Brevet FR2358255A1 — publié le 19780210

La presente invention concerne un procède pour modifier l'aspect de surface de la face envers d'un film en matière thermoplastique dont une face est grainée par passage dans une installation comprenant deux cylindres,ainsi qu'un dispositif qui convient plus particulièrement pour la réalisation de ce procédé. Le grainage d'une des faces de films en matières thermoplastiques est une technique largement utilisée pour conférer ces produits un aspect de surface choisi en rapport avec leur utilisation finale. Le terme "grainage" est utilisé pour désigner les procédés conférant une très grande variété d'aspects de surface comprenant aussi bien les aspects lisses, mats ou brillants que les reliefs plus ou moins accentues et notamment ceux reproduisant L'aspect de matériaux tels que le bois, les textiles et les cuirs. La technique la plus couramment utilisée pour le grainage de films en matières thermoplastiques consiste à mettre le film, alors qu'il se trouve à une température suffisamment elevee, en pression par passage entre deux cylindres dont l'un est en métal et porte en négatif le motif décoratif à reproduire et l'autre est en métal également et est revêtu d'une couche d'un matériau résilient lisse.Comme cette technique peut entre utilisée en continu, il est possible d'intégrer l'opération de grainage dans une ligne continue de fabrication du film et de traiter ce dernier alors qu'il se trouve encore dans un état de plasticité convenant pour son traitement comme ctest le cas, par exemple, lorsque ce film est extrait d'une installation de production par calandrage ou par extrusion. I1 ntest pas possible avec une installation classique de grainage à deux cylindres de contrôler l'aspect de la face du film qui vient en contact avec le cylindre revêtu drune couche d'un matériau résilient, ni de conférer à cette face un aspect déterminé au cours du grainage. En particulier, le degré de brillance de la face du film,qui entre en contact avec ce cylindre demeure pratiquement inchangé, d'une part, en raison du faible temps de contact avec le cylindre de contrepression résilient, et, d'autre part, du fait qu'il est très difficile de maintenir la température de surface de la couche resiliente qui est toujours constituee d'une matiere ayant un pouvoir élève d'isolation thermique. En conséquence, l'aspect de surface de l'envers du film graine et plus particulièrement son degré de brillance doivent toujours entre obtenus directement sur l'installation de production de ce film. De ce fait, lors d'une production par extrusion, on est limité à des aspects brillants et, lors d'une production par calandrage, il faut agir sur ltetat de surface des cylindres de calandrage pour les adapter à la finition souhaitee. Cette adaptation est toutefois malaisée car le grainage conféré par les cylindres de calandrage s'attenue progressivement en cours de production.De plus, l'utilisation de cylindres d'étirage en fin de calan,drage détruit au moins partiellement l'aspect de surface donné au film en cours de calandrage. Pour pallier l'inaptitude des installations conventionnelles de grainage à deux cylindres à réaliser un envers de film d'aspect satisfaisant, il a été proposé d'accompagner le film sur le cylindre de grainage par une bande sans fin. Outre le fait qu'une telle modification impose un accroissement substantiel du diamètre du cylindre de grainage en vue de réduire les sollicitations thermiques et mécaniques de la bande et ainsi augmenter sa duree de service, ce type d'appareillage n'autorise qu'un nombre limité d'aspects compte tenu du prix de revient élevé des bandes et du temps exigé pour un changement de bande. De plus, cette technique s'accommode treks mal des variations de largeurs de film exigées par le marché.Ce procédé est donc limité, dans ses possibilités d'application, aux graineuses autonomes du fait de l'encombrement exigé et à la production de films ayant un fini de surface sensiblement constant. La Demanderesse a maintenant trouvé un procédè de grainage qui permet de donner facilement un aspect de surface tout à fait satisfaisant à l'envers de films en matières thermoplastiques grainés. I1 permet aussi une modification aisée de cet aspect et une exploitation en continu de façon autonome ou intégrée dans une chaîne de production de films. La présente invention concerne dès lors un procédé pour modifier l'aspect de surface de la face envers d'un film en matière thermoplastique dont une face est grainée par passage dans une installation comprenant un cylindre de grainage primaire métallique et un cylindre de contrepression garni en surface d'un matériau résilient élastique,dans lequel on maintient le film, apres son passage entre le cylindre de grainage primaire et le cylindre de contrepression, applique sur Qe cylindre de grainage primaire et on le fait passer entre le cylindre de grainage primaire et un second cylindre de grainage métallique appliqué contre le cylindre de grainage primaire. De préférence, le second cylindre de grainage métallique est appliqué contre le cylindre de grainage primaire avec- une pression linéaire qui varie entre 5 et 50 kg/cm. Le second cylindre de grainage est, de préférence, entrains positivement, par exemple au moyen d'une moteurvariateur de façon telle que sa vitesse périphérique soit sensiblement égale à la vitesse de défilement du film sur le cylindre de grainage primaire. L'écart angulaire entre l'axe du cylindre de contrepression et l'axe du second cylindre de grainage par rapport l'axe du cylindre de grainage primaire ntest nullement critique. Cet écart peut varier entre 45 et 315 . Pour des raisons de facilite, on préfère toutefois que cet écart angulaire soit égal à environ 180 . Dans ce dernier cas, les axes des deux cylindres de grainage et du cylindre de contrepression se trouvent dans un même plan. Dans le procédé conforme à l'invention, le film à traiter ne traverse pas uniquement ltentrefer entre un cylindre de grainage et un cylindre de contrepression ainsi qu'il est de pratique courante dans les installations classiques de grainage mais au contraire adhère sur une portion de la surface du cylindre de grainage après avoir traverse ledit entrefer et sa face envers est également grainée par un second cylindre de grainage alors que le film est encore en contact avec le premier cylindre de grainage de la face endroit. I1 en résulte que la seconde opération de grainages c'est- -dire le grainage de la face envers,ne risque pas de détruire le grainage primaire imparti à la face endroit du film. De préférence, le second grainage est moins profond que le premier. Ce peut être notamment un simple matage de la face envers du film. Le film après entre passe entre les deux cylindres de grainage métalliques est, de préférence, maintenu sur le second cylindre de grainage. I1 peut alors entre extrait facilement de l'installation. Les meilleurs résultats sont obtenus avec le procédé suivant l'invention lorsque le film adhère directement au second cylindre de grainage apres son passage entre les deux cylindres de grainage. A cet effet, la nature du revêtement du second cylindre de grainage présente une grande importance. La Demanderesse a en effet constate qu'il importe que le second cylindre de grainage ou tout au moins son revêtement en contact avec le film soit de nature métallique. Ainsi, la Demanderesse a notamment remarque qu'il revêtement de nature élastique tel qu'utilisé par exemple pour les cylindres de contrepression ne peut nullement convenir car dans ce cas, le film a tendance à rester sur le cylindré de grainage primaire et le grainage de la face envers du film traite laisse à désirer, La Demanderesse a encore constate qu'il est préférable que le second cylindre de grainage soit maintenu à une température de surface au plus égale à celle du cylindre de grainage primaire. De préférence, le second cylindre est maintenu à une température inférieure de5 à 50 C à celle du cylindre de grainage primaire. La Demanderesse a encore remarque qu'il est avantageux de soumettre l'envers du film à l'action d'une source de chaleur tandis que celui-ci est maintenu sur le cylindre de grainage primaire,afin de maintenir cette face du film à une température optimale en w e de son grainage par l'intermediaire du second cylindre de grainage. Les conditions opératoires relatives au cylindre de grainage primaire et au cylindre de contrepression sont celles, bien connues des spécialistes, qui sont actuellement exploitées dans les installations classiques de grainage. le procédé suivant l'invention étant continu, il peut étre facilement exploite dans une installation de production en continu de films en matières hermoplastiques. Le procédé suivant l'invention convient particulièrement bien pour le grainage sur les deux faces,de films en résines à base de chlorure de vinyle, contenant au moins 50 % molaires d'unités derivees du chlorure de vinyle, maisil est bien évident qu'il peut également convenir pour le traitement de films réalisés à partir d'autres matieres thermoplastiques telles que es polyoléfines et les résines acrylonitrile-butadiène-styrène etc. Pour réaliser le procédé suivant l'invention, la demanderesse a été amenée à modifier les installations classiques de grainage comportant un cylindre de grainage primaire métallique et un cylindre de contrepression garni d'un revêtement de surface résilient élastique et, partant,elle a ete amenée à mettre àu point un dispositif nouveau qui fait également partie de la présente invention. La présente invention concerne des lors également un dispositif comprenant un cylindre de grainage primaire métallique et un cylindre de contrepressionrdans lequel un second cylindre de grainage métallique est dispose contre la périphérie du cylindre de grainage primaire en aval du cylindre de contrepression. Le cylindre de grainage primaire métallique est un cylindre du type couramment utilise dans les installations classiques de grainage. Ce cylindre est grave en négatif du motif décoratif désiré pour la face endroit du film. Ce cylindre est entrains par un moteur-variateur et conditionne thermiquement par exemple par circulation interne d'un fluide. Le cylindre de contrepression qui met le fílm en pression contre le cylindre de grainage primaire est également analogue à ceux couramment utilises sur les installations classiques de grainage. I1 est généralement constitue d'un cylindre d'acier revêtu d'une couche élastique qui peut être en caoutchouc naturel ou synthétique ou encore en élastomère de silicone. La dureté de la couche résiliente est avantageusement comprise entre 60 et 85 Shore A. Ce cylindre peut être conditionne thermiquement par circulation interne d'un fluide et/ou par immersion partielle dans un bain liquide avec dispositif d'essorage. L'entrainement de ce cylindre est assure par le cylindre de grainage primaire via le film traite et sa mise en pression contre ce dernier cylindre est realisee par exemple au moyen de vérins de façon à permettre un contrôle précis de la pression de grainage. Le second cylindre de grainage est analogue au cylindre de grainage primaire mis à part le fait qu'il est grave en négatif du motif decoratif désiré pour la face envers du film traite. L'entraînement de ce cylindre est de préférence assure indépendamment au moyen d'un moteur-variateur Il importe qu'au moins la partie de ce cylindre en contact avec le film soit de nature métallique. L'écartement angulaire entre ltaxe du cylindre de contrepression et l'axe du second cylindre de grainage par rapport à l'axe du cylindre de grainage primaire peut être quelconque et varier par exemple entre 45 et 315 . Suivant un mode de réalisation préférentielle cet écart angulaire est de 180 ~et les axes des cylindres de grainage et du cylindre de contrepression sont en conséquence situes dans un même plan, la Demanderesse préférant que ces axes se trouvent dans un plan horizontal. Dans ce cas, du fait de sa position centrale, le cylindre de grainage primaire peut être supporte par des appuis fixes. Le second cylindre de grainage métallique est applique contre le cylindre de grainage primaire avec une pression réglable au moyen par exemple de vérins. Ce second cylindre est également conditionne thermiquement par exemple par circulation interne d'un fluide caloporteur. Il est également avantageux d'équiper le dispositif de cales réglables permettant d'éviter que les cylindres de grainage entrent en contaet direct, par exemple, en cas de rupture accidentelle du film traite. Enfin, le dispositif peut étre avantageusement complété par des elements chauffants, tels que des rampes à rayons infrarouges, disposées en regard de la portion de surface du cylindre primaire de grainag comprise entre le cylindre de contrepression et le second cylindre de grainage. Ces déments chauffants ont pour fonction de maintenir l'envers du film traite à une température optimale en vue de son traitement par le second cylindre de grainage. Un dispositif convenant particulièrement pour la reaisation du procédé conforme à l'invention est par ailleurs illustre dans la figure unique du dessin annexe. Ainsi qu'il appraît sur cette figure, le dispositif est constitue par un cylindre de contrepression 1, un cylindre de grainage primaire 2 et un second cylindre de grainage 3, les axes de ces cylindres étant disposes dans un même plan horizontal. Le cylindre de grainage primaire 2 est maintenu entre des appuis fixes, non representes, et est entraîne positivement par un moteur-variateur également non représenté. Le cylindre de contre-pression 1 garni d'un revêtement résilient est maintenu appuyé contre le cylindre de grainage primaire 2 avec une pression réglable au moyen des vérins 4. Ce cylindre 1 est conditionne thermiquement par trempage dans un bain liquide 5 et est, de ce fait, également équipé d'un cylindre d'essorage 6. Le second cylindre de grainage 3 est également appliqué contre le cylindre de grainage primaire 2 avec une pression réglable au moyen des vérins 7 et son entralnement est assuré par un moteur-variateur non repré senté. Le dispositif est, en outre, équipé d'un cylindre d'extraction 8 du film traite. Le dispositif est enfin complété par des éléments chauffants 9 disposes en regard de la portion du cylindre de grainage primaire 2 comprise entre le cylindre de contrepression et le second cylindre de grainage. Le fonctionnement du dispositif ainsi décrit est simple et peut se déduire de l'examen de la figure sur laquelle des flèches indiquent le sens de rotation des différents cylindres, le sens d'avancement du film 10 à traiter et les sens de déplacement des éléments mobiles. En fait, le film à traiter 10 est engage entre le cylindre de contrepression 1 et le cylindre de grainage primaire 2 puis entre les cylindres de grainage 2 et 3 et enfin sur le cylindre d'extraction 8. La face endroit du -film 10 est grainez sous l'action du cylindre de grainage primaire 2 du fait de la pression exercée par le cylindre de contrepression 1 qui est entraîne en rotation par l'intermédiaire du cylindre de grainage primaire 2 et du film 10. La face envers du film 10, maintenue à sa température optimale grâce aux éléments chauffants 9 est ensuite grainée par la pression exercée par le second cylindre de grainage 3 alors que le filtre est toujours en contact avec le cylindre de grainage primaire 2. Le procédé conforme à l'invention est, en outre, illustre plus en détail dans les exemples pratiques de réalisation qui vont être exposes et dans lesquels il est fait appel au dispositif préférentiel qui vient d'être décrit. Il est toutefois bien entendu que ces exemples sont donnés à titre purement illustratif. Exemple 1 On produit un film de polychlorure de vinyle de 30/100 de ms d'épaisseur au moyen d'une calandre en L à cylindres brillants et à partir de la composition suivante donnée en parties en poids. Polychlorure de vinyle d'indice K = 64 100 Phtalate de di-2-éthylhexyle 40 Huile de soya époxydée 1,5 Laurate de Baryum-Cadmium 1,2 Phosphite de diphényle et de decyle 0,4 Stéarine 0,25 Dioxyde de titane 10 Après extraction de la calandre, le film produit qui se trouve à une température de 160 C, est introduit, en continu, dans le dispositif de grainage illustre à la figure Les cylindres de grainage métalliques 2 et 3 sont tous deux pourvus d'une surface ttlisse-mat" tandis que le cylindre de contrepression 1 est équipé d'une couche résiliente en caoutchouc naturel de dureté 70 Shore A. Les cylindres de grainage 2 et 3 sont conditionnés thermiquement de telle sorte que leur température de surface soit respectivement de 130 et de 900 C. Les pressions exercées par les vérins 4 et 7 sont respectivement de 30 kg/cm entre les cylindres 1 et 2 et de 10 kg/cm entre les cylindres 2 et 3. La brillance du film ainsi traité mesurée sous un angle de 60 est de 2 % sur les deux faces du film alors qu'elle était de 60 % sur le filtre à l'entree du dispositif. Par ailleurs, si lton écart le second cylindre de grainage 3 du cylindre de grainage primaire 2 en agissant sur le vérin 7, le film produit présente une brillance de 2 % sur sa face endroit et de 80 % sur sa face envers. Exemple 2 On procède comme à ltexemple 1 tout en apportant les modifications suivantes - Le cylindre de grainage primaire 2 est remplacé par un cylindre dont la surface métallique reproduit en négatif l'aspect d'un textile présentant des reliefs de l'ordre de 100 microns. - Le cylindre de grainage primaire est conditionné à une température de 100 C. - Les pressions exercées par les vérins 4 et 7 sont respectivemende 40 kg/cm entre les cylindres 1 et 2 et de 20 kg/cm entre les cylindres 2 et 3. On obtient un film dont ltendroit reproduit exactement le motif textile souhaité et dont ltenvers présente une brillance de 5 %. Exemple 3 On produit un film de 20/100 mm d'épaisseur au moyen d'une calandre en L à cylindres brillants et à partir de la composition suivante donnée en parties en poids. Polychlorure de vinyle d'indice K = 58 75 Copolymère de chlorure et d'acétate de vinyle d'indice K = 57 25 Stéarate de Calcium 0,3 N.N'Ethylene bis-stéanamide 0,2 Nono-oléate de glycerol 0,25 Cire 025 Mereaptide de di-octylétain 1,2 Après extraction de la calandre, le film est introduit à 170 C et en continu dans le dispositif de grainage illustre à la figure et dans lequel les cylindres ont les mêmes caractéristiques que dans ltexemple 1. Les cylindres de grainage 2 et 3 sont conditionnés thermiquement de telle sorte que leur température de surface soit respectivement de 170 et de 150 C. Lespressions exercées par les vérins 4 et 7 sont respectivement de 30 kg/cm entre les cylindres 1 et 2 et de 10 kg/cm entre les cylindres 2 et 3. On obtient ainsi un film présentant une brillance de 2 % sur la face endroit et de 3 % sur la face envers alors que celle-ei était de 90 % sur les deux faces du film avant passage dans le dispositif. R E V E N D I C A T I O N S 1 - Procédé pour modifier l'aspect de surface de la face envers d'un film en matière thermoplastique dont une face est grainée par passage dans une installation comprenant un cylindre de grainage primaire métallique. et un cylindre de contrepression garni en surface d'un matériau résilient élastique, caractérise en ce que l'on maintient le film, apres son passage entre le cylin- dre de grainage primaire et le cylindre de eontrepression, appliqué sur le cylindre de grainage primaire et on le fait passer entre le cylindre de grainage primaire et un second cylindre de grainage métallique applique contre le cylindre de grainage primaire. 2 - Procédé suivant la revendication 1,caractErise en ce que le second cylindre de grainage métallique est applique contre le cylindre de grainage primaire avec une pression linéaire qui varie entre 5 et-50 kg/cm. 3 - Procédé suivant la revendication 1,caracterise en ce que le second cylindre de grainage métallique est entraîne positivement de façon telle que sa vitesse périphérique soit sensiblement égale à la vitesse de défilement du film sur le cylindre de grainage primaire. 4 - Procédé suivant la revendication 1,caracterisé en ce que ltécart angulaire entre l'axe du cylindre de contrepression et l'axe du second cylindre de grainage par rapport à l'axe du cylindre de grainage primaire est de 180 5 - Procédé suivant la revendication 1,caractérise en ce que le second cylindre de grainage est maintenu à une température de surface au plus égal à celle du cylindre de grainage primaire. 6 - Procède suivant la revendication 1,caracterise en ce que la surface du second cylindre de grainage est maintenu une température inferieure de S à 50 C à celle de la surface du cylindre de grainage primaire. 7 - Procédé suivant la revendication 1,caractérisé en ce qu'on soumet l'envers du film à l'action d'une source de chaleur tandis que celui-ci est maintenu sur le cylindre de grainage primaire. 8 - Dispositif pour la réalisation du procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7 et comprenant un cylindre de grainage primaire métallique et un cylindre de contrepressionscaractérise en ce qu'il comporte un second cylindre de grainage métallique disposé contre la périphérie du cylindre de grainage primaire. 9 - Dispositif suivant la revendication 8,caractérisé en ce que le second cylindre de grainage métallique est entraSne positivement. 10 - Dispositif suivant la revendication 8,caractérisé en ce que ltécart angulaire entre l'axe du cylindre de contrepression et l'axe du second cylindre de grainage par rapport à lfaxe du cylindre de grainage primaire est de 180 C. 11 - Dispositif suivant la revendication $ caractérisé en ce que le second cylindre dé grainage métallique est appliqué contre le cylindre de grainage primaire avec une pression réglable. 12 - Dispositif suivant la revendication B, caractérisé en ce qu'il comporte des éléments chauffants disposés en regard de la portion de surface du cylindre primaire de grainage comprise entre le cylindre de contrepression et le second cylindre de grainage. 13 - A titre de produits índustríels nouveaux, les films thermoplastiques grainés sur leurs deux faces obtenus suivant le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.