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FR2967365A1 - Utilisation d'un film de protection temporaire pour proteger une surface metallique lors de la decoupe par faisceau laser - Google Patents

Utilisation d'un film de protection temporaire pour proteger une surface metallique lors de la decoupe par faisceau laser Download PDF

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FR2967365A1
FR2967365A1 FR1004426A FR1004426A FR2967365A1 FR 2967365 A1 FR2967365 A1 FR 2967365A1 FR 1004426 A FR1004426 A FR 1004426A FR 1004426 A FR1004426 A FR 1004426A FR 2967365 A1 FR2967365 A1 FR 2967365A1
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film
protective film
cutting
adhesive
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Pascal Lutz
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Abstract

Utilisation d'un film de protection temporaire (6) pour protéger une surface plane d'une tôle métallique contre l'endommagement mécanique, notamment lors d'un procédé de découpe ou de perçage par faisceau laser, ledit film de protection temporaire (6) comprenant : - un film support (1) ; - sur l'une de ses faces, appelée " face inférieure ", qui est en contact adhésif avec ladite au moins une surface plane de ladite tôle, une couche adhésive (4); - sur l'autre de ses faces, appelée " face supérieure ", une couche antiadhésive (5); caractérisée en ce que dans ledit film de protection temporaire : - la couche adhésive (4) sur la face inférieure est soit à base de caoutchouc synthétique ou naturel et a été appliquée en solution dans un solvant appropriée, soit à base d'une colle acrylique, et a été appliquée, dans les deux cas, par enduction sur la face inférieure du film support ; - la couche anti-adhésive (5) est à base de silicones polymériques modifiés avec des groupes fonctionnels acrylates.

Description

Utilisation d'un film de protection temporaire pour protéger une surface métallique lors de la découpe par faisceau laser
L'invention se rapporte au domaine technique des revêtements pour la protection temporaire de surfaces de tôles métalliques, et plus spécialement aux films plastiques pour la protection des surfaces lors de la transformation, la découpe ou le perçage de tôles.
Dans de nombreuses situations, il est souhaitable d'appliquer sur une surface lisse un revêtement de protection temporaire, notamment pour éviter la salissure ou l'endommagement des surfaces, notamment des rayures ou des marques d'outils, lors de leur fabrication, découpe, manipulation, transport ou installation. On utilise pour cela des revêtements de protection par film auto-adhésif. Ces revêtements sont des revêtements temporaires et ne sont pas destinés à apporter une protection contre l'humidité, la corrosion ou des produits chimiques. Ils doivent rester en place aussi longtemps que nécessaire, et notamment pendant les opérations de découpe et perçage, et ils doivent pourvoir être retirés au plus tard avant l'utilisation finale de la tôle sans laisser de trace préjudiciable à l'usage final. II s'agit habituellement de films en plastique souple, transparents ou colorés, surtout en polyéthylène, qui sont enduits sur une face d'une couche d'adhésif. L'autre face, qui peut être imprimée, comporte un revêtement anti-adhérence pour faciliter le déroulement du film de protection temporaire approvisionné en bobine ; si une impression est présente, ce revêtement antiadhérence doit aussi protéger l'impression contre l'arrachement par la couche adhésive. La force adhésive de la couche d'adhésif doit être adaptée au matériau de la surface sur lequel le film doit être appliqué. A titre d'exemple, un film destiné à être appliqué sur une surface en aluminium aura avantageusement une force adhésive moins élevée qu'un film destiné à protéger une surface en acier inoxydable.
Pour protéger des tôles en acier inoxydable, on utilise par exemple des pellicules auto- adhésives constituées d'un support plastique (généralement en polyéthylène d'une épaisseur typiquement comprise entre 50 pm et 100 p) et d'une matière adhésive à base de caoutchouc naturel. Ces films peuvent être utilisés lors de la découpe et le perçage par faisceau laser de tôles métalliques, mais ils peuvent conduire à certains problèmes.
En effet, les lasers utilisés pour la découpe et le perçage, en général des lasers au CO2, commercialisés par exemple par des équipementiers tels que les sociétés Amada ou Trumpf, permettent d'atteindre une vitesse de découpe et de perçage élevés ; cette vitesse augmente avec la densité d'énergie du faisceau. Le film de protection doit avoir un comportement neutre lors de la découpe ou du perçage ; en particulier il ne doit pas se décomposer, se décoller, former des bulles ou montrer un retrait significatif afin de pouvoir continuer à exercer correctement sa fonction protectrice. Or, pour les films disponibles dans le commerce, on constate que la vitesse de découpe ou de perçage exploitable industriellement est actuellement limitée par le comportement du film lors de ladite opération de découpe ou de perçage. On observe notamment que le film se décolle localement dans une zone proche de la ligne de coupe, ou forme des bulles. Le fait de pouvoir remédier à cette limitation permettrait d'exploiter les procédés connus de découpe ou de perçage par laser avec une densité d'énergie plus élevée, et donc avec une plus grande rapidité de découpe ou de perçage : on augmenterait ainsi immédiatement la productivité de certains types de machines de découpe ou de perçage. Voici le premier problème que la présente invention cherche à résoudre.
Par ailleurs, quel que soit le substrat sur lequel ces films sont appliqués, le demandeur a constaté que le déroulement de bobines de film nécessite une force de déroulement importante. Cette force doit être supérieure à la force de cohésion entre les spires de la bobine, et est donc reliée directement à la force adhésive et à la largeur du rouleau. Pour les films de protection temporaire selon l'état de la technique, adaptés à la protection de tôles en acier inoxydable, cette force est en général supérieure à 150 cN par centimètre de largeur. On sait que le déroulement des bobines de film génère du bruit ; ce niveau de bruit augmente avec la force de déroulement et avec la vitesse de déroulement. Ce niveau de bruit, mesuré à une distance de 1 à 2 mètres environ, dépasse 75 décibels et peut facilement dépasser 110 décibels, ce qui impose des mesures de protection particulières. Il est donc souhaitable de disposer de films de protection temporaire dont le déroulement, à des vitesses de déroulement élevées, ne s'accompagne pas d'un niveau d'émission sonore aussi important. Cela représente le second problème que la présente invention cherche à résoudre. Il existe de nombreux types films de protection temporaire dans l'état de la technique, ces films étant utilisés dans de très nombreux domaines techniques, souvent très spécifiques. Nous nous limitons ici à deux exemples : La demande de brevet FR 2 644 194 (Groupe Titel) décrit un film protecteur destiné à la protection temporaire de surfaces rugueuses, utilisable pour protéger des surfaces de construction pendant le sablage ou l'application de peintures. Ce film en polyéthylène basse densité d'une épaisseur comprise entre 50 pm et 80 pm comporte sur l'une de ses faces une couche d'adhésif permanent acrylique d'une épaisseur comprise entre 20 pm et 80 pm, et sur l'autre face une couche très mince d'un produit anti-adhérence (huile de silicone).
La demande de brevet EP 1 918 344 Al (Nitto Denko Corp.) décrit un film de protection temporaire en polypropylène pour surfaces optiques tels que des prismes, qui peut être déroulé avec une faible force de déroulement. Ce film comporte sur une face une couche d'adhésif à base de caoutchouc et sur l'autre face un revêtement antiadhérence constitué par un copolymère comportant des chaînes de polymère acrylique sur lesquelles sont greffés des squelettes de silicone (environ 15 à 40 °/U massiques) ; ce copolymère greffé peut être mélangé avec un polymère fluoré et/ou avec un agent réticulant. Le revêtement anti-adhésif est appliqué en phase liquide et séché. Un tel procédé de revêtement peut présenter deux inconvénients : d'une part, le séchage prend du temps, et cela peut limiter la vitesse de défilement dans un procédé continu et/ou provoquer une contamination du produit par le silicone modifié. D'autre part, la présence d'un agent réticulant dans le mélange limite la durée de vie de ce mélange, ce qui pose des problèmes de gestion de la production. Ces deux aspects liés au procédé d'application du revêtement anti-adhésif représentent le troisième problème que la présente invention cherche à résoudre ou éviter.
Objets de l'invention
De manière surprenante, l'inventeur a trouvé une solution unique aux trois problèmes indiqués. Ainsi, un premier objet de l'invention est un l'utilisation d'un film de protection temporaire pour protéger au moins une surface plane d'une tôle métallique contre l'endommagement mécanique, notamment lors d'un procédé de découpe ou de perçage par faisceau laser, ledit film de protection temporaire comprenant : un film support, transparent ou coloré, mono-couche ou multi-couche, de préférence en polyéthylène ou polypropylène ou un mélange des deux ; sur l'une de ses faces, appelée «face inférieure », qui est en contact adhésif avec ladite au moins une surface plane de ladite tôle, une couche adhésive ; sur l'autre de ses faces, appelée « face supérieure », qui peu être imprimée, une couche anti-adhésive ; caractérisée en ce que dans ledit film de protection temporaire : la couche adhésive sur la face inférieure est soit à base de caoutchouc synthétique ou naturel et a été appliquée en solution dans un solvant appropriée, soit à base d'une colle acrylique, et a été appliquée, dans les deux cas, par enduction sur la face inférieure du film support ; la couche anti-adhésive est à base de silicones polymériques modifiés avec des groupes fonctionnels acrylates réticulés par une réaction de type radicalaire initiée de préférence par un rayonnement UV en présence d'un photoinitiateur.
Ladite tôle métallique peut être une tôle en acier et plus spécialement une tôle en acier inoxydable, ou une tôle en aluminium ou alliage d'aluminium. Sa surface à protéger peut être nue ou comporter un revêtement de surface permanent, tel qu'une laque ou un vernis.
Un deuxième objet de l'invention est un procédé de découpe ou de perçage par faisceau laser d'une tôle métallique dont au moins une surface plane de ladite tôle est protégée lors de ladite découpe ou dudit perçage par un film de protection temporaire (6), ledit film de protection temporaire comprenant : un film support, transparent ou coloré, mono-couche ou multi-couche, de préférence en polyéthylène ou polypropylène ou un mélange des deux ; - sur l'une de ses faces, appelée « face inférieure », qui est en contact adhésif avec ladite au moins une surface plane de ladite tôle, une couche adhésive ; sur l'autre de ses faces, appelée « face supérieure », qui peu être imprimée, une couche anti-adhésive ; ledit procédé étant caractérisé en ce que dans ledit film de protection temporaire : la couche adhésive sur la face inférieure est soit à base de caoutchouc synthétique ou naturel et a été appliquée en solution dans un solvant appropriée, soit à base de colle acrylique, et a été appliquée, dans les deux cas, par enduction sur la face inférieure du film support ; la couche anti-adhésive est à base de silicones polymériques modifiés avec des groupes fonctionnels acrylates. Dans ce procédé, on peut utiliser une tôle en acier, et plus spécialement une tôle en acier inoxydable, ou une tôle en aluminium ou alliage d'aluminium, ou tout autre matériau métallique qui peut être découpé par faisceau laser. Sa surface protégée par ledit film de protection temporaire peut comporter un revêtement de surface permanent, tel qu'une laque ou un vernis. Dans ce procédé, on préfère utiliser un faisceau généré par un laser au CO2.
Un dernier objet de l'invention est un film de protection temporaire pour surfaces métalliques, en particulier pour surfaces en acier inoxydable, comprenant :
un film support, transparent ou coloré, mono-couche ou multi-couche, de préférence en polyéthylène ou polypropylène ou un mélange des deux ; sur l'une de ses faces, appelée « face inférieure », qui est en contact adhésif avec ladite au moins une surface plane de ladite tôle, une couche adhésive ; sur l'autre de ses faces, appelée «face supérieure », qui peu être imprimée, une couche anti-adhésive ; caractérisé en ce que dans ledit film de protection temporaire : la couche adhésive sur la face inférieure est soit à base de caoutchouc synthétique ou naturel et a été appliquée en solution dans un solvant appropriée, soit à base d'une colle acrylique, et a été appliquée, dans les deux cas, par enduction sur la face inférieure du film support ; la couche anti-adhésive est à base de silicones de type Si(X,Y,Z)' - [SiO(R)2]n, - [SIO(R)R1-O-CO-(CH=CH2)]n - [SIO(R)2]p - Si(X,Y,Z)2 où X,Y,Z sont des atomes ou groupes comportant des atomes sélectionnés parmi O,C,H,Si; R = alkyl linéaire et notamment CH3, C2H5, C3H7, R1 = alkylène linéaire, de préférence dérivé de R, et notamment CH2, C2H4. C3H6, m, n et p sont des nombres entiers, sachant que m et p peuvent être 0, et Si(X,Y,Z)' est de préférence SiO(R)3 et/ou Si(X,Y,Z)2 est de préférence Si(R)3.
Ladite couche anti-adhésive peut être obtenue par polymérisation induite par des rayons UV.
SIO(R)3 - [SiO(R)2],,, - [SIO(R)R1-O-CO-(CH=CH2)]n - [SIO(R)2]p - Si(R)3 où R = alkyl linéaire et notamment CH3, C2H5, C3H7, R1 = alkylène linéaire, de préférence dérivé de R, et notamment CH2, C2H4, C3H6, m, n et p sont des nombres entiers, sachant que m et p peuvent être 0. 10 D'une manière générale, dans le cadre de l'invention (quel que soit l'objet considéré) : - l'épaisseur du film de protection temporaire est avantageusement comprise entre 15 pm et 200 pm et de préférence entre 45 pm et 100 pm ; - le film support comporte de préférence une, deux ou trois couches ; 15 - la couche anti-adhésive est appliquée avantageusement à raison d'environ 0,01 à 2 g/m2 et de préférence entre 0,10 à 0,80 g/m2 ; - la couche adhésive est appliquée avantageusement à raison d'environ 1 à 40 g/m2 et de préférence de 3 à 15 g/m2 d'extrait sec par m2 - la couche anti-adhésive est polymérisée de préférence par lumière UV dans une 20 atmosphère contrôlée à teneur en oxygène réduit (inférieure à 10 ppm et de préférence inférieure à 50 ppm).
Description détaillée La structure d'un film de protection temporaire 6 selon l'invention est montrée sur la 25 figure 1. Selon l'invention, pour protéger la surface de la tôle métallique, qui peut être une tôle en acier, et notamment en acier inoxydable, lors de sa transformation notamment par découpe ou perçage par faisceau laser, on sélectionne un film de protection temporaire 6 de structure particulière. Ce film de protection temporaire 6 selon l'invention, destiné à protéger des surfaces métalliques, en particulier des 30 surfaces en acier inoxydable, pendant les opérations de transformation de ces tôles notamment par des procédés de découpe laser, comporte - un film support 1, transparent ou coloré, en polyéthylène ou polypropylène ou un mélange des deux, sur l'une de ses faces, appelée « face inférieure », une couche adhésive 4 à base de caoutchouc synthétique ou naturel, sur l'autre de ses faces, appelée « face supérieure », une couche anti-adhésive 5. La face supérieure du film support peut être imprimée par le dépôt d'une couche d'encre 3, par toute technique appropriée, notamment par flexographie. Les deux faces du film support 1, avant le dépôt de la couche adhésive 4 et de la couche anti-adhésive 5, et avant l'éventuelle impression 3, doivent recevoir un traitement de surface, typiquement par décharge corona. Le film support 1 est avantageusement réalisé par un procédé de co-extrusion à chaud de polymères, ou par collage / lamination d'au moins deux films, éventuellement imprimés, en utilisant une colle appropriée, ou par une combinaison des deux procédés. Tous ces procédés sont connus en tant que tels. Pour produire le film de protection temporaire 6 selon l'invention, on peut utiliser un film support 1 préalablement produit avec les procédés indiqués, ou mettre en oeuvre l'ensemble de ces technologies (y compris le traitement de surface et l'enduction) pour le réaliser en une seule étape. (a) Film support 1 C'est un film en plastique généralement produit à partir des polymères issus des familles du polyéthylène, du polypropylène, du polyester, du polystyrène, du polycarbonate ainsi que les polymères de ces familles éventuellement modifiés par des co-monomères et/ou des polymères de type organique et/ou organométallique. Ces polymères sont utilisés individuellement ou en mélange de deux ou davantage de ces polymères pour constituer le film support 1. On préfère les films qui ne sont pas susceptibles de dégager des émanations dangereuses lors du soudage ou perçage par faisceau laser, et on évite à ce titre le PVC. On préfère surtout les films en polyéthylène, et aussi ceux en polypropylène.
Le film support 1 peut contenir des additifs organiques, minéraux, organométalliques ou métalliques destinés à colorer ces films et/ou modifier certaines de leurs caractéristiques mécaniques ou physico-chimiques. Lesdits additifs peuvent comprendre toutes les charges minérales, organiques ou organométalliques que l'on peut usuellement incorporer dans ces matières plastiques. Ces additifs sont utilisés en 2967365 s tant que composant unique ou en mélange de différents composés sans limitation en quantité et en nombre selon les propriétés recherchées. (b) Traitement de surface sur les faces du film support 1 La surface du film support 1 peut éventuellement être traitée pour améliorer ces 5 capacités d'adhésion par une modification de sa tension de surface. Plus précisément, on souhaite avoir une tension de surface suffisante pour assurer la mouillabilité nécessaire à une bonne adhérence de l'impression 3, de la couche d'adhésif 4 et de la couche anti-adhésive 5. Cette modification de la tension de surface peut être réalisée par des techniques connues, par exemple par un traitement corona, un traitement 10 plasma ou l'application d'un primaire d'accrochage. On préfère un traitement corona, un procédé simple et efficace. (c) Couche adhésive 4 Elle est réalisée à partir de caoutchouc naturel et/ou synthétique. Plus spécialement, elle est réalisée à partir de caoutchouc naturel éventuellement modifié par des 15 copolymères acryliques, du caoutchouc synthétique comme par exemple un styrène block copolymère ou leurs dérivés hydrogénés, un styrène-butadiène-styrène copolymère ou leurs dérivés hydrogénés, ou un polyisobutylène. Ces produits sont utilisés individuellement ou en mélange de deux ou davantage de ces différents produits dont la viscosité Mooney pourra éventuellement être modifiée par un procédé 20 mécanique de malaxage, usuellement utilisé dans l'industrie de la transformation du caoutchouc, notamment à l'aide d'une calandre ou d'un mélangeur interne. Cette masse adhésive est généralement formulée avec des additifs : résine tackifiante, agent de réticulation, agent de vulcanisation, agent amorceur d'accrochage de silane, des colorants organiques, minéraux, organométalliques ou métalliques, agent 25 plastifiant, agent anti-oxydant, agent photostabilisateur, agent absorbeur UV, agent lubrifiant, agent inhibiteur de polymérisation et plus généralement l'ensemble des additifs couramment mis en oeuvre dans la formulation des caoutchoucs. Ces additifs sont incorporés en tant que composant unique ou en mélange de deux ou davantage de ces additifs sans limitations en quantité et en nombre selon les performances 30 recherchées.
Par résine tackifiante on entend les résines pétrochimiques hydrocarbonées, les résine colophanes et dérivées, les résines terpéniques et dérivées et autres résines utilisés dans l'industrie de transformation des caoutchoucs.
L'une des caractéristiques techniques essentielles du film de protection temporaire selon l'invention est le fait que pour sa préparation, la couche adhésive 4 est appliquée sur le film support 1 par enduction d'une solution de la colle à base de caoutchouc synthétique ou naturel dans un solvant appropriée. Cela permet d'obtenir un film avec une colle répartie de façon régulière et homogène, particulièrement cohésive, contrairement aux colles à base de caoutchouc naturel ou synthétique appliquées sans solvant (colles de type hot-melt, i.e. appliquées à chaud) non adaptées à ce marché de la protection temporaire de surface, en raison justement d'une cohésion insuffisante. Ces films revêtus de colles hot-melt sont utilisés en grande quantité surtout comme films adhésifs permanents, notamment dans le secteur de l'emballage ou des étiquettes. Alternativement, on peut utiliser une colle acrylique pour la préparation de la couche adhésive qui sera destinée à des surfaces autres que l'acier inoxydable comme par exemple l'aluminium ou des surfaces comportant un revêtement de surface permanent (surface prélaquées ou vernies).
Selon l'invention, dans un mode de réalisation avantageux du film de protection temporaire, on mélange l'ensemble des composants, comprenant notamment au moins un caoutchouc synthétique ou naturel et au moins un solvant approprié, dans un réacteur pourvu d'un système d'agitation afin de réaliser une masse adhésive homogène. Le système d'enduction utilisé pour déposer sur la face inférieure du film support une couche mince et homogène de la masse adhésive est généralement de type « roll over roll », i.e. à deux rouleaux parallèles. Ainsi, on alimente en continu deux cylindres à axes parallèles en rotation ayant un écartement approprié, par la masse adhésive qui est déposée sur la face inférieure du film support. Ensuite, on sèche cette couche afin d'évaporer le solvant ; cette étape est typiquement effectuée dans un four à air chaud. On dépose typiquement entre 1 g/m2 et 40 g/m2 de colle, exprimée en matière sèche, sur la face inférieure du film support. (d) Couche anti-adhésive 5 Le choix de la couche anti-adhésive est également critique pour l'invention. Selon l'invention, cette couche comprend des silicones polymériques modifiés avec des groupes fonctionnels acrylates, vinyles et/ou éthylène. On préfère des silicones de type polydialkylsiloxanes modifiés, et plus particulièrement des silicones de type SiO(R)3 - [SiO(R)2]m - [SiO(R)R1-0-CO-(CH=CH2)]n - [SiO(R)2]p - Si(R)3 où R = alkyl linéaire et notamment CH3, C2H5, C3H7, R1 = alkylène linéaire, de préférence dérivé de R, et notamment CH2, C2H4 C3H6, m, n et p sont des nombres entiers, sachant que m et p peuvent être 0, sachant que les groupes terminaux SiO(R)3 et/ou Si(R)3 peuvent être remplacées par d'autres groupes, appelés ici « Si(X)(Y)(Z) », qui contiennent un atome de silicium et dans lesquels X,Y,Z sont des atomes ou groupes comportant des atomes sélectionnés parmi O,C,H,Si.
Une telle couche anti-adhésive 5 peut être obtenue par polymérisation induite par des rayons UV. Les silicones modifiés utilisés dans le cadre de la présente invention peuvent être réticulés par le rayonnement UV ; à cette fin elle doit comporter un photo-initiateur. Le photo-initiateur est de préférence une cétone aromatique, et notamment un 2-hydroxy-2-méthyl-1-phényl-1-propanone dont le groupe phényl peut comporter des groupes fonctionnels. Le produit commercialisé sous la marque Tego ® A17 peut convenir à ce titre.
Les silicones modifiés utilisés dans le cadre de la présente invention peuvent être basés sur des produits du commerce ; on utilise par exemple ceux commercialisés par la société Evonik sous la marque Tego ®, et plus spécialement un mélange entre les produits Tego ® RC 711 et Tego ® RC 902.
La couche anti-adhésive est généralement appliquée avec un système d'enduction mettant en oeuvre la combinaison de plusieurs cylindres gravés ou lisses en rotation 10 afin de déposer la quantité suffisante de vernis silicone pour obtenir les propriétés recherchées. Puis la bande passe sous une lampe UV sous atmosphère contrôlée, notamment à teneur en oxygène aussi basse que possible, pour former par polymérisation la couche anti-adhésive. Elle est alors prête à être bobinée en vue de son stockage, en attente d'être utilisée. e) Application sur la surface d'une tôle L'inventeur a constaté que le film de protection selon l'invention peut être déroulé très facilement, pour être appliqué sur la surface d'une tôle métallique. Son déroulement est régulier, sans à-coups ou accrochages. Son déroulement est silencieux, même à haute vitesse, alors que les films couramment utilisés pour protéger des tôles métalliques lors de la découpe laser conduisent à un niveau de bruit bien supérieur à 75 décibels, mesuré dans les conditions réglementaires.
f) Procédé de découpe ou de perçage par faisceau laser Cette découpe ou ce perçage peut être réalisée avec tout laser habituellement utilisé dans ce but, et en particulier avec un laser CO2. Une quelconque face de la tôle, ou ses feux faces, peuvent être protégées par le film de protection temporaire. L'inventeur a découvert que l'utilisation du film de protection temporaire décrit ci-dessus permet d'augmenter la densité d'énergie lors du découpage et du perçage par faisceau laser, sans que le film de protection temporaire ne forme des bulles ou se décolle.
g) Avantaqe du procédé selon l'invention Le procédé de découpe ou de perçage selon l'invention a de nombreux avantages. Sans vouloir être enfermé dans cette explication théorique, l'inventeur pense que la réduction des forces de déroulement du film de protection temporaire évite que le film ne soit appliqué sur la tôle métallique dans un état étiré. En effet, on sait que la force de déroulement peut engendrer une traction du film dans son sens long, qui conduit à son allongement. L'inventeur a observé qu'avec les films de protection temporaire couramment utilisés pour protéger des tôles métalliques, cet allongement peut atteindre ou dépasser 2%, et que ces films sont appliqués aux tôles métalliques dans un état d'allongement élastique, sachant que leur retour élastique n'est pas immédiat (phénomène d'hystérésis) : une fois collé sur la surface de la tôle, le film ne peut plus revenir dans son état initial et demeure dans un état d'allongement élastique. Par conséquent, il garde la propension à retourner élastiquement à son état initial dès qu'il aura été retiré de la tôle. On sait également que la force de déroulement augmente avec le pouvoir adhésif du film ; par ailleurs, pour protéger des tôles en acier on utilise des films de protection dont la face adhésive a une force d'adhésion plus grande que dans le cas des tôles en aluminium par exemple.
De façon pratique, ce phénomène peut être visualisé et mesuré sur un échantillon de tôle protégée par un film de protection par une mesure de « décollement et repositionnement » du film de protection : On retire le film de protection d'un échantillon de tôle protégée par ce dernier, d'une longueur de 1 mètre sur 2,5 cm de large, par exemple, selon le sens de pose du film, puis on attend au moins une minute et on repositionne le film ainsi décollé sur la surface qu'il protégeait initialement : on observe un retrait du film par rapport à la surface initialement protégée. Cette mesure n'a de sens qu'à condition d'avoir une force d'adhérence du film de protection sur la tôle inférieure à la contrainte au seuil d'écoulement (CSE) du film support 1. En effet, si cette force de décollement est plus élevée que la CSE, la force de décollement du film de protection n'est plus appliquée dans la zone élastique du film support 1 qui subit alors une déformation définitive pouvant conduire à la rupture du film lors de son enlèvement de la tôle. II serait donc souhaitable de pouvoir appliquer un film de protection temporaire sur la 20 surface à protéger de préférence sans déformation ni contrainte, et de pouvoir le retirer avec une force de décollement de préférence inférieure à la CSE du film support 1.
Si lors de la découpe laser la liaison adhésive entre la face inférieure du film et la surface de la tôle est diminuée par un échauffement local excessif, ou si le film support 25 subit une modification chimique ou physico-chimique par l'échauffement local excessif ou endommagement mécanique, le retour élastique du film peut se faire localement et de manière incontrôlée, ce qui conduit à la formation de bulles et d'autres défauts. Par ailleurs, le film de protection collé contre la surface de la tôle développe une force de cisaillement parallèle à la surface de la tôle qui est susceptible de diminuer l'adhésion 30 entre le film de protection et la tôle. Le procédé selon l'invention, basé sur l'utilisation d'un film de protection temporaire particulier, évite que ledit film ne soit appliqué dans un état d'allongement élastique. Cela a un effet favorable sur la liaison adhésive entre la tôle et le film, car il y a absence de cisaillement parallèle à la surface. Cela évite également le retour élastique du film, accompagné de bullage, aux endroits où la liaison adhésive est affaiblie, par exemple par l'échauffement local dû au faisceau laser. Et enfin, le choix des matières pour le film de support, la couche adhésive et la couche anti-adhésive évite la formation de lignes noires sur la tôle. La découpe laser est toujours accompagnée d'une décomposition des polymères présents sur la ligne de découpe, mais les matières utilisées dans le cadre de la présente invention ne conduisent ni à la formation d'émanations dangereuses ni au dépôt de matière sur la tôle métallique sous-jacente.
Exemple Les exemples suivants illustrent l'invention et représentent des modes de réalisation concrets, mais ne limitent pas la portée de l'invention. On a réalisé un film de protection temporaire selon l'invention comportant un film de support en polyéthylène de 90 pm d'épaisseur produit par co-extrusion de trois couches (incolore, blanche, noire). Un traitement corona a été appliqué sur les deux faces du film support. Sur la face extérieure, on a appliqué environ 0,30 g/m2 d'une composition de silicone modifiée à l'acrylate, à savoir un mélange 50/50 en masse des produits Tego 0 RC 902 et Tego ® RC 711. A ce mélange on a ajouté 2% massiques de photoinitiateur Tego ® A17. La réticulation a été réalisée à l'aide d'une lampe UV (environ 200 W/cm) sous atmosphère azote contrôlée avec un seuil d'oxygène inférieur à 50 ppm. Sur la face inférieure, on a ensuite appliqué une solution adhésive (extrait sec de 23 %) comportant du caoutchouc naturel dans un solvant approprié, déposée à raison d'environ 10 g d'extrait sec par m2 sur la face inférieure.
Ce film de protection temporaire montre des forces de déroulement réduites d'un facteur 4 par rapport aux films existants pour cette utilisation (par exemple le produit vendu sous la dénomination 4224RE de la société Novacel) et un niveau sonore inférieur à 80 décibels lors du déroulement à vitesse faible ou élevée (de 5 m/min à 300 m/min).
On appliqué ce film selon l'invention sur l'une des faces d'une tôle en acier inoxydable d'épaisseur 1 mm. Le test de « décollement / repositionnement » décrit ci-dessus n'a pas révélé de retrait mesurable. Cette tôle a été posée sur un banc de découpe laser de type courant, avec le film vers le laser, et on a découpé des pièces de tôle de différentes formes plus ou moins complexes à l'aide d'un laser CO2 de modèle courant.
Même à des vitesses de coupe (et donc des intensités de lumière) inhabituellement élevées, on n'a pas observé de bullage ou décollement du film lors de ces opérations. On n'a pas non plus observé de retrait important du film sur la tôle au voisinage des traits de coupe ou de perforation. Après le découpage et/ou la perforation de la tôle, le film s'enlève facilement sans déchirement et sans traces résiduelles sur les surfaces protégées.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS1. Utilisation d'un film de protection temporaire (6) pour protéger au moins une surface plane d'une tôle métallique contre l'endommagement mécanique, notamment lors d'un procédé de découpe ou de perçage par faisceau laser, ledit film de protection temporaire (6) comprenant : un film support (1), transparent ou coloré, mono-couche ou multi-couche, de préférence en polyéthylène ou polypropylène ou un mélange des deux ; sur l'une de ses faces, appelée « face inférieure », qui est en contact adhésif avec ladite au moins une surface plane de ladite tôle, une couche adhésive (4); sur l'autre de ses faces, appelée « face supérieure », qui peut être imprimée, une couche anti-adhésive (5); caractérisée en ce que dans ledit film de protection temporaire : la couche adhésive (4) sur la face inférieure est soit à base de caoutchouc synthétique ou naturel et a été appliquée en solution dans un solvant appropriée, soit à base d'une colle acrylique, et a été appliquée, dans les deux cas, par enduction sur la face inférieure du film support ; la couche anti-adhésive (5) est à base de silicones polymériques modifiés avec des groupes fonctionnels acrylates..
  2. 2. Utilisation selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite couche antiadhésive (5) a été obtenue par polymérisation induite par rayons UV.
  3. 3. Utilisation selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que ladite tôle métallique est une tôle en acier et plus spécialement une tôle en acier inoxydable, ou une tôle en aluminium ou alliage d'aluminium.
  4. 4. Utilisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que ladite surface de ladite tôle métallique à protéger comporte un revêtement de surface permanent, tel qu'une laque ou un vernis.
  5. 5. Procédé de découpe ou de perçage par faisceau laser d'une tôle métallique dont au moins une surface plane de ladite tôle est protégée lors de ladite découpe ou dudit perçage par un film de protection temporaire (6), ledit film de protection 15temporaire (6) comprenant : un film support (1), transparent ou coloré, mono-couche ou multi-couche, de préférence en polyéthylène ou polypropylène ou un mélange des deux ; sur l'une de ses faces, appelée « face inférieure », qui est en contact adhésif avec ladite au moins une surface plane de ladite tôle, une couche adhésive (4) ; sur l'autre de ses faces, appelée « face supérieure », qui peut être imprimée, une couche anti-adhésive (5) ; ledit procédé étant caractérisé en ce que dans ledit film de protection temporaire : la couche adhésive (4) sur la face inférieure est soit à base de caoutchouc synthétique ou naturel et a été appliquée en solution dans un solvant appropriée, soit à base d'émulsion acrylique, et a été appliquée, dans les deux cas, par enduction sur la face inférieure du film support (1); la couche anti-adhésive (5) est à base de silicones polymériques modifiés avec des groupes fonctionnels acrylates.
  6. 6. Procédé de découpe ou de perçage selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite tôle est une tôle en acier, et plus spécialement une tôle en acier inoxydable, ou une tôle en aluminium ou alliage d'aluminium.
  7. 7. Procédé de découpe ou de perçage selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que la surface de ladite tôle protégée par ledit film de protection temporaire (6) comporte un revêtement de surface permanent, tel qu'une laque ou un vernis.
  8. 8. Procédé de découpe selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que ledit faisceau laser est généré par un laser au CO2.
  9. 9. Film de protection temporaire (6) pour surfaces métalliques, en particulier pour surfaces en acier inoxydable, comprenant : un film support (1), transparent ou coloré, mono-couche ou multi-couche, de préférence en polyéthylène ou polypropylène ou un mélange des deux ; sur l'une de ses faces, appelée « face inférieure », qui est en contact adhésif avec ladite au moins une surface plane de ladite tôle, une couche adhésive (4) ; sur l'autre de ses faces, appelée «face supérieure », qui peut être imprimée, une couche anti-adhésive (5) ; 15caractérisé en ce que dans ledit film de protection temporaire (6) : la couche adhésive (4) sur la face inférieure est soit à base de caoutchouc synthétique ou naturel et a été appliquée en solution dans un solvant appropriée, soit à base d'une colle acrylique, et a été appliquée, dans les deux cas, par enduction sur la face inférieure du film support (1); la couche anti-adhésive (5) est à base de silicones de type Si(X,Y,Z)' - [SiO(R)2]R, - [SiO(R)R1-O-CO-(CH=CH2)]n - [SiO(R)l - Si(X,Y,Z)2 où X,Y,Z sont des atomes ou groupes comportant des atomes sélectionnés parmi O,C,H,Si; R = alkyl linéaire et notamment CH3, C2-15, C3H7, R1 = alkylène linéaire, de préférence dérivé de R, et notamment CH2, C21-14, C3H6, m, n et p sont des nombres entiers, sachant que m et p peuvent être 0, et Si(X,Y,Z)' est de préférence SiO(R)3 et/ou Si(X,Y,Z)2 est de préférence Si(R)3.
  10. 10. Film de protection (6) selon la revendication 9, caractérisé en ce que ladite couche anti-adhésive (5) a été obtenue par polymérisation induite par des rayons UV.
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