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" PROCEDE ET APPAREIL POUR LA PRODUCTION DE
PELLICULES EN POLYMERE THERMOPLASTIQUE. ".
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La présente invention est relative à un procédé et à un appareil pour conformer des matières thermoplas- tiques et elle concerne, en particulier, un procédé per- fectionné pour former, de manière continue, des pellicules tubulaires en matière polymère thermoplastique d'une sec- tion transversale préalablement déterminée, grâce à l'uti- lisation de la pression d'un gaz.
Un procédé particulièrement intéressant pour la producon continue do pellicules en matières -polymères thermoplastiques comprend les stades successifs consistant à (1) extruder, de manière continue, dans une filière annu- laire, une matière polymère thermoplastique, sous forme d'une feuille tubulaire dans son état de formation; (2) gonfler cette feuille tubulaire, pendant qu'elle se trouve dans son état de formation, jusqu'à un diamètre préalablement déterminé supérieur à clui de la filière conplaire, par application d'une pression gazeuse relati-'. coment faible à l'intérieur de la feuille tubulaire, pen-; dant que celle-ci est refroidie ;
(3) faire avancer la feuille tubulaire à partir de l'en- droit d'extrudage à une vitesse prédéterminée, tout en refroidissant cette feuille tubulaire à une température inférieure à celle de son état de formation, en la faisant
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passer à proximité immédiate de la surface d'un mandrin
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eu diepo itit de refroidissement/'de forme particulière, ,
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sans qu'elle vienne réellement en contact avec ladite sur- race, le mandrin ou dispositif analogue de refroidisse-
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ment présentant une section transversale sensiblement eir¯ , ulpire et étant disposé coaxialement à la filière annu- , i aire, ce mandrin comportant tout au moins une partie t 3l:.t ;
I e diamètre croît progressivement , ainsi qu'une seconds
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partie dont le diamètre ne croît pas (ou est constante '
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4)comprimer ladite feuille tubulaire, de façon qu'elle il t4platicaeo et bzz enrouler le tube sans couture aplati ou,le cas âCbn\1 acouper ce tube aplati en bandes et enrouler les tivsas landes places obterues...5.. i j fies modes opératoires toaï> l'exécution dei: il.? tades (1) à (3) décrits ci-dessus sont décrits ,4 '?; |] revêt* des Emts-Unia dtAo4rtqvo-n 2.9*, . :
t ,.2 Heiç$.te1n) et 2.981.765 (Cichelli.#, tandis 9.tl.., , > modes opératoires convenant pour les stades (4)' ej. k&)< J susindiqués sont déjà connus des sp3cial|.stes âfinsl-a . technique de production de pellicules tabulaires. ' Lors -de la productif d*un t4ba lé* p Oéd susdécrit, pour une filière donnée (ou, pour un reg lia donné de l'écsrtement des lèvrC/$,' loqu"qn faift uge j dune filière à lèvres réglables) et pour Un a-4bit <:'onn de polymère , le diamètre et l'épaisseur de paroi du 'litp1"., sont contrôlés en réglant convenablement, !) la vt.1<e,$D !, à laquelle le tube extrade est éloigna de l'endroit q |'%" 'fait 1 s ex,trudpe, çtest-à;
.-Ure /79L face de la filière,, et' -0, (b) la pression de gaz régnant dans le tube. ''.fi
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Lorsqu'on utilise des polymères dont certaines propriétés, telles que la température d'extrudage optimale à l'état fondu et la viscosité à l'état fondu, varient, il faut évidemment opérer des réglages quelque peu différents des facteurs variables susdits du procédé.
Dans le procédé décrit plus haut, le gonfle- ment du tube s'effectue, lorsque l'épaisseur da parois de la section sortant de la filière a été réduite, par étirage dans son état de formation plastique, jusqu'il ce que la tension du polymère dans cette zone ait été sur- montée par la pression de gaz régnant dans le tube, Le diamètre du tube continue à augmenter scus l'influence de
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cette pression gazeuse eW 1!paisseur de la paroi du tube continue à diminuer sous 1 influence conjointe de la ten- sion d'étirage et de l'expansion diamétralejusqu'à ce que le tube aitété refroidi à une température inférieure à celle de son état de formation;
.
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Une quônbito patte 4µ çhaiour est perdue par la pellicule tubulaire qui avance en subis- sant un gonflement ou une expansion, à cause de la perte
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de chaleur par coovgotionevec l'atmosphère entourant le tube. Cependant, la majeurs partie de la chaleur sensi- ble enlevée à la pellicule fiubrx.i.re qu avance et subit en même temps une eeatiotoni est extraite de la pellicule par condi4j;
tion à travers 3 # "cQqçH de gaz qui emp*çe cette pçllipujie ûy venir en on,p' qlvgc !p4qd -1p w 'efro.. dis .sement, En conséquence, la à, l'a 19 la pelli- cule tubulaiyQ animée c' ,cuvman d'avncen continu yeY est refrditdie est i.resesp. dans tous lef cas Pf4ique4[I Wr l'épaisseur de cette couche payeuse de
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séparation. Si la pression gazeuse réglant dans le tube entre la face de la filière et le mandrin de refroidisse ment excède la valeur désirée, il se produit une expansion ou dilatation excessive du tube avec une réduction corres- pondante de l'épaisseur de la paroi, en sorte que le tube s'écarte davantage du mandrin de refroidissement et qu'il se produit fréquemment une rupture de la pellicule tubu- laire, ce qui constitue une perte au point de vue de la ' production.
Inversement, si la pression gazeuse tombe en dessous de la valeur désirée, la pellicule tubulairo su- bit une expansion ou dilatation trop faible, à tel point qu'elle peut venir en contact avec le mandrin et se fixer sur lui, les forces d'entraînement alors appliquées .par le mandrin donnant fréquemment lieu à des ruptures.
Dans un tel procédé, les pressions gazeuses d'expansion ou de dilatation, qui règnent dans la pellicu- le tubulaire entre la face de la filière et le mandrin de refroidissement, sont habituellement comprises entre 0,13 mm et 12,7 mm de colonne d'eau ( au-dessus de la pression atmosphérique). Bien que des pressions gazeuses internes de 0,025 mm d'eau aient été rencontrées lors de L'exécution du procédé en question, des pressions supé- rieures à environ 25,4 mm d'eau sont rarement rencontrées dans ce procédé.
Etant donné que les différences entre les pressions gazeuses normales et celles qui provoquent ine dilatation ou expansion excessive ou une dilatation du expansion insuffisante du tube sont de l'ordre de uelque millièmes de centimètres d'eau, la difficulté le ; contrôler la pression par un dispositif qui mesure
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directement les changements de cette pression est évi- dente.
Les dispositifs manométriques normalement utilisés pour mesurer des différences extrêmement petites dans la pression de fluides sont, en général, très encombrants t compliqués, pour obtenir le degré voulu de sensibilité ou de 'précision. Au surplus, Inapplication de signauxfà partir d'un tel dispositif manométrique, à un dispositif de contrôle, pour modifier l'alimentation en gaz de l'in- térieur du tube est extrêmement difficile et sujette à des erreurs considérables.
La présente invention vise à améliorer les procédés de fabrication de pellicules tubulaires qui font l'objet des stades (1) à (3) susdécrits. Elle vise encore ) éliminer ou, tout au moins, à réduire fortement les pertes de production de pellicules tubulaires par suite de ruptures de ces pellicules sous l'effet d'une dilata- tion excessive ou insuffisante de ces pellicules tubulat res. L'invention a encore pour objet des moyens perfec- tionnés pour détecter et corriger les variations se pro-' duistant dans la pression de gonflement, au cours des sta- des (2) et (3) susd6crits. Les objectifs indiquas ci-avant, aiisi que d'autres objectifs de l'invention ressortiront davantage de la description suivante.
L'invention concerne un procédé comprenant les stades successifs consistant à : (1) extruderde manière continue dans une filière annulaire, une matière polymère thermoplastique sous forme d'une feuille tubulaire dans son état de formation; (2) gonfler cette feuille tubulairo, pendant qu'elle se trouva dans son état de formation, jusqu'à ce qu'elle
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ait un diamètre préalablement déterminé supérieur à celui de la filière annulaire, par application d'une pression gazeuse relativement basse à l'intérieur de la feuille tu- bulaire, pendant que celle-ci est .refroidie;
(3) faire avancer.la feuille tubulaire depuis l'en- droit où se fait l'extrudage, à une vitesse préalable- ment déterminée, tout en refroidissant la feuille tubalui- re jusque une température inférieure à celle de son état de formation, en faisant passer ladite feuille à proximité immédiate de la surface d'un mandrin ou dispositif de re- froidissement, sans qu'elle vienne en contact avec ce manidrin ou dispositif de refroidissement, dont la section est sen- siblement circulaire et qui est placé coaxialement à la filière annulaire. ce mandrin comprenant au moins une pre- mière partie dont le diamètre croît progressivement et une %- seconde partie dont le diamètre ne croît pas.
Conformément à l'invention, on détecte, de préférence à l'aide d'un dispositif de détection capable d'émettre des signaux, les variations qui se produisent dans la température de la feuille tubulaire en cours d'a- vancement, en un point de cette feuille tubulaire situé dans la région délimitée, en amont, par la première sec- tion transversale de diamètre maximum du mandrin de re- froidissement et, en aval, par l'élément sensiblement cir'- conférentiel de ladite feuille tubulaire en aval duquel cette feuille tubulaire est sensiblement en équilibre ther:
. mique avec la surface du mandrin de refroidissement (c'est- à-dire l'endroit où la température de la feuille tubulaire ne décroît pratiquement pius), et on fait varier le-dite pression gazeuse interne en fonction inverse des changements
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se.produisant dans le niveau du signal du temp<ïrafcur<±*pi"U-2 <J/± venant de l'élément détecteur, ces changements provenant de changements de température se manifestant l'endroit. en ouustion de la fouille tabulaire,
de façon à s'oppose** à un changement ultérieur dudit signal de température et à ramener ce signal de température à sa valeur initiale
Le procédé et l'appareil suivant l'invention vont à présent être décrits en référence à la figure uni- que du dessin ci-annexé qui montre schématiquement une ferme d'exécution proférée de l'invention.
Comme le montre le dessin, J'appareil comprend une filière annulaire 11 par laquelle la pellicule thermo- plastioue tubulaire 12 est extrudé sous forme d'un tube continu. On fait avancer ce tube sur un mandrin de refroi- dissement creux 13, qui présente une surface lissa et pos- sède une section transversale circulaire, à l'aide d'un f'ispositif d'avancement à rouleaux (non représentés) rui est monte, en aval du mandrin- Le mandrin de refroidis-' sèment est suspendu, de manière réglable, 4 une distance préalablement déterminée de la face de la filière 11, en étant boulonné à un montant creux 14 qui s'adapte dans le centre ou noyau de la filière.
Le mandrin comprend une partie tronconique 13a, dont 1 extrémité étroite est di- rigée vers la filière, ainsi qu'une partie cylindrique 13b.
Dans la paroi du mandrin de refroidissement est noyé ur serpentin 15.Dans ce serpentin passe un fluide de refroi- discernent, qui y entre en 16 et. en sort en 17. La filière annulaire 11 et le mandrin de refroidissement 13 sont, de préférence, anime' d'un mouvement de rotation dans le ; même senset à la niSme vitesse radiale, do façon à
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répartir ot à minimiser l'effet dos défauts ne présentant dans l'épaisseur de la pellicule et dus à un manque de ré- partition uniforme du polymère! fondu sur le pourtour de la filière 11.
La filière et la dispositif de refroidissement
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peuvent aussi tourner en sens inverse s.3u bien,l'un de ces 6 émentapeut tourner, tandis que l'autre reste en position fixe.
On introduit de l'air ou un fluide gazeux
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6 uiva eut sous pression par l' conduite d'alimentation 18. Le gaz est à une pression suffisante pour provoquer une expansion ou dilatation du tube fraîchement extrudé jusqu'àun diamètre légèrement supérieur (par exemple supérieur de 0,05 mm environ) su diamètre maximum du mandrin de refroidissement.
Lorsque le tube extrudé passe sur le mandrin, en étant entraîné par le dispositif d'a- ance nt à rouleaux classique (non montré), le gaz en
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xcs est évacué, nouer empêcher une dilatation ou expon-, ition indue du tube extrudé, par une série de trous 19 mé-
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nagés à environ 2#5 cm l'un d 3.autre dans la paroi du mandrin de refroidissement, ces trous communiquant avec la partie intérieure creuse du mandrin. Bien que le dessin ne montre qu'une seule rangée!de trous 19, il est évident
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ue peut utiliser des ra' eée trous nombre quel-. que ljon peut utiliser trous rangées de trous de nombre quel- conque.
Lea<rangées de trous snt ménagées, de préférence, dans des rainures circonférentielles bzz: Depuis 1-int6- rieur du mandrin, le gaz tet amon6 par le montant fie sup- 'port I dans l'atmosphère ou dans une autre zone maintenue !à une'pression légèrement intérieure à celle qui règne dans la pellicule tubulaire extrudée, entre la face de la filière et le mandrin de refroidissement. Les trous 19
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peuvent aussi ne pas communiquer avec la partie intérieure creuse du mandrin. Celui-ci peut, par contre, être agencé de manière à présenter une enveloppe intérieure communiquant directement avec l'atmosphère.
L'élément détecteur de température et généra- teur de signal 21 , qui est représenté dans ce cas par une jonction de thermocouple en contact avec l'extérieur de la pellicule tubulaire 12,est disposé de manière à détecter la température de la pellicule tubulaire 12 en un point de celle-ci situé au-delà du mandrin de refroi- dissement 13, dans la région délimitée, en amont, par la première section transversale de diamètre maximum du mandrin de refroidissement 13 et, en aval, par l'élément sensiblement circonférentiel de la pellicule tubulaire en aval duquel cette pellicule tubulaire est sensiblement en équilibre thermique avec la surface du mandrin de re- froidissement, c'est-à-dire en aval duquel la température du tube extrudé ne décroît pratiquement plus.
Les signaux de tension émis par l'élément dé- tecteur de température 21 sont transmis à un transducteur électropneumatique 22 de type classique, qui transforme ses signaux en signaux pneumatiques proportionnels que . l'on utilise pour actionner un indicateur de température neumatique 23 (qui peut, le cas échéant, être un indica# qui tiur à enregistrement) et/sont en même temps envoyés à un dispositif de contrôle pneumatique 24 également de type commercial classique, le signal de sortie de ce dis- positif de contrôle ou de commande 24 étant amené à un dispositif de contrôle de réglage et de proportionnement classique 25,
à partir duquel des signaux pneumatiques sont
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envoyés à une soupape de commande 4 diaphragme 26 qui est montée dans la conduite 18 d'alimentation en gaz, cette soupape étant commandée de façon qu'une augmentation par exemple, dans le signal de tension provenant de l'élé- ment détecteur de température 21 produise une diminution du débit du gaz dans la conduite 18.
Ainsi, une augmenta- tion de température de la pellicule tubulaire, détectée par l'élément détecteur de température 21,provoque ux diminution proportionnelle de la pression gazeuse régnait dans la pellicule tubulaire extrudée, entre la face de la filière et le mandrin de refroidissement, cette diminu- tion de pression permettant à la pellicule tubulaire de se rapprocher davantage de la surface du mandrin de refrei- dissement, de telle sorte qu'une quantité plus importante de chaleur, est enlevée de la pellicule tubulaire et que la tompérature de calle-ci est riduite, ce qui uppire eu élimine le signal qui a amorcé le changement décrit ci-avant.
'Au lieu d'être constitué par un thermocouple de contact, l'élément détecteur de température 21 peut être un dispositif détecteur de rayonnement non en contact avec la pellicule tubulaire et agencé pour recevoir sé- lectivement une énergie de longueur d'onde particulière provenant de la pellicule tubulaire et pour être sensible à cette énergie. Lorsqu'on utilise un thermocouple de con- tact, il faut employer des moyens (non montrés) pour main- tenir le contact avec la pellicule tubulaire 12, en dépit de petits changements dans la position de cette pellicule.
Ainsi, un ressort à faible tension peut être utilisé pour maintenir le thermocouple en contact léger, mais positif avec la pellicule. Bien que.pour la commodité du montage
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et lo réglage ultérieur, il soit préférable d'utiliser un dispositif détecteur de température en position fixe situé à l'extérieur de la pellicule tubulaire animée d'un mouvement d'avancement, il est possible d'utiliser soit un élément détecteur de température à contact, soit un élément détecteur de température non en contact avec la pellicule tubulaire, cet élément étant placé sur le man- drin de refroidissement lui-même.
Dans le cas où le mandrin de refroidissement tourne, l'élément détecteur de tempé- rature détecte- la température de la pellicule tubulaire le long d'un parcours hélicoïdal provenant des mouvements combinas de rotation du mandrin et d'avancement linéaire de la pellicule tubulaire. Le montage du dispositif dé- tecteur de température à l'intérieur de la pellicule tu- bulairo est moins préféra , à cause de la nécessité de prévoir des bagues collectrices servant à amener les si- gaaux de tenson à l'extérieur du tube, au peste central de commande.
Par ailleurs, un changement de position d'un dispositif détecteur de température monté sur le mandrin du refroidissement, en vue de lui conférer une position op- timale pour la production de pellicules d'épaisseurs diffé- rentes, ainsi que pour la production de pellicules à des vitesses linéaires différentes, est évidemment plu diffi- cile qu'un changement de position d'un Plument détecteur de température monté à l'extérieur du tube extrudé.
Les spécialistes comprendront que l'on peut utiliser à la place du système d:crit plus haut, un système de commande électriquement sensible, commandé par un signal électrique, plutôt que par un signal pneumatique. Dans ce cas, le transducteur électropheu-
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matique est remplacé par un transmetteur amplificateur électronique et l'indicateur de température du type pheu- matique est remplacé par un indicateur de température du ,typo électrique.
Il est également évident que, dans le cas où l'appareillage de commande deviendrait inopérante un tech- nicien averti pourrait détecter la température et actionner manuellement la soupape de commande à diaphragme 26, de façon à modifier le débit de gaz dans la conduite d'ali- tentation 18, ce qui a pour effet do changer la pression ' 'régnant dans le tube extrudé 12 dans une mesure telle que les changements de la température de contrôle normale soi- ent neutralises.
Pour permettre un contrôle efficace du procéder -relient détecteur de température doit, de préférence, être disposé de manière à détecter la température du tube ,extrudé, après que ce dernier ait été dilaté jusqu'à son diamètre maximal déterminé au préalable (c'est-à-dire jus- qu'à un diamètre légèrement supérieur au diamètre maximum du mandrin de refroidissement), Il est, par ailleurs, essen- fiel que l'élément détecteur de température soit placé dé manière à détecter la température du tube avant que celui-ci ne soit sensiblement en équilibre thermique avec la surface du mandrin de refroidissements En d'autres ter- mes, la,
température du tube extrudé animé d'un mouvement d'avancement doit être détectécou mesurée, lorsque cette température décroît encore.
L'endroit où doit se faire la détection est, par conséquent, situé dans une région délimitée, on amont, par la première section transversale de diamètre maximum
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du mandrin de refroidissement et, en aval, par l'élément sansiblement circonférentiel de la feuille tubulaire, en aval duquel cette feuille est sensiblement en équilibre thermique avec la surface du mandrin de refroidissement.
Get l'élément circonférentiel" sera désigne sous l'appella' tion de -ligne de refroidissement'1 dans la suite du présent mémoire. La position exacte de la ligne de refroidissement par rapport à la première section transversale de diamètre maximum du mandrin de refroidissement dépendra de l'équi- libre de transfert thermique existant, pour une série do conditions opératoires déterminées, et sera affectée par de nombreux facteurs variables du procédé.
Ainsi, une augmentation de la température du bain de matière polymère, de l'épaisseur du bain, du débit de polymère, de la pression gazease interne, de la température d'entrée de l'agent de refroidissement circulant dans le mandrin ou de la vitesse devancement de la pellicule, ainsi qu'une diminution du débit de l'agent de refroidissement tendent à déplacer la ligne de refroidissement vers l'aval.
Pour placer convenablement l'élément d.'tec- teur de température:, on commence par déterminer approxima- tivement la position do la ligne de refroidissement, par une technique d'impression tactile. L'opérateur touche lègèrement le tube animé d'un mouvement d tavancemont, avec le doigt, en un point situé sensiblement en aval de. la région où, selon l'expérience, il peut s'attendre 4 trouver la ligne de refroidissement et, tout en maintonnnt ce contact modéré, il déplace progressivement son doigt vers l'amont, jusqu'à ce qu'il constate une augmentation nette de température.
L'endroit où cotte augmentation
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nette de température est constatée est appelé '-ligne chaude'* Bien qu'elle soit variable selon les individus, la temple rature de la ligne chaude do la pellicule se situe norma- lement entre 50 et 60 C.
Même en considèrent les différences existant dans le3 températures d'eaux de refroidissement provenant
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de sources naturelles et rrfr.g :rr4s, lus débits tre *<-#-. riablea d'agents de refroidissement et les nombreux autw- facteurs variables du procédé, If. ligne de reîroid.ss:me :' se situe, dans n'importe quelles conditions op5ritoîecz- particulières du procéda suivant l'invention, en g.;aLrai.. à une distance comprise entre environ 1,27, cm et moine de 7,62 cm do la ligne chaude, en r.val de celle-ci.
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Bien entendu, dos dispositifs à thermoooupic à contact ; zur peuvent 6tre utilisés pour localiser plus exactencnt 1 ;Jp ligne de refroidissesent. z ;| ' Si l'on fait us- 6Q d'un thormocauplc à con4o ; comme élément détecteur de température', il convient 4o ; Tii, disposer le therm4Gcup.e, de faon iusil soit en ora fez avec le tube extrudé en un point' situe légèrement en. aV4î de la ligne chaude afin de r4aire -à un minimum le dur-el.> quagè du tube qui se produit par suite alun contactmamç modéra du thermocouple avec ce tube. ,'*# Plus 1 te,mia4rature du tube (au point de d,4eyt- tion) est supérieure la température de la ligne de re- V froidissement, plus la réponse du système de commande t;pt, bonne.
Ainsi, mcme lorsqü a j fait usage d'un thu cou4 à contacta il est souhaitable e "établir le point de d:c. tion sur la ligne chaude ouen amont de celle-ci. Pour éviter une perte inutile de pellicule, par suite d'une
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augmentation du marquage obtenu avec un themacouple b.
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contact dans cette région, le thormocouple est avantageu- sement disposé de façon que la marque qu'il forme éventuel- lement dans le tube extrudé coïncide avec un pli de colui- ci ( si le tuba est enroulé sous forme de tube sans cou- ture aplati) ou de façon que cette marque coïncide avec un des Aliments le long desquels le tube est découpé (dans le cas où ce tube est enroula sous forme d'une série de bandes distinctes).
Il est évident que l'emploi d'un élément dé- tecteur de température du type sensible à un rayonnement thermique permet de détecter la température de la pollicu- le tubulaire en des points situés sensiblement plus loin en amont de la ligne de refroidissement, que dans le cas où l'on fait usage d'un thermocouple à contact, et ce sans risque de marquer la pellicule.
D'autres particularités de l'invention ressor.- tiront des détails pratiques suivants.
Des pellicules tubulaires en polyéthylène ra- mifié de faible densité et de densité moyenne, en poly- éthylène linéaire de densité élevée, en mélanges de poly- éthylène ramifié et 4e polyéthylène linéaire et en poly- propylène linéaire ont été fabriqués, au curs t'une sorte d'essais, qui se sont étendus sur un intervalle de temps prolongée qui a été divisé en trois parties sensiblement égales.
Dans ces essais, on a utilisé sensiblement l'appa- reillage schématise- sur le dessin ci-annexé. Au cours de chaque période, on a fait varier fortement les conditions d'un essai à l'autre, de façon à passer de la production dune pellicule ayant une épaisseur nominale de 0,076 mm
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fyca viteesëa iiaiirca at,i3.d' . ,raâtrt environ paf minute, â la pocRtcion d'vue ..t.n csutc 4ppisscur de 0 025 tas à des vitesses 1tos évasant 6â mètres en-. ron Mar i.nut t.pgarci.rc¯ a utilisé evait une capa- cité alilant de celle d'une filières annuaire d*un diamètre de 61 cm, rdli6e à un mandrin de refroidissement, d'un diamètre- maximua de 84 cm z:
collé dvuno filière annulaire d'un diaBàtrc de . om rt-ii6e à un mandrin de refroidis- a ment d'un diamètre maximum de 119t4 cm. Bas débits d'air compris cht-ro 0,00 'et 0#.168 m3 peir minute et des près-* siens gazeuses comprises entre 0,076 et 1,27 mm dtcsau ont at riuour5ou dans le tube extrudê. jim cours du chaque pjriodc des essais, on a ç.ecrud,' plus de 135.900 k de pplymère.
Au cours de la première période, la pression
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du gaz dans le tube xtrud, entre la filière et le man- drin do refroidissement a été commandée, en râlant ma-
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: nuell6Mënt la soupape prévue dans la conduite d'alimenta- tion en gaz, ce réglage étant effectua par l'opérateur,. en tenant compte du fait que le profil du tube sortant
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de la filière et passant sur le mandrin de rofraidissermont était ou non optimal..
Au cours de cette période, les pertes de rendement dues à des ruptures de pellicule pro- venant d'une dilatation excessive ou d'une dilatation insuffisante du tube se sont élevées à environ 11-19% du
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polymère total extruds, soit une moyenne d'environ 16'fi.
Au cours de la seconde période , chaque essai a été réglé de façon à obtenir clos conditions opératoires
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satisfaisantes. A cette fin, un thermocouple areozxstartatN type 22 a été placé à l'extérieur du tube animé d'un
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; 3auvsrant d'avancement et mis 3.énent en contact, sous l'effet de la tension d'un ressorte avec la surface
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;
du tube, en un point (variant d'un êàsai à 1* autre} situé dans 3;'a région délimitée, en amtmt, par la première sectien transversale de diamètre maximum du mandrin de ro- froidis3ein*nt oti en aval, par le ligne de refroidissement susmentionnée, la position de la ligne de refroidissement-' ayant été estimée, dans chaque cas, par référence à la ligne chaude, cette dernière -'tant elle-même localisée
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Rar la technique impression tnctild suad-crite. Le ter- ; nfocowple tait connecté à un transducteur lcc'tropnomna- x tque modèle T158, gamme 0-10000, fabriqué par la division 1!owd de la société hinneapolis-Honeywell à Philadelphie.
Le transducteur a servi à transformer les signaux dé tension reçus du thermocouple en signaux pneumatiques pro-
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portionnels qui ont été utilisés directement pour action.. ne,r !4n indicateur de température '-èadran. commandé pneu- ,-tîquoment de la société Moore Products Company à Phila- delphie. (gamme 0 - 100 C).
Lorsqu'une marche satisfai- sante du procédé a été atteinte au cours de chaque casai la température indiquée sur l'indicateur de température
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a été observée par 1op , atcur, qui a ensuite essayé de a:.z ^ir la température inchangée en réglant manuellement 'la soupape prévue dans la conduite d'alimentation en gaz, en diminuant la pression cognant dans le tube lorsque la température dépassait la valeur permise et vice versa.
Solon les effets combinés de facteurs variables, tels que la nature particulière du polymère à extruder, la tempéra- turc du polymère en fusion, le débit du polymère, la vi- tosse linéaire d'avancement du tube extrudé, les dimensions
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et l'écartement relatif de la filière et du Mandrin, les débits de l'agent de refroidissement et la température d'entrée de celui-ci, rinsi que les débits de gaz d'ali- mentation et la pression initiale de celui-ci, des tempe ratures de contrôle comprises entre environ 40 et 100 C ont été employées avec succès.
Au cours de cette période les pertes de rendement dues aux marnes couses que dans les essais effectués pendant la première prisée;, ont
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atteint 6 à bzz du polymère total oxtrudi, soit en '#oyeiflft environ 11%.
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Au cours de la troisième période, le thormo- couple à contact et le transducteur ont été employés dans chaque essai, de la manière décrite plus haut pour
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la seconde période.
Cependant, au cours do cette trotsib- me période* les signaux pneumatiques provenant du tras duetcur ont été employas non eeulement pour actionna!'' Iligi4 dîoatour d ç;'tur4p(&,rature Moore, mais égaomentt * pour ali." mentor un dispositif do contrôla d3rivé,' mcdé.c 59 Hu5Llraat|.e fabriqué par la société Moore Producta Company à Pt4ladell"' phie, ce dispositif fonctionnant selon un mode invorso, # 4 i ,le signal pneumatique produit par ce dispositif de contrdla, étant amené à un poste }de c mtrfllo, d'enregistrement 5,91 MT4R$ fabriqué par la société Moore Products Company à ' Philadelphie, ce dernier poste étant connecte à l5appr.;il, ï de commande de réglage j et de proport.onnçmsnt, modèle i 6px fabriqué agzlemcnt par la société Moore Products Company ;j '>' à Philadelphie, Les signaux pneumatiques émis par ce 4(:
r- nier appareil de commande ont été appliqués de manière : 1Yi t p commander une soupape de commande à diaphragme, fub iqu.=aa zr la société Tiesearch Controls à Tulsa (Oklahomn) et
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montée dans In conduite d'alimentation en air, de façon qu'une augmentation du la température au-delà do la valeur désirée. détectée par le thermocouple, provoque automate quement une diminution proportionnelle du débit d'alimen- tation en air de l'intérieur du tube extrudé, et vice versa.
Selon les facteurs variables susmentionnés du procédé, des températures de contrôle filant d'environ 40 C à environ 100 C ont été employées avec succès. Au cours de cette troisième période, les pertes de rendement, calculées sur la même base que pour les essais effectuas au cours de la première période et au cours do la seconde période, ont atteint environ 2 à 5% du polymère total extrudé, soit une moyenne de 3,5%.
Les avantages d'un système de contrôle basé sur le contrôle de la pression gazeuse interne, un fonc- tion des changements de température do la pellicule en un point critique,conformément à la présente invention, resser- tnt clairement de la description précédente.. Contair mont à ce qui se passe dans le procède suivant l'invent un procédé dans lequel on contrôle la vitesse de refroi- disscmcnt de la pellicule tubulaire n cours de dilatation et d'avancement, en faisant varier la pression interne du gaz, en fonction d'une, mesure directe do cette pression, peut seulement s'opposer à des changements de cette pression,
sans affecter la facteur qui provoque ces changements. Ceci peut parfois aggraver la situation,plutôt que de l'améliorer.
Tel est, par exemple, le cas. lors d'une réduction momen- ttanée de ln quantité de polymère en fusion sortant de la filière annulaire. La section plus mince du polymère à l'é- tat fondu de refroidira plus rapidement et offrira moins de résistance à la pression gazeuse interne et le tube
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sedilaters moins, lorsque le. débit du gaz amené dans la ube n'est pas modifia, la diminution qui se produit dans le volume intérieur dit tube, , entre la filière et le mandrin de refroidissement, s'accompagne d'une augmentation pro- protionnelle de la pression dans ce volume.
Un système de contrôle par détaction de la pression aura, dans ce cas, pour effet de diminuer le débit eu gaz dans la conduite d'alimentation, co qui produira encore une nouvelle con- fraction du tube, cette contraction donnant finalement . lieu à la rupture du la pallicule tubulaire.
La souplesse du procédé de commande employé . ' conformément à la présente invention ressortira clairement de l'analyse des situations laminées suivantes.
(1) Une augmentation de la pression dans la con- duite d'alimentation on gaz provoque une augmentation du ; diamètre du tube extrudé, qui s'écarte donc davantage du i. adrin de refroidissement, en sorte qu'il se produit une augmentation de la température du tube à l'endroit de la détection de cette température. Cette augmentation de tom- pérature provoque une diminution proportionnelle du débit de gaz, cette diminution agissant de façon à corriger les conditions défectueuses susdecrites.
(2) Une augmentation de la température du polymère fondu réduit la résistance de la matière polymère et per- met à la pression de gaz qui règne dans le tube extrudé de dilater celui-ci jusqu'à un diamètre plus élevé, en sorte que ce tube s'écarte davantage du mandrin de refroi- dissement et qu'il se produit une augmentation correspon- dante de la température du tube 3l'endroit de la détection*
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Comme en (1), cette augmentation de température provoque une diminution do la pression du gaz dans le tube, cotto diminution de pression ayant pour effet de corriger les conditions défectueuses susindiquées.
(3) Une augmentation de la quantité de polymère fondu extrudé par la filière annulaire; diminue la résis-- tance du polymère à cause de la température plus élevée du la pellicule sur le mandrin du refroidissement, en sorte que la pression do gaz régnant dans le tube a pour effet de dilater devantage celui-ci que précédemment. * Le tube s'écarte ainsi du mandrin de refroidissement et sa température est, par conséquent, plus élevée à l'endroit où se fait la détection. Cette augmentation de tempéra- turc provoque une diminution correspondante dans la pres- sion du gaz dans le tube, ce qui n pour effet de corriger les conditions défectueuses.
(4) Une augmentation de la vitesse linéaire d'avan- cement du.tube a pour effet de diminuer 1* épaisseur de la couche; d'air se trouvant entre le polymère à l'état fondu et le mandrin de refroidissement, en sorte que la pclli... cule tubulaire se rapproche du mandrin de refroidissement et ou 'il se produit une diminution do la température de la pallicule à l'endroit où se fait la détection. Cette diaminution de température provoque une augmentation de la prossien du gaz dans le tube , cette augmentation de pression ayant pour effet de corriger les conditions dé- Mctueuses en Question.
Lo procédé perfectionné suivant la présente invention permet donc la production continue do pellicules
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titulaires en polymères thermoplastiques, sur des périodes de production étendues, en réduisant à un minimum les pertes de réduction duos à des ruptures du tube extrudé provenant soit d'une dilatation excessive, soit d'une dilatation insuffisante pour diverses causes.