BE582204A

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Info

Publication number: BE582204A
Authority: BE
Publication date: 1900-01-01

Description


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  Appareil et procédé perfectionnés pour la production de tubes et de pellicules tubulaires. 



   La présente invention se rapporte à un appareil et à un procédé perfectionnés pour la production de tubes, y compris les pellicules tubulaires, de {salières polymères thermoplastiques or- ganiques/. 



   Divers procèdes ont été décrits pour provoquer l'orienta- tion moléculaire des pellicules thermoplastiques organiques en les étirant à l'état solide. Le   procdé   le plus   économique   pour don- ner aux matières thermoplastiques une forme   tabulaire   est   l'extru-     sion à     lestât   fondu. Il est ensuite nécessaire de solidifier le tube extrudé.

   Le brevet anglais n    741.963   décrit un   procède   pour la production de tubes ou de pellicules tubulaires à parois minces dans lequel on extrude continuellement sous-la forme d'un tube une matiëre thermpoplastique organique fondue et on extrait continuellement le tube vers le bas en substance verticalement à partir de la machine à extruder tandis qu'on maintient à l'in- 

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 t5rieur du tube un volume de gaz tel que le àcjré de 1;o1fle:#ent et la vitesse d'extraction du tube af:

  a.ner¯t une réduction de l' 'rris- seur du tube, ce procédé étant caractérisa en ce qu'on fcit passer 
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 le tube gonflé par un passage qui, au soins à l'entrée du tube, a 
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 une section transversale pratiquement circulaire et qui est bai=nô 
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 intérieurement par un liquide de refroidissement qui coule vers 
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 le bas en contact avec toute la surface externe eu tube ou pelli- cule tubulaire lorsqu'il traverse le tassage. Lp raroi du '::;2 sse.,::e est de préférence refroidie par un liquide ci= c.àlc.?t µ. l'intérieur de cette paroi. Des dispositifs sont prévus pour éviter la for- mation de values d:2s la source d'alimentation âu ? iu.-.de de = - froidissement s'écoulant vers le bas. 



  Certaines 2tiles JOlß:??'45 ther'.opa:"tiq"es c=qa-;1<a.=#s doivent avoir un poids ##o14culaire sle7 ou 1 :,roducti.¯ de pellicules résistantes et elles doivent é.#re fondues à des te'- pératu.res relativement basses. Il en résulte ue ces :;ti'res ont de hautes viscosités aux températures l.::iaECii- tF :ent S',1=!iI'J.t'2iT S à leurs points de fusion et, afin d'obteïi'-r us tube cxtrud- dont 12 surface soit lisse, il est nécessaire à'uti? arr une te:.â rat-:r d'extrusion élevée, c' e2t--àire une te..1.-rt': t".;re (;;)nsidjl'é:b2.e .ent supérieure à la te-npërature à laquelle la ma re ço13r;=à=e fond ( ou encore la température à laquelle certaines mati%res p'Jly:Ùres passent de l'état solide à l'état fluide sans rfelle.ient fondre pal ce que la transition de l'état solide à l'état liquide est nrc- gressive) .

   En outre ces matières pol yres ont tendance à coller 
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 aux surfaces métalliques et elles présentent entre leurs points de fusion et les températures auxquelles elles deviennent des 
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 fluides mobiles, une garsee étendue de températures dans laquelle cette tendance se produit. Le polyéthylène, en particulier le polyéthylène à haute densité (ayant une densit supérieure à 0,93), le polypropylène isotactique, les copoly-nres de chlorure de vinylidsne et de chlorure de vinyle (per exemple 80>;. de chlorure de vinylid.ne et 20ivo de chlorure de vinyle) et les coc7.;;¯.:r es de chlorure de vinylidsne et d'acrylonitrile (per exemple S 5% de chlorure de vinylidène et riz d'acrylonitrile) peuvent être 

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 citér ao=i1#e étant des matières pol.yr-.;9=rés de ce type.

   Ainsi, d.ns Inapplication du procéda du brevet n:19is n  741.963 a ces ni" tisres polymères, il est nécessaire que le liquide de refroi- 
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 dissezent s'écoulant vers le bas refroidisse le tube extrudé fon- 
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 du sur une ge;ne étendue de températures avant ou':il ne devienne 
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 solide et perde sa tendance à coller aux surfaces. tétaniques. On a remarqué que cela conduit à des difficultés considérables pour 
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 'mettre en oeuvre le procédé du brevet anzliis n  741.963. Lorsque le tube fondu est tout d'abord conduit de 1s échine d'extrusion. par le passage aux rouleaux Qui l'enlèvsnt, c'e3t-h-èrc avant que le tube n'ait été gonflé, il est ovale en coui transversale et certaines parties du tube o-t tcnd,nce entrer en contact avec 
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 les parois du'passage tandis que le reste rase dans les rouleaux 
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 à l'état fondu.

   A cause de la haute teneur en chaleur du. tube fondu et de sa forte géométrique indiquée ci-dessus, des ,arties 
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 du tube au début du processus ont tendance venir en contact di- 
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 rect avec les parois de la voie de passade etày td";4=er. Il en résulte que le tube a tendance à se rompre ],o::':::<:!u'on l'extrsit et souvent on ne réussit pas à f4.r df.;:;:--rrer l'opération. Cette tendance ne persiste pas lorsque le tube a ité ÛC3iI¯  contre la 
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 paroi du passade quand la marche continue du procède décrit ci-des- 
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 sus est bien en train. Plus le tube exùrud-' est :::13, pus il a tendance à coller et à se rompre et moindre c:.}t la température d'extrusion la plus basse pour une matière poly-i-.-re donnée, ce qui 
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 a pour résultat une tendance à coller et à se rompre.

   La présente invention a pour but de fournir un appareil 
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 et un procédé perfectionnas pour le production de tubes, y compris les pellicules tubulaires, en aatires 1; .. "c: t'er;snl.stl.= es organiques, pzrtJ.cil14r ±2.exit celles dont les .J¯CtSit S 3 ¯' ut fondu sont telles qu'il faut les cxtruder a ce2 "G':. ,r;';rë -:;:';':C.3 con- 51.t.crcb e l6IIt plus élevées que le[: c? ^'. i : t':i ^S ii:;<qà>#11;zs eLles 
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 se solidifient. 
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  Suivant la présente invention, un proc{2 pour la pro- duction de tubes, y compris les pellicules t?i..i'c=s, en ''Jine 

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 matière t:1err::topL.stique or.;mlc1le dans le' uel le tube est extru- dé â l'état fondu à partir d'un orifice annuÜ1Íre et passe r-n passage baigne intérieurement par un liquide de refroidissement une différence de pression gazeuse suffisante étant créée entre l'intérieur et l'extérieur du   tuhe   pour le maintenir contre la pa- 
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 roi intérieure du passase, est caractérise en ce qu'au 'soins pen- dant le début de   l'opération ,   le tube fondu est   solidifie   entre l'orifice d'extrusion et le passade, au   oins   sur sa   surface,

     par des jets de liquide de refroidissement   diriges   vers l'intérieur sur la surface extérieure du tube. 



   Suivant la présente invention aussi, un appareil pour l'exécution du procédé défini ci-dessus, est   caractérisa     en   ce   qu'il   comprend essentiellement une filière   d'extrusion   ayant un 
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 orifice annulaire, des moyens pour '"maintenir une différence de rr'S. sion gazeuse entre l'intérieur et l'extérieur du tube extruaëj un passade 3rant la ;ne?se for;te en COU)8 transversale que l'orifice annulaire et par leque' le tube peut passer après.avoir été ex- trudé de la filière, ce passage étant également susceptible d'être baigné intérieurement par un liquide de   refroidisse;

  lent,   une sour- ce de liquide de forme annulaire, qui de préférence peut être enlevée après le début de l'opération et sert à diriger des jpts ne liquide vers   l'intérieur   vers le tube, et un dispositif pour extraire le tube de la filière   d'e::trusion   et du passage.. 
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  L'expression "annulaire" cosprend les forces fermées qui ne sont pas circula.ires. Co.:i..:odtf:3ent le tube est extrudé sous la fore d'un tube circulaire depuis   un   orifice anrulaire cir- culaire et le passage a -une coupe transversale circulaire. 
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  De préférence, pour faciliter l'ap-ra tim, la différence de pression gazeuse est obtenue en auy-cntant la jréssi.J-i 3. l'in- tc:r i eur du tube en introduisant du zaz par une entrée de gaz entourée par l'orifice d'extrusion. 



   Le gaz fourni à l'intérieur da tube est   normalement   de l'air, qui donne entière satisfaction parce que le poly ère est rapidement refroidi dans le procédé de la présente invention 

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 et qu'il ne peut se produire qu'un degré d'oxydation négligeable du polymère fondu. D'autres   gaz,   si on le désire des gaz inertes, par   exemple   le dioxyde de carbone ou l'azote, peuvent cependant être utilisés. D'autre part, la pression du gaz doit être   réglée   avec précision lorsque les polymëres précités sont extrudés, parce que cette pression doit n'être que juste suffisante pour amener le tube contre le liquide s'écoulant vers le bas de la paroi intérieure du passage.

   Si on   utilise   une trop forte pression, le -tube gonflé fomre un bourrelet à l'entrée du passage   et -1   cause de la viscosité élevée à l'état fondu de la matière   poly.re,   il ne prend pas la fore intérieure de la voie de passage et des rides se forcent sur ce tube. 



   Les jets de liquide sont, de préférence, lancés contre le tube sans aucune force. On a constaté que cela réduit la ten- dance à abîmer le tube. Ces jets de liquide et la source, circu- laire qui les fournit non seulement rendent aisé le   démarrage   de l'opération mais encore ont pour effet d'éviter les   températures   élevées et l'ébullition du liquide s'écoulant vers le bas de la paroi intérieure du passage à son premier contact avec le tube. 



  Les jets et leur source réduisent donc le risque eue le tube soit abîmé par cette ébullition. 



   De préférence, pour la facilité du fonctionnement, le passage est baigné intérieurement par un liquide de refroidisse- ment qui s'écoule dans le sens que le tube. De préférence également, le procédé de la présente invention est exécuté verti-      calement vers le bas parce Qu'il est plus facile ainsi de produire   @   des tubes ayant une épaisseur de   paroi   uniforme.

   De préférence aussi, pour la facilité du fonctionnement et pour obtenir un mouilage complet du passade et du tube, le liquide de refroidis- sement est une solution aqueuse d'un a-ent rouillant,   par     exemple   d'un agent contenant de 0,01% à 0,1% par volune   d'un     produit   de condensation d'octylphnol et d'oxyde d'éthylène ("Lissapol-N") ou de lauryl sulfate de sodium. La quantité d'agent mouillant utilisée peut être suffisante pour assurer le mouillage effec- 

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 tif de la pellicule et du passage mais elle doit être inférieure   à la   quantité qui amène la formation d'un voile   sur   la pellicule produite. 



   Le diamètre intérieur du passade peut être égal ou in- férieur au diamètre extérieur de l'orifice d'extrusion, parce que   1-'extraction   du tube par le dessous de l'appareil   tend à   provoquer une réduction du diamètre du tube. Cependant, il est préférable pour la facilité du démarrage de l'opération au début du procà- dé de la présente invention, que le diamètreinterne du passage soit plus grand que le diantre externe de l'orifice d'extrusion, c'est-à-dire de 5 à 50% plus grand. L'écoulement du liquide sur les parois intérieures de la voie de passage est aussi, de pré- férence, réglé de façon à réduire la formation de vagues.

   Cela peut être réalisé comme décrit dans le brevet   allais   n  741.963 ou en amenant le liquide à couler sur la paroi interne du passade en un courant de faible épaisseur sur une surface pratique lent plate. 



   Le liquide sur la surface du tube après la traversée du passage peut être enlevé   par   le procédé décrit dans la   dépende   de brevet anglais n    20249/55.   



   Le dispositif d'extraction du tube au-dessous de l'appa- reil est de préférence un système de rouleaux pinceurs qui apla- tissent le tube et le rendent ainsi étanche ce qui empêche le gaz de s'en échapper. Ce systène de rouleaux   pinceurs   est de préférence précédé par des guidages, par exemple une série de rou-   leaux   fous qui aplatissent le tube avant ou'il ne traverse le système. 



   Un procédé qui donne entière satisfaction pour étirer et conférer l'orientation moléculaire voulue au tube produit par le procédé de la présente invention à partir de polypropylène isotactique est décrit dans la damande de brevet anglais n    28625/57.   
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  Les dessins annexés et la description aonnée ci-a?r=s 

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 du procédé ne visent   qu'à   illustrer la présente invention étant évident que l'invention n'y est en aucune mainère limitée. La description se rapporte à la production de polypropylne iso tac-   tiue   tubulaire pouvant être étiré pour donner une pellicule tubulaire ayant l'orientation désirée. 



   Les Figs.l et 2 sont des vues en coupe verticale trans- versale illustrant l'appareil de.la présente invention, la Fig.l correspondant au début du procédé et la Fig.2 à la marche en con- tinu du procédé. 



   Sur les figures , 1 désigne une filière d'extrusion formant un orifice d'extrusion annulaire circulaire ; 2 est une source d'air passant au travers de la filière ; 3 est le tube polymère thermoplastique organique extrudé et   fluide; 4   est une rampe circulaire à jets   d'eau,   ces jets étant dirigés vers   l'inti-   rieur sur le tube et 5   désigne   les conduites amenant l'eau à cette source. 6 est un cylindre en laiton dont le diamëtre Interne est légèrement supérieur au   diamètre   externe de l'orifice d'extrusion constitué par la filière 1.

   Les parois de ce cylindre sont re- froidies par de l'eau circulant dans la chemise 7 de la conduite   8 vers la conduite 9 ; lachemise 7 contient un systéme de chi-   canes (non représentées) pour assurer le refroidissementuniforme de la paroi intérieure du cylindre 6. De l'eau amenée à l'exté- rieur du cylindre 6 par la conduite 10 coule sur le dessus plat 11 du cylindre et vers le bas contre ses parois intérieures.

   En dessous de ce cylindre il y a un dispositif 12 pour enlever l'eau de la surface du tube produit par le procédé de   la   présente inven- tion, ce dispositif étant décrit dans la de ande de brevet anglais n    20249/55.   En dessous de ce dispositif se trovent deux séries de rouleaux fous 13 qui aplatissent le tube, et en dessous de ceux-ci se trouvent des rouleaux pinceurs 14 garnis de caoutchouc qui extraient le tube et qui , en pinçant le tube,   empêchent   aussi l'air de s'en   échapper.   



   Sur la Fig.l , le tube extrudé est représenté   apras   qu'il ait été engagé entre les rouleaux pinceurs   14   mais avant que l'air sous pression de la source 2 l'ait gonflé. Le tube 

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 extrudé est cependant solidifié par les jets d'eau de la rampe 4 avant de passer entre les rouleaux 14. 



   Sur la Fig.2 , le tube est gonfle par   l'air   sous pres- sion de la source 2 qui l'applique contre la paroi intérieure du cylindre en laiton 6 constituant le passage dans lequel passe le tube. Le tube entre ensuite en contact avec le   dispasitif   12 qui enlève l'eau de sa surface. Sur la Fig.2, on a représente en 15 la pellicule aplatie, prête à être   emmagasinée   ou à subir un autre traitement. 
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  Dans un exemple d'exécution du proc..r:-', on extrude verticalement vers le bas du polypropylne isotactique d't vis- cosité à 1'état fondu de 10 poises à 190 C mesur..:e au VÜD2"'::J.?tre à plaques parallèles et le poids spécifique 0,905, au tr' -.ïrs d'une filière annulaire de 2,024 pouces (51 1.#.=) de dirtre e:t,:,rI> avec des lèvres écartées de 0,030 pouce (0,75 :nr.1). La vi t-.::;se d'extrusion est de 19 livres/heure (8,61 'cg/h). La te'1pr<:. ture maximitn dc la cuve d'extrusion est de 246 C, la température de la filière de 255 C et la température des livres de la filière de 256 C .

   La rampe à jets d'eau 4 comporte 18 trous de diantre d'environ   0,040   pouce   (imm)   écartés uniformément sur la source en formant un cercle de 2 3/4 pouces (70 mm) de diamètre pour donner des jets d'eau dirigés horizontalement vers l'intérieur . Le   la-   mètre interne du cylindre en laiton, c'est-à-dire du passage   6,   est de 2 3/8 pouces (60 mm). 



     L'eau   (qui contient   0,03%   par volume d'un produit de 
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 condensation d'octylphénol et d'oxyde d'ethylsne ("Lissaool-N") coule sur les parois internes du passage 6 depuis la conduite 10 à raison de 7,9 gallons/heure (35,61/h) et circule dans la chemise 7 pour refroidir les parois du passage 6 à raison de 75   gallons/heure   (340 1/h). 
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  La vitesse circonférentielle des rouleaux p ;::ceurs 14 est est de 5 pieds/minute (1,5m/min). La pression d'air à la sour- ce 2 est de 2 pouces (50 mm) d'eau. Cette pression d'air est 
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 rigoureuseazent réglée. On obtient du polypropylène isotactique 

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 tubulaire aplati de 3 1/2 pouce (89 mm) de large et de 0,025 pouce (0,6 mm) d'épaisseur. 



   On extrude de la même manière du polyéthylëne de densi- té élevée dont l'inde;: à l'état fondu est de 1,3 x 104 poises .ne- suré à 190 C et dont la densité nominale ( à l'état amorphe) est de 0,96   ("Marlex -   type 50" ou "Rigidex - 50") et on le refroidit depuis une température maximum de la cuve d'extrusion de   230 C,   la filière et les lèvres de la filière ayant des   températures   de 240 et de   241 C   en utilisant l'appareil décrit dans le dessin. 



  L'extrusion s'opère à raison de 20,6 livres/heure (9,3 kg/h). 



  L'alimentation d'eau et les vitesses   d'entraînement   des rouleaux pinceurs sont telles que décrites pour le   polypropylne   et la pression d'air fournie par la source 2 est de 2 pouces (50 mm) d'eau. On obtient une pellicule tubulaire aplatie de 3   1/2 pouces   (89 mm) de large et de   0,025   pouce (0,6 mm) d'épaisseur. 



   On extrude de la même manière du polyéthylèe à basse densité dont la viscosité à l'état fondu est de 1 x 104 poises mesurée.à 190 C et dont la densité nominale ( à   l'état   amorphe) est de .0,92 ("Alkatène 7") et or. le refroidit pour obtenir une pellicule tubulaire aplatie de 3 1/2 pouces (S9 mm) de large      et 0,025 pouce (0,6 mm) d'épaisseur. La   température   de la cuve d'extrusion est 150 C et les températures de la   filière et   des lèvres de la filière de 160 C. La vitesse d'extrusion est 19,7        livres/heure     (8,93   kg/h). 



    REVENDICATIONS.   

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims

1.- Procéd6 pour la production de tubes, y compris les pellicules tubulaires, en une matière polymère thermoplastique organique, dans lequel le tube est extrudé à l'état fondu d'un cri fice annulaire et passe ensuite par un passage baigne intérieure- ment par un liquide de refroidissement, une différence de près- @ sion gazeuse suffisante régnant entre l'intérieur et l'extérieur du tube pour le maintenir contre l'intérieur du passage, carac- térisé en ce qu'au moins pendant le début de l'opération le tube fondu est solidifié entre la filière d'extrusion et le passade, au moins en surface, par des jets de liquide de refroidisse- <Desc/Clms Page number 10> ment dirigés vers l'intérieur sur le tube.

2. - Procède suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le tube de section transversale circulaire est extrudé d'un orifice annulaire circulaire et le passade a une section transversale circulaire.

3. - Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractéri- sé en ce que la différence de pression raseuse est produite en EMI10.1 au;entant la pression 1. l'intérieur du tune par introduction de gaz par une entrée de gaz entourée par l'orifice d'extruston.

4.- Procédé suivant l'une ou !-'autre aH; r" v8:.lUc2.tioEs précédentes, caractérisé en ce que le passade est baigné inté- rieurement par un liquide de refroidissement ccuJ-ant dans le .;ê. 'e sens que le tube.

5.- Procède suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé en ce que le tube est extrudé verticale- ment vers le bas par un passae vertical. EMI10.2

6.- Procédé suivant l'une ou l'autre des rvendctions précédentes, caractérisé en ce que le liquide de refroidissement utlisé contient un agent mouillant.

7. - Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications EMI10.3 précédentes, caractérisé en ce que la w tirE tl:.er;:loplastic-:.1e organique est du polypropy12ne isotactique.

8. - Procédé suivant la revendication l,en substance comme décrit avec référence au dessin annexé.

9.- Tubes y comprisles pellicules tubulaires, en ma- tière polymère thermoplastique organique, obtenus par le procédé suivant les revendications 1 à 8. lo.- Appareil pour la production de tubes, y compris EMI10.4 les pellicules tubulaires, en =re.t.=re noly- tEr.:ol tia! ue or- ganique, caractérisé en ce qu'il comprend essentiellement une filière d'extrusion ayant un orifice 2.mulé.il:t::

un dispositif pour maintenir une différence de pression gazeuse entre l'intérieur et l'extérieur du tube extruo-él un passage ayant le :..ê::¯e for;::'e en section transversale que l'orifice annulaire susceptible et <Desc/Clms Page number 11> EMI11.1 par lequel le tube peut passer après avoir 4't '-' extrudé de la filière,ce passage étant également susceptible 2 é' c Lr e baigne in- tprieurement par un liquide de refroidis 1-,ne source annu- laire de jets de liquide de refroidissement diriges vers le tube entre la filière et le passage, et des moyens pour extrairele tube de la filière d'extrusion et du passée.

11.- Appareil suivant la revendication 10, caractérisé en ce que l'orifice annulaire et le passage peut circulaires en section transversale. EMI11.2

12.- Appareil suivant la revendication 10 ou 11,carcc- térisé en ce que le dispositif pour maintenir la d" "fc'rence de pression gazeuse entre l'intérieur et l'ect:.:.c¯::r 1.: tube extradé est une entrée de gaz à travers la filière de dont l'ouverture est entourée par l'orifice de la filière. EMI11.3

13. - Appareil suivant 1-lune ou ]., :: 11 tre der revendications 10 à 12, caractérisé en ce que le passade est susceptible d'être baigné intérieurement par un liquide de refroidisse, ânt co-a7-Ent dans le même sens que le tube.

14.- Appareil suivant l'une ou Vautre des revendica- tions 10 à 13,caractérisé en ce qu'il extrade le tule verticale- ment vers le bas.

15.- Appareil suivant l'une ou ]'entre des revendica- tiers 10 à 14,caractérisé en ce que la source annulaire de jet EMI11.4 de liquide de refroidissement est amovible et lt:ut être enlevre de son emplacement entre la filière et le passade.

16.- Appareil suivant la r8vendicEti::-r 10,pn substance co ese décrit avec r:.f{rencE: pu dessin annexa.