sont séparées. 14.- Procédé selon l'une des revendications I à 13, dans lequel deux deedites couches de film sont les deux faces d'un film soufflé. 15.- Machine de fabrication de bandes à partir de films de matière plastique pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 14, machine caractérisée par le fait qu'elle comprend deux rouleaux dont chacun comporte à sa périphérie des rainures annulaires séparées par des cloisons, lesdites rainures dans lesdits rouleaux étant alignées avec précision, des moyens pour rappeler l'un vers autre les rouleaux de manière à amener des cloisons correspondantes en contact de pression, et des moyens pour amener au moins deux couches dtun tel film entre lesdits rouleaux à une température à laquelle les matières constitutives des couches peuvent fondre ensemble dans la région desdites cloisons. 16.- Machine selon la revendication 15, dans laquelle sont prévus des moyens d'amenée d'une série de fils entre deux couches de film, le nombre des fils correspondant au nombre de paires de rainures annulaires alignées et leur dimension étant suffisamment faible pour qu'ils y soient entièrement contenus. 17.- Tachine selon l1une des revendications 15 et 16, dans la quelle lesdits moyens d'alimentation comprennent au moins une extrudeuse de film plat. 18.- Machine selon l'une des revendications 15 et 16, dans laquelle lesdits moyens d'alimentation comprennent au moins une extrudeuse de film soufflé. 19.- Machine selon l'une des revendications 15 à 18 dans laquelle lesdites cloisons sont relevées à leurs bords. 20.- Machine selon l'une des revendications 15 à t9, dans laquelle la largeur de chaque cloison est inférieure à 0,004 mm. 21.- machine selon l'une des revendications 15 à 20, dans laquelle le pas des rainures ne dépasse pas 0,75 mm. 22.- Machine selon l'une des revendications 15 à 21, dans laquelle sont prévus des moyens d'étirage à chaud du matériau sortant desdits rouleaux. 23.- Machine selon l'une des revendications 15 à 22, dans laquelle sont prévus des moyens pour séparer les unee des autres des sections longitudinales discrètes successives de matériau après passage entre lesdits rouleaux. 24.- Machine selon la revendication 23, dans laquelle lesdits moyens de séparation comprennent une paire de rouleaux dont chacun possède des dents axiales à sa périphérie, des moyens de chauffage de ces rouleaux et des moyens pour les rappeler lULL vers l'autre pour amener des dents correspondantes de chacun d'eux en contact de pression. 25.- Machine selon l'une des revendications 23 et 24, dans laquelle la fréquence desdites sections discrètes successives est d'au moins une par 10 mm. 26.- Machine selon ltune des revendications 23 à 25, dans laquelle sont prévus des moyens d'amenée d'air comprimé entre les dites.ouches de film avant que celles-ci traversent lesdits moyens de séparation.