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"Perfectionnements à ou relatifs à la fabrication de pellicule plastique tubulaire aplatie.
La présente invention se rapporte à la fabrication de pellicule plastique tubulaire aplatie.
On a déjà proposé ce fabriquer la pellicule plastique
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tubulaire aplatie ou nat;.: es, telles que le pclythène et le pcly- propylène, par l'extrusion continue d .. late c mt-ère pasti- que fondue que l'on di3r¯ peur' a' :ni : le calibre désiré et ius l'on fait passer entre des cylindres rotatifs de tT'rs:'...",s":1 asso- ciés, ui aplatissent le tube dilaté.
L'un des procédés offerts pour la aise en oeuvre de
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ces propositions :at'.r=: C:: s -.;F C.^.ß: :C .1a : r': 02:..:.:rt..^.:Z!'. ae la
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pellicule à l'état solide, entre la filière d'extrusion et les cylindres de traction, par projection d'un courant de gaz, habi- tuellement d'air, sur la surface extérieure de la pellicule tu- bulaire fondue. Ce procédé ne permettant qu'un lent refroidisse- ment, la vitesse d'extrusion est faible et une distance considé- rable, habituellement de l'ordre de 3 mètres à 4,5 mètres, antre la filière et les cylindres de traction peut être nécessaire pour obtenir une vitesse raisonnable.
En outre, le lent refroidisse- ment de certains types de pellicule plastique confère à ceux-ci une faible transparence, un médiocre brillant, et leur fait per- dre certaines propriétés mécaniques désirables.
On a également proposé de fabriquer une pellicule plas- tique tubulaire par une modification du procédé que l'on vient de décrire, en gonflant la pellicule tubulaire et en immergeant les cylindres de traction dans une cuvette d'eau afin de refroi- dir extérieurement rapidement la pellicule avant son aplatissement et son bobinage. On a toutefois constaté que la pression inté- rieure de gaz requise pour gonfler la pellicule tubulaire ne suf- fit pas toujours à empêcher l'affaissement du tube sous la pres- sion de l'eau de refroidissement extérieur.
On a aussi proposé de fabriquer une pellicule plastique par un procédé selon lequel on supporte intérieurement la pelli- cule tubulaire au moyen d'un cylindre refroidi intérieurement sur lequel la pellicule est tirée, le refroidissement rapide étant accompli au moyen d'un bain d'eau extérieur aligné horizontalement avec le cylindre, la pellicule étant tirée entre le cylindre et une membrane annulaire flexible qui forme la base du bain d'eau.
On a constaté, toutefois, que ce procédé , aux vitesses supérieures à celles obtenues avec lespropositions antérieures susdites, pro- duit une orientation uniaxe considérable de la pellicule.
On a encore proposé de fabriquer la pellicule plastique tubulaire en faisant, descendre un tube plastique extrudé dans un
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conduit, ub:ll.a':'!. ir.¯riw>dr#^ant baigné par >in :1. '1i;e de r6froi.-
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dissement à écoulement descendant, qui entre en contact avec la totalité de la surface extérieure de la pellicule tubulaire pendant son passage dans le conduit. Ce procédé présente l'inconvénient d'exiger le gonflage du tube presque jusqu'à la dimension exacte requise par londuit tubulaire avant que puisse avoir lieu un refroidissement suffisant et unfforme du tube. Une série de concuits de dimensions précises est donc nécessaire pour la fabrication de différentes largeurs de tube.
Un autre inconvénient réside dans le fait qu'il est nécessaire àe maintenir très mince la pellicule d'eau entre le conduit et la pellicule plastique, de sorte que même si la transmission de chaleur est facilitée par le refroidis- sement externe de la surface formant le conduit, la vitesse de dé- charge est limitée en raison de l'ébullition de la pellicule d'eau, qui produit des marques sur la surface de la pellicule plastique.
La présente invention a principalement pour but d'of- frir un procédé de fabrication de pellicule plastique tubulaire aplatie, en particulier de fort calibre (de l'ordre de 0,13 à 0,30 mm), en matières/plastiques (par exemple en polypropylène) qui bénéficie d'un refroidissement rapide, ou en matièreplastiques moins cristallines (telles que le chlorure de polyvinyle} que l'on peut traiter à de grandes vitesses, lequel procédé est en grande partie exempt des inconvénients des susdits procédés, et permet la fabrication de pellicule tubulaire aplatie, en particulier de fort calibre, à une vitesse plus grande qu'il était jusqu'ici possible.
L'invention offre le procédé selon lequel on extrude de manière continue un tube de matière plastique fondue, on gonfle le tube, on solidifie le tube gonflé en le faisant passer dans un rideau de liquide de refroidissement, d'eau par exemple, et on aplatit le tube solidifié en le faisant passer entre des surfaces associées opposées -
L'invention offre également un appareil de fabrication
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de pellicule plastique tubulaire aplatie, qui comprend :
un dis- posisitf dtextrusion destiné à extruder de manière continue un tube de matière plastique fondue, un dispositif de gonflage du tube extrudé, un appareil de refroidissement agencé de manière à former un rideau de liquide de refroidissement, par exemple d'eau, dans lequel on fait passer le tube gonfle pour le refroidir, et des organes associés, opposés,agencés pour aplatir le tube refroi- di pendant son entraînement hors de ltappareil de refroidissement.,
L'invention ressortira mieux de la description suivante de deux formes de réalisation citées à titre d'exemples en réfé- rence au dessin schématique annexé, sur lequel :
La figure l est un schéma de l'appareil pour la mise en oeuvre de l'invention.
La figure 2 est une élévation-coupe d'une forme d'appa- reil de refroidissement, qui peut faire partie de l'appareil re- présenté à la figure 1.
La figure 3 est une élévation-coupe d'une autre forme de dispositif de refroidissement.
La figure 4 est un schéma d'une autre forme d'appareil , pour la mise en oeuvre de ltinvention.
Selon la forme de réalisation représentée à la figure 1, un appareil à extruder 1, de genre connu, est pourvu, de manière connue, d'un ajutage d'extrusion 2 agencé pour effectuer ltextru- sion descendante continue d'un tube de matière plastique fondue, est telle que le polythène ou le polypropylène. L'ajutage 2/pourvu, de manière connue, d'un tube dtarrivée d'air 5, qui introduit de l'air dans le tube extrudé pour le gonfler et en. former une pelli-- cule plastique tubulaire 4 de diamètre et de calibre déterminés désirés.
Après refroidissement pour en effecteur la solidifica-
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.' tion, la pellicule passe entre des surinées associées opposées, ..té 1 représentées par les cylindres rotatifs de traction 5, 6, qui apla-; )uve: tissent le tube, et le tube aplati est enroulé sur une bobine 7,
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ou, si on le désire, coupé en longueur.
Le refroidissement du tube gonflé 4 est effectue par un rideau continu 8 de liquide , de préférence d'eau, dans lequel passe le tube gonflé avant d'atteindre les cylindres ce traction
5, 6. Le dispositif de xxxxxxxxxx refroidissement est dgencé de manière que le rideau de liquiàe s'avance initialement vers l'in- térieur en direction du tube 4, frappe contre ce dernier, pais descend le long du tube pour être recueilli dans une- cuve 9 située sous les cylindres 5, 6.
Pour obtenir le maximum d'avantages du procédé, le ri- d'eau deau est continu entre l'orifice éjecteur du dispositif ce refroi- dissement et le point de contact du rideau d'eau avec le tube plas- tique ; le dispositif de refroidissement est établi et construit à cet effet, ainsi que de manière à assurer que la pellicule d'eau tombant du point d'impact reste en contact avec la pellicule plas- tique et forme une pellicule continue d'eau entourant intimement la pellicule plastique sur une distance aussi grande que possible à partir du point d'impact, afin d'assurer ainsi l'effet maximum de refroidissement sur le tube plastique avant que celui-ci n'at- teigne les cylindres d'aplatissement.
Selon une forme de réalisation de l.'invention, le dis- positif de refroidissement comprend un logement annulaire compor- tant, autour de sa face interne 10 (figure 2), un orifice d'éjection 11, en forme de fente, agencé de manière à diriger initialement le rideau de liquide vers le tube selon un angle par rapport à l'axe de ce dernier, et communiquant avec une chambre 12 dans la- quelle le liquide est introduit de toute manière convenable. Se- lon la figure 2, l'orifice lle-st radial, ou perpendiculaire à l'axe du logement, et, comme le logement est coaxial au tube ex-
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'\2 tzwdc, le rideau d'eau est dirigé sur le tube dans un sens radial ji pu pratiquement perpendiculaire à l'axe du tube, vu d'une posi- le 2 nets, tion verticale au-dessus de la filière.
¯ ute 2 mot, rouv,'- La figure 3 représente uns autre forxie de réalisation
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de dispositif de r±".t.'Oj-s:ß..i: :n.....:ai:z;-: ¯ .'-.t : :1 : a'',' "r:l.4 à la figure 2, sauf que 1 fente d' e j i ¯a;f 11 --.::.t dirige l,:;:::"..; lu ["i.3 dans le sens de Cslt'3Cr'3t'.nt u tube 4, selon un axcl.* tcii ¯ asjurer un impact des plus stables du rideau d'eau sur tate.
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La figure 4 représente Jchém-:
iguemei1 une autre fjmie de réalisation de l'appareil que l'or. vient. 'le d@crire, le dispo-
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sitif dans ce cas éUlt disposé, par r. rpori à l'ajutace d' Axt=-i- xxx sion 2, de manière que le rideau d'eau s'amorce en une posi- tion située en arrière du point d'extrusion du tube par l'ajutage, afin que le point auquel le rideau 8 frappe d'abord le tube soit situé proche du point d'extrusion.
Le procédé et l'appareil que l'on vient ce décrire, en référence au dessin, permet, pour une portée étendue de diamètres de tubes, de réduire à environ 0,75 mètre la distance séparant l'aplatissement entre les cylindres 5, 6 et la face de filière de l'ajutage 2, et rend ainsi possible de réaliser l'installation complète au même étage. On a également constaté, en utilisant un polythène de faible densité, que l'on peut fabriquer une pellicule tubulaire aplatie de 0,50 à 1,50 mètre de largeur environ, et àe calibre 150 à 900 à une vitesse de décharge de l'ordre de 60 mètres à 7,60 mètres à la minute, selon le calibre de la pellicu- le. Dans l'appareil permettant d'obtenir les susdits résultats, la largeur l'orifice d'éjection 11 était de 0,13 mm et la pres- sion d'eau réglée de manière à produire un rideau ininterrompu.
Le tube de plastique fondu était extrudé à travers un intervalle de filière de 0,50 mm, l'un des cylindres de traction était en acier et l'autre était recouvert de caoutchouc.
En outre, on a constaté que le procédé et l'appareil, que l'on vient de décrire en référence au dessin annexé, permet- tent aux vitesses susdites, dans le cas de pellicule plastique
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1 de fort calibre (0,13 à 0,30 mm).en particulier de pellicule en j polyéthylène de faible densité, d'obtenir un produit fini dont les nulé 1 r-ot, rouvd:
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propriétés de brillant et de transparence sont améliorées par rapport aux pellicules fabriquées selon les procédés et appa- reils de la technique antérieure à la présente invention. On a également constaté que même en fabriquant les pellicule de faibles calibres(0,025 à 0,13 mm) en polyéthylène de faible densité, de clarté moyenne, la transparence et le brillant des pellicules approchent de la qualité que l'on espère obtenir des catégories "à grande transparence".
Si on le désire, le tube gonflé peut être soumis à un étage de pré-refroidissement avant son passage dans le rideau de liquide 8, et ce pré-refroidissement peut être effectué par un courant d'air formé par un dispositif, non représenté, avec un orifice d'éjection annulaire similaire, en général, à l'orifice 11. On remarquera que le jet d'air de pré-refroidissement doit être disposé entre le dispositif de formation du rideau de liquide et l'ajutage d'extrusion 2.
REVENDICATIONS
1. Procédé de fabrication de pellicule plastique tubu- laire aplatie, caractérisé en ce qu'on extrude, de manière,continue . un tube de matière plastique fondue, en ce qu'on gonfle ce tube, en ce qu'on solidifie le tube gonflé en le faisant passer dans un rideau de liquide de refroidissement, par exemple, d'eau, et en cu'on aplatit le tube solidifié en le faisant passer entre des surfaces associées opposées.
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"Improvements in or relating to the manufacture of flattened tubular plastic wrap.
The present invention relates to the manufacture of flattened tubular plastic film.
It has already been proposed to manufacture the plastic film
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flattened or natural tubular;.: es, such as pclythene and pcly-propylene, by the continuous extrusion of ... late molten pasta-era which is di3r¯ fear 'a': ni: le desired caliber and passed between rotating cylinders of associated tT'rs: '... ", s": 1, flattening the expanded tube.
One of the methods offered for the ease of
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these propositions: at'.r =: C :: s - .; F C. ^. ß:: C .1a: r ': 02: ..:.: rt .. ^ .: Z!'. ae la
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film in the solid state between the extrusion die and the traction rolls by spraying a stream of gas, usually air, onto the outer surface of the molten tubular film. As this process allows only slow cooling, the extrusion speed is low and a considerable distance, usually of the order of 3 meters to 4.5 meters, between the die and the traction rolls can be. necessary to obtain a reasonable speed.
Further, the slow cooling of certain types of plastic film gives them low transparency, poor gloss, and causes them to lose some desirable mechanical properties.
It has also been proposed to manufacture a tubular plastic film by a modification of the process just described, by inflating the tubular film and by immersing the tension rolls in a basin of water in order to cool out rapidly on the outside. the film before flattening and winding. It has been found, however, that the internal pressure of gas required to inflate the tubular film is not always sufficient to prevent collapse of the tubing under the pressure of the external cooling water.
It has also been proposed to manufacture a plastic film by a process in which the tubular film is internally supported by means of an internally cooled cylinder onto which the film is drawn, the rapid cooling being accomplished by means of a bath of. outer water aligned horizontally with the cylinder, the film being drawn between the cylinder and a flexible annular membrane which forms the base of the water bath.
It has been found, however, that this process, at higher speeds than those obtained with the above prior proposals, produces considerable uniaxial orientation of the film.
It has also been proposed to manufacture the tubular plastic film by making, lowering an extruded plastic tube in a
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led, ub: ll.a ':' !. ir.¯riw> dr # ^ ant bathed by> in: 1. '1i; e de r6froi.-
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downflow ditch, which contacts the entire exterior surface of the tubular film as it passes through the conduit. This method suffers from the disadvantage of requiring inflation of the tube almost to the exact dimension required by the tubular conduit before sufficient cooling and uniformity of the tube can take place. A series of precisely dimensioned concuits is therefore necessary for the manufacture of different pipe widths.
Another disadvantage is that it is necessary to keep the water film between the duct and the plastic film very thin, so that even though the heat transmission is facilitated by the external cooling of the forming surface. the conduit, the discharge rate is limited due to the boiling of the water film, which produces marks on the surface of the plastic film.
The main object of the present invention is to provide a process for manufacturing flattened tubular plastic film, in particular of large gauge (of the order of 0.13 to 0.30 mm), in materials / plastics (for example. polypropylene) which benefits from rapid cooling, or less crystalline plastics (such as polyvinyl chloride} which can be processed at high speeds, which process is largely free from the drawbacks of the above processes, and allows the manufacture of flattened tubular film, especially heavy gauge, at a faster rate than was heretofore possible.
The invention provides the process whereby a tube of molten plastic material is continuously extruded, the tube is inflated, the inflated tube is solidified by passing it through a curtain of cooling liquid, for example water, and flattens the solidified tube by passing it between opposing associated surfaces -
The invention also provides an apparatus for manufacturing
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flattened tubular plastic wrap, which includes:
an extrusion device for continuously extruding a tube of molten plastic material, a device for inflating the extruded tube, a cooling device arranged to form a curtain of cooling liquid, for example water, in which the inflated tube is passed for cooling, and associated opposing members arranged to flatten the cooled tube as it is being driven out of the cooling apparatus.
The invention will emerge more clearly from the following description of two embodiments cited by way of examples with reference to the appended schematic drawing, in which:
Figure 1 is a diagram of the apparatus for carrying out the invention.
Figure 2 is a sectional elevation of one form of cooling apparatus, which may form part of the apparatus shown in Figure 1.
Figure 3 is a sectional elevation of another form of cooling device.
FIG. 4 is a diagram of another form of apparatus, for carrying out the invention.
According to the embodiment shown in FIG. 1, an extruding apparatus 1, of known type, is provided, in known manner, with an extrusion nozzle 2 arranged to carry out the continuous downward extrusion of a tube of material. molten plastic, is such as polythene or polypropylene. The nozzle 2 / provided, in known manner, with an air inlet tube 5, which introduces air into the extruded tube to inflate it and. form a tubular plastic film 4 of desired determined diameter and caliber.
After cooling in order to solidify
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. ' tion, the film passes between opposing associated surines, ..té 1 represented by the rotary traction cylinders 5, 6, which flattened; ) uve: weave the tube, and the flattened tube is wound on a coil 7,
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or, if desired, cut lengthwise.
The cooling of the inflated tube 4 is carried out by a continuous curtain 8 of liquid, preferably water, through which the inflated tube passes before reaching the cylinders.
5, 6. The cooling xxxxxxxxxx device is arranged so that the liquid curtain initially advances inwards towards the tube 4, strikes against the latter, thick descends along the tube to be collected in a - tank 9 located under cylinders 5, 6.
To obtain the maximum advantages of the process, the water stream is continuous between the ejector orifice of the cooling device and the point of contact of the water curtain with the plastic tube; the cooling device is established and constructed for this purpose as well as to ensure that the film of water falling from the point of impact remains in contact with the plastic film and forms a continuous film of water intimately surrounding the plastic wrap as far as possible from the point of impact, thereby ensuring the maximum cooling effect on the plastic tube before it hits the flattening cylinders.
According to one embodiment of the invention, the cooling device comprises an annular housing comprising, around its internal face 10 (FIG. 2), an ejection orifice 11, in the form of a slot, arranged so as to initially direct the liquid curtain towards the tube at an angle with respect to the axis of the latter, and communicating with a chamber 12 into which the liquid is introduced in any suitable manner. According to figure 2, the orifice lle-st radial, or perpendicular to the axis of the housing, and, as the housing is coaxial with the tube ex-
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'\ 2 tzwdc, the water curtain is directed over the tube in a radial direction ji pu practically perpendicular to the axis of the tube, viewed from a net vertical position above the die.
¯ ute 2 word, rouv, '- Figure 3 represents another forxia of realization
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device of r ± ".t.'Oj-s: ß..i:: n .....: ai: z; -: ¯ .'-. t:: 1: a '', '" r : l.4 in figure 2, except that 1 slit of eji ¯a; f 11 --.::.t directs l,:; ::: "..; lu [" i.3 in the sense of Cslt'3Cr'3t'.nt u tube 4, according to an axcl. * Tcii ¯ ensure the most stable impact of the water curtain on tate.
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Figure 4 represents Jchém-:
iguemei1 another fjmie realization of the apparatus than gold. is coming. 'describe it, have it available
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positive in this case éUlt arranged, by r. rpori to the nozzle of Axt = -i- xxx sion 2, so that the water curtain is initiated in a position behind the point of extrusion of the tube by the nozzle, so that the The point at which the curtain 8 first hits the tube is located close to the point of extrusion.
The method and the apparatus which has just been described with reference to the drawing makes it possible, for an extended range of tube diameters, to reduce the distance separating the flattening between the rolls 5, 6 to approximately 0.75 meters. and the die face of the nozzle 2, and thus makes it possible to carry out the complete installation on the same floor. It has also been found, using a low density polythene, that a flattened tubular film about 0.50 to 1.50 meters in width can be made, and in size 150 to 900 at a discharge rate of. order of 60 meters to 7.60 meters per minute, depending on the caliber of the film. In the apparatus for obtaining the above results, the width of the ejection orifice 11 was 0.13 mm and the water pressure adjusted so as to produce an uninterrupted curtain.
The molten plastic tube was extruded through a 0.50mm die gap, one of the pull rolls was steel and the other was covered with rubber.
In addition, it has been found that the method and apparatus, which have just been described with reference to the accompanying drawing, allow the above speeds, in the case of plastic film.
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1 of heavy gauge (0.13 to 0.30 mm). In particular of film in J polyethylene of low density, to obtain a finished product of which the null 1 r-ot, rouvd:
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gloss and transparency properties are improved over films made according to the methods and apparatus of the prior art to the present invention. It was also found that even when manufacturing the low caliber (0.025 to 0.13mm) low density polyethylene films of medium clarity, the transparency and gloss of the films approached the quality one hopes to achieve from grades. "highly transparent".
If desired, the inflated tube can be subjected to a pre-cooling stage before it passes through the liquid curtain 8, and this pre-cooling can be carried out by a stream of air formed by a device, not shown, with an annular ejection orifice similar, in general, to orifice 11. It will be noted that the jet of pre-cooling air must be arranged between the device for forming the liquid curtain and the extrusion nozzle 2 .
CLAIMS
1. Process for manufacturing flattened tubular plastic film, characterized in that it is continuously extruded. a tube of molten plastic material, in that this tube is inflated, in that the inflated tube is solidified by passing it through a curtain of coolant, for example, water, and in that it flattens the tube solidified by passing it between opposing associated surfaces.