Brevet FR2633215A1 — publié le 19891229

La présente invention concerne un procédé, ainsi qu'un dispositif en vue de la mise en oeuvre de ce procédé, et permettant le façonnage et le travail en continu de matériaux sous forme de nappes ou films en matière thermoplastique. On connait de nombreux procédés permettant la réalisation de nappes continues enroulées sur bobine, et constituées d'une matière thermoplastique de structures lacunaires. Dans les procédés généralement utilisés la matière thermoplastique est extrudée depuis une filière tandis que des dispositifs mécaniques ou pneumatiques sont actionnés en face de cette filière de façon à interrompre par zones et momentanément le flux de matière thermoplastique extrudée en provoquant ainsi des perforations réparties sur la surface de la nappe. Généralement le tube extrudé par la filière annulaire est ensuite fendu selon une génératrice ce qui permet la réalisation d'une bande continue de structure lacunaire formant ainsi une grille, grillage ou filet. De tels produits ont des applications multiples notamment pour constituer des barrières, clôtures, nappes d'avertissement et de répérage de canalisations enfouies dans le sol, ou encore conditionnement de produits. Il est cependant parfois nécessaire de transformer, après sa production, la matière lacunaire ou grillage thermoplastique réalisé pour lui donner une forme, ou des dimensions répondant à un usage particulier ou plus spécifique. On peut ainsi souhaiter conformer la nappe continue selon une densité de matière allégée, notamment dans un but d'économie ou en vue d'une efficacité améliorée, tout comme il peut être nécessaire de pratiquer dans cette nappe des ouvertures additionnelles par sectionnement de certaines zones ou encore d'incorporer à la nappe primaire, un élément longiforme (linéaire ou lui-même en forme de film ou feuille), de façon à aboutir à des produits plus élaborés et répondant à des spécifications particulières. L'invention vise à permettre le façonnage de filets ou grilles en matière plastique afin de transformer l'état physique de la grille initiale et de la conduire jusqu'à un état final, après déformation, sectionnement, ou adjonction d'éléments rapportés, aptes à remplir un emploi ou une application plus particulière et pour lesquels les modifications du produit initial apparaissent nécessaires ou souhaitables. Dans le cadre de la présente invention on utilise les caractéristiques thermoplastiques du matériau pour l'amener à un état physique qui lui permettra de subir les modifications programmées. A cet effet l'invention concerne en premier lieu un procédé pour le façonnage en continu de feuilles ou films en matière thermoplastique caractérisé par la succession des opérations suivantes. - le film de matière thermoplastique est déroulé en continu depuis une bobine de stockage et il est conduit par des rouleaux de guidage à circuler dans une enceinte munie de moyens de chauffage, pendant une durée et à une température telle que le film est amené à la sortie de l'enceinte, par ramollissement thermique, à un état plastiquement déformable, - et le fim est conduit en cet état à passer sur des rouleaux d'appel et de travail où il subit des opérations entrainant des déformations physIques l'amenant à l'état final désiré. Selon une première forme de réalisation le film est constitué d'une grille plastique de structure lacunaire à mailles carrées ou en losanges Plus spécialement et selon une forme de mise en oeuvre de réalisation de l'invention, la nappe de matière thermoplastique est appelée, à la sortie de l'enceinte chauffante, par des rouleaux entrai#nant cette nappe à une vitesse de défilement supérieure à la vitesse des rouleaux amont, en entrainant une traction sur la nappe ramollie provoquant elle-même 11 étirement et l'allongement. de la nappe. On préfèrera une vitesse des rouleaux d'appel comprise entre 1,5 et 5 fois la vitesse des rouleaux amont. Et plus spécialement l'étirement de la nappe à l'état de ramollissement thermique, est conduit de façon à provoquer une réorientation moléculaire des longues chaînes polymérisées constituant la matière thermoplastique, en provoquant ainsi l'alignement de ces chaines moléculaires dans le même sens et parallèlement à l'étirement de la nappe en provoquant ainsi un renforcement de cette dernière. Selon une autre forme de réalisation les opérations auxquelles est soumise la nappe ramollie au sortir de l'enceinte chauffante, provoque une déformation de la nappe par création d'inégalités de relief sur cette dernière. On peut notamment prévoir que ces inégalités de relief provoquent une inscription en creux ou en relief à la surface de la nappe. Selon encore une autre caractéristique les opérations auxquelles est soumise la nappe ramollie provoquent des perforations dans la nappe créant des points ou lignes de faiblesse, constituant des amorces de ruptures dans es liens ou cordons constituant les mailles de la nappe lacunaire. Selon encore une autre caractéristique les opérations auxquelles est soumise la nappe constituent dans l'apport et la solidarisation à la surface de ladite nappe primaire, d'un élément secondaire appelé et rapporté en continu en constituant une nappe multicouches. Par exemple l'élément secondaire rapporté à une structure de nappes ou feuilles et les deux nappes respectivement primaire et secondaire sont contrecollées l'une sur l'autre par deux rouleaux de calendrage. Et dans ce cas, selon une caractéristique du procédé ainsi is en oeuvre, la nappe secondaire est amenée au contact de la nappe primaire (à l'état thermiquerent ramolli et plastiquement déformable), étant elle-même réchauffée de façon à provoquer son ramollissement superficielle pour ainsi parfaire l'adhésion des deux nappes en vue de la proàucvion d'une nappe complexe multicouches. Et la nappe secondaire peut etre constituée d'une feuIlle de structure continue, tandis que la nappe primaire est constituée d'une structure lacunaire discontinue ; la nappe secondaire état par exemple réalisée elle-même d'un film synthétique, nappe de papier, non tissé ou textile. Selon une autre forme de réalisation l'élément rapporté sur la nappe primaire est lui-m#me de structure linéaire filIforme. Et il peut s'agir notamment d'un câble métallique à enrobage, l'enrobage, par exemple lul-meme thermoplastique, permettant après réchauffement de cet enrobage, une adhésion intime du fil enrobé sur la nappe primaire. L'invention concerne également un dispositif en vue de la mise en oeuvre du procédé, et ce dispositif est caractérisé en ce qu'il comporte une bobine de stockage de la nappe thermoplastique, une pluralité de rouleaux de guidage, une enceinte chauffante et des moyens pour guider la nappe primaire pendant un temps approprié au sein de cette enceinte, où la nappe primaire subit un ramollissement thermique, des rouleaux d'appel pour entraîner et éventuellement étirer la nappe primaire au sortir de l'enceinte chauffante. Et selon une variante le dispositif comporte également des rouleaux de travail de la nappe, rouleaux comportant des moyens de chauffage répartis convenablement. Les rouleaux chauffants pourront dans un premier cas conduire la chaleur sur l'ensemble de leurs surfaces. Ou on peut prévoir que les rouleaux chauffants sont disposés de façon à assurer un effet de réchauffement intense mais ponctuel par exemple pour provoquer au niveau approprié des effets d'élévation thermique ponctuels entraînant une rupture des liens situés face aux points de chauffage. Selon une variante du dispositif, on prévoit au sortir de la nappe au moins un rouleau comportant des moyens de chauffage et ce rouleau comporte une gorge annulaire permettant l'insertion d'un fil, la gorge étant de diamètre convenable de façon à laisser déborder une partie du fil vers l'extérieur, le rouleau chauffant permettant d'assurer la solidarisation du fil sur la nappe primaire. Et l'invention concerne également les produits ainsi obtenus. Notamment 11 invention concerne une nappe de structure lacunaire, formant grille ou filet, dont les éléments filiformes, constituant les côtés des mailles, ont subi un étirement, provoquant la réorientation des molécules polymères constituant la matière avec un renforcement de ces éléments. L'invention concerne encore les structures lacunaires complexes, sur lequel se trouve rapporté un élément continu filiforme ou en nappe, solidarisé sur la nappe primaire par des rouleaux de calendrage alimentés en nappe primaire dans son état ramolli au sortir de l'enceinte chauffante. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit et qui est donnée en rapport avec quelques formes de réalisation particulières présentées à titre d'exemples. La figure 1 représente une vue d'un schéma de réalisation d'une première forme de l'invention. La figure 2 et la figure 3 représentent deux détails mont-rant des rouleaux chauffants susceptibles de permettre le travail de la nappe primaire au sortir de l'enceinte chauffante. En considérant l'ensemble des figures on voit que la nappe primaire 1 constituée d'un film ou grillage extrudé en matière thermoplastique et enroulé sur la bobine de stockage la. Cette nappe primaire 1 est guidée et entraînée sur les cylindres 2 à une vitesse donnée V. La primaire passe ensuite dans une enceinte de chauffage 3 ; les moyens de chauffage peuvent être ce toute nature convenable et être constitués d'un arlieu fluide (liquide ou gazeux) amenés à une température appropriée ; les moyens de chauffage peuvent également agir par rayonnement (tube à rayons infrarouges). Le temps de passage et la température du milieu dans l'enceinte de chauffage sont calculés de façon à permettre à la nappe primaire, au sortir de cette enceinte, d'être amenés à un état de ramollissement thermique correspondant à un état plastiquement déformable. A cet effet la nappe 1 passe sur un, ou éventuellement plusieurs rouleaux de renvoi 4 disposés au sein de l'enceinte de chauffage 3. Au sortir de l'enceinte la nappe primaire 1 passe sur les rouleaux d'appel 5 lesquels sont entrainés à une vitesse V' supérieure à V ; le rapport entre V' et V pouvant être compris entre 1,5 et 5 ou éventuellement plus en fonction des besoins. On comprend que la traction exercée sur la nappe primaire par les rouleaux d'appel 5, entraînée à une vitesse supérieure à la vitesse des rouleaux 2, provoque une traction et un étirement sur la nappe 1. A cet effet les cylindres 2 et 5 sont entraînés par des motos variateurs permettant de modifier à volonté les vitesses d'entrée et de sortie du produit. L'étirement permet de diminuer la densité de matière au sein de la grille par conséquent d'accroître, pour un même poids de matière, la surface, ctest-à-dire en fait la longueur de la nappe utilisable. De plus l'étirement provoque une orientation des molécules polymères de la ratière plastique avec un alignement parallèle des longues chaînes des polymères qui étaient dispersées de façon quelconque lors des opérations d'extrusion initiales. L'orientation moléculaire procure à la nappe finale une résistance accrue à la traction. Selon une variante ou parallèlement à l'étirement précédent, la nappe primaire 1 peut être amenée à subir d'autres opérations notamment par passage sur le tambour 6 ; ce dernier peut comporter sur sa surface des gravures ou des peIgnes crantés montes sur un support lui-même chauffé par des résistances électriques Internes aux rouleaux. De sorte que la matière plastiquement déformable, au sortir de l'enceinte chauffante, se trouve aisément travaillée par le cylindre 6 pour provoquer des déformations locales ou formations de relief au niveau des Impressions 16,17 (figure > ). Selon une variante de réalisation, qui peut se combiner avec les précédentes, la nappe primaire ramollie et plastiquement déformable au sortir de l'enceInte chauffante se volt adjoindre une contre-nappe ou un deuxième élément déroulé et appelé en continu et qui est lui-même solidarisé sur la nappe primaire. Cet élément rapporté peut être une nappe secondaire venue de la bobine 5 et passant entre les rouleaux de calandrage 1Q et li. L'un ou les deux cylindres 10 et Il peuvent eux-memes comporter des moyens de chauffage de façon à assurer une eileure adhésion des deux feuilles ou nappes amenées toutes deux à un état de ratrolllssement voisin permettant leur solidarisation mutuelle pour former une nappe multicouches. La nappe secondaire peut être de toute matière convenable notamment être elle-même formée d'une grille de caractéristiques différentes ou encore d'une nappe présentant une surface continue ; cette nappe peut être en papier, cellulose, tissu non tissé, tissus ou encore un film de matière synthétique. Selon une variante la nappe primaire reçoit l'apport d'un élément filiforme qui peut être positionné par exemple le long de la nappe ; tout comme peuvent être rapportés une pluralité d'éléments filiformes parallèles. Ces éléments solidarisés en continu sur la nappe permettent d'introduire des moyens de renforcement. On peut notamment solidariser ainsi un câble métallique ; et avantageusement le câble métallique sera pourvu d'une gaine extérieure en matière synthétique notamment thermoplastique et cette gaine extérieure elle-même soumise à ramollissement viendra, par calendrage, adhérer à la nappe primaire qui se présente face à elle étant elle-même ramollie par effet thermique au sortir de l'enceinte de chauffage. Dans ce cas on pourra avantageusement utiliser un rouleau tel que représenté à la figure 2 et pourvu d'une gorge ; le rouleau comporte intérieurement des moyens de chauffage s'exerçant notamment au niveau de ladite gorge ; la gorge 15 est prévue pour recevoir le fil et le rouleau 14 vient s'appliquer contre un contre-rouleau, de sorte que la pression de l'élément filiforme (câble gainé) sur la nappe primaire à l'état ramolli, permet leur solidarisation mutuelle. On comprend que la gorge devra présenter un diamètre légèrement inférieur au diamètre du câble gainé de façon à ce que la rencontre des deux rouleaux se traduise par une pression au niveau du câble gainé sur la nappe primaire. REVENDICATIONS I - Procédé pour le façonnage en continu de feuilles ou films en matière thermoplastique caractérisé par la succession des opérations suivantes. - le film de matière thermoplastique est déroulé en continu depuis une bobine de stockage et il est conduit par des rouleaux de guidage à circuler dans une enceinte munie de moyens de chauffage, pendant une durée et à une température telle que le film est amené à la sortie de ltenceinte, par ramollissement thermique, à un état plastiquement déformable, - et le film est conduit en cet état à passer sur des rouleaux d'appel et de travail où il subit des opérations entraînant des déformations physiques l'amenant à l'état final désiré. 2 - Procécé selon la revendication 1, caractérise en ce que le film est constitué d'une grille plastique de structure lacunaire à mailles carrées ou en losanges. 3 - Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la nappe de matière thermoplastique est appelée, à la sortie de l'enceInte chauffante, par des rouleaux entraînant cette nappe à une vitesse de défilement supérieure à la vitesse des rouleaux amont, en entraînant une traction sur la nappe ramollie provoquant elle-même l'étirement et l'allongement de la nappe. 4 - Procédé selon l'une des revendications 1,2 ou 3, caractérisé en ce que l'étirement de la nappe à l'état de ramollissement thermique, est conduit de façon à provoquer une recrlentation moléculaire des longues chanes polymérisées constituant la matière thermoplastique, en provoquant ainsi l'alignement de ces chaînes moléculaires dans le même sens et parallèlement à l'étirement de la nappe en provoquant ainsi un renforcement de cette dernière. 5 - Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les opérations auxquelles est soumise la nappe ramollie au sortir de l'enceinte chauffante, provoque une déformation de la nappe par création d'inégalités de relief sur cette dernière. 6 - Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdites inégalités de relief provoquent une inscription en creux ou en relief à la surface de la nappe. 7 - Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les opérations auxquelles est soumise la nappe ramollie provoquent des zones ou lignes de faiblesse dans la nappe notamment des amorces de ruptures dans les liens ou corsons constituant les mailles de la nappe lacunaire. 8 - Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les opérations auxquelles est soumise la nappe constituent dans l'apport et la solidarisation à la surface de ladite nappe primaire, d'un élément secondaire appelé et rapporté en continu en constituant une nappe multicouches. 9 - Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'élément secondaire rapporté a une structure de nappes ou feuilles et les deux nappes respectivement primaire et secondaire sont contrecollées l'une sur l'autre par deux rouleaux de calendrage. 10 - Procédé selon l'une des revendications 8 ou i, caractérisé en ce que la nappe secondaire est amenée au contact de la nappe primaire (à 11 état thermiquement ramolli et plastiquement déformable), étant elle-même réchauffée de façon à provoquer son ramollissement superficielle pour ainsi parfaire l'adhésion des deux nappes en vue de la production d'une nappe complexe multi-couches. il - Procédé selon l'une des revendications 8,9 ou 10, caractérisé en ce que la nappe secondaire est constituée d'une feuille de structure continue, tandis que la nappe primaire est constituée d'une structure lacunaire discontinue ; la nappe secondaire étant par exemple réalisée elle-même d'un film synthétique, nappe de papier, non tissé ou textile. 12 - Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'élément rapporté sur la nappe primaire est lul-meme de structure linéaire filiforme et il est notamment constitué d'un câble métallique à enrobage, l'enrobage par exemple lul-meme thermoplastique1 permettant après réchauffement de cet enrobage, une adhésion intime du fil enrobé sur la nappe primaire. 13 - Dispositif en vue de la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications î à 12, caractérisé en cé qu'il comporte une bobine de stockage (la) de la nappe primaire (i) thermoplastique, une pluralité de rouleaux de guidage t2), une enceinte chauffante (3) et des moyens pour guider la nappe primaire (i) pendant un temps approprié au sein de cette enceinte, où la nappe primaire subit un ramollissement thermique, des rouleaux d'appel (5) pour entrainer et éventuellement étirer la nappe primaire au sortir de l'enceinte chauffante. 14 - Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comporte également des rouleaux (10) de travail de la nappe, un desdits rouleaux au moins comportant des moyens de chauffage répartis convenablement. 15 - Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que le ou les rouleaux chauffants (10) sont disposés de façon à assurer un effet de réchauffement intense mais ponctuel par exemple pour provoquer au niveau approprié des effets d'élévation thermique ponctuels entraînant une rupture des liens situés face aux points de chauffage. 16 - Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'au moins un rouleau (10) pourvu des moyens de chauffage comporte une gorge annulaire permettant l'insertion d'un fil, la gorge étant de diamètre convenable de façon à laisser déborder une partie du fil vers l'extérieur, le rouleau chauffant permettant d'assurer la solidarisation du fil sur la nappe primaire. 17 - Nappe de matière thermoplastique de structure lacunaire, formant grille ou filet, caractérisée en ce que les éléments filiformes, constituant les côtés des mailles, ont subi un étirement, provoquant la réorientation des molécules polymères constituant la matière avec un renforcement de ces éléments, conformément à l'une des revendications 1 à 4. 18 - Feuille complexe, caractérisée en ce qu'elle est constituée d'une nappe primaire de matière thermoplastique de structure lacunaire, sur laquelle se trouve rapporté un élément continu filiforme ou en nappe, solidarisé sur la nappe primaire par des rouleaux de calendrage alimentés en nappe primaire dans son état ramolli au sortir d'une enceinte chauffante, conformément à l'une des revendications 8 à 12.