Brevet FR2924048A1 — publié le 20090529

L'invention concerne un procédé d'étirage d'un film en matière synthétique se présentant sous la forme d'une bande allongée. Un procédé d'étirage de ce type est connu du document WO 2004/071748. Dans ce procédé, l'étirage du film est réalisé de façon continue par défilement de celui-ci au travers de moyens d'étirage, le procédé comportant une étape de préchauffage du film et une étape d'étirage du film, transversalement par rapport à la direction longitudinale de celui-ci. Le film est en outre étiré longitudinalement lors de l'étirage transversal. Un tel procédé est désigné plus simplement par � procédé d'étirage simultané de films �. Le procédé d'étirage précité permet de régler les taux d'étirage longitudinal et transversal de façon simple et continue lors de la production. Les taux d'étirage obtenus sont positifs, c'est-à-dire que le film, après étirage transversal, se trouve plus large que le film avant étirage transversal. De la même façon, le film étiré dans le sens longitudinal se déplace à une vitesse supérieure à celle qui était la sienne avant l'étirage longitudinal. Le procédé d'étirage précité permet, après l'étirage simultané le long d'une courte zone, un léger retrait dans le sens longitudinal, de l'ordre de quelques pourcents. Ce léger retrait permet un relâchement et une stabilisation faibles du film, ce qui est apprécié pour la production de certains films. Toutefois, le relâchement et la stabilisation du film ainsi obtenus ne sont pas suffisants pour certaines applications. Un tel procédé, bien que permettant de réaliser un film pouvant être ensuite utilisé dans de nombreuses applications, ne permet pas d'obtenir une homogénéité satisfaisante de ses propriétés optiques et/ou mécaniques pour des applications particulières, telles que la fabrication d'écrans de type LCD. L'invention vise à remédier à ces inconvénients en proposant un procédé d'étirage d'un film en matière synthétique permettant notamment de réaliser un film présentant une bonne homogénéité. A cet effet, l'invention concerne un procédé d'étirage d'un film en matière synthétique se présentant sous la forme d'une bande allongée, l'étirage du film étant réalisé de façon continue par défilement de celui-ci au travers de moyens d'étirage transversal, comportant une étape de préchauffage du film et une étape d'étirage du film, transversalement par rapport à la direction longitudinale de celui-ci, caractérisé en ce que le procédé comporte une étape de rétraction du film dans le sens longitudinal de celui-ci, effectuée simultanément lors de l'étirage transversal du film. La rétraction du film permet de compenser ou d'accompagner la déformation longitudinale du film se produisant lors de son étirage transversal, de manière à limiter les contraintes à l'intérieur du film. Cette rétraction permet de favoriser un certain relâchement du film ainsi qu'une stabilisation de celui-ci, lui conférant ainsi une bonne homogénéité. Selon une caractéristique de l'invention, la vitesse de défilement du film en aval des moyens d'étirage transversal est inférieure à la vitesse de 10 défilement du film en amont des moyens d'étirage précités. Avantageusement, la vitesse de défilement du film en aval des moyens d'étirage transversal est comprise entre 10 et 50 %, préférentiellement de l'ordre de 30 % de la vitesse de défilement du film en amont des moyens d'étirage transversal. 15 Selon un mode de mise en oeuvre de l'invention, un premier et un second bords du film sont saisis respectivement par un premier et un second groupes de pinces mobiles, les pinces d'un même groupe étant agencées de manière espacée les unes par rapport aux autres dans la direction longitudinale du film, les pinces du premier groupe étant progressivement 20 écartées des pinces du second groupe, dans la direction transversale du film, de manière à étirer transversalement le film. Préférentiellement, l'espacement entre deux pinces successives d'un même groupe, dans la direction longitudinale du film, est réduit lors de l'étirage transversal du film. 25 Selon une caractéristique de l'invention, le défilement du film est réalisé par l'actionnement de chaînes sans fin disposées de chaque côté du film, sur lesquelles sont montées les pinces, chaque chaîne comportant une pluralité de maillons articulés les uns par rapport aux autres, dont l'écartement, respectivement le rapprochement, permet d'écarter, respectivement de 30 rapprocher les pinces. Avantageusement, les pinces sont déplacées de façon continue et selon un parcours fermé, successivement au travers d'une zone de saisie du film dans laquelle les pinces sont fermées de manière à saisir le film au niveau du bord correspondant du film, d'une zone d'étirage transversal et de rétraction 35 longitudinal du film, et d'une zone de lâcher du film dans laquelle les pinces sont ouvertes. Selon une possibilité de l'invention, l'entraînement de chaque chaîne sans fin est réalisé par l'intermédiaire d'une première roue et d'une seconde roue, disposée en aval de la première dans le sens de déplacement de la chaîne, la vitesse de rotation de la seconde roue étant inférieure à la vitesse de rotation de la première roue. Cette caractéristique permet une recompression de la chaîne en amont de la seconde roue, de manière à définir une position stable de la chaîne lors de son entraînement. Les maillons de la chaînes sont ainsi rapprochés, de même que les pinces. Cette position stable est maintenue jusqu'à ce que la chaîne soit à nouveau sous l'influence de l'entraînement par la première roue. Dans ce cas, les maillons de la chaîne sont à nouveau écartés, les vitesses des roues pouvant être adaptées de manière à ajuster l'espacement entre deux pinces successives d'un même groupe en début de ligne, c'est-à-dire avant que les pinces ne saisissent le bord correspondant du film. De toute façon, l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple, une forme d'exécution de ce dispositif d'étirage. Figure 1 est une vue schématique, de dessus, d'une ligne de 20 production permettant de réaliser le procédé selon l'invention ; Figure 2 est une vue en plan par dessus à plus grande échelle, correspondant à la zone A de la figure 1 ; Figure 3 est une vue partielle, en perspective, d'une chaîne du dispositif avec ses pinces et ses pièces de guidage ; 25 Figure 4 est une vue en coupe transversale du dispositif ; Figure 5 en est une vue de côté partielle, suivant la flèche F5 de la figure 2. La figure 1 représente une ligne de fabrication d'un film synthétique 1 comportant une extrudeuse 2 permettant d'extruder un film sous forme d'une 30 bande allongée de grande largeur. Le film 1 est plaqué sur un cylindre de refroidissement 3, par exemple par l'intermédiaire d'un dispositif de placage électrostatique 4. Le film 1 issu du placage électrostatique 4 est ensuite préchauffé dans un four 5 dont la témpérature est contrôlée, étiré transversalement dans une zone 35 d'étirage 11, puis refroidi progressivement afin d'être enroulé sur un rouleau de stockage 6. Le procédé selon l'invention et la ligne de production permettant de mettre en oeuvre ce procédé vont maintenant être décrits plus en détail. La ligne de production comporte une première et une seconde chaînes sans fin 7, 8 disposées symétriquement par rapport au plan médian longitudinal de la machine ou de la ligne de production, sur lesquelles sont montées des pinces conçues pour saisir respectivement un premier et un second bords 9, 10 du film 1. Chacune des chaînes 7, 8 présente une structure similaire à celle décrite dans le document WO 2004/071748. Les chaînes sans fin 7, 8, et leurs moyens de guidage, sont 10 maintenant décrits en se référant à la figure 2, qui montre le détail A de la zone d'étirage 11, ainsi qu'aux figures suivantes. Chaque chaîne 7, 8 est constituée par une succession de maillons désignés alternativement par 12 et 13, articulés entre eux suivant des axes verticaux désignés alternativement par 14 et 15. 15 Tous les deux maillons, c'est-à-dire au niveau de chaque axe 14 d'articulation entre un maillon 12 et un maillon 13, est articulée une pince 16, dépassant sur un côté de la chaîne 7 et guidée sur un premier rail 17. Egalement tous les deux maillons, mais entre les pinces 16 c'est-à-dire au niveau de chaque axe d'articulation 15, est articulée une pièce de guidage 18, 20 dépassant sur le côté opposé de la chaîne 7 et se déplaçant sur un second rail 19. Les deux rails 17, 19 sont du type "monorail", en forme de plaque verticale, ces deux rails 17 et 19 pouvant être tenus, à une certaine distance l'un de l'autre (comme précisé plus bas), soit par des supports communs en 25 forme de "T", soit par des supports distincts 20 et 21 (voir figure 4). Chaque pince 16 possède un corps qui, à la manière d'un chariot, porte des galets 22 d'axes verticaux roulant sur les faces latérales du rail 14, et un galet 23 d'axe horizontal roulant sur le sommet du rail 17. D'une manière similaire, chaque pièce de guidage 18 forme un 30 chariot, muni de galets 24 d'axes verticaux roulant sur les deux faces latérales du rail 19, et d'un galet 25 d'axe horizontal roulant sur le sommet du rail 19. Sur chaque corps de pince 16 et sur chaque pièce de guidage 18, les galets latéraux 22 et 24 comprennent ici, de chaque côté du rail 17 ou 19, deux galets supérieurs et deux galets inférieurs, les deux galets supérieurs 35 pouvant présenter un léger décalage vertical, de même que les deux galets inférieurs, de manière à s'imbriquer, pour des raisons d'encombrement. Les deux rails 17 et 19 possèdent un écartement variable, entre une valeur minimale e (voir figure 2, à gauche) et une valeur maximale E (voir figure 2, à droite), ces deux rails 17 et 19 pouvant être parallèles l'un à l'autre, ou aller en se rapprochant ou en s'écartant l'un de l'autre (voir figure 2, partie centrale). L'écartement des deux rails 17 et 19 détermine lui-même la distance entre deux pinces 16 successives. En effet, si les deux rails 17 et 19 possèdent leur écartement maximal E, les maillons 12 et 13 de la chaîne 7 forment une structure en "zigzag", imposée par l'écartement maximal entre l'alignement des pinces 16, d'une part, et l'alignement des pièces de guidage 18, d'autre part. La distance entre deux pinces 16 successives prend alors sa valeur minimale d. Si les deux rails 17 et 19 sont parallèles et maintenus à leur écartement maximal E, la distance entre les pinces 16 successives reste elle aussi constante, et égale à sa valeur minimale d. A l'inverse, si les deux rails 17 et 19 possèdent leur écartement minimal e, les maillons 12 et 13 de la chaîne 7 se trouvent alignés, ce qui correspond à un écartement minimal entre l'alignement des pinces 16, d'une part, et l'alignement des pièces de guidage 18, d'autre part. La distance entre deux pinces 16 successives prend alors sa valeur maximale D. Si les deux rails 17 et 19 sont parallèles et maintenus à leur écartement minimal e, la distance entre les pinces 16 successives reste elle aussi constante, et égale à sa valeur maximale D. Par contre, il est aisément compréhensible que, lorsque l'écartement entre les deux rails 17 et 19 varie, la distance variable entre ces deux rails détermine aussi une variation de la distance entre les pinces 16 successives. En effet, la variation d'écartement entre les deux rails 17 et 19 commande l'ouverture ou la fermeture de l'angle entre les maillons successifs 12 et 13 de la chaîne 7, ce qui forcera deux pinces 16 successives à se rapprocher ou à s'éloigner. L'écartement entre les rails 17, 19 est ainsi variable et peut être ajusté en continu, c'est-à-dire pendant la production du film 1, en fonction des besoins. La trajectoire de chaque chaîne sans fin 7, 8 présente une forme générale rectangulaire. Cette trajectoire comporte une première et une seconde portions longitudinales 26, 27 , s'étendant sensiblement parallèlement à l'axe A de défilement du film 1, c'est-à- dire selon l'axe longitudinal de celui-ci, la première portion 26 étant rapprochée du film, la seconde portion 27 étant écartée de celui-ci. La trajectoire comporte en outre une première et une seconde portions transversales 28, 19 par rapport à l'axe A de défilement du film 1, la première portion transversale 28 étant située en aval de la seconde portion transversale 29 par rapport au sens de défilement du film 1. La première chaîne 7 est entraînée dans le sens anti-horaire, la seconde chaîne 8 étant entraînée dans le sens horaire. Les pinces 16 traversent ainsi successivement, de façon continue et selon un parcours fermé, la première portion longitudinale 26, la première portion transversale 28, la seconde portion longitudinale 27 et la seconde portion transversale 29. Les pinces 16 saissent le film 1 en amont de la première portion longitudinale 26 et le relâche en aval de cette portion. Plus particulièrement, chaque chaîne 7, 8 est entraînée par une première et une seconde roues dentées 30, 31. La première roue dentée 30 est située à l'intersection de la première portion longitudinale 26 et de la première portion transversale 28. La seconde roue dentée 31 est située à l'intersection de la première portion transversale 28 et de la seconde portion longitudinale 27. Les autres renvois 32 des chaînes 7, 8 sont assurés par des rails de courbure appropriée. La vitesse de rotation de la seconde roue dentée 31 est inférieure à la vitesse de rotation de la première roue dentée 30, de manière à permettre une recompression de la chaîne 7 en amont de la seconde roue dentée 31. Les maillons 12, 13 d'une même chaîne 7, 8 sont donc rapprochés progressivement les uns des autres, en amont dans la seconde roue dentée. La position rapprochée des maillons 12, 13 définit une position stable de la chaîne 7 lors de son entraînement. Cette position stable est conservée sur une portion de la trajectoire de la chaîne 7 correspondante, en aval de le seconde roue 31, jusqu'à ce que la chaîne soit à nouveau sous l'influence de l'entraînement par la première roue dentée 30. Dans ce cas, les maillons 12, 13 de la chaîne sont à nouveau écartés, les vitesses des roues 30, 31 pouvant être adaptées de manière à ajuster l'espacement entre deux pinces 16 successives en début de ligne, c'est-à-dire avant que les pinces 16 ne saisissent le bord 9 correspondant du film 1. Le film 1, une fois saisi par les pinces 16, traverse le four 5 puis la zone d'étirage transversale 11. Dans cette zone 11, les premier et second rails 17, 19 réalisant le guidage des pinces 16 du premier côté du film 1 sont écartés progressivement des premier et second rails 17, 19 réalisant le guidage des pinces 16 du second côté du film 1. Le film 1 est donc étiré transversalement. La zone d'étirage transversal 11 peut également être équipée d'un four 5 de manière à contrôler la température du film. Simultanément, pour chaque côté du film 1, les premier et second rails 17, 19 sont écartés progressivement l'un par rapport à l'autre de sorte que les maillons 12, 13 et les pinces 16 sont rapprochées progressivement, comme vu précédemment, ce qui a pour effet de rétracter le film 1 suivant son axe longitudinal A. Ainsi, dans la zone d'étirage 11, le film 1 subi simultanément un 15 étirage transversal et une rétraction longitudinale. Cette rétraction a pour effet de limiter les contraintes dans le film, de manière à faciliter son relâchement et sa stabilisation. Ceci permet d'assurer une bonne homogénéité des propriétés mécaniques et/ou optiques du film. 20 Le film issu de la zone d'étirage 11 est ensuite stabilisé dans une zone correspondante de la ligne de production. Durant cette étape de stabilisation, le film est refroidi progressivement, soit directement à l'air, soit par l'intermédiaire de moyens de refroidissement contrôlés. L'étape de refroidissement peut être accompagnée d'une étape d'étirage ou de rétraction 25 longitudinale complémentaire, en fonction des propriétés à conférér au film. A la fin de l'étape de stabilisation, les pinces 16 sont ouvertes de manière à relâcher le film 1. Comme vu précédemment, le film est ensuite enroulé sur un rouleau de stockage 6. 30 Dans un exemple de réalisation, la largeur du film 1 avant son étirage transversal est de l'ordre de 1 mètre, la largeur de celui-ci après étirage transversal étant de l'ordre de 3,5 mètres. La vitesse de déplacement du film 1 avant étirage est de l'ordre de 120 m/min, la vitesse après étirage étant de l'ordre de 80 m/min. 35 Comme il va de soi, la présente invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de ce dispositif d'étirage de film ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation et d'application respectant le même principe. REVENDICATIONS 1. Procédé d'étirage d'un film (1) en matière synthétique se présentant sous la forme d'une bande allongée, l'étirage du film (1) étant réalisé de façon continue par défilement de celui-ci au travers de moyens d'étirage transversal (11), comportant une étape de préchauffage du film et une étape d'étirage du film, transversalement par rapport à la direction longitudinal (A) de celui-ci, caractérisé en ce que le procédé comporte une étape de rétraction du film dans le sens longitudinal de celui-ci, effectuée simultanément lors de l'étirage transversal du film. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la vitesse de défilement du film (1) en aval des moyens d'étirage (11) transversal est inférieure à la vitesse de défilement du film en amont des moyens d'étirage (11). 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la vitesse de défilement du film (1) en aval des moyens d'étirage transversal (11) est comprise entre 10 et 50 %, préférentiellement de l'ordre de 30 % de la vitesse de défilement du film (1) en amont des moyens d'étirage transversal (11). 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'un premier et un second bords (9, 10) du film (1) sont saisis respectivement par un premier et un second groupes de pinces mobiles (16), les pinces d'un même groupe étant agencées de manière espacée les unes par rapport aux autres dans la direction longitudinale du film (1), les pinces (16) du premier groupe étant progressivement écartées des pinces (16) du second groupe, dans la direction transversale (A) du film, de manière à étirer transversalement le film (1). 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce l'espacement entre deux pinces (16) successives d'un même groupe, dans la 35 direction longitudinale du film (1), est réduit lors de l'étirage transversal du film. 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le défilement du film (1) est réalisé par l'actionnement de chaînes sans fin (7, 8) disposées de chaque côté du film (1), sur lesquelles sont montées les pinces (16), chaque chaîne (7, 8) comportant une pluralité de maillons (12, 13) articulés les uns par rapport aux autres, dont l'écartement, respectivement le rapprochement, permet d'écarter, respectivement de rapprocher les pinces (16). 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que les pinces (16) sont déplacées de façon continue et selon un parcours fermé, successivement au travers d'une zone de saisie du film dans laquelle les pinces (16) sont fermées de manière à saisir le film (1) au niveau du bord correspondant du film, d'une zone d'étirage transversal (11) et de rétraction longitudinal du film, et d'une zone de lâcher du film dans laquelle les pinces (16) sont ouvertes. 8. Procédé selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que l'entraînement de chaque chaîne sans fin (7, 8) est réalisé par l'intermédiaire d'une première roue (30) et d'une seconde roue (31), disposée en aval de la première dans le sens de déplacement de la chaîne (7, 8), la vitesse de rotation de la seconde roue (31) étant inférieure à la vitesse de rotation de la première roue (30).