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Perfectionnements à la fabrication de pellicules de matières thermo- plastiques organiques linéaires.
La présente invention se rapporte à un procédé d'étirage d'une matière thermoplastique organique linéaire, particulièrement une matière thermoplastique organique linéaire susceptible d'acquérir un degré de cristallinité élevé, par exemple le polythène linéai;
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re à haute densité, le polypropylène, le ,1,.-méthylpenténe-1, et d'autres polyoléfines linéaires, le téréphtalate de polyéthylène et
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le poly-3,3-bis-chlorométhyloaacyclo-butane par dilatation tubulai- re pour obtenir une pellicule orientée dans les deux sens; l'inven- tien concerne également la pellicule ainsi obtenue.
Le but de l'invention est de procurer des pellicules orientées dans les deux sens, présentant une plus grande résistance à la rupture par suite de l'introduction d'un degré élevé d'orien-
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tation planaire que l'on croit voisin de l'orientation planaire maximum. Un autre but de l'invention est de procurer une pellicule orientée dans les deux sens en matière thermoplastique linéaire présentant un rétrécissement à chaud élevé comme résultat' de cer- tains modes d'exécution préférés du procédé. Un autre but encore de l'invention appliquée à la fabrication de pellicule de polypropylène orientée dans les deux sens est de réduire le voile ou embu.
L'invention consiste en un procédé d'étirage en tube d'une matière thermoplastique organique linéaire dans lequel un tube de matière thermoplastique non orientée a une température inférieu- re au point de fusion (défini par la température à laquelle les sphérulites disparaissent à l'examen au microscope polarisant à chaud) est amené à une température à laquelle il peut être uniformé- ment gonflé de façon à l'orienter dans les deux sens sous une pres- sion interne de gaz (avec ou sans étirage supplémentaire dans le sens longitudinal) et est gonflé et entraîné sous la forma d'une pellicule de matière thermoplastique organique linéaire orientée dans les deux sens,
procédé caractérisé en ce que la pellicule est refroidie par des courants d'air appliqués de façon uniforme à sa périphérie au moins dans la seconde moitié de la zone de dilatation, c'est-à-dire sur l'épaulement du tube en voie d'étirage, de façon qu'une pression de gaz interne élevée puisse être utilisée et soit utilisée pour gonfler le tube.
L'invention s'applique particulièrement à des procédés dans lesquels le tube est chauffé à,une température à laquelle il peut être uniformément gonflé pour l'orienter dans les deux sens, par exemple par un ou plusieurs appareils de chauffage à rayons infrarouges.
Dans son rapport avec les pellicules de polyoléfines linéaires susceptibles d'être rendues hautement cristallines, l'in- vention sous sa forme préférée consiste en un procédé d'étirage en tube d'une polyoléfine linéaire susceptible d'être rendue hautement cristalline dans lequel un tube de polyoléfine non orienté est amené, de préférence par chauffage, à une température inférieure
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à son point de fusion à laquelle il puisse être uniformément dilaté pour l'orienter dans les deux sens et est gonflé par une pression de gaz interne avec ou sans étirage supplémentaire dans le sens longitudinal et entraîné sous la forme d'une pellicule de polyoléfi- ne orientée dans les deux sens,
procédé caractérisé en ce que la pellicule est refroidie par des courants d'air appliqués uniformé- ment à sa périphérie au moins sur la seconde moitié de sa zone de dilatation et dans des conditions de température du tube avant l'étirage telles que la pression de gaz interne soit suffisamment élevée pour obtenir une charge en cerceau de la pellicule étirée, supérieure à 4.000 psi (280 kg/cm2) et de préférence, pour obtenir les meilleures propriétés de ténacité (et pour le polypropylène, l'embu le moins marqué), supérieure à 5.000 psi (350 kg/cm2).
Le taux d'étirage appliqué au tube en voie de dilatation dans le sens longitudinal et le sens transversal est de préférence d'au moins 6:1 de façon qu'on obtienne une pellicule étirée de façon uniforme. La limite supérieure du taux d'étirage est le maximum qui puisse être appliqué sans faire éclater la pellicule et se situe au- dessus de 10:1, mais pour l'utilisation économique de l'installation, il est préférable que le taux ne dépasse pas 8:1.
Lorsque les taux d'étirage sont compris entre 6 :1 et6,4:1, on obtient en outre 1-'.avantage, dans la fabrication de pelli- cules de polypropylène, de retraits thermiques élevés particulièrement dans le sens transversal. Ces retraits thermiques sont en général les plus élevés pour les charges en cerceau les plus élevées.
Dans la mesure où l'invention se rapporte à la préparation de pellicule de polypropylène ayant un retrait thermique élevé, les conditions du procédé pour la préparation de ces pellicules sont définies le mieux en terme de charge en cerceau du tube de polypropylène non orienté avant qu'il commence à s'étirer.
Cela étant, l'invention, dans la mesure où elle se rapporte à la préparation des pellicules de polypropylène très rétrécissables, consiste en un procédé d'étirage en tube de polypropylène dans lequel un tube de polypropylène non orienté est amené de préfé-
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rence par chauffage à une température inférieure au point de fusion à laquelle il puisse être uniformément dilaté en l'orientant dans les deux sens et est gonflé par une .pression de gaz interne avec ou sans étirage supplémentaire dans le sens longitudinal et entraîné sous la forme d'une pellicule de polypropylène orientée dans les deux sens,
procédé caractérisé en ce que la pellicule est refroidie par des courants d'air uniformes appliqués à sa périphérie au moins dans la seconde moitié de sa zone de dilatation et dans des condi- tions de température du tube avant son étirage et de pressions ga- zeuses internes telles que la charge en cerceau du tube de polypropylène juste avant qu'il commence à s'étirer, soit d'au moins 16,5 psi (1,15 kg/cm2), et de préférence, pour obtenir les rétrécis- sements les plus élevés, d'au moins 20 psi (1,40 kg/cm2).
Sous ce dernier aspect de l'invention, celle-ci consiste également en une pellicule de polypropylène orientée dans les deux sens, transparente et rétrécissable, ayant un rétrécissement en superficie (mesuré à 120 C pendant 1 minute) d'au moins 20% combiné à une résistance à la traction à la rupture d'au moins 25. 000 psi (1750 kg/cm2) dans tous les sens dans son plan et/ou un embu moyen inférieur à 10% (mesuré comme indiqué dans l'exemple 1).
Le rétrécissement en superficie est la somme des retraits longitudinaux et transversaux et, bien entendu, une moyenne par rapport au retrait transversal dont il diffère d'une faible quantité qui peut être négligée.
De façon générale, le procédé de l'invention, dans la mesure où il s'applique à la fabrication de pellicules de propylène rétrécissables donne à ces pellicules, dans des conditions optimum, des retraits dans le sens transversal (à 120 C) de plus de 18% dans le cas de pellicules d'une épaisseur de 0,0004 à 0,0016 pouces (0,01 - 0,04 mm).
Dans la mesure où l'invention se rapporte à la fabrication de pellicules de polythène linéaires susceptibles d'être rendues hautement cristallines (densité élevée), les conditions sont de préférence réglées de façon que la charge en cerceau dans le tube
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de polythène juste avant qu'il commence à s'étirer soit d'au moins 8 psi (0,56 kg/cm2) et de préférence au moins 10 psi (0,70 kg/cm2).
En général, une pellicule de polythène linéaire rétrécissable susceptible d'être rendue hautement cristalline peut être obtenue avec un rétrécissement en superficie (mesuré à 100 C pendant 1 minute) d'au moins 26% combiné à une ténacité à la rupture dans tous les sens et dans son plan d'au moins 18. 000 psi (1265 kg/cm2). Dans des conditions optimum, le rétrécissement peut atteindre 30%.
La pellicule est refroidie par des courants d'air uniformément appliqués au cours de l'étirage à une température sensiblement inférieure à celle à laquelle la pellicule commence à s'étirer, et de cette manière, on peut obtenir des pressions internes et des charges en cerceau élevées, de façon à obtenir un degré d'orientation maximum. D'autre part, lorsqu'on désire obtenir des pellicules de polypropylène rétrécissables dans ces conditions, un minimum de fixage thermique se produit dans le tube avant qu'il ne se refroidisse. Ainsi, une pellicule de polypropylène étirée immédiatement après que le diamètre final ait été obtenu par étirage est de préférence à une température inférieure à 100 C et mieux encore inférieure à 80 C.
Par exemple, le tube peut commencer à s'étirer à 145 C environ, et au point où il termine son étirage, il peut avoir une température ne dépassant pas 60 C (par exemple pour un débit de 70 pieds/minute (21 m/min.) pour une pellicule de 0,0005 pouce (0,012 mm) d'épaisseur, mais à des débits plus importants, les températures peuvent être plus élevées). La température peut ne pas dépasser 60 C, particulièrement dans le cas de pellicules de polythène.
Les températures désirées à différents endroits du tube en voie d'étirage peuvent être par exemple maintenues par une disposition adéquate d'appareils de chauffage à rayons infrarouges ou par des courants de gaz chauds et froids ; parexemple, les basses températures sont obtenues en refroidissant la bulle de pellicule en
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voie de dilatation par des courants d'air réglés.
Il n'est pas facile de mesurer la température de la pelli- cule en voie d'étirage, particulièrement lorsque celle-ci, pour plus de facilité, est chauffée par des appareils de chauffage à rayons infrarouges; cependant, empiriquement, si les températures sont réduites, la pression nécessaire pour gonfler le tube augmente.
La pression est également en rapport avec la dimension de la bulle de pellicule étirée requise. Elle ne doit pas être élevée au point de la faire éclater. En. -augmentant le courant d'air de refroidisse- ment au dernier stade de la bulle, on peut utiliser des pressions plus élevées que celles qu'on emploierait sans ce refroidissement.
Le tube à étirer est avantageusement obtenu par extrusion à l'état fondu et solidification dans une filière de calibrage froide. Dans le cas du polypropylène, le degré de refroidissement peut être suffisant pour produire la forme instable de cristallinité caractéristique du polypropylène extrudé à l'état fondu et refroidi rapidement. Dans ce cas, il est avantageux de chauffer le tube à la température d'étirage assez rapidement pour que la cristallini- té ne puisse se transformer en cristallinité stable, mais ceci n'est pas essentiel. Si l'on a recours à ce chauffage rapide, le tube s'étire plus facilement et des températures d'étirage moindres suffisent pour obtenir les charges en cerceau désirées dans le tube étiré.
Pourtant, à des épaisseurs normales et des taux de production élevés dans le cas du polypropylène, on he peut normalement obtenir le polypropylène dans cet état de refroidissement brusque et un chauffage rapide n'est donc pas nécessaire. Ces facteurs doivent entrer en compte lorsqu'on règle les variables du procédé pour obtenir les charges en cerceau élevées caractéristiques de l'invention.
Dans le cas de matières thermoplastiques linéaires qui sont cassantes à l'état cristallin, par exemple le téréphtalate de polyéthylène, il est essentiel comme le savent les spécialistes de les obtenir sous forme amorphe avant de les étirer, par exemple en les refroidissant après extrusion à l'état fondu.
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La charge en cerceau dans la pellicule étirée Sd est la charge tangentielle dans des éléments périphériques de la pellicule étirée lorsque celle-ci est gonflée à son plein diamètre (c'est-à-dire dans le sens tangentiel au cylindre formé par la pellicule étirée) et elle est calculée à partir du diamètre de la pellicule étirée d et de la pression de la pellicule p, suivant la formule Sd = p. d/2t où t est l'épaisseur de la pellicule.
Bien qu'on ne désire limiter l'invention à aucune théorie particulière, l'explication théorique ci-après permet de mieux la comprendre dans ses rapports avec l'utilisation d'une charge en cerceau élevée dans le tube de polypropylène avant que celui-ci ne commence à s'étirer pour obtenir des pellicules à degré de rétrécissement élevé.
Afin d'obtenir des pellicules à rétrécissement élevé, on pense que la pellicule doit commencer à s'étirer à la température la plus basse possible, c'est-à-dire à la charge en cerceau la plus haute possible à l'endroit de l'étranglement (goulot) de la bulle où elle commence à s'étirer. Pour un taux d'étirage transversal donné dans le procédé d'étirage tubulaire biaxial, la charge en cerceau au goulot de la bulle à l'endroit où le tube commence à s'étirer et la charge en cerceau au plein diamètre sont en rapport direct. A mesure que le taux d'étirage diminue, à la pression fixe p et au diamètre déterminé d, la charge en cerceau au goulot augmente.
Au plein diamètre, la charge en cerceau comme on l'a déjà indiqué s'exprime par Sd = p.d/2t.
L'épaisseur de la pellicule étirée est en rapport avec l'épaisseur du tube extrudé T, comme suit : t = T/Rf.Rt où Rf et Rt sont les taux d'étirage vers l'avant (ou longitudinal) et transversal, respectivement. D'autre part si D est le diamètre du tube extrudé au goulot, d = Rt.D.
On a donc pour la charge en cerceau au goulot Sn = p.D/2T = p.d//2t(Rf.R2t).
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Ainsi pour un diamètre final donné, la charge en cerceau au goulot, Sn est inversement proportionnelle au carré du taux d'étirage transversal et est également inversement proportionnelle à la puissance un du taux d'étirage vers l'avant. Par conséquent, pour obtenir la charge la plus forte au goulot Sn. il y a lieu d'utiliser les taux d'étirage les plus faibles et particulièrement les taux d'étirage transversaux les plus faibles dans la mesure imposée par les variations acceptables de l'épaisseur.
Suivant cette déduction, on préfère employer les taux d'étirage les plus faibles dans la mesure des variations acceptable de l'épaisseur de la pellicule. Si le taux d'étirage est trop faible, de grandes variations d'épaisseur peuvent être rencontrées et en général avec des pellicules de polyoléfine lorsque le taux d'étirage dans un sens quelconque tombe en dessous de 6:1, des variations d'épaisseur qui sont régulièrement supérieures à 50% se rencontrent souvent, par exemple lorsqu'un tube est étiré pour obtenir une pellicule de 0,0005 pouce (0,012 mm) d'épaisseur.
Par conséquent, en général, le taux d'étirage géométrique moyen (c'est-à-dire la racine carrée du produit des taux d'étirage) est dans la gamme de 6 :1 à 7:1 environ, et pour obtenir une pellicule à très forte capa- cité de rétrécissement, ce taux est compris entre 6 :1 et6,4:1.
En général, pour obtenir une pellicule très rétrécissable, avec un équilibre supérieur à des propriétés de retrait et des conditions d'étirage en bulle plus stables et afin d'obtenir une charge en cerceau plus grande dans le tube avant l'étirage, on préfère que le taux d'étirage dans le sens machine soit un peu plus élevé que le taux d'étirage transversal et le premier taux est de préférence réduit lorsque des pellicules moins épaisses doivent être fabriquées; ainsi pour une pellicule de polypropylène de 0,00075 pouce (0,019 mm) d'épaisseur; un taux d'étirage transversal de 6,5:1 et un taux d'éti- rage dans le sens machine de 7,5:1 donne satisfaction ;
mais pour une pellicule de polypropylène de 0,00045 pouce (0,011 mm) un taux d'étirage transversal de 6,5 :1 un taux d'étirage dans le sens machine de 7,2 :1 des résultats semblables. Les meilleurs
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taux d'tirage sont facilement déterminés par des essais successifs.
De préférence l'étirage latéral est amorcé -avant l'étirage longitudinal ou en même temps; d'habitude,- la machine d'étirage est suffisamment puissante pour étirer le tube de polypropylène dans le sens longitudinal avant que l'étirage latéral se produise.
Cette condition, lorsqu'elle se vérifie, peut être constatée en appliquant des marques sur le tube par exemple à l'aide d'un crayon pastel jaune avant qu'il atteigne la zone de chauffage à une distance déterminée entre les marques puis en mesurant ou en notant visuellement l'écartement des marques immédiatement avant que le tube commence à s'étirer. Un certain "étranglement", c'est-à-dire une réduction du diamètre du tube est souvent visible mais la réduction de la charge en cerceau à la position où la pellicule commence à s'étirer par suite de son diamètre réduit est plus que compensée par l'augmentation de charge en cerceau due à la réduction de l'épaisseur des parois du tube.
Un tube plus mince peut être soufflé à une pression plus faible par suite de cette réduction de l'épaisseur des parois et par conséquent, on obtient une charge en cerceau plus élevée à plein diamètre que dans le cas où l'étirage longitudinal ne se produit pas. Par conséquent, bien que la charge en cerceau à plein diamètre puisse être plus faible, on peut encore obtenir une charge en cerceau élevée dans la position où la pellicule commence à s'étirer transversalement et on peut donc obtenir un retrait élevé. Pour déterminer avec précision la charge .'en cerceau dans la position où la pellicule commence à s'étirer, on arrête la machine utilisée pour l'étirage; on laisse alors se solidifier la bulle de pellicule et on mesure directement l'épaisseur de la paroi du tube à l'endroit où il commence à s'étirer transversalement.
A partir de cette épaisseur de paroi, delà pression dans le tube et du diamètre du tube, la charge en cerceau peut être calculée suivant la formule donnée plus haut.
L'étirage du tube de façon qu'un étirage longitudinal se produise avant que l'étirage transversal ne commence est en général indésirable parce que l'opération est plus difficile à
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régler et en général semble donner une moindre uniformité d'épais- seur. Cependant, ce mode d'étirage n'est pas exclu de l'invention.
Des procédés d'étirage typiques de l'invention sont dé- crits ci-après avec référence aux exemples et aux dessins annexés.
EXEMPLE I.-
On chauffe un tube de polypropylène 1 obtenu par extru- sion à l'état fondu par une filière 2 et refroidissement dans une filière calibreuse refroidie 3 à la température de l'étirage (à l'aide d'appareil de chauffage à rayons infrarouges 4) de façon que le tube présente pratiquement la variante cristalline stable du polypropylène lorsque l'étirage commence. On dirige le tube vers la région d'étirage par des rouleaux pinceurs isolants 5 entre lesquels la pression de gaz d'étirage est introduite par une sonde 6 (voir brevet anglais n 787.497). Le refroidissement est appliqué à l'épaulement du tube de pellicule en voie d'étirage lorsqu'il finit de s'étirer par une série de fentes annulaires à l'extrémité d'une rampe d'air annulaire 9 entourant le tube.
(Dans un autre système utilisé en variante, et présentant l'avantage que des volumes d'air plus importants peuvent être utilisés avec un effet de refroidissement plus marqué, l'air est amené par les rampes et les fentes 9 et/ou 10 et est extrait par des tubes 11, de sorte qu'il ne peut gêner l'action des appareils de chauffage à rayons infrarouges 4 en les refroidissant. Les .appareils .te chauffage à rayons infrarouges, la pression et le degré de refroidissement par air sont réglés pour obtenir les charges en cerceau indiquées au tableau 1.
Le tube étiré passe dans un guide aplatisseur 7 et par des rouleaux pinceurs d'entraînement 8. Les taux d'étirage utilisés et les propriétés de la pellicule sont indiqués au tableau 1. Dans un autre mode d'application de l'invention utilisé dans l'exemple II cidessous, on utilise une enceinte autour ce la pellicule en voie d'étirage pour supprimer les courants d'air accidentels et on maintient un courant d'air vertical dans l'enceinte avec introduction forcée d'air de refroidissement à l'extrémité inférieure de l'en-
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ceinte, (où l'on peut voir les rampes 9) suivant la demande de bre- vet anglais n 27439/61.
L'embu de la pellicule du tableau I est mesuré de la manière suivante :
Un petit trou éclairé d'un millimètre de diamètre forme une source lumineuse qui est concentrée par une lentille (distance au foyer 5 cm. Arrêt de 3/4 de pouce (19 mm) de diamètre) en une tachelumineuse de 5 mm de diamètre au centre de la surface d'une cellule à couche barrière photosensible à une distance d'environ 30 cm de la lentille. Un écran noir de 6 mm de diamètre sur une plaque de verre coulissante est disposé de façon à glisser sur la surface de la cellule et à empêcher la lumière de frapper la cellu- le. La pellicule soumise à l'essai est maintenue contre la surface de la lentille du côté de la lentille tourné vers la cellule.
L'écran noir est écarté de façon que toute la lumière traversant la pellicule tombe sur la surface de la cellule, mise à part la lumière réfléchie ou absorbée par la plaque de verre coulissante et celle dispersée si largement qu'elle tombe en dehors de la surface de la cellule, (45 mm de diamètre). L'écran noir est ensuite mis en place de façon qu'il soit concentrique avec la tache lumineuse et seule la lumière dispersée sous un angle d'au moins 6 minutes d'arc envi- ron peut alors tomber sur la surface de la cellule. La limite exté- rieure de l'angle de dispersion est environ 4 1/2 .
Pratiquement toute la lumière dispersée entre 30 minutes et 4 1/2 d'arc tombe sur la surface de la cellule et une certaine proportion de la lumiè- re dispersée entre 6 minutes et 30 minutes tombe sur la surface de la cellule. Des mesures du diagramme polaire complet pour des pellicules de polypropylène étirées sur des instruments appro- priés montrent que pratiquement toute la dispersion se produit dans les 3 du faisceau incident. Le courant de sortie de la cellule photosensible avec l'écran noir en position est exprimé en propor- tion du courant obtenu lorsque l'écran noir est écarté et appelé "l'embu". L'embu est donc mesuré par la quantité de lumière dis- persée par un faisceau hors d'un angle de 6 minutes d'arc.
Un
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embu de 15% est nettement visible. Un embu de 5% est à peine visible.
L'embu moyen est calculé comme la moyenne des valeurs maximum et minimum de l'embu noté.
Les essais de rétrécissement sont effectués de la manière suivante:
Des bandes d'essai mesurées sont suspendues librement dans une étuve à air à thermostat agité à la température requise pendant 1 minute. Le changement de longueur est mesuré dans le sens longitudinal et transversal et les deux retraits sont ajoutés pour obtenir le retrait en superficie. Le procédé détaillé consiste à disposer un échantillon de pellicule sans pli sur une feuille de liège sur laquelle sont tracées deux lignes parallèles écartées de 25 pouces (63 cm) et de minces bandes de ruban adhésif sont collées sur la pellicule pour marquer la position des lignes. Ces bandes sont placées perpendiculairement au sens du retrait mesuré. La pellicule est alors découpée en bandes d'échantillon de 2 1/2 pouces (6,3 cm) de largeur, suivant la direction à mesurer.
Les distances entre les bandes de marquage sur chaque bande de pellicule sont alors mesurées avec précision. Les échantillons sont attachés à une extrémité d'un châssis qui est placé dans l'étuve entre des grilles en métal léger qui limitent leur déplacement dans l'étuve. Après 1 minute, les bandes de pellicule sont retirées et leur longueur est mesurée à nouveau.
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EXEMPLE 2.
On transforme du polypropylène (préparé en présence d'hydrogène, d'un indice d'écoulement à l'état fondu entre 30 et 45 avec une charge de 10 kg à 190 C) en une pellicule par le procédé décrit dans l'exemple I suivant le procédé et à l'aide de l'appareil décrit dans la demande de brevet anglais n 27439/61. Les chiffres donnés au tableau 2 sont obtenus pour des pellicules d'une épaisseur finale de 0,00045 pouce (0,011mm), la température après l'étirage achevé à grande vitesse étant d'environ 300 C et à faible vitesse à environ 80 C. L'indice d'écoulement à l'état fondu du polypropylène achevé grande vitesse est environ 100 C et à faible vitesse environ 80 C. L'indice d'écoulement à l'état fondu du polypropylène de la pellicule obtenue est d'environ 90.
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TABLEAU 2.
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Les essais témoins a - c correspondent à de faibles charges en cerceau au goulot et à plein diamètre et on observe de faibles retraits. Les essais témoins d et e sont effectués avec charge en cerceau élevée à plein diamètre mais faible au goulot et donnent des retrai-ts inférieurs au taux normalement obtenu suivant l'inven- tion ; on notera que le taux d'étirage est supérieur à la limite su- périeure préférée de 7,0 : 1.
Les expériences 1 à 4 montrent que les retraits les plus élevés sont obtenus avec les taux d'étirage les plus faibles la pellicule des expériences a une résistance à la traction à la rupture.d'au moins 25.000 livres/pouce carré (1757 kg/cm2) dans tous les sens et son embu oyen est inférieur à 10% mesuré suivant l'exemple I.
D'autres expériences sont effectuées de la même manière que ci-dessus, mais l'épaisseur de la pellicule finale est de 0,00075 pouce (0,019 mm) tandis une le taux d'étirage transversal est de 6 :1 le taux d'étirage dans le sens machine est comme indiqué au tableau 3. Le diamètre du tube extrudé est de 0,027 pouce (0,68 mm). Un manchon d'étanchéité entoure le tube immédia- tement après qu'il a atteint son plein-diamètre. Dans des condi- tions d'équilibre, la température de la pellicule immédiatement en dessous du manchon est mesurée pour obtenir une indication de la température au moment où la pellicule cesse de s'étirer. La vitesse du tube extrudé est de 8 pieds/minute (2,4 m/min).
La température à laquelle l'étirage est achevé est comprise entre 80 et 100 C, mesurée par un thermocouple de contact.
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TABLEAU 3
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<tb> Expé- <SEP> Charge <SEP> en <SEP> cerceau <SEP> Rétrécissement <SEP> Taux <SEP> d'étirage
<tb> riences <SEP> au <SEP> goulot <SEP> à <SEP> plein <SEP> dia- <SEP> à <SEP> 120 C <SEP> dans <SEP> le <SEP> sens
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<tb> 5 <SEP> 20,1 <SEP> 4.350 <SEP> 7,0 <SEP> 14,7 <SEP> 21,7 <SEP> 6,5:1
<tb> 6 <SEP> 24,3 <SEP> 5. <SEP> 180 <SEP> 8,6 <SEP> 18,1 <SEP> 26,7 <SEP> 6,5 <SEP> :1
<tb> 7 <SEP> 28,2 <SEP> 6.100 <SEP> 8,8 <SEP> 19,5 <SEP> 28,3 <SEP> 6,5 <SEP> :1
<tb> 8 <SEP> 20,1 <SEP> 4.800 <SEP> 6,6 <SEP> 14,5 <SEP> 21,1 <SEP> 6,0:
1
<tb> 9 <SEP> 23,2 <SEP> 5.400 <SEP> 8,4 <SEP> 18,7 <SEP> 27,1 <SEP> 6,0 <SEP> :1
<tb> 10 <SEP> 28,2 <SEP> 6.600 <SEP> 8,6 <SEP> 19,0 <SEP> 27,6 <SEP> 6,0 <SEP> :1
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La pellicule fabriquée suivant ces expériences a une téna- cité à la rupture dans tous les sens supérieure à 25.000 livres/pou- ce carré (1757 kg/cm2) et un embu moyen inférieur à 10% EXEMPLE 3
On prépare du polythène linéaire susceptible d'être rendu cristallin à un degré élevé (densité = 0,95, "Hi-Fax" 1400E vendu par Hercules Powder Company) par le procédé décrit dans l'exemple 1 en utilisant l'appareil représenté au dessin annexé (les rampes 9 ne servant qu'à l'air de refroidissement).
La pellicule est gonflée avec un taux d'étirage dans le sens longitudinal de 7 :1 un taux d'étirage transversal de 8,3:1 et une fois gonflée à 0,00047 pouce f (0,012 mm) d'épaisseur. La charge en cerceau immédiatement avant que le gonflage commence (c'est-à-dire au goulot), est de 10,4 livres/pouce carré (0,72 kg/cm2) et dans la pellicule gonflée, de 5. 000 livres/pouce carré (351 kg/cm2) .
La pellicule possède les propriétés suivantes :
Résistance à la traction dans le sens longitudinal 18.000 livres/pouce carré (1195 kg/cm2)
Résistance à la traction dans le sens transversal 22. 000 livres/pouce carré (1546 kg/cm2)
Rétrécissement (à 100 C pendant 1 minute) dans le sens longitudinal 12,6
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Rétrécissement (à 100 0 C P e TI d a TI t
1 minute) dans le sens transversal 17,4% Rétrécissement en superficie ( à 100 C pendant 30% 1 minute)
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Les pellicules fabriquées suivant l'un ou l'autre de ces exemples peuvent, si on le désire,
être thermo-fixées pour ré- duire leur rétrécissement à chaud dans le cas bien entendu où le but principal de l'invention est de produire une pellicule ayant une résistance à la traction élevée combinée à la stabilité ther- mique. Des pellicules de polypropylène peuvent être thermo-fixées à 120 - 160 C et le polythène linéaire à 80 - 120 C en permettant le rétrécissement ou en s'y opposant, suivant le cas.
Les pellicules suivant l'invention peuvent également être étirées à nouveau dans le sens longitudinal pour augmenter la résis- tance à la traction dans ce sens avec rétrécissement dans le sens transversal si on le désire. Une température appropriée pour cet étirage est comprise entre 30 et 5 C en- dessous du point de fu- sion du polymère.
Les pellicules de l'invention, qu'elles soient orientées uniformément dans les deux sens ou non, peuvent être utilisées pour la plupart des applications pour lesquelles les pellicules de polythène, d'ester de cellulose ou de téréphtalate de poly- éthylène ont été utilisées, particulièrement par suite de la résistance élevée à la traction et la grande transparence qu'elles présentent normalement; elles peuvent être employées en épaisseurs comprises entre 0,00025 pouce et 0,01 pouce (0,006 - 0,26 mm).
Par exemple, des pellicules non revêtues peuvent être utilisées pour les applications d'emballage suivantes : emballage extérieur, confection de sacs, sachets, emballage à torsion, sacs fermés par un adhésif, paquets stérilisables, paquets pouvant être rassemblés en balles, stratifiés et capuchons pour bouchons de bouteilles.
Les pellicules d'emballage revêtues peuvent être utilisées pour l'emballage extérieur, la confection de sacs, la stratification, pour les caquets pouvant être réunis en balles et les capuchons, de bouchons de bouteilles. Plus particulièrement, qu'elles soient revêtues ou non, les pellicules peuvent être utilisées pour l'emballage général de produits alimentaires, de
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poudres de savon, cigares, cigarettes, tabac ou la pipe, cirant, matières textiles, pièces de machine baissées ou non traitées, quincaillerie, cadeaux, etc. ;
l'emballage d'objets à stériliser tels que médicaments, produits pharmaceutiques, instruments, p:oduits chimiques, gaze, pansements, etc. et emballage de pro- duits alimentaires qui peuvent être chauffés dans l'emballage et conservés.
En particulier, la pellicule rétrécissable suivant l'invention peut être utilisée pour l'emballage avec rétrécissement et les applications d'emballage à rétrécissement.
D'autres applications sont dans le domaine électrique , notamment les bobinages de résistance, l'isolation des transformateurs, le garnissage des fentes, les rubans électriques et les rubans isolants et les raccords de câbles.
D'autres applications électriques sont notamment de petits bobinages sous la forme de stratifiés métalliques pour les appareilsde téléphone et de radio, l'isolation primaire des fils thermopésistants, les rubans isolants au mica, c'est-à-dire des feuilles de mica stratifiées entre des couches de pellicules, de petits condensateurs, par exemple comprenant des feuillards métalliques stratifiés sur des pellicules ou utilisant des pellicules métallisées sous vide, fils électriques résistant aux intempéries tels qu'un conducteur entouré de pellicule et revêtus d'asphalte , de couches protectrices pour des tuyaux submergés afin de les protéger contre les courants vagabonds et des stratifications sur papier pour améliorer la résistance diélectrique du papier et d'autres matières en feuilles.
On peut les employer pour des disons, rubans, rubans magnétiques pour l'enregistrement du son, comme ruban sonore ou vidéo pour les applications générales ou pour les machines à calculer, particulièrement les rubans fabriqués à partir de pellicules orientées dans les deux sens,lais de façon asynétri-
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que, présentant leur plus grande r'sistanee et leur oins grande orientation dans le sens lonitdiral.
On peut les employer pour dos rubans a-:"1'::if's, des rubans de chines écrire, des fils te: ti 7¯ s, des ballons sondes, des courroies de transporteurs, des ctuverturep de livres, course aent de démoulage dans les procédé? due eut co::e feuilles ce séparation pour la stratification - basse pression, pour le repoussage a chaud de feuilles rinces. 0 couche? nour la culture, pour les vitrages de serres, pour l'iJl."til)!1 et pour les vitrages et l'isolation en général, par exe pie, comme emballages protecteurs pour les sacs et balles delaine de roche
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pour l'isolation, comme chapes et recouvrements du bf'to-.., C'J,71,.e couvertures temporaires dans la construction, pour le? 'nraux aco'2stiC:
11ES et le calfeutrage de tuyaux, par exemple, 1 couche extérieure ou intérieure de tuyaux (le t-ut type, particulier 3..ent de tuyaux en matière plartiaue. On peut i.apri:Pr ou telnire ces pellicules, et elles peuvent être stratifiées sur du verre et d'autres pellicules telles '1'le le ,;0l'It:-.0"1e. le t4rv.jht.j-l ;## te de polyéth,'19!19, le chlorure de polyvinyle, et les cop01':']res calorire de vinylidëne ou chlorure de vinyle ou sur des ,:::a ti :,res plastiques en général et sur des caoutchoucs.
En particulier, on peut les employer co7qiiz- couches intercalaires dans la fabr=c4t¯r de verre de sécurité, par exemple comme couche intercalaire pour stratifier du verre sur du verre ou du verre sur du poly/néthyl- méthacrylate ; cotise fenêtres pour récipients et enveloppes, comme boîtes transparentes, pour le doublage de récipients et de capsulas
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de bouteilles et en stratification avec des feuillards rnstaninues pour obtenir des effets métalliques dans les tissus, en stratifica- tion avec le bois, le papier ou les tissus, pour des images et tableaux, des couvertures de livres et des plaques de propreté pour
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commutateurs électriques, cornue papiers peinte sus forte trans- parente, pigmentée ou imprimée ;
dans la confection de chapeaux, par exemple sous forme de trespes ; soit seules, soitstratifiées
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sur une autre pellicule de couleur différente ; en emballage pour cigarettes, en rubans sensibles à la pression, en rubans adhésifs et en rubans métriques transparents, particulièrement lorsqu'il s'agit de pellicules eirées asymétriquement.
On peut également les employer au bureau de dessin, par exemple toile à calquer après dépolissage au jet de sable ou autre traitement abrasif, et pour les arts graphiques et co:.; e pellicules photographiques pour la photographie en noir et blanc et en couleurs.
Les applications diverses suivantes peuvent être également mentionnées: liant plastique pour renforcer des tissus non tissés, produite de remplacement des tissus pour les sacs vêtements, les couvre-épaules, etc.; tubes pour remplacer des tubes métalliques dans diverses applications ; dispositifs protecteurs tels que écrans protecteurs pour le visage.
Lunettes protectrices et analogues,pellicules de base pour la métallisation nar dépôt sous vide, par dépôt cathodique et autres procédés ; câbles ou courroies fabriqués par torsion et/ou tressage de rubans ou de filaments ; applications bactériostatiques, pour s'opposer au développement des moisissures du mildiou ou des bactéries ; barrières contre la diffusion des gaz, par exemple barrières contre la diffusion du dichlorodifluorométhane provenantde systoles réfrigérants; feuilles de base pour l'étirage ou le façonnage en creux, par exemple pour façonner des feuilles en forme de récipients, de plats, d'assiettes et autres articles semblables;
stratification croisée de pellicules étirées dans un sens utilisant un adhésif pimenté ou coloré, les stratifiés étant utilisés pour des stores, tentes, bâches et d'autres applications spécifiques diverses telles que cartes à jouer, cartes de voeux, capsules pour bouteilles à lait, chalumeaux, rubans à nouer, toiles à calquer, plats de présentation et de pique-nique, dispositifs de protection contre les gaz résiduaires, à jeter après usage, housses pour vitrines, tapis de sol pour tentes, fenêtres et écrans pour tentes et voi-
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tures automob les, cartes imprimées, monogrammes et graphiques, ombrelles, parapluies, imperméables, classeurs, sacs pour réfrigérateurs, blagues à tabac, couvercles de fûts, capotes de voitures décapotables,
housses pour voitures, pour l'expédition et 1' emmagasinage, rubans de téléscripteurs, emballage protecteur pour ampoules "flash", capsules de bouteilles et persiennes, bandes rétrécissables à chaud appliquées sous la forme de pellicules rétrécissables à chaud suivant l'invention.
On peut également les employer comme bases pour des articles abrasifs, tels que papier de sable et papier émeri, après les avoir revêtues d'une couche adhésive contenant l'abrasif.