Brevet FR2602456A1 — publié le 19880212

La présente invention a trait à un procédé pour obtenir des orientations moléculaires dans des plaques perforées de matière plastique extrudée et au produit obtenu par ce procédé. On sait que dans ce domaine il existe à présent différentes méthodes visant à obtenir, directement d'une é tape d'extrusion, une plaque perforée de matière plastique. Par exemple, l'une de ces méthodes qui a fait l'objet de la demande de brevet italien n 20853/81 et du brevet U.S. correspondant n 4.470.942 au nom de la même demanderesse prévoit essentiellement l'extrusion d'une matière plastique sous forme de plaque laquelle, immédiatement après sa sortie de la tête d'extrudeuse, est en même temps tendue en sens longitudinal et en sens transversal. Simultanément à l'action de tensionnage, la plaque est soumise à l'action de poinçons pourvus de mouvement alternatif en direction de la plaque elle-même de manière qu'ils traversent à plusieurs reprises celle-ci en vue d'y ménager une série de trous convenablement distribués sur 20 sa surface. Une fois terminée l'étape de tensionnage, la plaque perforée est immédiatement refroidie. Les plaques obtenues par le procédé décrit ci-dessus dans ses grandes lignes, ainsi que celles obtenues par 25 d'autres procédés connus, sont largement employées dans un grand nombre de secteurs. Par exemple elles sont employées pour délimiter des extensions de terrain, mettre en oeuvre des barrières de sécurité, des barrières contre le vent, contre la neige, 30 etc. Dans les emplois indiqués ci-dessus à simple titre d'exemple, les plaques perforées de matière plastique - 2 se sont démontrées de bas prix, de longue durée et de grande valeur esthétique. On peut remarquer toutefois qu'elles sont sujettes à certains inconvénients. Un premier inconvénient est dû au fait que dans certaines applications les plaques connues révèlent des caractéristiques de résistance mécanique non complètement satisfaisantes. Plus en détail, elles ont une résistance à la traction relativement limitée de manière que, quand elles 10 sont employées, par exemple, en tant que barrières de sécu rité, barrières contre le vent ou contre la neige, elles sont sujettes à subir facilement des déformations plastiques sous l'effet des efforts auxquels elles sont soumises. Quand une plaque perforée employée en tant que barrière contre le vent ou de manière similaire subit une déformation plastique, elle peut facilement perdre une grande partie de sa fonctionnalité de telle sorte qu'elle doit être remplacée. Un autre inconvénient est représenté par le fait que les plaques précitées peuvent, dans certaines situations, subir des rétrécissements dimensionnels surtout si elles sont exposées au soleil ou à des températures relativement élevées. Il faut remarquer aussi qu'à cause de ce qu'on a cidessus spécifié, les plaques perforées de type connu demandent des soins particuliers lors de leur mise en oeuvre, surtout quand elles doivent être employées en tant que barrières de sécurité ou être destinées à des usages 30 similaires. I1 faut en effet les fixer à des potelets enfoncés dans le terrain convenablement espacés l'un de l'autre - 3 lesquels doivent être parfaitement parallèles entre eux et orientés perpendiculairement par rapport au développement longitudinal des respectives plaques, dans le but d'éviter la formation de surtensions ou de déformations localisées sur les plaques. On a en outre remarqué que ces plaques peuvent être améliorées soit en ce qui concerne leur poids par unité de surface, soit en ce qui concerne la quantité de matière em ployée pour produire une plaque de dimensions déterminées. 10 Le but de la présente invention est celui d'éliminer les inconvénients exposés ci-dessus par un procédé qui permette d'obtenir directement d'une étape d'extrusion, des plaques perforées en matière plastique qui aient des caractéristiques mécaniques améliorées, un poids plus bas 15 par unité de surface et une meilleure stabilité dimension nelle avec le temps. Ce but et d'autres encore qui ressortiront plus clai rement de la description qui suit sont essentiellement atteints par un procédé pour obtenir des orientations mo20 léculaires dans des plaques perforées de matière plastique extrudée, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes: - un premier chauffage à la fin duquel la matière plastique est portée à une température d'extrusion proche de la tem25 pérature de plastification; - extrusion de la matière plastique sous forme de plaque perforée pourvue d'une pluralité de trous alignés lon gitudinalement et transversalement par rapport à la plaque elle-même; - un premier refroidissement de la plaque perforée; - un deuxième chauffage à la fin duquel la plaque perforée est portée à une température d'orientation longitudi- - 4 nale intermédiaire entre la température d'extrusion et la température de la première étape de refroidissement; - étirage longitudinal de la plaque perforée pendant lequel il se produit l'orientation moléculaire de la ma5 tière comprise entre les trous alignés transversalement à la plaque; - un deuxième refroidissement à la fin duquel la plaque est portée à une température proche de la température ambiante; - un troisième chauffage à la fin duquel la plaque atteint une température de stabilisation longitudinale comprise entre la température du deuxième chauffage et la température du premier refroidissement; - un troisième refroidissement de la plaque perforée à une 15 température comprise entre la température de stabilisation longitudinale et la température ambiante; - un quatrième chauffage à la fin duquel la plaque perforée atteint une température d'orientation transversale in termédiaire entre la température d'extrusion et la tempé20 rature du premier refroidissement; - étirage transversal de la plaque perforée pendant lequel il se produit l'orientation moléculaire de la matière comprise entre les trous alignés longitudinalement à la plaque; - un quatrième refroidissement à la fin duquel la plaque atteint une température de stabilisation transversale légèrement inférieure à la température d'orientation transversale; - refroidissement final de la plaque perforée à la tempé30 rature ambiante. Pendant ce procédé- on obtient avantageusement une plaque perforée de matière plastique extrudée pourvue - 5 d'une pluralité de trous distribués de manière à être aiignés longitudinalement et transversalement à la plaque, caractérisée en ce qu'elle comporte des zones o l'orien tation moléculaire est en sens longitudinal, disposées cha 5 cune entre deux trous alignés transversalement, ainsi que des zones o l'orientation moléculaire est en sens transversal, disposées chacune entre deux trous alignés longitudinalement à la plaque elle-même. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention 10 ressortiront plus clairement de la description détaillée d'une forme d'exécution préférée mais non exclusive d'un procédé pour obtenir des orientations moléculaires dans des plaques perforées de matière plastique extrudée, selon l'invention, faite ci-après en se référant aux des15 sins annexés, donnés à simpie titre d'exemple non limitatif, sur lesquels: - la figure 1 montre schématiquement, en vue de côté, un appareillage pour produire des plaques perforées de matière plastique extrudée selon le procédé en question; - la figure 2 est une vue schématique de dessus de l'appareillage représenté sur la figure 1, dépourvu de la tête d'extrudeuse, laquelle met en évidence les déformations qu'une plaque perforée subit pendant le façonnage. En se référant auxdites figures, on a globalement in25 diqué en 1 un appareillage destiné à produire des plaques perforées de matière plastique extrudée selon la présente invention. Le procédé en question prévoit d'abord que de la matière plastique, de préférence choisie parmi le groupe comprenant le polyéthylène, le polypropylène, le polyes ter et le polyamide, subisse un premier chauffage à la fin duquel la matière plastique est portée à une température - 6 d'extrusion. La valeur de la température d'extrusion est déterminée en fonction des caractéristiques de la matière employée, de manière que cette température d'extrusion soit proche de la température de plastification de la matière. Après cela il y a l'extrusion de la matière plastique d'une tête d'extrudeuse schématiquement représentée et marquée par la référence 2 sur la figure 1. Immédiatement en aval de la tête d'extrudeuse, de manière connue, 10 il y a des moyens de perforation 3 qui opèrent de sorte que la matière plastique est essentiellement extrudée sous la for m e d'une plaque perforée 4, pourvue d'une pluralité de trous 5. Les trous 5, dont seulement quelques-uns ont été représentés sur la figure 2, sont distribués de ma15 nière qu'ils sont alignés longitudinalement ettransversalement à la plaque 4. Sur l'exemple illustratif les trous 5 sont produits de manière qu'ils présentent, à l'origine, une conformation sensiblement circulaire. On prévoit de préférence que la plaque perforée 4 ait 20 à l'origine une épaisseur comprise entre 0,2 mm et 10 mm, et que le pas longitudinal et transversal des trous soit compris entre 3 mm et 100 mm. Immédiatement après l'étape d'extrusion la plaque perforée 4, guidée par des rouleaux de guidage 6 et 7, tra25 verse un poste de refroidissement 8. Pendant cette étape la plaque 4 subit un premier refroidissement jusqu'à atteindre une température de préférence proche de la température ambiante. Ensuite la plaque 4, guidée par de deuxièmes rou30 leaux de guidage 9 et 10, traverse une section de chauffage 11. On effectue ainsi un deuxième chauffage, a la fin duquel la plaque 4-est portée à une température d'om 7 rientation longitudinale intermédiaire entre la température d'extrusion et la température de la première étape de refroidissement. La valeur de la température d'orientation longitudinale peut être choisie dans la plage compri5 se entre 60 C et 160 C, en function des caractéristiques de la matière à façonner employée. Pendant le passage de la plaque 4 dans la section de chauffage, on effectue l'étirage longitudinal de la plaque, donnant de préférence au rouleau de guidage 10 dis10 posé en aval par rapport à la section de chauffage 11 une vitesse de rotation plus élevée que celle donnée au rouleau de guidage 9 et aux premiers rouleaux de guidage 6 et 7. Pendant l'étirage longitudinal de la plaque on olient avantageusement l'orientation moléculaire de la matière comprise entre les trous 5 qui sont alignés trans versalement par rapport à la plaque. Cela crée sur la plaque 4 des zones o l'orientation moléculaire est'en sens longitudinal, indiquées en 11 et disposés chacune entre deux trous 5 alignés transversalement par rapport 20 à la plaque 4. Tel qu'il apparait clairement sur la figure 2, à la suite de l'étirage longitudinal de la plaque 4 les trous 5 prennent ur.e configuration allongée. A la fin de l'étape d'étirage longitudinal la plaque 4 est transportée à travers une section de refroidisse25 ment 13 au moyen de troisièmes rouleaux de guidage 14 et et elle subit une deuxième étape de refroidissement jusqu'à atteindre une température de préférence proche de la température ambiante. Ce refroidissement avantageusement empêche tout ré30 trécissement plastique immédiat de la plaque 4 qui pourrait se produire si la plaque 4 devait rester à une temp1 rature élevée à la fin de l'étape d'étirage longitudinal. -8 Selon une forme d'exécution préférée on prévoit qu'à près le deuxième refroidissement on effectue sur la plaque 4 un troisième chauffage jusqu'à une température de stabilisation longitudinale comprise entre la température du deuxième chauffage et la température du premier refroi dissement. Plus en détail, on prévoit de préférence que la valeur de la température de stabilisation longitudina le soit légèrement inférieure à la température d'orienta tion longitudinale et comprise entre 50 et 155 C. Lors du troisième chauffage on fait passer la plaque - 4, au moyen de quatrièmes rouleaux de guidage 16 et 17, à travers une section de chauffage 18. Pendant son passage à-travers la section de chauffage 18 la plaque 4 subit une stabilisation dimensionnelle en sens longitudinal et 15 elle se rétrécit légèrement. Ceci entraîne également une diminution de la longueur des trous 5 par rapport à celle des mêmes trous avant d'avoir soumis la plaque 4 au deuxiè me refroidissement. A la fin de l'étape de stabilisation dimensionnelle 20 la plaque perforée 4 dans les zones d'orientation moléculaire 12 a une épaisseur allant de 0, 05 mm à 4 mm et le pas longitudinal des trous 5 est compris entre 8 mm et 250 mm. Une fois terminée l'étape de stabilisation longitudi25 nale la plaque 4 est engagée par de cinquièmes rouleaux de guidage 19 et 20 de manière qu'elle traverse une sec-tion de refroidissement 21. Pendant cette étape la plaque 4 subit un troisième refroidissement jusqu'à atteindre une température proche de la température ambiante. On peut ensuite prévoir un quatrième chauffage de la plaque perforée 4 jusqu'à ce que cette dernière atteint une température d'orientation transversale intermédiaire -9 entre la température d'extrusion et la température du premier refroidissement. Egalement dans ce cas, de même que pendant le deuxième chauffage, la valeur de la température d'orientation transversale est comprise entre 5 60 C et 160 C. Le quatrième chauffage a lieu quand la plaque 4 traverse une autre section de chauffage 22. Ce quatrième chauffage est accompagné d'une étape d'étirage transversal de la plaque, pendant lequel on obtient l'o rientation moléculaire de la matière comprise entre les 10 trous 5 qui sont alignés longitudinalement à la plaque 4 elle-même. L'étirage transversal peut être obtenu, de manière connue en soi, au moyen de portions de chaînes d'entraînement 23 et 24 qui s'écartent. Les chaînes sont pourvues de moyens pinçants destinés à retenir les bords 15 de la plaque 4 au fur et à mesure que celle-ci est avancée le long de la section de chauffage 22. A la fin de l'étape d'étirage transversal les trous 5 ont, dans l'exemple représenté, une configuration quadrangulaire à bords arrondis et la plaque 4 présente des zones d'orien 20 tation moléculaire en sens transversal, indiquées en 25 et disposées chacune entre deux trous 5 alignés longitudinalement à la plaque elle-même. Ensuite la plaque 4 est portée dans une section de refroidissement 26 o on quatrième refroidissement a lieu. 25 A la fin de ce refroidissement la plaque 4 atteint une température de stabilisation transversale légèrement plus basse que la température d'orientation transversale et de préférence variant entre 50 C et 155 C. Comme on peut le voir sur la figure 2, la plaque 4 30 subit une translation le long de la quatrième section de refroidissement 26 au moyen d'autres portions de chaînes d'entraînement 27 et 28 légèrement convergentes. - 10 Evidemment, lors de son passage à travers la section de refroidissement 26 aux conditions précitées la plaque 4 subit un léger rétrécissement dimensionnel en sens transversal. On prévoit avantageusement qu'à la fin de la stabilisation transversale la plaque 4 présente, dans les zones d'orientation moléculaire 25, une épaisseur comprise entre 0,05 mm et 4 mm et que le pas transversal des trous varie entre 2,5 mm et 100 mm. La plaque 4 est ensuite engagée par de sixième rouleaux de guidage 29 et 30 et subit un refroidissement final jusqu'à atteindre la température ambiante. A ce point la plaque 4 peut être conditionnée de la manière la plus appropriée, cela n'étant pas décrit ici 15 du fait qu'il n'est pas important aux effets de l'invention. L'invention atteint les buts visés. En effet par le procédé en question on peut obtenir des orientations moléculaires sur des plaques perforées de 20 matière plastique qui sortent directement d'une bouche d'extrudeuse. Il faut souligner que l'orientation moléculaire des plaques permet de donner aux plaques des caractéristiques mécaniques plusélevées.Plus en détail, les plaques orien25 tées selon le procédé en question ont, par rapport aux plaques perforées de type connu, une résistance à la traction sensiblement améliorée. En outre par le procédé décrit on réduit au minimum les déformations permanentes à la suite d'efforts de traction induits aux plaques, en faveur de déformations de type élastique qui tendent à s'annuler dès que l'état d'effort qui les a produites s'annule. Ceci est d'importance fondamentale dans certai - 11 nes applications telles que, par exemple, la mise en oeuvre de grillages de sécurité, de barrières contre le vent et ainsi de suite. En outre, les étapes de stabilisation dimensionnelle 5 subies par la plaque 4 dans la section de chauffage 18 et la section de refroidissement 26 donnent aux plaques perforées en question des caractéristiques dimensionnelles constantes avec le temps, même quand elles sont soumises à des températures relativement élevées. Les plaques produites selonle procédé de l'invention ont en outre, par rapport aux plaques connues, leur surface étant égale, un poids plus bas et une quantité de matière employée plus réduite. En outre, quand elles sont conditionnées, les plaques en question permettent une réduction remarquable des encombrements du fait qu'elles peuvent être produites selon des épaisseurs sensiblement plus minces par rapport à celles nécessaires pour les plaques de type connu. Evidemment de nombreuses modifications et variantes 20 peuvent être apportées à l'invention ainsi conçue, sans que l'on sorte pour autant du cadre du concept inventif qui la caractérise. Notamment, on peut prévoir que la plaque 4 soit étirée seulement en sens longitudinal, de manière que le pro 25 cédé décrit se termine après le troisième refroidissement subi par la plaque quand celle-ci traverse la section de refroidissement 21. Il faut remarquer en outre que le procédé décrit cidessus ne doit pas nécessairement être considéré comme une 30 séquence continue d'étapes. Le procédé peut être en effet interrompu après l'une quelconque des étapes intermédiaires qui donnent en tout cas origine à un produit semi- - 12 ouvré, pouvant &tre ensuite repris, après un intervalle de temps, à partir de l'étape subséquente à celle d'in terruption. - 13 R E V E N D I C A T I ON S 1. Procédé pour obtenir des orientations moléculaires dans des plaques perforées de matière plastique extrudée, caractérisé en ce qu 'il comporte les étapes sui5 vantes: - un premier chauffage à la fin duquel la matière plasti que est portée à une température d'extrusion proche de la température de plastification; - extrusion de la matière plastique sous forme de pla10 que perforée (4); - un premier refroidissement de la plaque perforée (4); - un deuxième chauffage pendant lequel la plaque perforée est portée à une température d'orientation longitudinale intermédiaire entre la température d'extrusion et la tem15 pérature du premier refroidissement; - étirage longitudinal de la plaque perforée (4) pendant lequel on obtient l'orientation moléculaire de la matière (12) comprise entre les trous (5) alignés transversalement; - un deuxième refroidissement à la fin duquel la plaque (4) est portée à une température proche de la température ambiante. 2. Procédé pour obtenir des orientations moléculaires dans des plaques perforées de matière plastique extrudée, 25 caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes: - un premier chauffage à la fin duquel la matière plastique est portée à une température d'extrusion proche de la température de plastification; extrusion de la matière plastique sous forme de pla 30 que perforée (4); un premier refroidissement de la plaque perforée (4); - un deuxième chauffage pendant lequel la plaque perforée - 14 (4) est portée à une température d'orientation longitudinale intermédiaire entre la température d'extrusion et la température de la première étape de refroidissement; étirage longitudinal de la plaque perforée (4) pendant 5 lequel on obtient l'orientation moléculaire de la matière (12) comprise entre les trous (5) alignés transversalement à la plaque (4); - un deuxième refroidissement à la fin duquel la plaque (4) est portée à une température proche de la températu10 re ambiante; - un troisième chauffage à la fin duquel la plaque perforée (4) atteint une température de stabilisation longitudinale comprise entre la température du deuxième chauffage et la température du premier refroidissement; - un troisième refroidissement de la plaque perforée (4) à la température ambiante. 3. Procédé pour obtenir des orientations moléculaires dans des plaques perforées de matière plastique extrudée, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes: - un premier chauffage à la fin duquel la matière plastique est portée à une température d'extrusion proche de la température de plastification; - extrusion de la matière plastique sous forme de plaque perforée (4); - un premier refroidissement de la plaque perforée (4); - un deuxième chauffage pendant lequel la plaque perforée (4) est portée à une température d'orientation longitudinale intermédiaire entre la température d'extrusion et la température de la première étape de refroidissement; - étirage longitudinal de la plaque perforée (4) pendant lequel on obtient l'orientation moléculaire de la matière (12) comprise entre les trous (5) alignés transversale ment à la plaque (4); - 15 - un deuxième refroidissement à la fin duquel la plaque (4) est portée à une température proche de la température ambiante; - un troisième chauffage à la fin duquel la plaque perfo rée (4) atteint une température de stabilisation longitudinale comprise entre la température du deuxième chauffa ge et la température du premier refroidissement; - un troisième refroidissement de la plaque perforée (4) à une température comprise entre la température de sta10 bilisation longitudinale et la température ambiante; - un quatrième chauffage à la fin duquel la plaque perfo rée (4) atteint une température d'orientation transversale intermédiaire entre la température d'extrusion et la température du premier refroidissement; étirage transversal de la plaque perforée (4) pendant lequel on obtient l'orientation moléculaire de la matière (25) comprise entre les trous (5) alignés longitudinalement à la plaque (4); - un quatrième refroidissement à la fin duquel la plaque 20 (4) atteint une température de stabilisation transversale légèrement plus basse que la température d'orientation transversale; - refroidissement final de la plaque perforée à la température ambiante. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite matière plastique est choisie parmi le groupe comprenant le polyéthylène, le polypropylène, le polyester et le polyamide. 5. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce 30 que la température d'orientation longitudinale et la température d'orientation transversale sont comprises entre C et 160 C. - 16 6. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la température de stabilisation longitudinale et la température de stabilisation transversale sont légèrement plus basses respectivement que la température d'orienta5 tion longitudinale et que la température d'orientation transversale, et elles sont comprises entre 50 C et 155 C. 7. Plaque perforée de matière plastique extrudée, pourvue d'une pluralité de trous (5) distribués de manière qu'ils sont alignés transversalement à la plaque (5), ca10 ractérisée en ce qu'elle comporte des zones (12) o l'orientation moléculaire est en sens longitudinal, disposées chacune entre deux trous (5) alignés transversalement. 8. Plaque selon la revendication 7, caractérisée en ce que lesdits trous (5) ont un pas longitudinal compris 15 entre 8 mm et 250 mm, cette plaque (4) ayant, dans les zones (12) comprises entre deux trous (5) alignés transversalement, une épaisseur allant de 0,05 mm à 4 mm. 9. Plaque selon la revendication 7, caractérisée en ce que lesdits trous (5) ont un pas transversal compris entre 20 3 mm et 100 mm, ladite plaque (4) ayant, dans les zones comprises entre deux trous (5) alignés longitidinalement.. une épaisseur comprise entre 0,2 mm et 10 mm. 10. Plaque perforée de matière plastique estrudée, pourvue d'une pluralité de trous (5) distribués de manière qu'ils sont alignés longitudinalement et transversalement à la plaque (4), caractérisée en ce qu'elle comporte des zones (12) o l'orientation moléculaire est en sens longi-. tudinal, disposées chacune entre deux trous (5) alignés transversalement à la plaque et des zones (25) o l'orien30 tation moléculaire est en sens transversal, disposées chacune entre deux trous (5) alignés longitudinalement à la plaque (4). - 17 11. Plaque selon la revendication 10, caractérisée en ce que lesdits trous (5) ont un pas longitudinal compris entre 8 mm et 250 mm et un pas transversal compris entre 3 mm et 100 mm. 12 Plaque selon la revendication 10, caractérisée en ce que lesdites zones (12) o l'orientation moléculaire est en sens longitudinal et lesdites zones (25) o l'orientation moléculaire est en sens transversal ont une épaisseur comprise entre 0,05 mm et 4 mm.