Brevet FR2563148A1 — publié le 19851025

La présente invention concerne un procédé d'étirage pour la production de films thermoplastiques par étirage longitudinal des films dans une zone d'étirage constituée par un ou plusieurs cylin- dres, ainsi qu'un dispositif se prêtant particulièrement bien à la mise en oeuvre dudit procédé. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 3 351 697 décrit une zone d'étirage constituée par des cylindres pour l'étirage longitudinal de films thermoplastiques dans un rapport d'environ 1/2,5. De très petits cylindres, d'un diamètre inférieur à 40 mm, sont utilisés pour éviter une contraction du film suivant sa largeur pen- dant l'étirage longitudinal, car on a admis que le demi-tour d'enrou- lement du film sur les divers cylindres relativement fins assure une assise suffisante contre la contraction en largeur pendant l'étirage longitudinal. Des résultats satisfaisants ont ainsi pu être obtenus quand la vitesse d'étirage ne dépasse pas une certaine valeur, 10 m/mn par exemple. La fabrication et la manipulation de cylindres d'étirage aussi fins présentent par ailleurs de nombreux inconvénients. Des cylindres d'étirage ayant un diamètre de 40 mm max. et une longueur de 2600 mm max. présentent, par suite de leur poids propre, une flèche très gênante, car les distances entre les divers cylindres doivent être très faibles. Le chauffage et l'entraînement des cylindres fins sou- lèvent en particulier de grands problèmes. Le brevet britannique n 1 394 805 décrit une zone d'étirage pour films thermoplastiques, constituée par des cylindres individuels et dans laquelle l'adhérence du film sur les cylindres est améliorée par une charge statique du film pour éviter la réduction de largeur pendant l'étirage longitudinal de la bande. De tels dispositifs visant à interdire la contraction en largeur pendant l'étirage longitudinal ne fonctionnent également qu'à de très faibles vitesses de la bande. Il est toutefois très difficile en particulier de décharger le film plastique chargé statiquement, afin que ce dernier n'attire pas des particules de poussière au cours de la transformation ultérieure. Il est en outre difficile de détacher sans contrainte le film d'un tel cylindre. L'étirage longitudinal d'un film à vitesse élevée soulève des problèmes inconnus auparavant; la contraction en largeur de la bande en particulier ne peut pas être maîtrisée par des moyens classiques, car l'adhérence de la bande sur les divers cylindres d'étirage est très mauvaise par suite de la vitesse élevée. De l'air est entraîné entre la bande et l'enveloppe des divers cylindres d'étirage, de sorte qu'un coussin d'air se forme dans la zone d'enroulement autour de ces cylindres. Par suite de ce coussin d'air, le film dégage des restes de plastifiant et d'autres constituants liquides du mélange, qui se déposent à la surface des cylindres et provoquent ainsi des taches sur le film. L'invention a pour objet un procédé d'étirage pour la production d'un film thermoplastique étiré longitudinalement, et en particulier d'un film de PVC, permettant d'étirer un film d'une épaisseur de 20- 300 pm à grande vitesse, jusqu'à 150 m/mn, dans un rapport de 1/2,5 au minimum et sans contraction sensible en largeur pendant l'étirage L'invention a également pour objet un dispositif permettant une excellente mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, de l'air comprimé maintient le film thermoplastique à étirer, pendant son éti- rage, dans l'état plastique sur un ou plusieurs cylindres étireurs. Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif est cons- titué par des buses à air comprimé, dont les orifices de sortie sont dirigés vers le ou les cylindres de la zone d'étirage. L'application de la bande sur les cylindres étireurs par de l'air comprimé conduit au résultat surprenant suivant: la bande mise en contact avec le cylindre est maintenue sur ce dernier pendant son demi- tour environ d'enroulement, sans se contracter en largeur pendant son étirage longitudinal de par exemple 1/2,5. Même dans le cas d'une bande d'une largeur de 260 cm, et malgré les forces de l'action néces- saire pour l'étirage longitudinal, la largeur a pu être intégralement maintenue à une vitesse de sortie de la bande hors de la zone d'étirage d'environ 160 m/mn ou 2,66 m/s. La bande introduite dans la zone d'étirage avec une épaisseur d'environ 150 pm en sort avec une épais- seur de 60 pm. 2 5 6 3 1 4 8 La pression de l'air agissant sur le film est réglée à une colonne d'eau de 10-30 mm selon la vitesse de tirage et l'épaisseur du film. Selon une autre caractéristique de l'invention, les orifices de sortie des buses à air comprimé sont réalisés sous forme d'une fente ou d'une rangée de trous d'une ouverture maximale de 0,6 mm, et dis- posés à une distance maximale de 5 mm au-dessus du cylindre étireur. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, le point d'impact de l'air comprimé sur le film coincide avec le point d'incidence de ce dernier sur le cylindre étireur. Le réglage du point d'impact de l'air comprimé sur la bande, coïncidant avec le point ou la droite d'incidence du film sur le cylindre étireur, assure une adhé- rence particulièrement bonne du film sur le cylindre, sans inclusion d'air entre le film et l'enveloppe du cylindre. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'angle de réglage de l'orifice de sortie de la buse par rapport au cylindre étireur, déterminant le point d'impact de l'air comprimé sur le film, est choisi entre le point d'incidence du film sur le ou les cylindres étireurs et la perpendiculaire à l'axe du cylindre. L'adhérence de la bande sur le cylindre sans inclusion d'air est encore améliorée ainsi, car de faibles inclusions d'air entre la face inférieure du film et l'enve- loppe du cylindre sont même refoulées sans être entraînées dans l'in- terstice entre la bande et l'enveloppe du cylindre. Selon une autre caractéristique de l'invention, les buses à air comprimé pivotent autour de l'axe du ou des cylindres étireurs. Ce pivotement permet le réglage optimal du point de soufflage de l'air comprimé sur la bande mobile. Selon une autre caractéristique de l'invention, les premier, troisième, cinquième et septième cylindres d'une zone d'étirage sont chargés par des buses à air comprimé. Selon une autre caractéristique de l'invention, des buses à air comprimé, disposées au-dessous ou au-dessus de la zone d'étirage, sont affectées aux premier, troisième, cinquième et septième cylindres de ladite zone. Ces caractéristiques sont particulièrement avantageuses quand la zone d'étirage, consti- tuée par de nombreux cylindres, est mobile en vue de l'introduction 2 5 6 3 1 48 de la bande perpendiculairement à son sens de passage. Les premier, troisième, cinquième, etc. cylindres sont alors déplacés vers le haut par exemple, tandis que les deuxième, quatrième, sixième, etc. cylin- dres sont déplacés vers le bas. Il est donc avantageux de diriger une buse de bas en haut sur chaque deuxième cylindre et une buse de haut en bas sur les premier, troisième, etc. cylindres, afin de faciliter un déplacement régulier des groupes de cylindres considérés. Des résultats acceptables quant à l'absence de contraction de la bande en largeur pendant son orientation longitudinale ont été obtenus quand seul le premier cylindre de la zone d'étirage est réalisé avec une buse à air comprimé sur toute sa longueur de 260 cm par exemple; cela est probablement du au fait que les forces de contraction de la bande étiréesont maximales lors de l'enroulement autour des premiers cylindres étireurs. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous d'un exemple de réalisation d'un dispositif se prêtant particulièrement bien à la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, et du dessin annexé sur lequel: la figure 1 représente une calandre avec une zone d'étirage en aval; et la figure 2 représente l'extrait I de la figure 1. Une calandre 1 est suivie d'une zone d'étirage constituée par des cylindres étireurs 3-10. Des buses 11, qu'une souyflante ou un compresseur non représenté alimente en air comprimé par des canalisations non représentées, sont disposées sur toute la longueur des cylindres 3, 5, 7 et 9. La bande 12 sortant de la calandre 1 est tirée sur les cylindres 3, 4, 5, etc., à une vitesse supérieure à celle du film à la sortie de la calandre (rapport d'environ 1/2,5). Immédiatement après sa droite d'incidence-13 sur le cylindre 3, le film 12 est maintenu sur ce dernier par l'air comprimé de la buse 11, ce qui interdit une contraction du film suivant sa largeur. Après un enroulement d'environ 1800 autour du cylindre 3, la bande 12 est dirigée-vers le cylindre 4 qu'elle entoure également sur 180 environ. L'air comprimé délivré par la buse 11 interdit éga- lement la contraction de la bande en largeur sur ce cylindre. Cette opération se répète sur les cylindres suivants 5-10. Le film est ensuite dirigé sur des cylindres refroidisseurs en aval, non représentés, afin de stabiliser par refroidissement l'orien- tation longitudinale produite du film, c'est-à-dire le rendre sans contrainte. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au principe et aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. 2563 1 48 Revendications 1. Procédé d'étirage pour la production de films thermoplastiques par étirage longitudinal des films dans une zone d'étirage longitu- dinal constituée par un ou plusieurs cylindres; ledit procédé étant caractérisé en ce que de l'air comprimé maintient le film thermoplastique à étirer, pendant son étirage, dans l'état plastique sur un ou plusieurs cylindres étireurs. 2. Procédé d'étirage de films thermoplastiques selon revendication 1, caractérisé en ce que l'air est dirigé sur le film sous une pres- sion de 10-30 mm CE. 3. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé d'étirage pour la production de films thermoplastiques étirés longitudinalement selon revendication 1, dans une zone d'étirage constituée par un ou plu- sieurs cylindres successifs et montée directement à la sortie d'une calandre, ledit dispositif étant caractérisé par des buses (11) à air comprimé, dont les orifices de sortie sont dirigés vers le ou les cylindres (3-10 de la zone d'étirage (2). 4. Dispositif selon revendication 3, caractérisé en ce que les orifices de sortie des buses à air comprimé sont réalisés sous forme d'une fente ou d'une rangée de trous d'une ouverture maximale de 0,6 mm; et les orifices de sortie des buses (11) sont disposés à une distance maximale de 5 mm du ou des cylindres (3-10). 5. Dispositif selon revendications 3 et 4, caractérisé en ce que le point d'impact (14) de l'air comprimé sur le film (12) coincide avec le point d'incidence (13) de ce dernier sur le cylindre étireur (3). 6. Dispositif selon revendications 4 et 5, caractérisé en ce que l'angle de réglage de l'orifice de sortie de la buse par rapport au cylindre étireur, déterminant le point d'impact (14) de l'air com- primé sur le film, est choisi entre le point d'incidence (13) du fim (12) sur le ou les cylindres étireurs (3-10) et la perpendicu- laire à l'axe du cylindre. 7. Dispositif selon revendications 3 à 6, caractérisé en ce que les buses (11) à air comprimé pivotent autour de l'axe du ou des cylindres étireurs (3-10). 2563 1 48 8. Dispositif selon revendications 3 à 7, caractérisé en ce que les premier, troisième, cinquième et septième cylindres d'une zone d'étirage (2) sont chargés par des buses (11) à air comprimé. 9. Dispositif selon revendications 3 à 8, caractérisé en ce que des buses (11) à air comprimé, disposées au-dessous ou au-dessus de la zone d'étirage (2), sont affectées aux premier, troisième, cinquième et septième cylindres de ladite zone (2). 10. Dispositif selon revendications 3 à 9, caractérisé en ce qu'une buse (11) à air comprimé est affectée au seul premier cylindre étireur (3) de la zone d'étirage (2).