Brevet FR2367596A1 — publié le 19780512

L'invention concerne des perfectionnements à des structures de réseau de matière plastique extrudée à orientation moléculaire. Dans les demandes de brevet britanniques nO 39.546/74 et 25.267/75 de la demanderesse, on décrit une structure de réseau que l'on forme en étirant un filet de matière plastique extrudée du type qui comprend deux séries de cordons situés dans des plans adjacents (c'est-à-dire biplanaire), chaque série étant dirigée obliquement par rapport à l'autre et les séries étant réunies en tre elles à leurs points d'intersection par des jonctions tenaces. On peut par exemple extruder ou "couler" ce type de filet par la technique d'extrusion maintenant bien connue qui est décrite dans le brevet britannique nO 836 555. Selon les techniques décrites dans chacune des demandes citées plus haut, on étire le filet coulé de manière à allonger les deux séries de cordons et à convertir les intersections du filet en éléments allongés similaires à des cordons, ce qui assureune orientation moléculaire de la matière plastique aussi bien dans les cordons allongés que dans les intersections allongées (on utilise l'expression "orientation moléculaire" au sens qui est usuel dans la technologie des matières plastiques, mais il s'agit d'une orientation moléculaire par étirage, à la différence d'une orientation du courant fondu et on peut déterminer la présence et le degré de l'orientation moléculaire par des méthodes connues, qualitatives et quantitatives, par exemple par diffraction de rayons X ou par biréfringence optique, Dans les deux techniques ci-dessus, le processus d'étirage ge aboutit à une structure de réseau de matière plastique extrudée présentant des ouvertures de maille dont chacune est un hexagone limité sur quatre c8tés par des parties de quatre cordons séparés, allongés et présentant une orientation moléculaire, et sur deux c8tés opposés par des éléments en forme de cordons présentant une orientation moléculaire et obtenus par étirage des intersections formées, dans le réseau primitivement coulé, par des cordons concourants deux à deux. Selon la demande de brevet britannique n0 39.546/74 précitée, il faut au moins deux stades d'étirage du réseau coulé pour donner le produit revendiqué dans lequel chaque intersection est étirée en un élément en forme de cordon, dans une mesure telle que l'orientation moléculaire préférentielle de la matière plastique de cet élément suivant sa plus grande dimension (donc sa longueur) contourne transversalement les fourches formées à chaque extrémité de l'élément en forme de cordon, entre les cordons qui se réunissent pour former celui-ci.En pratique, pour obtenir une structure de réseau selon la demande citée, on étire le réseau coulé, en au moins deux stades, soit longitudinalement soit transversalement (ou à raison d'un stade dans chaque direction) et finalement, on applique une tension à la matière des fourches de chaque extrémité des éléments en forme de cordon de façon que l'o- rientation moléculaire contourne transversalement les fourches. On a trouvé maintenant que l'on peut fabriquer des structures de réseau utiles du type général décrit dans la demande de brevet britannique 39 546/74, sans effectuer l'étape finale d'application de tension en vertu de laquelle l'orientation moléculaire de la matière plastique contourne transversalement les fourches. Selon la présente invention, on étire les cordons et les intersec tions d'un filet de matière plastique extrudée du type décrit et on leur applique une orientation moléculaire de façon que chaque ouverture de maille prenne à nouveau la forme hexagonale décrite dans la demande de brevet 39 546/74, chaque élément en forme de cordon (intersection) étant étiré à un degré tel que l'orientation de la matière plastique passe par les fourches formées à chaque extrémité de cet élément, mais on n'applique pas ensuite une tension aux fourches comme décrit dans la demande précitée, de sorte que l'orientation ne contourne pas transversalement la matière des fourches. En conséquence, la présente invention a pour objet une structure de réseau de matière plastique extrudée présentant des ouvertures de maille dont chacune est un hexagone limité sur quatre catés par des parties de quatre cordons séparés présentant une orientation moléculaire et sur deux côtés opposés par des éléments en forme de cordons présentant une orientation moléculaire et formés par des parties de cordons concourants deux à deux, structure caractérisée par le fait que chaque élément en forme de cordon a été étiré dans une mesure telle que l'orientation moléculaire préférentielle de sa matière plastique suivant sa plus grande dimension passe par les fourches formées à chaque extrémité de l'élément enI > r- me de cordon entre les cordons qui se réunissent pour former celui-ci, au lieu de contourner les fourches transversalement. Etant donné que selon l'invention l'orientation moléculaire ne contourne pas transversalement les fourches de chaque extrémité des éléments en forme de cordon, la structure de réseau obtenue a une moindre résistance au fendage ou à la fibrillation-le long des éléments en forme de cordon que les structures selon la demande britannique 39 546/74, et il est donc à conseiller, lorsqu'on fabrique les structures selon la présente invention, d'utiliser des résines ayant un degré relativement élevé de résistance au fendage ou à la fibrillation, par exemple un polyéthylène de faible densité, un polyéthylène de densité moyenne fabriqué par le procédé à basse pression, ou du polyamide. Les facteurs qui régissent l'extrusion ou la coulée de filets pouvant servir à la fabrication de structures de réseau selon l'invention sont généralement identiques à ceux qui sont décrits dans les demandes citées plus haut. I1 est donc approprié d'extruder initialement le filet sous forme tubulaire par deux filières circulaires concentriques tournant en sens opposé et présentant chacune une série circulaire d'orifices d'extrusion espacés comme indiqué dans le brevet britannique nO 836 555 déjà cité.De préférence, chacun des orifices de filière doit avoir une section généralement trapézordale comme indiqué dans la demande britannique précitée 25.267/75, le bord de fuite étant cependant coupé ou chanfreiné de manière à assurer que les fourches latérales des intersections du réseau initialement coulé soient régulières et arrondies, et à éviter les encoches en V. Le bord de fuite peut faire un angle de degrés à 25 ou 30 degrés avec l'interface de filière, et l'orifice de filière peut avoir un rapport de largeur à profondeur (ctest-à-dire de dimension circonférentielle à radiale) de 4:1 à 10:1. Des encoches en V dans les fourches latérales seraient désavantageuses dans une structure orientée transversalement où les fourches ne subissent pas ensuite une tension comme décrit dans la demande britannique précitée n- 39.546/74. D'autre part, lorsqu'on extrude le filet par le procédé à filières tournant en sens opposé, la vitesse relative de rotation des filières doit être telle que l'on obtienne un angle de réseau relativement grand (par exemple de l'ordre de 90 à 110-), pour faciliter ensuite l'étirage transversal des intersections du filet, comme indiqué plus en détail ci-après. L'étirage du filet initialement coulé, pour l'obtention de structures selon l'invention, peut s'effectuer par exemple par 1 'une des techniques préférentielles suivantes : (a) On étire axialement sous forme de câble le filet coulé sous forme tubulaire, dans la direction longitudinale ou d'extrusion, de façon connue, par des moyens classiques, par exemple au moyen de rouleaux à vitesse différentielle, pour allonger et orienter les cordons du réseau tandis que les intersections ne sont pratiquement pas étirées ni orientées.On effectue alors l'étirage et l'orientation des intersections pour obtenir le produit final en étirant le filet dans la direction transversale, par exemple au moyen d'un appareil d'étirage transversal du type décrit dans la demande de brevet britannique n, 12.524/76, qui comprend une disposition de mandrin intérieur divergent par dessus laquelle et le long de laquelle le filet tubulaire est amena à se déplacer, la disposition de mandrin comprenant un mandrin intérieur creux de préférence conique et un manchon porteur flexible entourant torot- dalement le mandrin et avec lequel le tube de filet à étirer transversalement se meut par dessus la surface extérieure du mandrin sans application d'une traction axiale au tube, le processus d'étirage s'accompagnant d'un chauffage du filet au moyen d'eau chaude ou d'air chauffé. (b) On étire le filet coulé sous forme tubulaire, en étirant aussi bien les cordons que les intersections, uniquement en direction transversale, en faisant arriver directement le filet à un appareil étirage transversal du type ci-dessus. Lorsque le filet tel qu'il est coulé a un diamètre relativement petit, il est parfois nécessaire d'utiliser deux appareils d'étirage transversal de ce genre, en ligne, le deuxième appareil ayant un plus grand diamètre que le premier, mais lorsque le filet tel qu'il est coulé a un diamètre assez grand, on peut utiliser un seul de ces appareils d'étirage. (c) On fend axialement de façon connue le filet coulé sous forme tubulaire, pour obtenir une bande continue que l'on étire alors transversalement dans un appareil connu d 'étirage transversal, constitué par exemple par une rameuse dans laquelle les bords de la bande sont enserrés et amenés à se déplacer suivan-t des parcours divergents, ou encore, dans un appareil d'étirage transversal comme celui qui est décrit dans la demande de brevet français 7 615 422 du 21 Mai 1976, où les bords de la bande sont enserrés et amenés à se déplacer suivant des parcours parallèles pendant que la partie intermédiaire de la bande est amenée à prendre progressivement un parcours allongé transversal aux bords.Les bandes étirées transversalement de cette manière présentent des parties marginales non étirées, là où les bords ont été enserrés par 1 ' ap- pareil, Les structures de réseau selon l'invention, obtenue par étirage transversal d'un filet coulé sous forme tubulaire, conviennent particu-lièrement à l'utilisation comme gaines d'emballage parce que dans le produit final, tous les cordons et les éléments en forme de cordon sont pratiquement situés dans la direction transversale, c'est-à-dire dans une direction qui est transversale à l'axe du tube de filet, ce qui facilite la mise sous gaine et donne un emballage plus satisfaisant étant donné la restriction de l'étalement latéral du filet, empêchant l'obtention d'un emballage flasque. Sur les dessins annexés la figure 1 montre l'apparence générale du produit fini la figure 2 montre à plus grande échelle une maille du produit fini la figure 3 est une vue agrandie d'une maille de la structure de filet primitivement coulée (donc avant étirage) ; la figure 4 une coupe de deux orifices de filière à travers lesquels on extrude le filet lorsque plusieurs de ces orifices sont prévus dans une tette d'extrusion ;; la figure 5 montre à plus grande échelle une intersection étirée et allongée transversalement formant l'un des éléments en forme de cordon d'un réseau hexagonal la figure 6 montre schématiquement la fourche à une ex trémité d'une intersection étirée (élément en forme de cordons, indiquant la configuration d'orientation de la matière dans la région de la fourche d'un filet fabriqué selon la demande de brevet britannique 39.546/74 ; la figure 7 est une vue schématique similaire de la configuration d'orientation dans la région de la fourche d'un filet fabriqué selon la présente invention. Les caractéristiques générales de la structure de réseau de matière plastique orientée selon l'invention sont décrites dans la demande de brevet britannique 39.546/74, en ce sens que le filet primitivement coulé et qui a été soumis au traitement déti- rage comprend de multiples mailles hexagonales 1 limitées chacune par quatre cordons étirés et deux intersections étirées sous la forme d'éléments en forme de cordons 3,les intersections étant étirées dans la direction transversale 4 et non dans la direction longitudinale ou d'extrusion 5.Cela est représenté par la figure 1 et à plus grande échelle par la figure 2 où les intersections étirées (élément en forme de cordon) 3 sont un peut plus épaisses que les cordons 2 puisqu'elles sont formées, lors de l'extrusion, par des courants de matière plastique concourant deux à deux et formant les cordons 2, La figure 3 montre à plus grande échelle une seule maille telle qu'on l'obtient par la coulée, c'est-à-dire sous la forme où elle sort de l'extrudeuse et avant de subir aucun étirage. Les cordons non étirés 2' se coupent en formant des intersections tenaces 3' présentant des fourches latérales 6 (à gauche et à droite relativement à la direction d'extrusion 5) qui sont régulières et arrondies et sans encoche en V à leur centre de courbure. L'angle de réseau 7, qui est l'angle sous lequel les cordons 2' se coupent, est de préférence de 90 à 1100 environ pour faciliter ensuite l'étirage transversal des intersections, décrit ci-après. On obtient l'angle de réseau désiré en réglant la vitesse de rotation des deux filières circulaires concentriques de la tête d'extrusion, de façon connue. Pour obtenir la configuration désirée des fourches 6, décrite plus haut1 chacun des orifices 8 de chaque face de filière circulaire présente de préférence une section généralement trapé zotdale comme le montre la figure 4. Sur la figure 4, les orifices de filière 8 sont indiqués pour plus de simplicité dans des faces rectilignes 9 de filière (bien que celles-ci soient en pratique circulaires de façon connue) et les éléments de filière 10 sont mis en rotation en sens opposé comme l'indiquent les flèches 11.La partie de fuite 12 de chaque orifice de filière 8 est cou-pé ou chanfreiné comme indiqué en l3 de sorte qutà mesure que les orifices de filière 8 passent par l'alignement moyen, les parties coupées ou chanfreinées 13 des orifices 8 donnent un écoulement atténué et régulier de la matière plastique au point central des intersections 3' assurant des fourches latérales régulières et arrondies 6. L'angle fait par la portion coupée ou chanfreinée 13 (bord de fuite de l'orifice de filière 8) avec l'interface de filière peut être de 10 degrés comme représenté, et le rapport de largeur à profondeur de l'orifice de filière 8 peut être de 5:1 environ. En pratique, ces deux paramètres (angle et rapport3 sont liés car plus le rapport est grand plus l'angle préférable est faible. Bien qu'on ait que la section des orifices de filière 8 était "trapézoTdale", il est entendu que cela décrit commodément la forme générale des orifices et une forme qui est relativement simple à usiner, mais le mot "trapézoldal" s'étend ici àdessec- tions qui, tout en étant fondamentalement trapézoTdales, présentent par exemple des angles arrondis comme l'indique le tireté 14 sur la figure 4. L'étirage du filet initialement coulé, comme indiqué plus haut, pour l'obtention de structures selon 11invention, peut par exemple steffectuer de l'une des manières préférentielles suivantes (a) On étire axialement sous forme de câble le filet coulé sous forme tubulaire (voir figure 3) dans la direction Longitudinale ou d'extrusion 5, de façon connue, par des moyens classiques (non représentés) par exemple au moyen de rouleaux à vitesse différentielle, pour allonger et orienter les cordons 2' du réseau tandis que les intersections 3' ne sont pratiquement pas étirées ni orientées. On effectue alors l'étirage et l'orientation des intersections 3' pour obtenir le produit -final en étirant le filet dans la direction transversale, par exemple au moyen d'un appareil d'étirage transversal du type décrit dans la demande de brevet britannique - 12.524/76, qui comprend une disposition de mandrin intérieur divergent par dessus laquelle et le long de laquelle le filet tubulaire est amené à se déplacer, la disposition de mandrin compre nant un mandrin intérieur creux de préférence conique et un manchon porteur flexible efltouranttoroTdalement le mandrin et avec lequel le tube de filet à étirer transversalement se meut par dessus la surface extérieure du mandrin sans application d'une traction axiale au tube, le processus d'étirage s'accompagnant d'un chauffage du filet au moyen d'eau chaude ou d'air chauffé. (b) On étire le filet coulé sous forme tubulaire, en étirant aussi bien les cordons 2 que les intersections 3', uniquement en direction transversale, en faisant arriver directement le filet (figure 3) à un appareil d'étirage transversal du type mentionné.Lorsque le filet tel qu'il est coulé a un diamètre relativement petit, il est parfois-hecessaire d'utiliser deux appareils d'étirage transversal de ce genre, en ligne, le deuxième appareil ayant un plus grand diamètre que le premier, mais lorsque le filet tel qutil est coulé a un diamètre assez grand, on peut utiliser un seul de ces appareils d'étirage0 (c) On fend axialement de façon connue le filet coulé sous forme tubulaire (figure 3) pour obtenir une bande continue que l'on étire alors transversalement dans un appareil connu d'étirage transversal (non représenté) constitué par exemple par une rameuse, comme indiqué plus haut, ou encore, dans un appareil d'étirage transversal comme celui qui est décrit dans la demande de brevet français 76 15 422 du 21 Mai 1976, où les bords de la bande sont enserrés et amenés à se déplacer suivant des parcours parallèles pendant que la partie intermédiaire de la bande est amenée à prendre progressivement un parcours allongé transversal aux bords. Les bandes étirées transversalement de cette manière présentent des parties marginales non étirées, là où les bords ont été enserrés par l'appareil. Dans chacun des modes d'étirage ci-dessus, on observe que si l'on étire les cordons 2' et les intersections 3' soit par un procédé en deux stades (a) soit par un procédé en un seul stade (b) et (c), il n'y a pas de stade final consistant à appliquer une tension aux fourches 6, voir figure 5, pour faire en sorte que l'orientation moléculaire contourne transversalement les fourches 6 comme l'indique le tireté 15 sur la figure 6. Selon la présente invention, on omet cette étape supplémentaire de fabrication de sorte qu'au lieu de la configuration d'orientation des fourches 6 telle qu'elle est représentée par la figure 6, on obtient celle qui est indiquée par le tireté 16 sur la figure 7, l'orientation passant par les fourches 6 au lieu de les contourner transversalement. REVENDICATIONS 1. Structure de réseau de matière plastique extrudée présentant des ouvertures de maille dont chacune est un hexagone limité sur quatre côtés par des parties de quatre cordons séparés présentant une orientation moléculaire et sur deux côtés opposés par des éléments en forme de cordons présentant une orientation moléculaire et formés par des parties de cordons concourants deux à deux, structure caractérisée par le fait que chaque élément en forme de cordon a été étiré dans une mesure telle que l'orientation moléculaire préférentielle de sa matière plastique suivant sa plus grande dimension passe par les fourches formées à chaque extrémité de l'élément en forme de cordon entre les cordons qui se réunissent pour former celui-ci, au lieu de contourner les fourches transversalement. 2. Procédé de fabrication d'une structure selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on extrude une structure tubulaire initiale-de filet présentant à chaque intersection des fourches latérales régulières et arrondies, avec un angle de réseau d'environ 90 à llO.C, que l'on étire axialement le filet tubulaire sous forme de câble de manière à étirer seulement les cordons et que finalement, on étire transversalement le filet tubulaire sans appliquer de traction axiale pour causer un allongement et une orientation moléculaire des intersections et les transformer en éléments en forme de cordon, l'orientation moléculaire des intersections allongées ou élements en forme de cordon passant par les fourches formées à chaque extrémité de chaque élément en forme de cordon et rejoignant les cordons du réseau, sans contourner transversalement les fourches. 3. Procédé de fabrication d'une structure selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on extrude une structure tubulaire initiale de filet présentant à chaque intersection des fourches latérales régulières et arrondies1 avec un angle de réseau d'environ 90 à 1100C, que l'on étire le filet tubulaire en un seul stade dans lequel on allonge les cordons du filet et les intersections et on leur donne une orientation moléculaire en appliquant une tension transversale sans traction axiale, de sorte que l'orientation moléculaire des intersections allongées passe par les fourches formées à chaque extrémité de chaque intersection allongée et rejoint les cordons du réseau, sans contourner transversalement les fourches. 4. Procédé de fabrication d'une structure selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on extrude une structure tubulaire initiale de filet présentant à chaque intersection des fourches latérales régulières et arrondies, avec un angle de réseau d'environ 90 à 110-, que l'on fend axialement le filet tubulaire pour former une bande continue et que l'on étire transversalement les bandes pour allonger et orienter les cordons du filet et les intersections en un seul stade de sorte que l'orientation moléculaire dans les intersections allongées passe par les fourches formées à chaque extrémité de chaque intersection allongée et rejoint les cordons du réseau, sans contourner transversalement les fourches.