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Lu présente invention est relative à lu fabrication d'articles ou objets en matière plastique. Elle concerne, plus particulièrement, un procédé et un appareil pour Ici production d'articles ou objets-à couches multiples.
Il est souvent souhaitable de fabriquer des feuilles et des pellicules en résine synthétique, dont les divers cons- tituants se présentent sous forme de couches appliquées l'une sur l'autre, pour obtenir des caractéristiques intéres- santes. De nombreux procèdes et de nombreuses techniques ont été utilisés, notamment 1a fabrication de feuilles ou pellicules individuelles et le collage de ces feuilles l'une sur l'autre à l'aide d'adhésifs ou en utilisant une des couches comme adhésif à l'état fondu. En général, ces tech- niques prennent du temps et sont coûteuses, tandis qu'elles ne permettent pas, sinon au prix de certaines difficultés, de conférer aux diverses couches des produits stratifiés des épaisseurs choisies.
Ainsi, lorsque plusieurs couches sont obtenues en faisant adhérer deux ou plus de deux feuilles l'une à loutre, on doit obtenir d'abord des feuilles d'é- paisseur voulue et les coller ensuite l'une à l'autre. der- tains produits stratifiés sont formés par extrusion simul- tanée de matières plastiques différentes, pour former un ensemble à 2, 3, 4 et même 5 couches Une telle pellicule à couches multiples s'obtient en utilisant un appareil qui comporte au moins un orifice d'alimentation pour chaque couche présente donsla pellicule obtenue.
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Pour obtenir une pellicule comportant un grand nombre de couches, par exemple 100 ou 1000 coeches, les problèmes mécaniques et les frais sont habituellement considérés comme prohibitifs.
Le! présente invention concerne un procède et un appareil pour la fabrication de pellicules composites à cou- ches multiples en résine thermoplastique, appareil dans le- quel le nombre d'orifices d'alimentation est sensiblement inférieur au nombre de couches que comporte la pellicule ob- tenue,. L'invention concerne également les produits obtenus de cette manière, en particulier les' pellicules à couches multiples en résine tjhermoplastique qui ont un aspect irisé ou iridescent et qui peuvent être utilisées comme telles ou ; être incorporées à d'autres matières.
Le procédé suivant la présente invention comprend les phases consistant à réunir divers courants distincts en un seul courant principal,de manière à former un courant composite de matières résineuses thermoplastiques à l'état plastifié à ch.:ud, à déformer le courant, de manière à obtenir un second courant de matière résineuse thermoplas- tique plastifiée, à chaud contenant un nombre de couches do matières résineuses thermoplastiques différentes à l'état plastifie à chaud supérieur au nombre de couches du courant composite, et enfin à conférer au courant une forme désirée ayant au moins une surf;
ce principale dans laquelle les couches du courant s'étendant, de manière générale, paral- lèlement à cette surface principale.
Dans une, forme de réalisation particulière de ce pro- cédé, on réunit les courants distincts en un seul courant
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on divise ce courant principal principal/en une série de courants partiels ayant chacun, en section transversale,un axe principal et un axe secondaire et. en déplace au moins un courant partiel par rapport à un courant partiel adjacent, tout en modifiant la section trans- versale, de manière à renverser l'axe principal et l'axe secondaire de cette section, tandis que l'on maintient l'aire de la section transversale des courants partiels constante.
Le procédé suivant l'invention convient aussi pour résoudre desproblèmes qui se posent avec des matières expansées ou sous forme de mousse. De nombreuses matières résineuses thermoplastiquessynthétiques expansées sont dé- pourvues d'une résistance physique élevée à une densité apparente relativement faible. Elles sont fréquemment utili- sées comme noyaux dans des produits stratifiés et elles sont parfois employées aussi comme éléments de structure. On constate fréquemment que de nombreuses matières plastiques expansées intéressantes au point de vue économique ne convi- ennent pas pour être utilisées comme éléments structurels, dans des applications où elles sont soumises à des vibrations, à des chocs et à des solliciatations analogues.
De nombreuses feuilles en matière plastique expansée doivent être fixées à l'aide d'adhésifs ou en utilisant des techniques analogues dans lesquelles la charge est rérartie sur une surface relativement étendue. Lorsque des panneaux en matière plas- tique expansée sont utilisés comme éléments st ructurels ou éléments de construction , il arrive souvent qu'une défor- mation horizontale par cisaillement soit une cause sérieuse de défaillance des panneaux. Ce phénomène parait associé à la grandeur des pores de la mousse et à l'épaisseur du pannemn.
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Il arrive souvent que ces matières plastiques expansées se perforent aisément, tandis que l'on constate fréquemment que ces matières plastiques se délitent et se désagrègent.
Lorsqu'elles sont soumises à des sollicitations indues, ces matières plastiques expansées présentent fréquemment des crevasses ou fissures qui- se propagent rapidement pour rendre l'élément déficient.
Ces problèmes sont résolus grâce au procédé suivant la présente invention qui consiste à extruder une série de courants plastifiés à chaud d'une matière résineuse therme- plastique nen expansible et une série de courants plastifiés à chaud d'une matière résineuse thermoplastique expansible, de façon que ces courants alternent et soient généralement parallèles l'un à l'autre,- suivant une configuration telle que l'on obtienne un courant principal comprenant une série de couches sensiblement parallèles de matière résineuse thermoplastique expansible plastifiée à chaud et de matière résineuse thermoplastique non expansible plastifiée à chaud, à libérer 'la .courant composite de la configuration 'précitée;
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et à provoquer l'expansion de 1''.. .:'tinrc 0xpal'triiiblu
L'invention englobe également les articles eu objets pouvant être obtenus par le procédé décrit ci-dessus.
Une ferme de réalisation avantageuse de l'invention est constituée par un corps en résine thermoplastique compor- tant au moins cinq couches, le nombre de couches de matières résineuses n'étant, de préférence, pas inférieur à 10, tandis que les couches adjacentes et centigües sont constituées de matières résineuses différentes et que les couches adjacentes sont liées l'une à l'autre, au moins 50 % de ces couches ayant une épaisseur comprise entre environ 10 micrens et
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environ 0,025 cm et les couches étant, de manière générale, parallèles l'une à l'autre.
Un objet ou article particulier suivant l'invention est constitué'par un corpa en résine thermoplastique, compor- tant au moins environ 10 couches en matière résineuse, les couches adjacentes contiües étant formées de matières rési- neuses différentes et au moins 20 % de ces couches ayant une épaisseur comprise entre environ 0,05 micron et environ 5 microns et, de préférence, entre environ 0,05 micron et environ 1 micron, pour obtenir des effets iridescents maxi- ma , les couchas formant la proportion de 20 % susdites étant disposées entièrement dans le corps précité.
Un autre article ou objet suivant-la présente invention est constitué par un corps cellulaire expansible en résine thermoplastique comprenant au moins 5 couches, et, de pré- férence, de .10 à 1000 couches environ, les couches étant -liées l'une à l'autre et les couches alternantes étant cons- tituées d'une pellicule en résine thermoplastiques solide ayant une épaisseur comprise entre environ 10 microns et environ 0,025 cm, tandis que les couches restantes sont constituées d'une matière résineuse thermoplastique cellu- laire expansée, las diverses couches étant de manière générale parallèles l'une à l'autre,
L'invention concerne aussi un appareil pour la fabrica- tien d'un article ou objet¯composite, cet appareil comprenant des moyens pour former au moins deux courants de matière rési- neuse thermoplastique plastifiée à chaud,
des moyens pour disposer mécaniquement ces deux courants de manière à ne for- mer qu'un seul courant comportant une série de couches géné- ralement parallèles l'une à l'autre, des moyens pour traiter
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mécaniquement le courant, de manière à obtenir un nombre accru de couches ainsi que des moyens peur donner au courant la forme ou configuration désirée dans laquelle plusieurs couches alternent l'une avec l'autre, les interfaces entre
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3 'C'OS8>llbJ e . les couches étant dans / parallèles à une forme prin- cipale de la forme ou configuration désirée.
L'invention concerne aussi un appareil comprenant un conduit pour amener un courant principal de matière à trans- sous forme d'un former/un.':courant à plusieurs couches, des moyens prévus dans ce conduit pour diviser le courant principal en un pre- mier courant de dérivation et un second courant de dérivation, des moyens prévus dans le conduit pour subdiviser simulta- nément le premier courant de dérivation en un premier et un
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secord courantB secondairoe dérivation et peur subdiviser le second courant de dérivation en un troisième et un quatri- ème courant secondaires de dérivation, des moyens prévus dans le conduit pour réunir directement le premier courant secon- daire de dérivation au troisième courant secondaire de déri-
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de cJ 8rive,
tion 'vation et le second courant secondaire au quatrième courant secondairede dérivation de manière à produire un premier et un second courants de dérivation modifiés qui constituent des courants composites, ainsi que des moyens pour réunir le premier et le second courants de dérivation modifiés, de manière à former un courant principal composite modifié, les moyens susdits étant construits et agencés, de façon à maintenir constante une section transversale des courants de dérivation dans le conduit.
Les dessins annexés au présent mémoire illustrent davan- tage l'invention. Dans ces dessins;
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la figure 1 est une vue schématique du procédé de l'appareil suivant l'invention; la figure 2 est une vue, dont certaines parties sont arrachées, d'une forme de réalisation d'un appareil suivant l'invention; la figure 3 est une vue en élévation de l'appareil montré à la figure 2, dont certaines parties sont également arrachées ; la figure 4 est un coupe transversale suivant la ligne 4-4 de l'appareil de la figure 2 la figure 5 est une coupe frogmentaire de l'agencement de l'orifice ou blcc d'alimentation de l'appareil représen- té aux figures 2 et 3; la figure 6 montre une autre forme de réalisation de l'invention, dans laquelle on fait usage d'une filière ' rotative;
les figures 6A, 6B et 6C sont des vues fragmentaires d'un bloc à orifice d'alimentation ou d'un collecteur ou. de' collecteurs de distribution convenant pour être utilisé dans l'appareil de la figure 6; la figure 6D est une coupe d'une autre de forme de réalisation de l'invention, dans laquelle plusieurs filaments sont enrobés dans un corps en matière.plastique; la figure 62 représente un produit utilisant l'agence- ment de l'orifice d'alimentation (le la figure 6D la figure 6F montre un autre agencement de l'orifice d'alimentation pouvant être utilisé avec la forme de réali- sation de la figure 6 ; les.'figures 7 et 8 sont deux vues d'une autre forme de réalisation de l'invention;
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la figure SA montre schématiquement le produit obtenu à l'aide de l'appareil des figures 7 et 8;
une la figure 9 est/coupe d'une variante de l'appareil de la figure 6; la figure 10 est une coupe schématique d'un produit obtenu à l'aide de la variante montrée à la figure 9; la figure 11 est une vue en bout partielle d'une pellicule iridescente à couches multiples suivant l'inven- tion ; la figure 12 montre schématiquement une feuille stra- tifiée expansée suivant la présente invention; la figure 13 montre schématiquement un appareil pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention; la figure 14 est une coupe fragmentaire d'une partie de l'appareil de la figure 13;
la figure 15 est une vue d'une partie d'un bloc de distribution montré à la figure 14; la figure 16.est une vue un perspective schématique d'une pièce de transition utilisée dans l'appareil montré à la figure 13 ; la figure 17 est une vue, dans laquelle certaines parties sont arrachées, d'un conduit producteur de courant à couches multiples suivant l'invention; la figure 18 est une vue en bout d'un dispositif de déviation de courant montré à la figure 17; les figures 19, 20, 21 et 22 sont des vues latérales du déflecteur de la figure 18;
la figure 23 est une vue en bout du déflecteur de la figure 18, lorsqu'on le regarde dans une direction faisant
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un angle de 1800 avec la direction sel'n laquelle ce déflec- teur apparaît à la figure 18; la figure 24 est une vue en perspective du déflecteur de la figure 18; la figure 25 est une vue en bout d'un déflecteur dans la sens opposé à celui du déflecteur des figures 18 à 24.
La figure 1 montre schématiquement un appareil de base suivant la présente invention. Cet appareil, qui est dési- gné de manière générale par la notation de référence 10 comprend, en combinaison, une première source 11de matière résineuse thermoplastique plastifiée à chaud, une seconde source 12 de salière résineuse thermoplastique plastifiée à chaud et, le cas échéant, une troisième source 13 de matière résineuse thermoplastique plastifiée à chaud, ainsi qu'un dispositif de combinaison 15 agencépour recevoir de la matière plastifiée à chaud des sources 11,12 et 13 et pour les disposer sous forme de couches adjacentes dans un courant,
un dispositif de multiplication de couches 16 cembiné au dispositif de combinaison 15 et dans lequel le courant de matière thermoplastique plastifiée à chaud est physiquement rearrangé, de façon à procurer au moins une augmentation apparente du nombre de couches-, une filière 17 agencée pour recevoir le courant venant du dispositif de multiplication de couches 16, cette filière étant agencée pour permettre un écoulement régulier et pour conférer au courant une frrme désirée. La nctation de référence 18 dési- gne un produit à plusieurs couches rbtenues dans l'appareil 10.
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Le$ figures 2 à 4 sont des vues, dans lesquelles cer- taines parties sont arrachéeb, d'une forme de réalisation de l'appareil suivant l'invention désignée, de manière générale, par la notation de référence 20. L'appareil 20 comprend, en combinaison, une première source 21 de matière résineuse thermoplastique plastifiée à chaud, une seconde source 22 de matière résineuse thermoplastique plastifiée à chaud et une troisième source 23 de matière résineuse tbermoplastique plastifiée à chaud, les sources 21, 22 et
23 communiquant avec un dispositif de répartition ou de mise en couches qui est désigné, de manière générale, par la notation de référence 25. Le dispositif de répartition ou but ion V de distri/ 25 comprend une enveloppe 27.
Cette enveloppe
27 délimite une première entrée de polymère 28 coopérant aveo la première source 21, une seconde entrée de polymère 29 coopérant avec la seconde source 22 et une troisième entrée
30 coopérant avec la troisième source 23. L'entrée 28 cem- munique avec un passage interne 32 se terminant à une certaine distance de l'entrée 28 par une chambre 34. L'enve- loppe 27 définit une chambre intérieure 37 de formation de couches, qui communique avec la chambre 34 par le passage
38. Le second passage 29 communique avec un passage 39 qui se termine par une chambre de distribution 40. La chambre
40 communique à son tour avec la chambre 37 par le passage
41. L'entrée 30 communique avec lu troisième passage 44 qui se termine, à son tour, par une chambre de distribution ou de répartition 45.
Cette chambre 45 communique avec la chambre de distribution 37 Par le passage 46. Un bine d'ali- mentation ou de formation de couches 49 est disposé dans la chambra 37. Dans ce bloc 49 sont ménagées plusieurs.tuver-
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tures désignées par les lettres A, B et 6, qui sont agencées de façon que les passages désignés par A communiquent avec la chambre 34,les passages désignés par B communiquent avec la chambre 40 et les passages désignés par C communiquent avec la chambre 45,
La figure 5 est une vue du bloc 49 illustrant les canaux ,A,B et 6, seule l'enveloppe 27 étant montrée en coupe suivant la ligne 5-5 de la figure.2, La chambre 37 se termine par un orifice généralement rectangulaire 51 qui se trouve à une certaine distance: des passages 38, 41 et 46,.
Au voisinage de l'enveloppe 27 se trouve une pièce detransi- tion 55 qui sert à donne!. une ferme détermirtéaux courants de matière plastique. La pièce de transition 55 délimite un passage intérieur 56 présentant une première extrémité 57 et une seconde extrémité 58. La première extrémité 57 du passage 56 présente une sectior transversale qui correspond sensiblement à celle de l'orifice ou de la fente 51.Dans l'extrémité de l'enveloppe 55 se trouve l'extrémité de de mauière passage 57 qui .se raccorde / étanche à l'enveloppe 27.
La section transversale du passage 6 présente une frme allant de celle d'une fente allongée à la première extrémité 57 à celle d'une fente sensiblement rectangulaire à la seconde extrémité 58, La section transversale du passage 56 présente avantageusement une surface constante, Un dispositif de multiplication de couches 60 est disposé au voisinage de la place de transition 55. Le dispositif de multiplication de couches 60 comprend une première 'enveloppe 61 et une seconde enveloppe 62.
L'enveloppe 61 délimite un passage intérieur 63 de forme générale, rectangulaire
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L'enveloppe 62 délimite un passage intérieur 64 de section dans l'ensemble raccord transversale généralement rectangulaire/ L'enveoppe 61 se/ de façon étanche à l'enveloppe 55 au voisinage de la seconde extrémité 58 du passage 56, de façon que le passage
63 communique pleinement avec la seconde extrémité 58 du passage 56, L'enveloppe 62 se raccorde de façon étanche à l'enveloppe 61, de façon que les passages 63 et 64 soient sensiblement coaxiaux, Un dispositif de division et de recombinaison de coulants qui augmente le nombre de couches dans un courant, est disposé dans le passage 63,
tandis qu'un dispositif similaire de division et de recombinaisen de courante 67 est disposé dans le passage 64. Le fonction- nement de ces dispositifs de division et de recombinaison de courants est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'
Amérique n 3.051.453. La figure 4 est une coupe suivant la ligne 4-4 de la figure 2. La section de multiplication 60 présente une première extrémité 69 et une seconde extrémité ou extrémité terminale 70 présentant une ouverture d'entrée
71 et une ouverture de sortie 72. Une pièce de transition cu section de façonnage 75 est disposée au voisinage de la seconde extrémité 70 de la section ou partie 60 de façonnage,
La pièce de transition 75 comprend une enveloppe 76 dans laquelle est ménagéun passage intérieur 77.
L'enveloppe 76 de façon étanche est raccordée- à la seconde extrémité 70 de l'enveloppe 60,
Le passage 77 présente une première ouverture 79 dont la section transversale' correspond à celle de l'ouverture 72,
Le passage 77 se termine par une seconde extrémité ou ouver- ture 80 ayant généralement la forme d'une fente. Le passage
77 présente avantageusement une section transversale cons- tante, mais cette section transversale passe à une forme'
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sensiblement carrée 79 à la forme de fente allongée 80.Une filière 85 de formation d'une feuille est disposée, de de la façon étanche .manière à être raccordée/à la seconde extrémité 80 du passage
77 de la pièce de transition 75.
Cette filière 85 délimite un passage intérieur 86 qui cammunique avec la seconde extré- mité 80 du passage 77 et se termine à une certaine distance de cette extrémité par l'orifice d'extrusion 87 délimite par la lèvre fixe 88 et par la lèvre réglable 89 de la fili- de la position vère. Le réglage/de la lèvre réglable 89 de la filière se fait à l'aide de vis 90.
L'appareil suivant la présente invention représenté aux figures 2 à 5 fonctionne comme suit. Une matière résineuse thermpoplastique plastifiée à chaud est fournie aux chambres
34, 40 et 44. De la chambre 44, le polymère A est extrudé sous forme d'une série de bandes par les ouvertures désignées par A. Une série de bandes minces du polymère B sortent des fentes au ouvertures désignées par B et le polymère C est extrudé par les fentes ou ouvertures désignées par C. Ainsi, des ensembles de couches ou bandes ABC ABC ABC ABC ... entrent dans l'ouverture 51 de la pièce de transition 5.
A l'entrée 51 de cette pièce de transition 55, le courant est constitué d'une série de.courants juxtaposés de matières thermoplastiques résineuses plasitifées à chaud, courants dans lesquels les matières s'étendent d'une surface principale à la surface opposée du courant , Lorsque ce courant formé de plusieurs couches passe dans le passage 56 de la pièce de transition 55, la largeur de la feuille diminue et son épaisseur augmente, jusqu'à ce que le oourant présente une sectian transversale sensiblement carrée à la sortie 58.
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Les parties du courant conservent leur position relative l'une par rapport à l'autre et aucune rctatien des couches, du courant n'a lieu. En passant dans la section de multipli- cation 60, le courant est divisé et recombiné, de manière à former un courant qui entre dans le passage 77 de la-pièce de transition 75 et comprrte environ 4 x plus de couches que celui qui est entré dans la section de multiplication.
La pièce de transition 75 refaçnne le courant sensiblement carré ressortant de la section de multiplication 60, de façon à étendre ce courant dans une direction parallèle aux surfaces principales des couches du courant, celui-ci étant finalement extrudé par la filière 85, de manaère à former une mince feuille ou pellicule. Ainsi, dans la forme de réalisation particulière qui vient d'être décrite, le nombre de couches dont la pellicule extrudée est constituée est environ 4 x supérieure au nombre d'orifices d'alimentation utilisés. Le nombre de couches est facilement augmenté, en augmentant le nnmbre de sections de multiplication, telles que les sections 61 et 62.
La figure 6 montre une autre forme de réalisation d'un appareil.suivant l'invention désigné par la notation de référence 100, Cet appareil 100 comprend, en combinaison, une première- source de polymère 101 qui fournit un courant A, une seconde source de polymère 102 qui fournit un courant B et une troisième source de polymère 103 qui fournit un courant C. Les sources 101, 102 et 103 coopèrent avec une section de distribution ou de répartition de polymère dési- gnée, de manière générale, par la natation de référence 106, La section 106 comporte une envelpe 108 constituée de
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sections 108a, 108b et 108c. L'enveloppe108 délimite une de forme cavité générale toroïdale uu annulaire 109.
Au voisi- nage de la source de polymère 109, une ouverture 110 est ménagea dans l'enveloppe 108. L'ouverture 110 communique avec la chambre dé forme générale toroïdale 109 par un passage 112. Au voisinage de la cavité ou du passage annu- laire 109 ne trouve un bloc d'alimentation 114 comportant une première partie 114a et une seconde partif 114b. Les parties 114a et 114b sont. assemblées, de mantère à former une série de fentes ou pass ges 115 qui s'étendent, de manière générale, en direction radiale sur tute l'étendue du bloc 114, la partie périphérique extérieure des fentes de forme 'communiquant avec la chambre/générale toroïdale 109..
Une seconde série de fentes radiales 116 est prévue dans le bloc de distribution 114. Les fentes 116 se terminent par des ouvertures adjacentes aux extrémités intérieures ouver- tes des fentes 115 et communiquent avec un c8té de bloc de distribution 114 par une série de passages 117 ménagés dans la partie annulaire 114a. Entre les fentes 115 et 116 sont . également'espacées plusieurs fentes 118, dont la forme correspond généralement à celle des fentes 116, mais qui communiquent avec la partie extérieure de la section annu- laire 114b. par les passages- 1 19. La confi- guration des fentes apparaît clairement dans la vue fragmen- taire de la figure 6A. qui est une coupe suivant la ligne
A-A de la figure 6. La figure 6A montre clairement les rela- tions existant entre les fentes en question.
Le bles distri- buteur 114 délimite en combinaison avec l'enveloppe 108 une seconde chambre ou passage annulaire 122 qui communique avec les passages 119 fermés dans la moitié 114b du bloc distribu-
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Un passage 124 assure une communiquation entre la source de polymère 102 et le passage annulaire 122. Un troisième passage annulaire 125 est délimitédans l'enveloppe 108 par le bloc distributeur 114. La chambre 125 communique avec de forme V 1a source de palysère 103 par le passage 127. Un passage/ générale annulaire 130 est ménagé dans l'enveloppe 108 et communique aveo les parties des fentes ou passages 115,
116 et 118, qui se trouvent à une certaine distance des passages annulaires 109,122 et 125.
Le .passage 130 se transforme progressivement en un passage de forme généra- le annulaire, pour permettre un écoulement régulier de matière fluide dans le passage. La partie 108a de l'enve- loppe 108 délimite une cavité centrale 132 de forme généra- le : cylindrique. La cavité 132 est sensibleme.it coaxiale au passage 130, Dans le passage 132 est supporté, de manière à pouvoir tourner,un mandrin désigné, de. manière générale, par la notation de référence 135.. Le mandrin 135 comprend une partie 136 formant filière et une parti 137 formant le cerps du mandrin.
Un passage central 139 est également faisant communiquer sensiblement ménagé dans le mandrin 135 d'une extrémité à l'autre de .celui-ci. Un roulement 142 est monté dans la partie 108a de l'enveloppe 108 et coopère avec le corps 137 du mandrin et avec un épaulement 144 firme sur la partie 136 formant filière. Un second roulement 149 est monté partiellement dans l'enveloppe 108 et porte le cnrps 137 du mandrin. Le palier ou roulement 149 est maintenu en place par un dispo- sitif de retenue 150. Un engrenage ou dispositif analogue
152 est fixé au corps du mandrin 137 et coopère avec une source d'énergie telle que le piston 153. Les parties 108.b
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et 108c de l'enveloppe 108 délimitent. une cavité intérieure pour recevoir la. filière annulaire 158.
Cette cavité 158 est coaxiale au passage 130 et au mandrin 135. Dans cette cavité 158 est monté, de manière à pouvoir tourner, un élément de filière extérieur
160. L'élément de filière 160 est supporté dans la cavité
158 par un élément formant palier 161 et l'intégrité du passage annulaire 130 est maintenue par le joint 163 fixé rotatif V à l'élément 160 et en contact/, de manière étanche, avec la engrenage V partie 108b de l'enveloppe 108. Un annulaire 165 est fixé rigidement à l'élément 160 et tourne mu par une source d'énergie ou un pignon 168 monté,de manière à pouvoir tourner, dans la partie 108c de l'enveloppe 108.
L'élément 160 forme, en coopération avec la partie 136 l'ori- fice d'extrusion annulaire 169. L'appareil suivant l'inven- tion illustré aux figures 6 et 6A fonctionne comme suit.
Les polyméres ou matières thermoplastiques suivent les trajets indiqués par les flèches. Ainsi, le polymère A entre dans le passage 112 et s'écoule dans la chambre annulaire
109 et autour de cette chambre, en passant par les passages
115 et par l'orifice annulaire 130. Le polymère B venant de la source 102 passe par le passage 124, par la chambre annulaire 122, par les passages 119 et les fentes radiales 118, puis par le passage annulaire 130. Le polymère C venant de la source'103 est amené par le passage 127 dans la chambre annulaire 125, d'où il est amené dans les fentes radiales
116 et dans le passage annulaire 130.
Lorsqu'on utilise l'agencement d orifice d'alimentation qui est montré à la figure 6A, le courant qui s'écoule dans le passage annu- laire 130 au voisinage de l'orifice d'alimentation, c'est- à-dire dans la partie fixe des passages, comprend une série
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de couches radiales composées des polymères ABC, ABC, ABC.
En entrant dans la partie du passage annulaire 13C délimitée par la partie 136 du mandrin 135 et la partie extérieure 160, les diverses couches radiales sont transformées en couches hélicoïdales, lorsqu'une différence existe entre la vitesse de rotation du mandrin 135 et celle de la partie extérieure 160 de la filière. On préfère que la partie extérieure 160 et le mandrin 135 tournent dans des sens opposés, pour obtenir une spirale maximale peur une durée de séjour minimale dans le passage annulaire 130.
Le produit obtenu à la sortie de l'orifice d'extrusien 169 est censti- tué par un tube à couches multiples, comportant une série de constituants disposés en spiralet s'étendant de la surface intérieure à la surface extérieure, la configuration en spirale étant déterminée par la vitesse linéaire de passage de la matière dans la partie animée d'un mouvement de rotation du passage 130 et par les vitesses de rotation de la partie extérieure 160 de la filière et du mandrin 135.
La figure 6B montre une autre forme de réalidation d'un bloc de distribution ou d'alimentation 114' comprenant une première moitié 114'a et une seconde moitié 114'b avec des fentes radiales 115' s'étendant entre les fentes radiales 118' et le passage 119'. Entre les fentes adjacentes 118' s'étendent alternativement les fentes 115' et les fentes 116' ainsi que les passages 117'..
Les lettres A, B et C indiquent à la figure 6B la matière polymère qui entrerait dans les fentes particulières et quitteraient celles-ci, si la bloc de distribution de la figure 6B remplaçait le bloc de distribution 114 des figures 6 et 6A, Ainsi,lorsqu'on
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utilise le bloc de distribution représenté à la figure 6B, le tube obtenu comprendrait des couches en spirale formées successivement de ABCB, ABCB, ABCB .... Cette forme de réalisation est particulièrement avantageuse, lorsque la couche B favorise ou empêche l'adhérence des couches A et 0, selon le phénomène qui est désiré.
La figure 60 montre une autre forme de réalisation d'une bague de distribution 114". La vue représentée 4 la figure 60 est prise radialement vers l'extérieur à partir du centre. Le bloc de distribution 114" comporte une série de tubes creux radiaux 121,
La figure 6D montre la bague 144"' en coupe, cette vue montrant la relation entre cette bague et les passages annulaires ménagés dans l'enveloppe, le polymère A passant dans les tubes 121, tandis que la chambre 122 est alimentée en polymère B et la chambre 125 en polymère C.
Le produit obtenu désigné par la notation de référence 180 est schématisé à la figure 6E. Ce produit est constitué par une tube comportant une couche extérieure 181 en poly- mère B contenant des filaments en hélice 182 de polymère A et une couche intérieure 183 de polymère C contenant, des filaments en hélice de polymère A. Cette configuration est obtenue, lorsque la partie 160 de la filière et le mandrin 135 tournent dans des sens opposés.
La figure 6F montre, en coupe transversale, une autre forme de réalisation d'un bloc de distribution 114"', dans lequel des passages radiaux 115"' sont proportionnels à la largeur de la fente annulaire 130, les fentes 118"' étant sensiblement plus étrcites, Grâce à un tel agencement, un polymère B entrant dans le passage 119'" est enrobé et est
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évacué, par la fente 118"'.
La figure 7 montre une variante de l'appareil représenté à la figure 6, variante désignée, de manière générale, par la notation de référence 190. L'appareil 190 comprend, en combinaison, une enveloppe désignée, de manière générale, par la notation de référence 191, cette enveloppe 191 comportant
3 parties 191a, 191b et 191c raccordées l'une à l'autre de manière étanche. L'enveloppe 191 présente une cavité intérieure désignée, de manière générale, par la notation de référence
193, cavité dans laquelle se trouve un mandrin rotatif 195.
Dans l'enveloppe 191 se trouve un bloc de distribution 196 qui est identique au bloc de distribution 114 de la figure 6;
Des cavités 197, 198 et 199 &ont prévues pour recevoir les polymères A, B et 2 respectivement de sources 201, 202 et 203.' . Le bloc de distribution 196 décharge des couches de matière de forme polymère dans un passage%générale annulaire 199, de la même manière que le bloc 114 de la figure 6,- Dans les parties
191b et 191c de l'enveloppe 191 est montée une pièce rota- tive 205 formant filière qui délimite avec le mandrin 195 le passage annulaire 207. Une filière désignée, de manière de. façon étanche.
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1 générale. par la ntat1on de référence 210 est raccordee/a la partie 191c de l'enveloppe 191 et est agencée pour rece- voir la matière polymère venant du passage 199. L'enveloppe
210délimite un passage intérieur 212 présentant une extrémité d'entrée 213 et une extrémité de décharge 214. Le mandrin donne 0. l'extrémité d'entrée du
195 avec la filière 210/ passage 213 une forme c8nique permettant un écoulement régulier. La partie terminale de la filière 210 comprend une lèvre fixe
216 et une lèvre réglable 217. Les lèvres 216 et 217 déli-
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nattent un orifice d'extrusi,sx 218..
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La figure 8 est une vue frontale de l'appareil de la figure 7, qui montre la relation qui existe entre l'enve- loppe 191 et la filière 210,
La figure 8A montre schématiquement, en coupe trans- versale exagérée, une feuille obtenue par utilisation de l'appareil des figures 7 et 8, La feuille est désignée par la notation de référence 220 et comprend une série de de couches polymère 221, 222 et 223 en forme de spirale al- longée,
La figure 9 montre schématiquement une autre forme de réalisation de l'invention utilisant des courant d'alimen- tation sensiblement identiques à ceux que l'on peut obte- nir avec l'appareil représenté à la figure 6 et les divers orifices d'alimentation des figures 6B, C, D et E.
L'appa- reil représenté à la figure 8 comprend une enveloppe désignée de manière générale, par la notation de référence 230 et comportant un canal d'alimentation 231 de forme générale annulaire, agencé pour recevoir un courant strié, comme dans les formes de réalisation des figures 6B, C, D et E.
Une filière extérieure rotative 232 est montée dans une cavité 233 de l'enveloppe 230. La filière 232 délimite une surface intérieure-conique 234 quidélimite un passage 236.
Ce passage 236 communique avec le passage 231 et son dia- mètre diminue à mesure que l'on s'éloigne du passage annu- laire 231. Le passage 236 se termine par une lèvre exté- rieure 238 se trouvant à une certaine distance du passage annulaire 231. Un mandrin rotatif 240 est monté dans le passage 236. Ce mandrin 240 présente une surface conique
242 s'étendant à une certaine distance de la surface 234
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et délimitant avec elle un passage annulaire conique 244.
Un passage axial 245 est ménagé dans le mandrin 240 et un objet cylindrique de forme allongée 246, tel qu'un câble,. un conduit ou un élément analogue, est disposé dans le pas- sage 245. Dans l'appareil représenté à la figure 9, un courant d'alimentation formé de plusieurs couches venant du passage 231 passe dans le passage conique 244, dans lequel les couches sont disposées en spirale, La matière vient en contact avec l'élément de forme allongée 246 qui dans le sens de la filche est retiré du passage 245; ainsi muni d'un revé- tement à plusieurs couches. Dans l'appareil de la figure 9, on peut aussi utiliser un mandrin plein et extruder une tige à couches 'en spirale..
La figure 10 est une vue schématique simplifiée en coupe transversale d'un article ou objet de forme allongée, tel que celui désigné par la notation de référence 246, dont la surface extérieure porte un revêtement 247 formé de plusieurs couches s'étendant en spirale,
La figure 11 est une vue d'extrémité partielle d'un article irisé ou iridescent suivant la présente inventif, désigné, de manière générale, par la notation de référence 250, Cet article 250 est constitué d'une pellicule irides- cente désignée, de manière générale, par la notation de référence 251, La pellicule 251 est formée d'une série de couches 253 de matière résineuse thermoplastique synthé- tique transparente, qui se trouvent entre une série de couches 254 de matière résineuse synthétique transpa- rente auxquelles elles adhèrent.
Une couche superficielle transparente 255 est collée à une couche adjacente 253. Les indices de réfraction des'matières résineuses thermoplastiques
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formant les couches 253 et 254 diffèrent d'au moins 0,03 environ. Une couche-d'adhésif sensible à la pression 257 est en contact avec la pellicule 251, du côté opposé à la surface 255. La couche d'adhésif sensible à la pression sert à faire adhérer la pellicule au support ou subs- trat 258.
La figure 12 montre schématiquement une partie d'une feuille expansée composite suivant 1'. invention, qui est désignée, de manière générale, par la notation de références 310.. La feuille expansée 310 comprend une première couche extérieure non expansée 312, une seconde couche extérieure , non expansée 313, une série de couches non expansées 314 qui sont sensiblement parallèles l'une à l'autre, une série, de couches expansées 316 séparées des couches adjacentes 316 par les couches non expansées 314. Chacune des couches' est collée aux couches adjacentes.
Une feuille telle que la feuille 310 s'obtient aisé- ment à l'aide d'un appareil tel que celui illustré à la figure 13. L'appareil de la figure 13, qui est désigné, de manière générale, par la notation de référence 320, comprend, en combinaison, un premier extrudeur 321 et un second extrudeur 322, un de ces extrudeurs étant agencé pour fournir une matière résineuse thermoplastique non expansible à l'état plastifié à chaud, tandis que l'autre extrudeur est agencé pour fournir une matière résineuse thermoplastique expansible à l'état plastifié à chaud. Un distributeur 323 est prévu pour recevoir les courants de matière plastifiée à chaud des extrudeurs 321 et 322 par les conduits 325 et 326 respectivement.
Le distributeur
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323 présente une euyerture de décharge 328 qui communique aveo une section, de transition/ cu de façonnage 327 présen. tant une première ouverture qui correspond, de manière générale, avec l'ouverture 328 du'distributeur 323. A une certaine distance de l'ouverture 328 de la section de transition ou de façonnage 327 se trouve une ouverture de décharge 329 dont l'axe principal est sensiblement perpen- diculaire à l'axe principal de l'ouverture 326, La pièce de transition 327 se présente, de manière générale, sous forme d'un tétraèdre permettant une écoulement régulier de la matière résineuse thermoplastique plastifiée à chaud sans rotation des veines du courant de matière.
A la sortie de l'ouverture 329 on obtint une feuille stratifiée 330, sensiblement identique à la feuille 310 de la figure 12.
La figure 14 est une coupe fragmentaire de l'appareil 320 de la figure i3, suivant la ligne 14-14, cette vue montrant la configuration intérieure du distributeur 323.
Le distributeur 323 présente une première cavité 333 en communication avec le conduit.325 venant de l'extrudeur 321, une seconde cavité 334 en communication avec le conduit 326 de l'extrudeur 322, un bloc de distribution 335 présen- tant une série de passages 336 et 337 alternant l'un avec l'autre, les passages 336 commun! quant avec le passage ou la cavité 333 et les passages 337 communiquant avec la cavité 334. Les passages 336 et 337 aboutissent, à une certaine distance des cavités 333 et 334, à un orifice de décharge 328.
La figure 15 est une vue frontale d'une partie du bloc distributeur 335 de la figure 14, cette vue montrant la re- lation entre les passages 336 et 337. Le bloc 335 est
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considéré dans la direction de l'ouverture 328.
La figure 16 est une vue en perspective de la section de transition 327 qui présente une ouverture de sortie 329, une ouverture d'entrée 328a et une passage intérieur 338, Le passage int rieur 338 permet un écoulement ré ulier d'un fluide de l'entrée 328a à la sortie 329, sans rotation des veines liquides, ce passage ayant simultanément pour effet de façonner le courant,de manière à réduire l'axe dans une direction transversale et à l'allonger 'dans une direc- tion sensiblement perpendiculaire à la première, En appli- quant le procédé suivant la présente invention, il est possible de préparer.des articles composites expansés à partir d'une grande variété de matières résineuses ther- moplastiques,
La figure 17'montre un appareil suivant l'invention désiré par la notation de référence 410.
Cet appareil 410 est constitué par un conduit 411 comportant une moit é d'enveloppe 411a et une moitié d'enveloppe 41113, Les moi- tiés 411a et 411b de l'enveloppe formant le conduit déli- mitant un passage 413. Dans le conduit 411 sont disposés une série d'éléments diviseurs de courant 415. Entre les éléments diviseurs 415 se trouvent des éléments diviseurs 415a. Les éléments diviseurs 415 et 415a constituent l'image spéculaire l'un de l'autre et sont arbitrairement désignés comme étant des déflecteurs 'ou éléments diviseurs de droite .et de gauche, L'élément diviseur 415 délimite avec l'enveloppe 411 une série de passages 417 ayant une aire transversale constante.
Les éléments diviseurs 415 et 415a coopèrent avec l'enveloppe 411 pour
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que les courants de dérivation et les courants de dérivation secondaires conservent une section transversale constante.
Les figures 18 à 24 sont des vues de l'élément diviseur ou déflecteur 415. La figure 18 est une vue en élévation de gauche, La figure 19 est une vue en élévation frontale. La figure 20 est une vue en élévation arrière. La figure 21 est une vue en plan, La figure 22 est une vue en plan de dessous, La figure 23 est une vue en élévation de droite, Enfin, la figure 24 est une vue en perspective. Le déflecteur 415 comprend un corps 418 présentant un bord antérieur ou dis- positif diviseur de courant 419, Ce dispositif diviseur:de courant 419 délimite une évidement 420, Le corps 418 présente un bord arrière ou élément divisse de courant 422 délimitant un évidement 423. Le corps 418 délimite deux rainures ou passages longitudinaux opposés 425 et 426. La rainure longitudinale 425 est délimitée par les surfaces 429 et 430 du corps 418.
La rainure longitudinale 426 est délimités par les surfaces 432 et 433.. La courbure des surfaces 429,-430, 432 et 433 est telle que le déflecteur 415 forme en combi- naison avec un conduit rectangulaire des passages de section transversale constante .
La figure 25 est une vue en élévation de gauche du déflecteur 415a de la figure 17. Le déflecteur 415a est opposé au déflecteur 415.
Le déflecteur 415 est, comme le montrent les dessins ci-annexés, un corps dans lequel sont ménagés deux canaux de forme sensiblement identique. Le déflecteur 415 provient d'un cube et est agencé pour coopérer avec un conduit de section transversale carrée, en sprte qu'en coopération avec les parois intérieures de ce conduit carré le déflecteur
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délimite des passages ayant une section transversale sensi- blement constante dans les zones ou les courants de dérivation ont leurs axes qui changent de dimensions. La ligne en de référence traits interrompus désignée par la notation/b à la figure
18 indique l'intersection des deux surfaces courbes formant le canal ou la rainure 425. La ligne incurvée inférieure en traits interrompus est l'intersection des surfaces fermant la rainure 426.
La courbure des deux lignes est la même et le ligne inférieure est obtenue en faisant tourner le ligne b dans le plan du papier do 180 . Ainsi la courbe b est la projection de l'interseeiten des surfaces courbées délimitant!; le canal 425 sur la face d'un cube dont une arête est sensiblement égale à un côté du bord de 1a section transversale du passage dans lequel il doit être disposé.
La courbe b est un graphique de J.'équation xy=1 dans un système de coordonnées rectangulaires dans lequel le centre géométrique de la face du cube dans une vue en bout se trouve en y=1 et x=1.
Aux figures 21 et 22, la courbe en trait plein y est donnée par l'équation y=1/2x (dans le cas où le déflecteur est formé à partir d'un cube dont l'arête a une longueur égale à l'unité) dans un système de coordonnées rectangulaires, dans lequel la direction x est parallèle à l'axe du conduit et le centre géométrique d'une projection latérale du dé- flecteur de trouve en x=0 et y=H.
La courbe y est une pro- jection de l'intersection des deux surfaces formant le canal, sur la face d'un tube et elle représente la fozme du bord du canal ou de la rainure dans le déflecteur qui se trouve au voisinage de la paroi d'un conduit ayant une section
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transversale carrée, La courbe en traits interrompus a une courbure identique à celle de la courbe y des figures 21 et 22, mais elle est tournée de 180 autour d'un axe horizon- tal se trouvant dans le plan du papier. Les parties termi- nales du déflecteur, c'est-à-dire les brds antérieurs et postérieurs 419 et 422 sont alors ajoutés au cube, pour former une transition vers le déflecteur suivant et mainte- nir un écoulement régulier.
En général, le déflecteur a la forme indiquée plus haut, la section transversale du conduit étant dérivée d'une forme rectangulaire projetée ayant une longueur, une largeur w et une hauteur h, cette hauteur étant égale à (k/2),courbe b, wh=k. La courbe a dans un système de coordonnées rectangulaires a scn centre en 2 1 et . Ainsi, un? forme désirée quelconque du déflecteur peut être facilement déduite d'une forme particulière de conduit rectangulaire.
Dans la mise en oeuvre du procédé suivant la présente invention, des courants de diverses matières résineuses th@@moplastiques sont fournis par des sources appropriées telles que, par exemple, l'extrudeur de plastification à chaud, Les courants sont alurs amenés dans un dispositif de traitement mécanique à re-arranger les courants origi- naux pour former un courant à couches multiples, comportant le nombre de couches que l'on désire obtenir dans le produit final, ce courant couches multiples étant ensuite amené à une filière d'xtrusion qui est agencée pour qu'un écou- lement régulier y soit maintenu et que le produit soit extrudé de façon que ses couches soient sensiblement paral- lèles aux surfaces principales de ce produit.
On peut utiliser
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n'importe quelle source appropriée de matière thermoplastique plastifiée à chaud, notamment des extrudeurs, des machines d'injection de plastification à chaud et un nombre quelcon- que de matières thermoplastiques différentes peuvent être incorporées à une telle pellicule. L'invention sera décrite, pour faciliter sa description, dans le cas où l'en utilise un appareil agencé pour recevoir deux courants.
Cependant, on peut utiliser aisément plus de deux courants.
Un certain nombre de dispositifs d'arrangement de courants divers peuvent être utilisés pour augmenter le nombre de couches dans le courant combiné initial jusqu'au nombre désiré dans le produit final. De tels dispositifs sont bien connus et un de ces dispositifs utilise un diviseur de courant annulaire qui divise et recombine un courant, de façon à former un grand nombre de couches. Un tel nombre élevé,de couches est formé lorsque la matière se transforme en un mélange apparemment homogène. Un autre dispositif appliquant le même principe est agencé de façon à fermer un certain nombre de couches parallèles plutôt qu'un certain nombre de couches concentriques. On peut aussi utilier un appareil mélangeur qui fournit un certain nombre de couches s'étendant en spirale dans un courant.
Les dispositifs mentionnés ci-dessus visent tous la préparation de mélanges homogènes en utilisant une série de couches et en diminuant l'épaisseur de ces couches jusqu'au point de disparition de celles-ci. Dans la mise en oeuvre de la présente invention ces dispositifs sont utilisés pour engendrer des couches d'une épaisseur désirée et déterminée d'avance, plutôt que pour former un mélange homogène ou sensiblement homogène.
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Ainsi, les diviseurs de courant sont aisément utilisés nombre suffisant pour produire le nombre désiré de -couches, tandis que les mélangeurs rotatifs ne sont entraînés qu'à une vitesse suffisante de rotation pour former le nombre désiré de couches. Si l'on utilise des dispositifs de tra- vail mécanique pour produire un mélange homogène des divers courants, les avantages de la présente invention sont enti- èrements perdus. Le courant stratifié de résine thermoplas- tique plastifiée à chaud qui sort du dispositif de trai- tement mécanique peut 'alors être amené à une filière d'ex- i trusion qui permet à la matière de s'écouler naturellement 1 ou uniformément.
Ainsi, la configuration de la filière d'extrusion peut être telle que l'épaisseur et la dimension de la couche soient réduites à une valeur comprise entre environ 50 et 10000 Angstroms. Le degré précis de réduction d'épaisseur des couches fournies par le dispositif d'nrien- tation mécanique, la configuration de la filière, l'ampleur du traitement mécanique du 1a pellicule après extrusion sont tous des facteurs en relation l'un avec l'autre, qui ont pour effet de déterminer l'épaisseur des couches dans le produit. Ces facteurs peuvent être aisément calculés, lorsque les constantes pour une partie déterminée de l'ap pareil sont connues. Ainsi, on peut utiliser aisément n'im- porte quel dispositif d'orientation mécanique avec des , filières propres à former des tubes ou des feuilles.
Il est nécessaire, dans la mise en oeuvre de la présente invention, qu'un écoulement laminaire ou régulier soit maintenu dans l'appareil, de façon que les couches individuelles conserver leur intégrité. Une turbulence donne lieu à un mélange et à une dislocation sérieuse des couches, ce qui ne permet
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plus d'obtenir les caractéristiques optiques désirées du produit. Lorsqu'une filière annulaire est utilisée pour recevoir un courant, le mandrin de cette filière est avan- tageusement supporté de façon qu'un nombre minimal de bras radiaux soient employés et on préfère que le mandrin fasse partie intégrante du dispositif d'orientation mécanique, pour que des lignes de soudage ne se forment pas dans la pellicule ou dans les couches et pour qu'il ne se produise pas de dislocation ou de déplaceront des couches.
En utilisant les diverses variantes du principe de base visant à obtenir essentiellement are feuille à couches multiples, c'est-à-dire une feuille portant des couches en matières.'résineuses différentes, en relation latéralement discontinue l'une par rapport à l'autre et en soumettant la feuille (y compris les tubes qui, dans le cadre de la présente invention, peuvent être considérés comme des feuilles courbées de manière à présenter une forme cylin- drique) à une déformation latérale, on peut obtenir une grande variété de produits à couches multiples comportant une série de couches parallèles s'étendant sur toute la largeur de la feuille, comme dans le produit obtenu à l'aide de l'appareil des figures 2 et 3, ou des feuilles comportant des couches enroulées en spirale,
comme dans le produit obtenu à l'aide de l'appareil de la figure 8, ou encore des feuilles à couches enroulées en spirale enrobées, comme dans le produit obtenu en utilisant l'appareil illustré à la figure 6F, ou encore un produit à couches en spirale tel que celui obtenu par l'agencement des erifices d'alimentation montrés à la figure 6D. Lus couches du produit obtenu avec
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l'agencement représenté à la figure 6D sont sensiblement disposées en spirale et proviennent d'une déformation du produit en forme de tube ou de tige orginellement extrudé, sous l'effet de la force de cisaillement du mandrin rota- tif et/ou de la filière.
Pour obtenir des feuilles à couches multiples dont les couches présentent une symétrie géométrique maximale, on utilise avantageusement l'appareil montré aux figures 2 et 3, étant donné qu'avec cet appareil le degré de distorsion par rapport au produit rectangulaire initial venant des orifices d'alimentation est minimale et qu'une feuille comportant des couches généralement parallèles l'une à l'autre et s'étendant d'un côté à l'autre du produit est obtenue.
Les couches présentes dans la pellicule venant de la filière 85 ne subissent que des déformations mineures provenant de l'écoulement de la matière, par suite des effets de coin, des effets pelliculaires et des effets ana- logues. Ainsi, l'appareil représenté aux figures 2 et convient particulièrement pour-obtenir une pellicule irides- cente présentant un motif iridescent sensiblement uniforme sur toute sa surface, à cause de la fidélité géométrique fondamentale maintenue par l'écoulement linéaire et non rotatif. De même, lorsque des propriétés physiques uniformes sont désirées, il est généralement avantageux de faire en sorte que la distribution de la matière dans les diverses couches soit aussi symétrique et aussi uniforme que possi- ble.
Lus formes de réalisation de l'invention qui sont re- présentées aux figures 6 et 6A-6F, ainsi qu'aux figures 7, 8 et 9 permettent d'obtenir un produit dans lequel les
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couches ont une f me oe.nsi'blp!":'cl1+ c.... ':!..Pj,ra.1-".'-' .-,-- ..J 1 transversal'- '.' ihw-"".1--.-.¯.- ..,...---'-" ':;-:
.v"'.1U. aans l'appareil -.*>*,# a enté à la figure 6 avec l'agencement des orifices d'alimentation de la figure 6A donne un produit strié dans le passage 130, dans lequel se trouve une série de bandes en résine tique juxtaposées,. qui s'étendent de '
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l'intérieur à llextèrieuc du passif- , Ainsi, les interfaces entre les diverses couches de "litière plastique s'étendent sensiblement en direction radiale, lorsque ce tuba pénètre
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avec ses interfaces s' étenda.1 en direction radiale dans la zone comprise entre la filière rotative 163et le'mandrin
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rotatif. Les 9.nl;erf c4a sont allongés et amenas à une forme générale* en spirale, t!1r..:.is' que leur pr/ition relative est maintenue.
Ainsi, une eci.che en spiral peut, selon la vitesse relative de rrttior du llian4rin fi de la filière, vers 'formel: .ne spirale s' tendar : / 1 t extéritl r à partir de la surface intérieure, sur quelcues tours on sur de nombreux teurs, selon la vitesse d'a' ncement du 1 be strié.
Pour obtenir une pellicule iridescereayant un aspect iridescent maximal et un deglémaximal de clarté, il est souhaitable d'enrober les cerants individuels de polymère d'une gaine nu d'un enrobage en matière lymère, pour que la surface extérieure et la urface inté::euro du courant de polymère venant en conta!.' avec les safaces en rotation de la filière soient constituées d'una m ière homogène et pour que les courants in viduels cor.rvent leur iden-
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tité.
Si un tel enrobage n',t pas effet '1, on n'obtient pas l'iridescence maximale, ainsi, lorsq; l'agencement d'orifices d'alimentation r. présentés à . figure 6 est utilisé, le tube obtenu a t ..dance à de. ir opalescent à sa
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intérieure
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("surface cette tendance se présentant au centre du tube, lorsque l'agencement de fi.liü-':".3 montrée i\ la. figure 7 est utilisé.
Dans le cas ou l'on utilisa u des orifices cl 'alimentation qui roùv:/.. 'i:i enrobage ou n'en produit pas, on obtient une pL'.cul'r- crativ':.' et attra- yante possédant d'er.oQXIon b-;o. c.:'".'--jc-.''cir;-';.>q3u physiques, mais pour obtenir tuic transparence #.-#, vna n.'id"3cence maximales, il est souhaitât!-" <:' "# --va >>2? r-.-s courants d'ali- mentation dans un co.inn'': "î'rb.
En utilisant l-appa;e-. iZ. ;.uJ!"'-nt 'l ;J?:'6::;:.:\'1tc invention, il est possible d'obtenir u:j.E .7 ç-,I.- air.c à partir d'une feuille en résine thcz'aiopIv.Etiov 30-''c.'rt.?ut un grand nombre de couches distints v1:. ;. jl\.,-5.7.'J11(;J.:?3. I,orsqn' on utilise des matières vêsin-svsvs ra:.'E'pm;r';tS s différentes pour obtenir une tell- pslliciil" 1cvsojj,-?m xcins 20 # du nombre des C01..Wh'Ó2 011' jhc épaisseur ''J:r.11)::"isG entra envi- ron 0,05 micron et environ raioni..' doe effets optiques intéressants sont Ob'Í;dP8 .",:j.J.;;
qu- loCP'i'n utilise une pellicule dont au moins 20 ;'# des couches ont une épais- seur comprise entre c'M'vir'Tn 0,05 ùioron et eîiviron 1 micron) on obtient une pellicule iviàt--corïnt'j :.J21H un aspect extrêmement attrayant et d4CCrQtlfG Pour obtenir une pellicule I;:lr-':o eu. iridescente, il faut qu'il y ait sa moins deux oouekoa !;!''1!1t'lnt un indice de réfraction différant de c-.-l.'i -u-:-- .-.oli-s '1.d;j.:tc\ente.s, chaque couche de la pairs -$t-:. .#J-.'>i.r d'imo diptnnofl d'environ 0,05 3. environ ..J'-nus, '-f, #-!-- pr-"' f'irunce, d'une distance d'environ 0,/y. . :;:L#Tcn fo'i-o ;.'" û'jnir l'-jffet iridescent mJ"J.ximuJ!1o .;
-l'autre- ..-. *ïv.-> , 1--. pellicule iri-
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descente doit.comporter, dans le corps de la pellicule, deux couches ayant une épaisseur d'environ 0,05 micron à environ 5 microns, et, de préférence, d'environ 0,05 à
1 micron pour obtenir l'effet iridescent maximal, l'indice de réfraction de ces deux couches différant d'au moins 0,03 de l'indice de réfraction des parties adjacentes du corps de la pellicule,Ainsi, les couches se trouvant dans la pellicule, qui sont la cause de l'iridescence, doivent avoir une épaisseur comprise entre les limites définies ci-dessus et peuvent atre liées l'une à l'autre par d'autres - couches qui sont transparentes et peuvent être plus épaisses plus minces ou de même épaisseur que les couches qui donnent lieu à l'effet iridescent.
Une iridescence maximale est généralement obtenue, lorsqu'on forme des couches alternées de deux ou plus de deux matières qui présentent des indices de réfraction aussi différents que possible et lorsque toutes les couches ont une épaisseur comprise entre 0,05 et
5 microns, et, de préférence, entre 0,05 et 1 micron. Des pellicules iridescents plus épaisses, c'est-à-dire des pellicules dont 1'Épaisseur se rapproche de 0,25 mm, peuvent comporter de nombreuses couches d'une épaisseur supérieure à 5 microns, tandis que les pellicules plus minces ayant un degré d'iridescence équivalent comportent des couches ayant une épaisseur inférieure à 0,05 micron.
Les pellicules à couches multiples, dont toutes les couches ont moins de
0,05 micron environ et qui ne comportent aucune couche dont l'épaisseur est comprise entre environ 0,05 micron et envi- ron 5 microns et, de préférence, entre 0,05 et 1 micron ne possèdent pas les caractéristiques iridescentes intéres- santes.
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L'intensité visuelle de cette iridescence pour une pellicule d'épaisseur donnée, par exemple une pellicule d'une épaisseur de 0,025 mm, augmente à mesure que croit le nombre de couches minces. En d'autres termes, plus le nombre d'inter- faces entre les divers polymères est grand, plus l'effet iridescent est intense. Une différence entre les indices de réfraction des diverses résines est très souhaitable; cependant, un effet iridescent est obtenu, lorsque les indi- ces de réfraction ne présentent qu'une différence de 0,03.
Les indices de réfraction doivent, de préférence, différer d' u moins 0,1 environ. Plus les indices de réfraction des couches adjacentes sont différents, plus le caractère iri- descent devient intense. Selon l'appareil particulier utilisé et selon la forme géométrique de la pellicule à couches multiples obtenue, l'iridescence peut être sensible- ment uniforme sur toute la largeur de la pellicule, cette iridescence pouvant aussi varier d'une zone à l'autre du produit.
Si la forme géométrique de la pellicule est telle que les couches sont sensiblement parallèles, Egales en nombre et en épaisseur dans toutes les parties de la pelli- cule, l'effet iridescent est sensiblement constant et vrie essentiellement en fonction des petits écarts mécaniques par rapport à la forme géométrique parfaite de l'appareillage utilisé et par rapport à l'uniformité de la température de la matière résineuse extrudée. De nombreux effets optiques attrayants et intéressants sont obtenus en utilisant une pellicule dont la forme géométrique manque d'uniformité, Ce manque d'uniformité peut être obtenu de diverses manières, par exemple en faisant varier les vitesses relatives d'ali- mentation des extrudeurs, de faàon que l'épaisseur des
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couelies change.
Lorsquiun extrudeur fournit une quantité plus ou moins grande de matière, des courbures transversales sont obtenues 9 dans lesquelles le caractère irisé de la pellicule est sensiblement constant dans la direction trans- versale du ruban extrudé, mais varie dans la direction longitudinale,,Des variations dans la direction transversale peuvent être aisément obtenues, en déséquilibrant les ori- fices d'alimentation, de façon à former des couches dont l'épaisseur diminue d'un bord à l'autre.
Lorsqu'un emploie l'appareil illustré aux figures 7 et 8, l'iridescence est généralement la plus forte dans la partie centrale de la pellicule extrudee et diminue quelque peu au voisinage des bords de cette pellicule.' Cependant, en pratique, le sec- tionnement normal des bords des pellicules a pour effet de fournir un produit fini dont le caractère iridescent est habituellement sensiblement constant dans la direction transversalesi on le désire. En réglant soigneusement la relation entre la vitesse d'extnusion et la rotation du mandrin, on peut faire.. varier fortement l'uniformité de l'iridescence dans 1a direction longitudinale.
On obtient aisément une pellicule iridescente exceptionnellement attrayante, par extrusion d'une feuille ou pellicule à couches multiples et par orientation ou étirage subséquent de cette feuille,ainsi que par déformation mécanique sélective de cette feuille pendant qu'elle se trouve dans un état plastifie à chaud, ce qui permet d'obtenir une pellicule dont l'effet iridescent extrêmement attrayant se répète à court terme, selon la configuration du gaufrage ou de la déformation mécanique. Un résultat analogue peut
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être obtenu par refroidissement sélectif de certaines parties de la nappe plastifiée à chaud, lorsqu'elle sort de la filière, avant d'être étirée, en sorte que la pellicule prend une forme géométrique non uniforme.
A cause des vari- ations de température qui se produisent lors de l'orientation subséquentece résultat peut Être aisément obtenu en envoyant une série de jets d'air sur la surface du produit extrudé. Si ces jets d'air sont maintenus constants, le produit présente un aspect strié, tandis que le produit a une forme tachetée ou mouchetée, si les jets d'air sont intermitte.nts. Des motifs intéressants sont obtenus en disposant plusieurs rampes transversales de projection de jets d'air sur la largeur de la peillcule et en faisant avancer les feuilles au haaard, de façon qu'elles reçoivent de courts jets d'air de refroidissement de manière désordon- née.
Des pellicules iridescentes de cette nature sont avan- tageusement obtenues, en utilisant un procédé à bulles emprisonnées ou une technique d'élargissement pour obtenir la minceur voulue du produit final.
Lorsqu'on utilise l'appareil illustré à la figure 9, sans le conducteur 246, on obtiént un filament ou une tige à couches en spirale. Bien que l'on n'ait fait allusion, dans la description de l'invention , qu'à l'utilisation d'une filière à une seule ouverture, telle qu'une filière à fente pour former une feuille ou une filière annulaire pour former un tube, on peut obtenir des filaments multi- ples ayant un.aspect très attrayant, en remplaçant les filières à simple ouverture par des filières à ouvertures multiples ou par des plaques à filières présentant une série
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d'orifices d'extrusion agences pour permettre l'extrusion de filaments parallèles@ Le courant à couches multiples est aisément divisé par une plaque à filières multiples,
de façon à former une série de brins qui peuvent être étirés et orientés de la manière habituelle. Cependant, pour obfenir un effet irisé,le filament doit comporter au moins deux couches dont l'épaisseur soit comprise entre environ 0,05 et environ 5 microns et, de préférence, entre 3,05 et 1 micron, pour obtenir l'effet iridescent maximum, l'indice de réfraction de ces deux couches présentant une différence d'au moins 0903 et, de préférence, de 0,1 par rapport à l'indice de réfraction de la couche adjacente. De tels fila- ments iridescents à couches multiples sont aisément utilisés pour former des tissus attrayants ou mélangés à d'autres fibres ou d'autres filaments, pour former des filaments iridescents attrayants.
Le procédé et l'appareil suivant la présente invention permettent d'obtenir des structures très diverses. Des produits particulièrement intéressants et avantageux sont constitués par les filaments, les tiges, les revêtements et les pellicules iridescentes que l'on prépare en utilisant des matières résineuses thermoplastiques différentes dans des couches adjacentes, pour obtenir un corps transparent.
Le procédé et l'appareil suivant l'invention permettent aussi de préparer des structures laminaires ou stratifiées formées de matières résineuses thermoplastiques différentes, qui conviennent particulièrement pour être utilisées dans la technique de l'emballage. La pellicule à couches multi- ples suivant la présente invention procure, tant dans le cas où elle est préparée partir de matières transparentes que
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dans le cas où elle est préparée à partir de matièresnon transparentes, des structures composites présentant des propriétés physiques généralement améliorées, notamment une augmentation notable de la résistance au délitement ou de l'adhérence entre les couches adjacentes,
par rapport aux.propriétés obtenues lorsque des produits stratifiés simples deux ou trois couches présentant des épaisseurs analogues sont préparés. Ainsi, une pellicule stratifiée à deux ou trois couches constitue, par exemple, un produit beaucoup moins imperméable aux gaz qu'une pell.icule à couches multiples suivant l'invention ayant la même épaisseur et les mêmes proportions des constituants. Une pellicule à
2 ou 3 couches perd souvent lorsqu'on la plie ou lorsqu on la froisse, une part relativement grande de sus propriétés d'imperméabilité, tandis que les pellicules à couches multiples suivant la présente invention conservent en grande partie leurs propriétés d'imperméabilité initiales.
Ainsi, dans les applications où il s'agit d'emballer des produits de façon à obtenir une imperméabilité vis-à-vis des gaz, les pellicules à couches multiples suivant l'invention se révèlent meilleures,à cause de leur meilleure imperméabilité et de la meilleure adhérence entre couches adjacentes.
En utilisant la variante de l'appareil des figures
2 à 5 ou l'appareil de la figure 6, on peut aisément extru- der une pellicule iridescente sur un support ou substrat opaque ou différent. Ainsi, lorsque l'agencement des orifices d'alimentation dede l'appareil des figures 2 à 5 est tel qu' /une des sources/polymère, est agencée pour extruder un polymère au voisinage d'une des extrémités terminales du
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bloc d'alimentation 49, par exemple, en éliminant tous les passages existants, à l'exception de celui qui est voisin de la partie inférieure de la figure 3, une matière rési- neuse thermoplastique différente peut être introduite, cette matière ne servant pas à former la pellicule iridescente elle-même, mais servant de support ou de substrat.
Ainsi, lorsqu'un polymère noir est extrudé au voisinage d'une extrémité du bloc d'alimentation, le produit obtenu est constitué par une pellicule iridescente appliquée sur un support ou substrat de couleur noire* Une telle pellicule est extrêmement attrayante, par suite de l'accentuation du caractère iridescent due au fond foncé. La vitesse d'extru- sion du support peut varier, ce qui permet de faire varier fortement l'épaisseur de ce support, tandis que d'autres modifications évidentes peuvent être apportées au bloc d'alimentation, pour augmenter la proportion de support.
Ainsi, une moitié du bloc d'alimentation peut extruder du polymère C au voisinage d'un bord, de façon à obtenir un substrat ou support relativement épais sur lequel une pel- licule iridescente est collée. Dans une autre forme de réalisation, le passage unique c ou une multiplicité de passages c peuvent être disposés dans la partie centrale du bloc de distribution, de façon que le support ou substrat soit extrudé entre deux pellicules iridescentes.
Ainsi, en apportant de simples modifications au bloc d'alimentation, l'extrusion d'une pellicule à couches multiples transparen- tes se fait aisément en utilisant l'agencement représenté à la figure 3 du bloc d'alimentation ou en faisant varier la position et l'endroit où est déchargé un des constituants
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amené à la filière, des pellicules ou feuilles opaques iridescentes à une face sont aisément obtenues tandis que des pellicules Iridescentes opaques à double face peuvent également être préparées. Le choix du support sur lequel doit être placée la pellicule iridescente dépend principa- lèsent des applications particulières auxquelles la pelli- cule iridescente est destinée. Ainsi, des supports- ou sub- strats noirs, blancs ou colorés sont souvent désirables.
Pour de nombreuses applications, il est avantageux de recou- vrir une face de la pellicule iridescente d'un adhésif sensible à la pression, ce qui permet de l'appliquer aisé- ment sur une grande variété de surfaces. On peut utiliser, de manière satisfaisante, n'importa quel adhésif sensible à la pression, qui n'attaque pas chimiquement et ne détruit pas la structure provoquant l'iridescence par la pellicule.
Le choix des adhésifs sensibles à la pression dépend prin- cipalement des propriétés chimiques de la pellicule irides- cente utilisée. Par suite de la structure stratifiée de la pellicule, l'emploi d'adhésifs sensibles à la pression qui n'attaquent pas un des constituants de la pellicule irides- cente s'avère satisfaisant , Si une couche de la pellicule est attaquée par l'adhésif et si la couche suivante ne l'est pas, un collage excellent est obtenu et la couche insensible à l'adhésif sert à protéger la couche adjacente de matière sensible, contre l'adhésif en question. Ainsi, dans des conditions relativement défavorables, une couche seulement de la pellicule iridescente est détruite ou déformée.
Cependant, on dispose, de manière générale, de nombreux adhésifs sensiblus à la pression qui peuvent être appliqués
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sous forme d'une dispersion aqueuse et qui n'affectent pas les diverses couches de la pellicule iridescente,
Des pellicules iridescentes attrayantes sont avan- tageusement obtenues à partir d'une grande variété de matières thermoplastiques résineuses synthétiques, parmi lesquelles on peut citer les matières indiquées dans le tableau suivant, qui donne également leur indice de réfrac- tion:
'
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TABLEAU I.
EMI44.1
<tb> Nom <SEP> du <SEP> polymère <SEP> Indice <SEP> de <SEP> réfraction
<tb>
<tb> Polytétrafluordthylène <SEP> 1,35
<tb>
<tb> FEP <SEP> (copolymère <SEP> éthylène- <SEP> 1,34
<tb> propylène <SEP> fluoré)
<tb>
<tb> Fluorure <SEP> de <SEP> polyvinylidène <SEP> 1,42
<tb>
EMI44.2
Polyahl.oxatrifluoréthyl:
ne 1,42
EMI44.3
<tb> Polyacrylate <SEP> de <SEP> butyle <SEP> 1,46
<tb>
<tb> Acétate <SEP> de <SEP> polyvinyle <SEP> 1,47
<tb>
<tb> Ethyl <SEP> cellulose <SEP> 1,47
<tb>
<tb> Polyfbrmaldéhyde <SEP> 1,48
<tb>
<tb> Polyméthacrylate <SEP> d'isobutyle <SEP> 1,48
<tb>
<tb> Polyméthacrylate <SEP> de <SEP> butyle <SEP> 1,48
<tb>
<tb> Polyacrylate <SEP> de <SEP> méthyle <SEP> 1,48
<tb>
<tb> Polyméthaorylate <SEP> de <SEP> propyle <SEP> 1,48
<tb>
<tb> Polyméthacrylat <SEP> d'éthyle <SEP> 1,48
<tb>
EMI44.4
Pol3nu-thacrylato de méthyle 1,49
EMI44.5
<tb> Acétate <SEP> de <SEP> cellulose <SEP> 1,49
<tb>
<tb> Propionate <SEP> de <SEP> cellulose <SEP> 1,49
<tb>
<tb> Acétate <SEP> butyrate <SEP> de <SEP> cellulose <SEP> 1,49
<tb>
<tb> Nitrate <SEP> de <SEP> cellulose <SEP> 1,49
<tb>
<tb> Butyral <SEP> polyvinylique <SEP> 1 <SEP> ,
<SEP> 49 <SEP>
<tb>
<tb> Polypropylèno, <SEP> 1,49.
<tb>
<tb>
Polyéthylène <SEP> de <SEP> faible <SEP> densité <SEP> 1,51
<tb> (ramifié)
<tb>
<tb> Polyisobutylèno <SEP> 1,51
<tb>
<tb> Caoutchouc <SEP> naturel <SEP> 1,52
<tb>
<tb> . <SEP> Perbunan <SEP> 1,52
<tb>
EMI44.6
Po7.ybut adiane 1 , 52
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EMI45.1
<tb> (suite <SEP> du <SEP> tableau <SEP> I)
<tb>
EMI45.2
2dad,u"polyma, Indice de réfraction
EMI45.3
<tb> Nylon <SEP> (copolymère <SEP> de <SEP> condensa- <SEP> 1,53
<tb>
EMI45.4
tion d'hexaméthylène-
EMI45.5
<tb> diamine <SEP> et <SEP> d'acide <SEP> adipique)
<tb>
<tb> Chloracétate <SEP> polyvinylique <SEP> 1,54
<tb>
<tb> Chlorure <SEP> de <SEP> polyvinyle <SEP> 1,54
<tb>
<tb> Polyéthylène <SEP> (de <SEP> densité <SEP> élevée <SEP> 1,54
<tb> linéaire)
<tb>
<tb> Copolymère <SEP> de <SEP> 67 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids <SEP> 1,
54
<tb> de <SEP> méthacrylate <SEP> de <SEP> méthyle <SEP> et
<tb> de <SEP> 33 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids <SEP> de <SEP> styrène
<tb>
<tb> Copolymère <SEP> de <SEP> 85 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids <SEP> 1,55
<tb> de <SEP> chlorure <SEP> de <SEP> vinyle <SEP> et <SEP> de <SEP> 15
<tb> parties <SEP> en <SEP> poids <SEP> de <SEP> chlorure <SEP> de
<tb> vinylidène
<tb>
<tb> Poly-a-méthylstyrène <SEP> .
<SEP> 1,56
<tb>
<tb> Copolymère <SEP> de <SEP> 60 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids <SEP> 1,56
<tb> de <SEP> styrène <SEP> et <SEP> de <SEP> 40 <SEP> parties <SEP> en
<tb> poids <SEP> de <SEP> butadiène
<tb>
<tb> Néoprèn <SEP> 1,56
<tb>
<tb> Copolymère <SEP> de <SEP> 70 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids <SEP> 1,57
<tb> de <SEP> styrène <SEP> et <SEP> de <SEP> 30 <SEP> parties <SEP> en
<tb> poids <SEP> d'acrylonitrile
<tb>
<tb> Résine <SEP> de <SEP> polycarbonate <SEP> 1,59
<tb>
<tb> Polystyrène <SEP> 1,60
<tb>
<tb> Copolymère <SEP> de <SEP> 85 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids <SEP> 1,61
<tb> de <SEP> chlorure <SEP> de <SEP> vinylidène <SEP> et <SEP> de
<tb> 15 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids <SEP> de <SEP> chlorure
<tb> de <SEP> vinyle
<tb>
EMI45.6
Polydlchïorostyrène 1,
62
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En choisissant des combinaison de matières dont les indices de réfraction diffèrent d'au moins 0,03, on obtient une pellicule iridescente, Cependant, pour obtenir une iri- descence maximale, les indices de réfraction doivent avan- tageusement différer d'environ 0,1. Lorsqu'on prépare des pellicules à couches multiples en utilisant trois constitu- ants ou davantage, le caractère iridescent ou irisé est obtenu lorsque la différence voulue existe dans l'indice de réfraction de certaines au moins des couches adjacentes.
En utilisant le procédé suivant la présente invention, il est également possible d'obtenir des structures expansées composites à partir d'une grande variété de matières rési- neuses thermoplastiques.
Les structures composites suivant la présente invention sont aisément obtenues en utilisant un appareil sensible- ment conforme à celui représenté aux figures 13 à 16. Lors de l'utilisation de cet appareil, une matière expansible ou non de nature thermoplastique est amenée d'un des extrudeurs, tels que l'extrudeur 321, au distributeur 323, par le conduit 325. La matière sortant du conduit 325 s'écoule dans la première cavité 333 du distributeur 323 et par les passages 336 dans l'ouverture 328 du distributeur 323.
La matière expansible venant de l'extrudeur 322 s'écoule par le conduit 326 dans la cavité 334 du distributeur 323 et par les pas- sages 337 dans l'ouverture 328, Etant donné que les parties de décharge des passages 336 et 337 dans l'ouverture 328 sont sereiblement cote à cote, il se forme un courant plat de matière formé de couches alternantes de matière expansible et/non expansibse.
En entrant dans la pièce de transition 327 qui
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permet un écoulement régulier ou laminaire de la matière thermoplastique plastifiée à chaud, la feuille plane qui se forme dans l'ouverture 328 est comprimée en direction latérale et,expansée dans le sens de son épaisseur, sans rotation des couches ou veines, jusqu'à ce que la confi- guration de la feuille ait été renversée, c'est-à-dire jusqu'à ce que .:.les . -. parties latériales de la feuille soient devenues les surface principales, en sorte que l'on ob- tient une feuille comportant une série de couches entrela- cées parallèles.
Lorsque le courant composite sort de l'ou- verture 329 pour arriver dans une région où la pression est moins élevée, la matière expansible subit une expansion, de manière à former un produit stratifié composite, tel que la feuille 310.
Les figures 13 à 16 représentent une variété d'appa- reils qui permet la production d'articles stratifiés expan- sés. Ces articles peuvent être obtenus sous la forme d'un tube, en utilisant une série d'orifices d'extrusion concen- triques dans une filière, de manière à former le nombre voulu de couches, ou en utilisant un appareil tel qu'un appareil mélangeur pour produire un courant dans lequel un certain nombre de couches sont disposées en spirale.
Les dispositifs connus visent tous la préparation de mélanges homogènes, en fournissant une série de couches et en dimi- nuant l'épaisseur de ces couches jusque 0, Dans le cadre de la présente invention, ces dispositifs sont utilisés pour former des co ches d'épaisseur désirée .et prédéterminée et non pour obtenir un mélange homogène ou sensiblement homogène.
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EMI48.1
"",-,----""--..,.--.---"-' bzz --"- -1--l -""',.- ,'--...-............. --"..- --,1' . ..¯.::,;;¯ ".w "'---""--"-- ---- -"""""" ft!fM1'i)''**'f' 'Jt"''". - 't '- i'.'t. ",,,,,'}.".6'!(,,<.,,,,,,,,",,,....t"I.o!/!}I' .²ft" 'I/,:;,r² ",,,""'...-'1: ,,\,\>,,I '''iT,,",'''''' ...",.,.ftIlv- .-, .,,' "....,101 - "r,esi* vitesses optimales de mélange, ces mélangeurs forment un courant constituéede couches qui est alors amené à une filière d'extrusion de configuration voulue, pour former une pièce circulaire, annulaire ou plane, Les couches peuvent s'étendre en hélices, si l'on utilise une filière servant à former un tube ou sous forme d'une hélice apla- tie, si l'on utilise une filière servant à former une feuille,
On ne rencontre pas de difficultés particulières pour préparer de tels produits stratifiés.
Les conditions d'ex- trusion utilisées sont sensiblement celles qui peuvent Être employées pour la matière seule qui forme la surface extérieure de la feuille. Ainsi, la température do la section de transition ou filière 327 doit être sensiblement la température nécessaire pour l'extrusion de la matière formant la couche extérieure du produit stratifié. Ainsi, si un produit stratifié à couches multiples de structure ABALAB...ABA est préparé, A et B désignant des uatières polymères différentes, la température de la filière doit être habituellement celle nécessaire pour la matière A.
Lorsque le transfert thermique entre des liquides visqueux tels que des matières résineuses thermoplastiques synthé- tiques plastifiées à chaud est relativement médiocre, une grande latitude est obtenue dans les conditions d'extrusion pour la manière B, Par ailleurs, à cause de la présence d'une matière non expansée, les couches expansées ont ten- dance à Entendre dans la direction de l'épaisseur, plutôt que dans ous les sens.
En général, pour de nombreuses applications, il est souhaitable d'utiliser une mousse
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relativement rigide telle qu'un polystyrène expansé ou des mousses constituées de matières analogues qui présentent un allongement jusqu'à rupture relativement faible, c'est- à-dire un allongement inférieur à environ 10 %, et qui uti- lisent une matière relativement extensible comme couche pleine, par exemple du polyéthylène ayant un allongement bien supérieur à 100 %. Un tel produit stratifié présente des propriétés physiques intéressantes tant pour les couches stratifiées qui contribuent à conférer de la rigidité à l'ensemble que pour les couches solides plus tendres qui contribuent à donner une résistance élevée aux chocs au produit stratifié.
Il arrive souvent que l'on désire dis- poser d'une feuille expansée présentant uno certaine élas- ticité dans la direction transversale et une pellicule re- lativement rigide, comme dans le cas d'un tube obtenu, par exempl''. en employant un produit stratifié comportant une série de couches de polyéthylène expansé et une série de couches non expansées en matière plus rigide, telle que le chlorure de polyvinyle, le polyméthacrylate de méthyle, le polystyrène et les matières analogues ? Dans les cas où l'on utilise une mousse rigide, c'est-à-dire une mousse provenant d'un polymère ayant un allongement jusqu'à rup- ture relativement faible, l'emploi d'une matière plus exten- sible contribue fortement à augmenter la résistance au cisaillement qui est particulièrement intéressante,
lorsque les éléments sont utilisés comme éléments porteurs de charge,
Les produits stratifiés suivant la présente invention sont, en général, les plus avantageux, lorsque les couches expan- sées sont relativement minces, c'est-à-dire lorsqu'elles
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ont moins do 0,051-0,076 mm environ et, de préférence, lorsqu'elles ont environ 0,025 micron.
Lorsque les pellicules minces sont utilisées, le degré de renforcement parait sensi- blement plus grand et l'on constate une amélioration des propriétés physiques obtenues,
En utilisant un appareil tel que celui schématisé aux figures 13 à 16 on peut également préparer un produit compo- site à 125 couches, à partir de granules de polystyrène ex- pansible et de polyéthylène. A cette fin , le bloc d'alimen- tation correspondant au bloc 335 de la figure 15 a été agencé de maniera à fournir un total de 125 courants, 63 de ces courants venant d'un extrudeur fournissant 10 parties en poids par heure d'un polyéthylène à une température d'environ 166 0, tandis que les 62 autres courants sont fournis par un extrudeur fournissant 90 parties en poids par heure d'un polystyrène granulaire contenant environ 6 % en poids de pentane.
Le produit stratifié expansé obtenu présentait des surfaces extérieures en polyéthylène, 61 couches intérieures de polyéthylène et 62 couches intérieures de polystyrène expansé. Après refroidissement de la mousse extrudée jusqu'à la température ambiante, on constate qu'elle est extrêmement tenace et possède une résistance élevée aux chocs, une excellente résistance à la perforation et une grande résistance à la flexion jusqu'à rupture, tandis qu'elle ne présente pas une tendance à une propagation rapide des fissures comme cela est le cas pour du polystyrène expansé présentât les mêmes dimensions, le produit expansé extrudé présentât, par ailleurs, une résistance élevée à la rupture par cis llement dans le plan d'une feuille,
de même qu'une excellen résistance à la séparation des couches et à la
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désagrégation, ainsi qu'une excellente ténacité.
Lorsque le procédé décrit ci-dessus est répété en uti- lisant du chlorure de polyvinyle au lieu de polyéthylène, on obtient une feuille stratifiée présentant, de manière générale, la mène ténacité et dont le caractère ignifuge est sensiblement supérieur à celui auquel on devait norma- lement s'attendre d'une composition résineuse thermoplasti- que à teneur identique en chlore.
Ainsi, des produits stratifiés expansés ignifuges peuvent aisément être préparés, en utilisant des matières telles que le chlorure de polyvi- nyle et des copolymères de chlorurede vinylidène,
En opérant de la manière indiquée dans les exemples donnés plus haut, d'autres feuilles composites peuvent être aisément obtenues en utilisant, par exemple, du polystyrène expansible, du polyéthylène expansible, du chlorure de polyvinyle expansible et du polyméthacrylate de méthyle expansible, avec du polyéthylènu expansé et du polystyrène expansé.
' EXEMPLE 1 .
En employant un appareil semblable à celui qui esf schématisé aux figures 2 à 5, on prépare une pellicule à deux constituants, en utilisant les orifices d'alimentation A et B, pour former une pellicule biaxialement orientée constituée de 125 couches et ayent une épaisseur finale d'environ 0,023 mm. Les polymères résineux thermoplastiques transparents sont constitués de 20 parties de polystyrène et de 80 parties de pclyéthylène de faible densité.
L'épaisseur des cou'hes de polyéthylène est d'environ 0,27 micron. L'épaiss'-ur des couches de polystyrène est d'environ
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0,08 micron,.La pellicule obtenue présente une résistance élevée aux chocs et un allongement jusqu'à rupture à peu près égal à celui du polystyrène seul, une résistance à la trac- près [gamma]tion jusqu'à rupture à peu /égale à 1/3 de celle du poly- styrène et supérieure d'environ 30 % à celle du polyéthylène, ainsi qu'une résistance remarquable au dégagement de gaz et au passage de vapeur d'eau lors d'un froissement.
Un gauf frage du produit venant de la filière, avant son refroidis- sement jusqu'à une température inférieure à la température thermoplastique, permet de faire varier régulièrement le caractère iridescent, en suivant, de manière générale, le motif du gauffrage.
EXEMPLE 2.
On opère comme dans l'exemple 1, si ce n'est que l'on prépare la pellicule en utilisant 20 % en poids de poly- éthylène ut 80 % en poids de polystyrène. Les couches de polystyrène ont une épaisseur d'environ 0,26 micron. Les couches de polyéthylène ont une épaisseur d'environ 0,09 micron. La pellicule obtenue a une épaisseur d'environ 0,022 mm et une résistance à la traction judqu'à rupture supérieure d'environ 60 % à celle du polystyrène seul. La pellicule obtenue a un allongement jusqu'à rupture égal à environ la moitié de celui du polystyrène et égal à 1/20 de celui du polyéthylène, tandis quelle a une perméabilité à la vapeur d'eau égale à 1/5 environ de celle du polystyrène.
La pelli- cule obtenue est iridescente et, lorsqu'on la soumet à un gaufra -, elle présente un aspect particulièrement attra- yant.
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EXEMPLE 3.
On opère comme dans l'exemple 1, si ce n'est que l'on prépare une pellicule en utilisant 80 parties en poids de polypropylène (couches d'une-épaisseur de 0,27 micron) et
20 parties en poids de polystyrène (couches d'une épaisseur de 0,08 micron). La résistance à la traction jusqu'à rupture de la pellicule obtenue est supérieure d'environ 60 % à celle du polystyrène et correspond sensiblement à la moitié de celle du polypropylène. L'allongement jusqu'à rupture est environ égal à 17 x celui du polystyrène et environ égal à 1,7 x celui du polypropylène du commerce. La permé- abilité à l'oxygène est environ égale à la moitié de celle du polystyrène et est voisine de celle du polypropylène.
La perméabilité à la vapeur d'eau d'un échantillon chiffonné est inférieure à environ 1/10 de celle du polystyrène.
EXEMPLE 4.
On opère comme dans l'exemple 1, si ce n'est que la pellicule est préparée à partir de 20 parties en poids de polypropylène et de 80 parties en poids de polystyrène. Les couches de polypropylène ont une épaisseur d'environ 0,09 micron et les couches de polystyrène ont une épaisseur d'environ 0,26 micron. La pellicule est transparente et présente une iridescence élevée, Elle est facile à gaufrer et présente un-allongement jusqu'à rupture d'environ 136 %, soit plus de 13 x l'allongement à la'rupture du polystyrène.
E X E M P L E 5.
On prépare de la manière décrite dans l'exemple 1 une . pellicule à deux constituante, en utilisant des parties
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égale de polychloretrifluo thylène et de polyéthylène, On obtient ainsi une pelliculeprisée attrayante.
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EXEMPLE 6.
On prépare une pellicule à deux constituants en utilisant
75 parties en poids d'éthyl cellulose (épaisseur des couches d'environ 0,27 micron) et 25 parties en poids de polystyrène (épaisseur des couches d'environ 0,09 micron) en opérant de la manière décrite dans l'exemple 1, On obtient une pellicule iridescentee attrayante, EXEMPLE 7.
On prépare une pellicule à deux constituants en utili- sant 50 parties en poids d'éthyl cellulose et 50 parties en poids de polyisobutylène (toutes les couches ayant une épaisseur d'environ 0,18 micron) en opérant de la manière décrite dans l'exemple 1. On obtient une pellicule irides- cente attrayante,
E X E M P L E 8.
On opère de la manière décrite dans l'exemple 1, si ce n'estqu'on utilise trois polymères pour préparer une pellicule stratifiée formée successivement de couches A, B de @ et C, A étant de l'acétate/polyvinyle (41 couches d'une épaisseur d'environ 0,5 micron), B étant du polyéthylène (42 couches d'une épaisseur d'environ 0,01 micron) et C étant du polystyrène (42 couches d'une épaisseur d'environ
0,107 micron). On obtient une pellicule iridscente attra- yante aynnt une épaisseur d'environ 0,025 mm.
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EXEMPLE 9.
Des échantillons des pellicules obtenues dans les exem- ples 1 à 8 sont revêtus d'un coté d'un latex de résine synthétique ou d'une dispersion d'un polymère contenant 35 parties en poids de styrène at 62,5 parties en poids de buta- diène, ainsi que 2,5 parties en poids d'acide acrylique, de manière à former une couche sèche sensiblement exempte d'eau ayant une épaisseur d'environ 0,019 mm. Les échantillons de pellicules munis de cette couches qont appliqués sur divers substrats ou supports, tels que des substrats en bois, en papier, en métal ou en polystyrène ..t des articles moulés noirs en résine phénol-formàldéhyde, en veillant à ce que la couche de copolymère styrène-butadiène soit adjacente au support ou article, de manière à former sur celui-ci une couche décorative.
Des résultats svantageux analogues sont obtenus, lorsque les échantillons se présentent sous la forme d'un ruban.
EXEMPLE 10.
On opère comme dans l'exemple 9, en utilisant un latex contenant un copolymère de 80 parties de butadiène et de 20 .parties d'acrylate de butyle. Des résultats avantageux similaires sont obtenus.
En répétant les essais décrits plus haut, on peut préparer des pellicules ayant des épaisseurs pouvant aller jusqu'à environ 0,254 mm, les couches de ces pellicules ayant des épaisseurs variant entre environ 0,1 micron et environ 5 microns. La pellicule ou feuille obtenue présente un aspect irisé intéressant,