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" PROCEDER POUR TRANSPORTER UN FILM
THERMOPLASTIQUE.'
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La présente invention est relative nu transDort de films nolyméres thermOP118tielue-5 orgnic3ts, ton r-oe
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de leur traitement.
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Lors du traitement de films polymès themoDlnstimu*e organiques, il est nécessaire de trin3rortk-r les films sur des rouleaux, sur des bandes transporteuses,. ct.4-,.
Ainsi, lors de retirage d'un film, qui constitue un traitement servant à orienter le film et à en améliorer ninsi los DropriAtés, on neut faire passer le film de llîntervalle ntr dus rouleaux animas d'un mouv^.nt du rotation lent l'intervalle entre des rouleaux animas d'un mouv,m,nt de rot3tion relativement rapide, la diff4runcè ntr<. l.s vitesses do rotation des deux jeux du rouleaux survint étirer le film zon direction longitudinale. On Peut aussi faire casser 1. film entre des chaînes ou des courroies trinsport,-,uses en 'mouvement et maintenir le film, 1 long de ses bords, au moyen de pinces, qui s'écarttnt lors du dD11ccmnt dus courroies ou chaînas, de manière, à Etirer 1 film en direction transversale.
Dans le rrlmier cas,
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c'est-à-dire en cas d'étirage longitudinal, il est diffi-
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cila d'éviter une diminution de la largeur du film iu cours de son Atir1g& longitudinal. Par ailleurs, le film 3 tendance sernenter transversalement, lorsqu'il nasse sur des rouleaux fous, qui sont ordinairement DlicAs entre les rouleaux à rotation lente et les rouluiux à rotation rapide, c: nui tend à produire un film aui gondole t-t mprésente nas une épaisseur uniforme dins si largeur.
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Il tirât 40elsmùn% difficile du tnaintcnir les 8urfcas des. rouleaux bsolu!MInt lis8ûS. Il s'ensuit que plus on doit utiliser dea rouleaux, plus le film a tondancu A Ctm eado*ng4, Daml lu second cas, a aat-à..dire lors d\ô l'étirage tranxV-1, il est nécessaire que lea pinces de tension saisiasent une portion substantielle du film, 1 cha:u bord de celui-ci, pour assurer un étirage efficace. Il s'un-
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suit ou'une partie aubstantielle du film doit être jata, lorsque les pinces sont enlevées.
La présente invention a pour objet d nouveaux
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royens grâce auxquels on peut fair adhérer f,;r-nement un fil= Tsalysère thermoplastique organique à une surface en '7t,
Cet objectif est atteint, en faisant passer le film polymère thermoplastiqu organique sur un'-: surfa-
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ce en mouvement mise électriquement à la terre et en dé- posant sur la surface supérieure du film, d'un; manière continue et uniforme, une charge électrostatique suffi-
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sante pour faire adhérer fermentent le film à la surface n rvûnctiiÎli.
Doe Drêférence, on fait passer IG film Dolymère t3eronlastique organique sur une surface en mouvement mise 4lectriQuement à la terre et on dépose une charge électrique d'au moins 0,23 microcoulomb par 6,tu5 cm2 sur la surface supérieure du film, tout au moins au voi-
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sinagd de chaque bord latéral du film, de préférence le long d'une ligne ou d'une bande s'étendant sur toute la largeur du film et ce d'une manière continue et uniforme, en sorte que le film est amené à adhérer ferme- -:lent à la surface en mouvement.
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Le procédé décrit ci-dessus peut être utilisé pour l'étirage de films organiques en téréptalate de po- lyéthylène. Lors de l'étirage longitudinal, le procédé consiste à faire passer le film polymère thermoplastique organique sur un premier rouleau animé d'un mouvement de rotation et mis électriquement à la terre, à déposer une charge électrique d'au moins 0,23 microcoulomb par 6,45 cm2 sur la surface supérieure du film, tout au moins au voisinage de chaque bord latéral du film et ce de manière- continue et uniforme, en avant d'un point où le film est étiré, après quoi on tire le film à partir du premier rouleau animé d'un mouvement de rotation, à une vitesse linéaire supérieure à la vitesse de rotation du rouleau, en faisant passer, de préférence,
le film sur un second rouleau animé d'un mouvement de rotation et mis électri- quement à la terre , le second rouleau tournant à une vi- tesse linéaire supérieure à celle du premier rouleau, tandis qu'on dépose une charge électrique d'au moins 0,23 microcoulomb par 6,45 cm2 sur la surface supérieure: du film, tout au moins au voisinage de chaque bord latéral de celui- ci, Cette application s'effectuant de manière continue et uniforme, de façon à faire adhérer fermement le film au second rouleau.
Lorsqu'on applique un étirage transversal, à un film polymère thermoplastique organique, on fait passer le film sur deux courroies ou chaînes en mouvement, parallèles l'une à l'autre et électriquement mises à la terre, les deux courroies ou chaînes étant montées côte à côte, on dépose une charge électrique d'au moins 0,23 microcoulomb par 6,45 cm2 sur la surface supérieure du film, tout au moins au voisinage de chaque bord latéral'du,film,
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d'une manière continu et uniforme, un avant d'un point où le film est étiré, on fait diverger les duux courroies ou chaînes en mouvement, en partant d'un point situé en arrière de celui où la chargu électrique est déposée sur le film, de manière à étirer celui-ci en direction transversale.
Il est à noter que la surface en mouvement, qui est mise électriquement à la terre (rouleau, courroie ou chaîne) peut être, en fait, une surface revêtue de polyéthylène ou d'une autre matière plastique ou une surface revêtue d'une couche d'oxyde d'aluminium non conductrice ou d'une autre couche d'oxyde. Dans ces cas, on nourrait considérer le revêtement de la surface métal- liou et le film polymère passant sur ce revêtement, comme un seul isolateur. L'épaisseur totale de cet isolateur (revêtement + film) n@ doit pas être supérieure à environ 0,37 cm, pour un fonctionnement efficace du système.
Ainsi, lorsque la surface en mouvement électrique- ment mise à la terre est constituée par un rouleau, une courroie ou une chaîne métallique dépourvuu d'un quulcon- que revêtement, l'épaisseur du film peut atteindre environ 0,31 cm. Cependant, pour la plupart des films, lorsque l'épaisseur de ceux-ci, avant étirage, n'est pas supérieure à environ 0,064 cm, le rouleau, la courroie ou la chaîne peut être constitué d'une matière: conductrice d'électricité mise à la terre et revêtue d'une mince: couche non conductrice pouvant atteindre environ 0,32 cm.
Il va de soi que plus l'isolateur est mince, plus la fixation du film sur la surface est meilleure. Des considérations pratiques déterminent l'épaisseur minimum des films pouvant être traités par le procède suivant la présente invention.
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Le procédé suivant otinvention possède plusieurs avantages. Il permet d'étirer un film en direction longididinale entre des rouleaux, en réduisant au minimum la di- minution de logeur du film. Il permet.un étirage longitu- dinl, sans qu'il soit nécessaire de faire passer le film dans l'intervalle d'au moins deux jeux d rouleaux en rotation ; au total, il suffit seulement de deux rouleaux. Le procédé permet un étirage transversal, sans perte de film
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sur les côtés de celui-ci.
Dans lus procédés de tr3it"'1i.nt thermique de ln tuchnique antérieure, li surface du film la plus voisine de ln surface chauffée avait tendance à
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atteindre la temnérature désirée avant le restant du film.
Par suite du contact intime ntre le film et la surface chauffée obtenu grâce au procédé suivant li or6sontoJ in- vention, le transfert de chaleur dans toute l'épaisseur du film est sensiblement amélioré . Il s'ensuit qu'il
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c.st nossibl d..; chauffer la surface et toute l'épiisseur du film, de manière simultanée, li une s l..u1l. eut mcmt. tc;"ipérature élevée. Le transfert dù chaleur efficace obtenu par le procédé suivant l'invention permet ég,lmunt d'ap- pliquer des températures moins élevées pour le chauffage qu'il n'était possible jusqu'ici. Ceci permet d'accroître encore davantage l'efficience d'un traitement thrmiqu.
Des avantages similaires se manifesteraient dins un procédé de refroidissement.
En nlus d'un transfert de chaleur plus efficace,
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le procédé permet ussi d'éliminer tout enprisonnemnt d'air entre :LE film tt li surface sur laquelle lu fil-. est fixé. L'emnrisonnement d'air a constitué une source et une cause gênantes de; non uniformité dans le film traité.
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En appliquant la charge électrostatique spécifiée, con- formément au procédé de la présente invention, un contact très intime est obtenu entre le film et la surface.
Il s'ensuit qu'il n'y a pas d'emprisonnement d'air ou que, si de l'air est emprisonné, il est chassé, avant que le film aitprogressé dans une mesura substantielle sur la surface en mouvement:
Pour obtenir le dépôt d'au meins 0,23 microcoulomb par6,45 cm2 et, de préférence, le dépôt d'une charge n'excédant pas 3,91 microcoulombs par 6,45 cm2 (cette valeur peut être dépassée, lorsque le film est 4 des températures élevées, par suite dLs fuites de courant par conduction, la conductivité du film étant fonction de se température) pour un film en téréphtalste d noly- éthylène, nlusieurs conditions critiques doivent être observées : 1. Un courant positif ou n4gatif, mais non un courent nositif et un courant négatif, doit être utilisé.
Une source de tension en courint continu (DC) Est gé- nér@lement utilis4e à cette fin. Il est également possible d'utiliser une source pulsatoire superposée à une source de courant continu, si la polarité du courant résultant n subit pas de changement, c'est-à-dire si ce courant r. ste positif ou négatif.
2. Un gradient de champ électrostatique non uniforme doit être établi entre le distributeur d'électricité (l'électrode) ut le rouleau ou la courroie mise à In trr, sur laquelle passe le film, de façon que le chnmp soit sensiblement plus Elevé au voisinage immédiat de l'électrode qu'au voisinage immédiat du film porté par le rouleau ou par la courroie.
En particulier, le gradient
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de champ électrostatique au voisimfige de l'électrode doit être suffisant pour ioniser le milieu ( ordinairement l'air) dans cette région, c'est-à-diru qu'il doit être; d'au moins 30.000 volts / centimètre pour l'air. Au voi- sinage du film , le champ électrostatique doit être infé- rieur à 30.000 volts/Centimètre, pour empêcher une ionisa- tion de l'air. L'ionisation de l'air au voisnnage du film tend à affecter défavorablement celui-ci, en produisant éventuellement une carbonisation du film.
3. Le courant mesuré au voisinage du film doit être en corrélation avec la vitesse du film, de façon que le courent soit d'au moins 5 micro-ampères/0,765 m2 de film sur lequel le dénôt d'une charge électrostatique st recherché/minute.
Le gradient de champ électrostatique non uni- forme est obtenu grâce à une conformation critique de l'électrode. Le conformation de celle-ci doit être tll qu'elle présente une surface uniform au film, la surface ne contenant pas plus de 2,5 cm2 (0,31 cm de diamètre) par 2,54 cm linéaires de longueur de l'électrode, cette. surface ne contenant, de préférence, pas plus de 0,1 cm2 par 2,54 cm linéaires d'électrode, la surface étant mesu- rée dans un plan passant par les extrémités du 3'électrode.
De minière plus précise, la surface de l'électrode qui est "vue" par le film est mesurée sous forme d'une surface pro- jetée sur le plan passant par les extrémités de l'électrode les nlus voisines du film. La surface maximum proférée peut être obtenue en utilisant une électrode sensiblement cylindrique .belle au'au moins un fil métallique fin d'un diamètre pouvant atteindre 0,31 cm ou une lame de couteau
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-ty-int un infon de courbure ,11;;t jusqu'à environ 0,nul? en. En t:triu, tucuac surfic= mln1 précise ne ouut 4.rv sv4eif14w pour 13Lctra-', ;n deçà de lquull on m- r-ut eis oroduiré- le gmdiint de ch1ftp lbct.:rost1tique non uniforme.
Gpand3ntx un,- surf3ca d'au moins IL 0,01 CI2 1r 2,54 Cn 2ïs3ir.s pour é.ctroc. n'est P-%s sufflai-nN--nt duriblu quu paur : tr pratique dans lt p.ro1fd':; suîv,nt li vr-tsnte invention* En génér-1, unu strfnc -ir.i:u.a d 0,02 en nar 2,54 cm 7.incrirs ist prÀfôrÔo, Une 3actrd, bord tnnchtnt peut arL plus fin, c' st-s-dir 3vair un diTètr Plus n4tit qu'une âl#ctrod- filiforne , tout en consurvint une rsisnncc "'t- C'niftilc r^t1?t. :..''.:Ctrotc. 1 plus efficace est cll qui st ccnstitu6 -l'un fin fil tllinue dont 1; di1mètr st comrr-îs t:-itm 0,C025 ct 0,05 cm, : source d cP.S3.^.n n courant continu 'J1': tre ctbit. nroduir. un courînt très fiible, de l'ordre. 5 2lu ^:cra-^,3rt¯s pr 0,765 132 et n-r nînuÈ# 1 un= i,nsîon d- 2 '1 30 kilovolts.
Le '11ini'"1urr. àa 2 kilovolts s'st révEl4% nPcsszîr:, pour fournir 1 grîdient de Ch'"1D '1=ctrJstitîqu, approprié dliu moins 30.000 volts pr en pour l'ir, 3 li surface d l'1ctr00G Crit2tl; lorsque l't 35?Tl' ntr: l'41;ct;od; >= 1= film se ridrroch- de C,15 cm et que 1': vitesse du film
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par minute.
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k-ittt;inl un Mini^:u P, 60,9 c'T/ Li tension ncssirc dins ch77u# c#s nrticulir wst cell qui ust ruquis, Pour dADcs,r initi3lL.^:nt une ch1rg.... d'nu moins 0,23 microcoulombs mr ,45 cm2 de matière, *mis (,lIt: zist inrnr2Gur li tension qui nrovooueriit unu dôcomnositîon
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de la matière.
Dans 1:s conditions idoles, c'st-l-dir sans perte ou fuite da courant pir conduction dins lu film, la valeur qui provoquerait unu décomposition du film du. tereDht2late de polyéthylène serait de 3,91 microcoulombs Dir 6,45 cm2. Ln tension nécessaire dépendri d 1 vitesse du film, lors dé son 'SS1g n regard du l'électrode, de li distance entre l'éluctrode et 11 surfice du
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film, insi que de l'efficacité de la configuntion Drti-
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culière de l'électrode. En g4n4rnl, la vitcssu du film peut varier depuis une v^.l:ur de quelques dizins d cl-ntimètros mr minute jusqu t 1. 457 mètrus nir ,.,inuit: ou davantage, tandis oue la distance entr l'41<,ctro4c t le film peut varier entre 0,16 et 12,7 c'n, d nr0fl-rûnCê entre 1,3 et 4 cm environ.
La densité de 13 chirgi p1¯ctrostticu cidible de provoquer une dAcomDosition d'un tièrt.. diplcctrique telle qu< celle qui constitue les films oolynères organiquLs thoroplstiqus utilisas d-ms le nrocéd^ suivant 1 Présente invention, neuf -ltré cilculée à 11-indu de li formulc suivante : Densité de charge miximum (microcouiombs>- ¯ (6,45 cm2 ) 0 e o;ll - est li permittivité d l'wspicù libre en microcoulombs2/nuwton- 6,45 cm2 ; Ke est la constante diélectrique de li mtièr ; E est li résistance diélectrique en ncwtons/'nicrocoulomb , qui doend norniilement de l'épaisseur de li m')tière.
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Lé tibleiu suivant indiqua les. .nsitps 1 chrg maximum our"!is3ibls ivint rT.x; ua,: ou dfconrosition nour certains types de matières. @LE@U 1
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<tb>
<tb> Résis- <SEP> Constante <SEP> Densité <SEP> de
<tb> seur <SEP> tance <SEP> dîélectri- <SEP> charge
<tb> (cm) <SEP> diélec- <SEP> que <SEP> à <SEP> 100 <SEP> maxim@@
<tb> trique <SEP> cycles <SEP> par <SEP> (micro-
<tb> (New- <SEP> seconde <SEP> coulombs
<tb> ton <SEP> par <SEP> et <SEP> 20 C. <SEP> par <SEP> 6,45
<tb> .ratière <SEP> .
<SEP> icro- <SEP> cm2).
<tb> coulomb)
<tb> Téréphtalate
<tb> depolyéthylène <SEP> 0,0025 <SEP> 217 <SEP> 3,16 <SEP> 3,91
<tb> Polyéthylène <SEP> 0,0025 <SEP> 158 <SEP> 2,20 <SEP> 1,92
<tb> Chlorure <SEP> de
<tb> polyvinyle <SEP> 0,0025 <SEP> 120 <SEP> 3,95 <SEP> 2,70
<tb> Chlorure <SEP> de
<tb> polyvinyle/
<tb> chlorure <SEP> de
<tb> vinyle <SEP> 0,0025 <SEP> 158 <SEP> 5,16 <SEP> 4,65
<tb> Polystyrène <SEP> 0,0025 <SEP> 195 <SEP> 2,41 <SEP> 2,62
<tb> Chlorure <SEP> de
<tb> vinyle/ <SEP> acétate <SEP> de <SEP> vinyle <SEP> 0,0025 <SEP> 158 <SEP> 2,89 <SEP> 2,60
<tb> Chlorhydrate
<tb> de <SEP> caoutchouc <SEP> 0,002 <SEP> 96 <SEP> 4 <SEP> ,ce <SEP> 5 <SEP> 2,65
<tb> Copolymère <SEP> de
<tb> tétrafluoro-
<tb> éthylène <SEP> et
<tb> d'hexafluoropropylène <SEP> .
<SEP> 0,0025 <SEP> 158 <SEP> 2,1 <SEP> 1,89
<tb> Copolymère
<tb> de <SEP> téréphtalate <SEP> d'éthylène <SEP> et <SEP> de
<tb> téréphtala-
<tb>
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te de néo- 0,009 128 ',38 2,47 pentyle ' 9 120 3,3 "7
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La présente invention at anplicable non seulement aux mtières citées dins li t1blé'u donna. ci-desjus, mais égal;ment 1 toutes les m1tièrs nolymèrus oui sont ou peuvent gtre traites sous forme de films ou de n:,Ilicula sur des surfaces en MOUV0vnt. Pnrmi ces,mitiêrbS, on Déut citer toutes lvs virits du, D0lymr<.-s vinyliaues, les nolY1mides, tuls iuv 1* nylon, lis nolyesters, lu ryolyttrf1uorp.thylèn, ttc, iinsi quv leurs copolymhr,s. Lus films du c*llulosu r4g4n"r/c c t de driv4s cellulosiques peuvent 4gilcmcnt Gtr0 tr1it6s conformément 4 la Dr4sinté invention.
L'invention sera dcrit d1v1nt1g présent, Un r f3rnc aux dessins ci-'nn0xs, dans 1>-squuls ; - la fiur. 1 est unt: vue schm1tiqu ontr1nt
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comment
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/ se f1it l'4tir<gi longitudin1l d'un film D1r le procéda suivant li pr4sntû invention ; - li figura 2 st une vu,. un pt.rsrtctivtillustrent un node d'exécution du St1 ,ss.nti¯1 du procéda suivint li pr4s>.,nte invention ; - li figure 3 cst une vue un nrsp.ctiv: illustrant un 1utru mordu d'exécution du st1d essnntic.1 du rroc4d' suivant la nrasuntu invention ; - 1 figur'-: 4 est unu vu en pcrsnt. clive illustrint éncoré un 1utrL mode d'exécution du stde 6;ssentiel du proc4rl suivant li or4sentu invention et, li figure 5 est une vusi un pursn'jctive montr3nt comment sluffletuu l'Fti.rsge tr'1nsvúr:3)1 plr 1,j Proc4dé suivit la présente invention.
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Aux figures 1 et 2, un film polymère thrmo-
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plistique organique 11, tel qu'un film zon térépht11t0 de
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polyéthylène ou un film en polyéthylène, est d'abord amené à passer sur des rouleaux 12 et 13 entraînas positivement à une vitesse relativement faible, par des moyens non re- présentés. A partir de ces rouleaux "lents", le film passe sur trois rouleaux fous 14, 15 et 16, montas l'un près de l'autre, puis sur deux rouleaux "rapides" 16 et 17 entraînes positivement. L'étirage s'effectue, en fait, entre le dernier rouleau lent et le premier rouleau l'ou. Le deré d'étirage longitudinal dépend de la différence entre les vitesses linéaires des rouleaux lents et des rouleaux rapides entraînes positivement.
Tous les rouleaux sont habituellement chauffés intérieurement, par un moyen aporoprié non montré et sont maintenus dans une gamme de températures désirées quelconque.. Sien que la figure 1 montre un total do sept rouleaux seulement, il est à noter que l'on peut utiliser n'importe quel nombre ae rouleaux et que, dans la pratique réelle, on utilise @u total 10 à 20 rouleaux.
Immédiatement en avant du point où le film polymère 11 touche pour la première fois le d rnier des rouleaux lents 13 et le premier des rouleaux rapides 17 sont disposées des électrodes 19 et 20. Comme le révèle la figure 2, chaque électrode peut être une 'lectrode filiforme 23 ayant un diamètre compris entre 0,0025 et 0,32 cm et réalisme en acier trempé. Comme électrode, on peut utiliser n'importe quel autre conducteur métalli- que possédant une résistance mécanique adéquate et une stabilité adéquate de dimensions, Parmi ces matières, -on peut citer le tungstène, l'alliage "Inconel", qui est un alliage de nickel et de fer, l'alliage "Monel", qui est un alliage de nickel, le cuivre, le laiton, l'acier inoxydable, etc.
Chaque électrode filiforme est supportée
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par des supports isolés 21 et 22. La -source de courant continu 25 et les rouleaux 13 (et 17 non montré) sont mis à le terre en 24. Une tension suffisante; Qui est ordinai- rement comprise entre 15 et 30 kilovolts, ejt fournie par la source 25, par l'intermédiaire du câble d'alimentation à haute tension 26, à l'électrode filiforme 23, de manière à appliquer une charge d'au moins 0,23 microcoulomb par 6,45 cm2 à la surface supérieure du film et à mettre ainsi le film 11 en contact intime avec les rouleaux entraînés posi- tivement..
La seule différence entre le dispositif re- ' présente à la figure 3 et celui de la figure 2 réside dans le fait qu'une lame de couteau 27 est utilisée au lieu du fil métallique 23.
A la figure 4, on utilise deux électrodes
28 et 29 en forme d'aiguilles, au lieu des électrodes des figures précédentes. Les aiguilles sont constituées de broches métalliques hautement conductrices terminées par une pointe effilée. Le rayon 3 la pointe des aiguilles peut varier entre 0,0025 et 0,32 cm. Pour le re3te, la figure 4 est identique aux figures 2 et 3.
Le dispositif montré à la figure 4,convient particulièrement pour le transport et le traitement de films légers a@ant une épaisseur inférieure à 0,2 cm environ.
Chaque électrode est constituée d'une broche métallique 28 ou 29 insérée dans un tube 30 en verre siliconé, l'ensemble étant maintenu en place par des supports non représentés.
Le câble à haute tension 26 venant de la source d'énergie
25 est connecté à la broche métalliaue 28 ou 29 par une fiche banane usuelle ou un raccord analogue non montré. Il est évident que le rouleau 13 des figures 2, 3'et 4 peut
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être chauffé ou refroidi , en faisant passer un fluide dans le rouleau.
L'entrée et 'la sortie du fluide de chauf-
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'*...'. 1 f t4, k , fage ou de refroidissement sont montrées en 43 et tu rODe c ti vemen t. '
L'appareil d'étirage transversal de la figure 5 comporte, par exemple, une électrode filiforme
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. ' =,' ; E '' similaire celle montrée à la figure 2, Au lieu d'une
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telle électrode, on 6vide=ent utiliser tout sussi bi @ l'une quelconque'des autres configurations d'électrode montrées.
Dans, cet appareil, on fait passer le film 11 sur
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deux courroies conductrices de 116jectricité zani fin 31 et 32, qui sont entraînées par quatre rouleaux 33 à 36euxmimes entraînés positivement.Il est !t i.tL qa v lieu des courroies conductrices de l'électricité montries à 1 fui- ,ure 5, on peut utiliser dos' chaînes m6talli"ueô ou d'autres dispositifs, sans modifier le déroulement du procédé, l'en- dant son amenée au rouleau 34, le film 11 est soumis à une
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tension suffisante pour déposer une char'c d'au moins Ot2) microcoulomb par 6,45 cm2 sur la 3ur!ace du film, en des points adjacents aux bords latéraux du film, à partir de
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l'électrode filiforme 23. La source d'énerqie Q courent continu 25 et le rouleau 34 sont mis à la terre en 24 et 37 respectivement.
Lorsqu'on fait diverger les courroies
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31 et 32, crâce à l'emploi de flasques 3 et 39 cortés par le rouleau 35 et de flaiquoa 40 et 41 portés oir la rouleau 36,'le film est étiré transversalement. Les flq3qie3 45 et 46 du rouleau 3E et les flasques 47 et 4P du rouleau 33 empêchent un étirage prématuré du film et t'eu-
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rent l'alignement du film sur les courroies, L'aoparcil peut être agencé pour-régler la température du film au cours du processus d'étirage, en utilisant une enveloppe appropriée
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et des entrées appropriées pour de l'air re@roidi ou chauffé, cet agencement étant bien connu des spécialistes. Apres ;
ti- rage, le iilm 11 est entraîne par un rouleau 42 positivement entraîné en rotation, vers le stade suivant du procédé.
L'invention sera illustrée davantage o-r les exemples suivants. Ces exemples sont donnés à titre purement illustratif et ne doivent pas être considérés comme limitant la portée de l'invention.
EXEMPLE 1
Un film de téréphtalate de polyéthylène sen- siblement amorphe d'un: épaisseur de 0,013 cm a été µtiré en direction longitudinale sur un dispositif d'étirée simi- laire à celui montré à la figure 1. Le dispositif comortait quatre @/rouleaux lents, deux rouleaux fous et cinq rouleaux- rapides.
La température des rouleaux lents a été maintenue à @5 C, tandis que celle des rouleaux fous a été maintenue à @5 C et celle des rouleaux rapides à 70 C.
Un fil d'acier trempé d'un diamètre de 0,015 cm et d'une longueur d'environ 43,2 cm a été fortement tendu a 2,54 cm au-dessus de la surface du film en téréphtalite de polyéthylène, au moment où le film était en contre avec le dernier rouleau lent. cet endroit, la film avait une largeur de 3@, 4 cm. Les extrémités des supports isolante étaient en- fermées dans un tube en caoutchouc à paroi épaisse et supportées par deux pinces à burette. Un fil métallique recouvert de polytétrafluoréthylène de petit diamètre reliait l'électrode filiforme à la borne positive de la source de co.rant continu.
La borne négative de cette source et le dernier rouleau lent étaient mis à la terre. Une tension en courant continu de
14 kilovolts a été appliquée au fil métallique et un courant de 75 micro-ampères par 0,765 m2 et par minute a été appli- qué au film.
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Un appareil de chargement électlt.tiue 3imil,ir t3 placé au-dessus du premier rouleau rapide mij électri uC.":l?nt à la terre. La vitesse des rou]j'mx rapide j était 3iiffi.,-Int(-, par rapport à celle des rouleaux lents pour étirer le film jusqu'à 1.,0 fois sa lonur;ur originelle. Le film uitt"1nt le dernier rouleau rapide était un film uniforme at clair
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d'une lir--eur de 31,5 à 33 cm environ. titre dz contrôle, l'appareil de l'exemple 1 a été utilisé, sans 'JÍ3::>o¯i'.:1f 12 chargement électrostatique, pour étirer le film ju.-ulà 4,c.. fois sa longueur ori:;inelle.Lc.:3 température3 ,je3 roale3ax lents, des rouleaux fous et les rouleaux rapides Jt-,1;<t également de 95 C, F. C et 7J ;. re.>df)ctivCf:1ent. Le film obtenu avait diminué de largeur depuis une larieur de J,4 cm jusqu'à une 1- rseur de 26 à 27 c? environ.
De lu3, ce film n'avait pas l'aspect excellent du film de l'exemple 1.
EXEMPLE 2
Un film de téréphtalate de polyéthyl ne a'une épaisseur de 0,0025 cm et d'une largeur de 49 cm environ a
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été étiré en direction lon;ituainale sur un di3')o;i t.i fI' ,;tira-e similaire à celui montré a la ii-ur<e 1. L'''9Prcil utilisé comportait cinq rouleaux lents maintenu: une t2- 1)8rature de 5 à '5 c., puii cino rouleaux fous m-,int,enu3 à une température de 40 à 6û C , puis cina rouleaux r3oi-aes maintenus à température amointe et finalement un rouleau fou, chaque rouleau étant à une distance n'excédint @es quelquej cm du rouleau précédent.
Les rouleaux rapides ont
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ét6 entraînés à une vitesse de 16,45 m oar minute, tandis vue les rouleaux lents ont été entraînés à une vites@ d'aviron 5,5 mètres par minute. Un fil d'acier d'un diamètre de 0,015
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cm a été placé à environ '/,5 cm de la ligne ne tange:rtce du film avec le dernier rouleau lent, à savoir le cinquième
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reuleau. Ce rouleau a été mis électriquement à la terre.
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Sne t&sioa en courant continu de 11 kilovolts aopli--uée 3U ril =t311iue a servi à fournir un courant de 24C micror2$ au -film (3,%5 microcoulombs par 6,45 cm2), de facn 333jetirr le film au rouleau. : al;ré un étirage 75!tA:inal, jus qu'à trois fois la longueur originelle du fila, en a obtenu un film clair et uniforme, dont la largeur n'avait, que relativement peu diminué. La largeur finale du fila était de 47 cm.
EXEMPLE 3
Cet exemple illustre le thermodurcissement j'un film de téréphtalate de polyéthylène, par application
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du fir5cÉdÔ suivant la présente invention, en combinaison "/ec 13 rouleaux de oinçase habituels .
Un film de téréphtalate de polyéthylène, extra;-j,, et .wfrod3 brusquement de la manière usuelle, puis 4ir4 trm.:!5ver8alement jus;u'à 3,1 fois s3 largeur originelle, 4 azsené à passer dans l'intervalle entre 2UX rouleaux #Jr3 à ;Je température de 85'C. A partir de ce premier jeu c-e rle3ux, le film a été amené entre deux autres rouleaux :n -,4f.rit,--n-.;z à une température de 1690C et tournant à une vitesse correspondant à 3,3 fois la vitesse du premier jeu de rouleaux.
Le rouleau supérieur de chaque jeu de rouleaux de pinçage 4tait recouvert de caoutchouc au silicone et les rouleaux inférieurs de chaque jeu de-rouleaux était en acier.
Le film étiré doublement, qui présentait une
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i;1rur i'e7v.ron l57 cm,a ensuite été amené à passer, à une vitesse de 62,15 mètres par minute,en dessous d'un rouleau fou en acier et par dessus un rouleau de thermodur-
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Ci33 en métal, maintenu à une température de 22CIC.
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Immédiatement en avant de la ligne de contact du film avec son rouleau, on a disposé un fil d'acier trempé d' un diamètre de 0,015 cm sur toute la largeur du film et 'à une distance de 2,54 cm de sa surface. Une tension en courant continu de 20 Kilovolts a été appliquée au fil métallique, en sorte qu'un courant de 1 milliampère a circulé vers le film. Ce courant a permis le dépôt d'une charge d'environ 0,37 microcoulomo par 6,54 cm2 de surface du film. Le film fermement assujetti au rouleau de thermodurcissement a ensuite été amené à passer entre deux rouleaux maintenus à une température d'environ 70 C, ce qui a provoaué un refroidissement du film.
On a obtenu un film thermodurci, orienté, possédant un aspect excellent et jouissant des propriétés suivantes :
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<tb>
<tb> Direction <SEP> Direction
<tb> lon7itudi- <SEP> transversale
<tb> nale <SEP> ¯¯¯¯¯¯¯¯¯
<tb> Résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> traction
<tb> (kg/cm2) <SEP> 1.750 <SEP> 2.250
<tb> module <SEP> de <SEP> tension
<tb> (kg/cm2) <SEP> 51.100 <SEP> 43.400
<tb> % <SEP> allongement <SEP> 56 <SEP> 122
<tb> Stabilité <SEP> dimensionnelle
<tb> à <SEP> 200 C <SEP> 4,5% <SEP> L,6;1;
<tb> Degré <SEP> d'opacité <SEP> 0,009
<tb>
Dans un essai de contrôle, on n'a pas utilisé le dispositif électrostatique pour assujettir le film au rouleau de thermodurcissement et on a utilisé, par contre, un rouleau recouvert de caoutchouc. Les opération d'étirage et de thermodurcissement ont été exécutées de la manière décrite ci-dessus.
Les propriétés du film de téréphtalate de polyéthylène biaxialement orienté et thermodurci obtenu
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étaient sensiblement les mêmes que celles indiquées ci-desus, sauf en ce qui concerne le degré d'opacité, Qui a augmenté jusqu'à 0,019.
EXEMPLE 4
Cet exemple montre qu'il n'est pas nécessai- re de placer des rouleaux fous entre les rouleaux lents et rapides pour obtenir un étirage longitudinal fructueux par le procédé suivant la présente invention. Un film de tréphta- late de polyéthylène d'une épaisseur de 0,0025 cm et d'une largeur d'environ 50 cm a été amené, après extrudage @t re- froidissement de la manière usuelle, à passer sur une- série ae cinq rouleaux lents maintenus à une température d'enviren 85 C.
Ces rouleaux lents étaient animés d'un mouvement de rotation à environ 5,5 mètres par minute. Lorsque @ film a atteint le dernier de cos rouleaux, un fil métallique d'un diamètre d'environ 0,015 cm a été placé sur toute le largeur du film et à environ 7,5 cm de la surface de celui- ci, de manière à assujettir le film au rouleu. Une tension en courant continu de 11 kilovolts a fourni un courant de 500 micro-ampères entre le fil mtalliQue et le film, c'est- à-dire environ 75 micro-.ampères/0,765 m2/ minute ou 3,48 microcoulombs par 6,45,cm2 de surface du film.
On a ensuite fait passer le film sur un premier rouleau rapide tournant à une vitesse de 22 mètres par minute et maintenu à uno température de 60 C. Uno se- conde électrode filiforme a été disposée à environ 7,5 cm de la surface du film, au moment où celui-ci venait en contact avec ce rouleau rapide. La tension appliquée à été de 13 kilovolts, ce qui a permis d'obtenir un courant de 500 micro-ampères, soit 37,5 microampères/0,765 m2/minute
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ou 1,74 microcoulomb par 6,45 cm2, en sorte Que la pellicule a été assujettie fixement au rouleau rapide. On a ensuite: fait passer cette pellicule ou ce film sur un rouleau fou, puis sur six autres rouleaux rapides, avant d'enrouler cette pellicule.
La différence entre les vitesses des rou- luaux rapides et des rouleaux lents a permis d'étirer le: film jusqu'à 4,0 fois sa longueur originelle. Le film obtenu présentait un aspect excellant ; il était exempt d 'riffes
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ou d'autres endommagements superficiels.
EXEMPLE 5
Cet exemple illustre l'utilité de la présente invention dans la fabrication d'un film en cellulose régénérée.
Le procédé commercial de fabrication continue d'un film de cellulose régénérée à pertir de viscose: est
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décrit dans les brevets des fats-Unis d'Am1ricuc n 1.51;<;.t-'.64 du 1l.f.ly et 1.601.2E9 du 23..19.26. D-ins c procédé, on chasse de la viscose tr'vr3 un orifice allongé, dans un bain de coagulation, du manière à former un film continu. Le film de viscose fraîchement copule est .;lors régénéré, lavé, désulfuré, blanchi , ramolli et séché.
Le film séché est enroulé, sous forme de rouleaux, aui parmettent une manipulation, un stockage et un traitement faciles. Jusqu'au stade de ramollissement, le film de cellulose réénrée se trouve à l'état gélifié, c'est-à-dire au'il est complètement saturé d'une solution aaueuse. Le film gélifié contient une quantité d'eau qui correspond à environ 3,0 - 3,5 fois le poids de la cellulose sèche. L'humilité est chassée lors du séchage.
Pendant le séchage, le film se contracte en longueur, en largeur et en épaisseur et il tend à se plisser et à gondoler. Pour empêcher,le 'plissage
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le gondolage et des déformations analogues, ainsi que pour empêcher une perte excessive de matière par contraction, on fait ordinairement passer le film sur une srie de rouleaux chauffés, comme décrit dans les brevets des Etats-Unis
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' d'Am4rique n 2.000.079 du 7 mai 1935, zut ts 2,141.377 du 27 décembre 1938 , ces rouleaux étant ntrtné3 â des vitesses qui maintiennent le film sous un; t,n3lon zurri3ente pour réduire au minimum la diminution de 1urfac et la déformation de la surface du film.
Lorsque in tnur en humidité désirée a icé atteinte lors de 1 op rtion de séchage, le film de cellulose régénéré est enroulé pour former de grands rouleaux, qui peuvent àtre découp'-s d,lir4;etk;m, nt en rouleaux de plus .petite largeur ou tr,,, r votui dv divoriéa compositions avant découpage.
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Dans un exemple spécifique de la technique
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-int6rivure, un film d'une largeur d'environ 152 cm 6t .3-ch, par pi33age dans un dispositif de séchage, à une vitesse d'-nviron O mtrH9 par minute, jusqu'à ce que la tcnjur moynn, n h<Jmidiié du film ait 4té ramenée à environ 40. 1 c., roment, la vitvsse ù.:a rouleaux du dispositif d-.:: 3éch-:.0 a 11té r:jdUQllomt:nt accru..:, par pi,tit;3 fractions, sur un o8pac cl; 8 rouleaux inférieurs, jusqu'à ce aus la vitesse Jtt'.1ign(.1 J,3 mètres par minute et lù film présentait alors une tuneur un humidité d'environ 15y,. Cette vitesse a été
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maintenue juaqu'à ce que la teneur finale en humidité de
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6,'J,; 'ait été atteinte.
Le film de cellulose r4gñsrôe séché, qui présentait une épaisseur d'environ 0,0023 cm, a :n;suit>: ,5t,4 enroulé, de manière à former un rouleau d'un ,rand cU 8mtru. Le diamètre approximatif des rouleaux du dispositif de séchage était d'environ 27,5 cm et la température: r.2?nant
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à la surface de ces rouleaux était d'environ 71 C. Les rouleaux de film ont ensuite été découpés en rouleaux de plus petite largeur et examinés en vue de déterminer la planéité des feuilles, la présence'de raies et la présence de grains. Dans l'exemple, la même machine de coulée a été équipée de 8-fils métalliques d'un diamètre de 0,015 cm, un de ces fils étant placé sur la largeur du film et à une distance de 2,54 cm directement en dessous de chacun des 8 rouleaux d'accélération.
Les rouleaux ont été mis à la terre et une tension en courant continu de 9,5 kilovolts a été appliquée au fil métallique . Cette tension a produit un courant de 1000 micro-ampères. A la vitesse de 79,3 mètres par minute, ce courant a permis d'appliquer une charge de 0,32 microcoulomb par 6,45 cm2 de surface du film et a fait adhérer fermement ce film aux rouleaux du dispositif de séchage. Les rouleaux de pellicule ont été découpés en rouleaux de petite largeur, après quoi le caractère de planéité et les autres qualités du film ont été déterminées.
Les résultats de ces déterminations sont donnas dans le tableau suivant:
TA3LEAU Il '
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<tb>
<tb> Contrôlc <SEP> Exemple <SEP> 5 <SEP>
<tb> % <SEP> rejeté <SEP> pour <SEP> gros <SEP> grains <SEP> 4,6 <SEP> 0,3
<tb> % <SEP> rejeté <SEP> pour <SEP> raies <SEP> 0,4 <SEP> 0,0
<tb> % <SEP> rejeté <SEP> pour <SEP> manqua <SEP> de
<tb> planéité <SEP> 2,5 <SEP> 0,3
<tb>
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Total ye rejeté 7,5 o,6
Le procédé suivant l'invention peut être 3ppliqué sur une grande échelle dans le domaine des films polymères.Il convient pour l'étirage de films polymères en 'direction longitudinale et en direction transversale, pour
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le traitement thermique ou le séchage de ces films , ainsi que pour le thermodurcissement de ceux-ci.
En bref, le pro- cédé suivant l'invention convient pour le transport de tels films, lorsqu'une action d'aggripage améliorée est désirée. il est également à noter que l'efficacité du transfert de chaleur améliorée, qui est obtenue par le procédé suivant l'invention, permet d'utiliser un nombre moins grand de % rouleaux de transfert de chaleur que jusqu'à présent, pour atteindre une température élevée donnée.