Brevet FR2762862A1 — publié le 19981106

PROCEDE DE FABRICATION D'UN CYLINDRE DE CALANDRAGE ET FEUILLES OU FILMS THERMOPLASTIQUES OBTENUS PAR LAMINAGE D'UNE RESINE THERMOPLASTIQUE AU MOYEN D'UN TEL CYLINDRE La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un cylindre de calandrage, ainsi que l'utilisation de ce cylindre pour laminer en continu une résine thermoplastique et fabriquer une feuille ou un film présentant au moins une face gaufrée avec une multitude d'irrégularités de surface lui conférant un aspect mat et un toucher textile. Les feuilles ou films gaufrés obtenus trouvent plus particulièrement leur application dans le domaine de la fabrication d'articles d'hygiène absorbants jetables. II est à ce jour connu de réaliser en continu des feuilles ou films plastiques par laminage à chaud d'une résine thermoplastique entre une ou plusieurs paires successives de cylindres de calandrages. La résine thermoplastique est par exemple extrudée en ligne directement à l'entrée de la première paire de cylindres de calandrage. II est également connu de conférer un aspect mat et un toucher textile à un film ou une feuille plastique en réalisant sur au moins l'un des deux faces une multitude de micro-protubérances. A cet effet, on utilise pour l'opération de calandrage, au moins un cylindre de calandrage comportant une surface gravée qui reproduit sous forme d'empreintes en creux la forme des protubérances que l'on cherche à obtenir à la surface du film ou de la feuille plastique. Pour graver la surface du cylindre de calandrage, on utilise à ce jour principalement une molette à pointes de diamants, permettant de graver sur la surface métallique du cylindre de calandrage une pluralité d'empreintes en creux, qui présentent toutes la même forme et la même dimension, et qui sont régulièrement espacées à la surface du cylindre de calandrage, selon une disposition prédéterminée. Le but de la présente invention est de proposer une procédé de fabrication d'un cylindre de calandrage à une surface métallique gravée, qui permet d'améliorer l'aspect mat du film ou de la feuille plastique obtenu après calandrage. Selon le procédé de l'invention, on attaque la surface métallique gravée d'un cylindre, en lui faisant subir une oxydation anodique. Le film ou la feuille obtenu par un laminage avec le cylindre perfectionné de l'invention présente une brillance inférieure à celle du film ou de la feuille qui auraient été obtenus avec le même cylindre de calandrage gravé, mais n'ayant pas subi d'oxydation anodique. Ceci peut s'expliquer par le fait que l'oxydation anodique occasionne une déformation aléatoire des empreintes géométriques qui ont été gravées à la surface du cylindre et permet de casser la régularité géométrique de la gravure du cylindre. On obtient donc après calandrage d'une résine thermoplastique, un film ou une feuille plastique présentant en surface des protubérances ayant des formes aléatoires et variées. Selon toutes vraisemblances, cette hétérogénéité de forme des protubérances due à l'oxydation permet d'obtenir une réflexion aléatoire de la lumière par le film ou la feuille, qui contribue à en renforcer l'aspect mat. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après d'un exemple préféré de fabrication d'un cylindre de calandrage et d'utilisation de ce cylindre pour réaliser un film plastique gaufré, laquelle description est donnée à titre d'exemple non limitatif et en référence au dessin annexé sur lequel - La figure 1 est un diagramme illustrant les trois principales étapes d'un procédé de fabrication conforme à l'invention, - La figure 2 représente schématiquement une installation d'électrolyse utilisée pour réaliser les première et troisième étapes d'électrodéposition et d'oxydation anodique du procédé de la figure 1, - et la figure 3 est une représentation schématique d'une ligne de fabrication d'un film plastique perforé mettant en oeuvre un cylindre de calandrage de l'invention. Conformément à la figure 1, dans un exemple préféré de réalisation le procédé de fabrication d'un cylindre de calandrage se décompose en trois étapes principales successives 1 à 3, qui vont à présent être détaillées , sachant que les deux premières étapes dites d'électrodéposition et de gravure sont déjà connues , et que le perfectionnement apporté par l'invention réside dans l'étape ultime d'oxydation anodique. La première étape d'électrodéposition consiste à recouvrir la surface externe d'un cylindre 4 d'axe 4a avec un revêtement métallique de faible épaisseur au moyen d'une installation d'électrolyse telle que cela est schématisé sur la figure 2. L'installation d'électrolyse comprend une cuve 5 qui contient une solution électrolytique 6 à base d'ions métalliques. De manière usuelle , le cylindre 4 est en partie immergé dans la solution électrolytique 6, et est équipé de moyens (non représentés) pour sa mise en rotation selon son axe 4a. L'installation d'électrolyse comprend en outre une électrode conductrice 7 reliée à une source de tension continue 8. La surface du cylindre 4 est reliée à la polarité opposée de la source 8 et fait ainsi office également d'électrode. Dans la première étape d'électrodéposition, ,tel qu'illustré sur la figure 2, la différence de potentiel appliquée entre l'électrode 7 et la surface du cylindre 4 est positive, I'électrode 7 constituant une anode et la surface du cylindre 4 une cathode. On réalise alors une électrolyse continue de la solution 6, qui se traduit par le dépôt d'une couche métallique à la surface du cylindre 4 en rotation par réduction des ions métalliques de la solution électrolytique 6. Dans un exemple précis de réalisation, le cylindre 4 était en acier; la solution électrolytique 6 était à base d'ions Cu2+, et consistait plus particulièrement dans une solution acide de sulfate de cuivre. A l'issue de l'étape d'électrodéposition , la couche superficielle déposée à la surface du cylindre 4 formait un revêtement en cuivre d'épaisseur comprise approximativement enter i mm et 2mm. De préférence, le revêtement en cuivre du cylindre 4 subissait en final un polissage afin d'améliorer son état de surface. II revient à l'homme du métier de régler les différents paramètres (tension appliquée entre les deux électrodes concentration en ions Cu2+ et température de la solution électrolytique, vitesse de rotation du cylindre, durée de l'électrolyse...) pour optimiser le procédé d'électrodéposition par ailleurs déjà connu en soi. Une fois le revêtement métallique superficiel du cylindre 4 formé par électrodéposition, dans la deuxième étape dite de gravure , on grave ce revêtement par exemple à l'aide d'une molette à pointe diamants en sorte de réaliser dans ce revêtement des empreintes en creux qui ont une forme géométrique prédéterminée correspondant à la forme de chaque pointe diamant, et qui sont réparties à la surface du cylindre 4 selon une configuration prédéfinie. La géométrie des pointes diamants pourra être variée. Dans un exemple précis de réalisation chaque pointe diamant formait une pyramide régulière à base carrée. Une fois le cylindre 4 gravé en superficie, on fait subir au revêtement de ce cylindre dans une troisième et ultime étape, une oxydation anodique (encore appelée attaque anodique) au moyen de l'installation d'électrolyse qui avait été utilisée lors de la première étape d'électrodéposition. A cet effet, on positionne le cylindre 4 gravé de nouveau dans la cuve 5 de la même manière que pour la première étape, en le plongeant dans la solution électrolytique 6 contenue dans la cuve 5 à l'issue de la première étape d'électrodéposition, puis on inverse les polarités de la surface du cylindre 4 et de l'électrode 7. Le revêtement métallique du cylindre 4 fait à présent office d'anode et l'électrode 7 de cathode. On observe alors une oxydation du revêtement métallique qui se traduit par une attaque non uniforme du revêtement, et aboutit à une déformation aléatoire de la géométrie des empreintes en creux qui avaient été formées lors de l'étape précédente de gravure. A l'issue de l'étape d'oxydation anodique on obtient un cylindre 4 avec un revêtement superficiel métallique, qui dans un exemple précis de réalisation est en cuivre,qui comprend une pluralité d'empreintes ayant des géométries irrégulières et variables d'une empreinte à l'autre. Plus la durée de I' étape d'oxydation anodique est importante, et plus le phénomène de déformation aléatoire de la géométrie régulière des empreintes en creux sera important. Dans un exemple précis de réalisation, la durée de l'étape d'oxydation anodique représentait approximativement entre 5% et 20% de la durée de la première étape d'électrodéposition. Le procédé de fabrication d'un cylindre de calandrage de l'invention n'est pas limité à un revêtement en cuivre mais pourra s'appliquer à tout métal , la solution électrolytique 6 étant dans ce cas à base d'ions métalliques correspondants. La gravure de la surface du cylindre pourra être effectuée par tout moyen approprié connu de l'homme du métier et permettant de réaliser des empreintes ayant une forme géométrique déterminée. La première étape d'électrodéposition n'est pas nécessaire, le cylindre pouvant être réalisé dans un métal unique, et pourra par ailleurs être remplacée par tout procédé connu de formation d'un revêtement superficiel métallique. Si l'on se réfère à la figure 3, le cylindre de calandrage 4 de l'invention est par exemple mis en oeuvre dans une ligne de fabrication en continu d'un film plastique perforé. A l'entrée de la ligne de fabrication, le cylindre 4 est associé à un cylindre de calandrage 4' lisse. A la périphérie du cylindre 4 on dépose une résine thermoplastique 9 en sortie d'extrudeuse 10. Cette résine thermoplastique peut être une résine de polyéthylène, de polyamide, d'EVA, de polypropylène , ou d'un mélange de ces matières. La résine est laminée entre les deux cylindres 4 et 4' pour former un film thermoplastique 9'. La face 9'a de ce film qui a été en contact avec le revêtement du cylindre 4 présente une multitude de protubérances ayant des formes géométriques irrégulières et variées d'une protubérance à l'autre. Une analyse comparée des brillances, montre que le film 9' qui est obtenu après calandrage avec un cylindre 4 selon l'invention présente une brillance inférieure à celle du film qui aurait été obtenu dans les mêmes conditions mais avec un cylindre 4 n'ayant pas subi la troisième étape d'oxydation anodique. Le film 9' est ensuite perforé de manière usuelle par passage sur un cylindre Il qui est mis en dépression et dont la surface est constituée par une grille i la, en sorte de claquer le film 9' au droit des perforations de la grille lia. Une buse soufflante 12 est en outre prévue à la périphérie du cylindre 11 pour injecter un air chaud sur le film 9'. En sortie du cylindre 11, on obtient un film plastique perforé 9" qui est enroulé pour son stockage et son transport sur un mandrin rotatif 13. Le film perforé 9" trouve avantageusement son application dans la confection d'articles d'hygiène absorbants jetables. S'agissant de couche-culotte, il est par exemple utilisé comme feuille support du coussin absorbant, la face 9"a gaufrée étant orientée vers l'intérieur de l'article, c'est-à-dire venant au contact de l'usager. Dans les protections féminines, il est utilisé comme feuille entourant le coussin absorbant.Dans les deux cas , la face gaufrée 9"a du film 9 obtenu par calandrage au moyen d'un cylindre de calandrage 4 selon l'invention présente avantageusement un aspect mat lui conférant un aspect textile et un toucher fibreux plus agréable pour l'utilisateur comparativement à un film plastique perforé dont la face 9"a serait lisse. Dans le cadre de l'invention, il est également possible d'utiliser pour l'opération de calandrage deux cylindres selon l'invention. Dans ce cas le film plastique 9' comporte deux faces gaufrées d'aspect mat. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'un cylindre de calandrage selon lequel on grave la couche superficielle métallique d'un cylindre (4), caractérisé en ce qu'on attaque la surface métallique gravée du cylindre en lui faisant subir une oxydation anodique. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la couche superficielle métallique du cylindre (4) étant réalisée par électrodéposition, I'oxydation anodique est réalisée dans la solution électrolytique issue de l'étape d'électrodéposition. 3. Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce que la durée de l'étape d'oxydation anodique représente entre 5% et 20% de la durée de l'étape d'électrodéposition. 4. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la couche superficielle du cylindre (4) est en cuivre. 5. Feuille ou film thermoplastique (9',9") obtenue par laminage d'une résine thermoplastique à l'aide d'au moins un cylindre de calandrage (4), qui a été fabriqué selon le procédé visé à l'une des revendications 1 à 4.