FR2736861A1 - METHOD AND INSTALLATION FOR PROVIDING TWO-STRETCHING OF A PRIMARY SHEATH - Google Patents
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Abstract
Description
L'invention concerne la fabrication de pellicules en matière synthétique étirées suivant deux directions perpendiculaires, respectivement longitudinalement et transversalement, à partir d'une gaine primaire en matière synthétique provenant d'une installation d'extrusion gonflage. The invention relates to the manufacture of synthetic material films stretched in two perpendicular directions, respectively longitudinally and transversely, from a primary plastic sheath coming from an inflation extrusion installation.
Les procédés habituels connus consistent, dans une première phase, à extruder un tube de petit diamètre, mais épais, ou une première bulle, à refroidir, puis à mettre à plat la gaine primaire ainsi obtenue, et, dans une deuxième phase, à réchauffer la gaine primaire en la faisant circuler en descendant dans un four disposé entre deux foulards de tirage, dont celui aval tourne plus vite que celui amont, et à injecter dans cette gaine un gaz sous pression formant une bulle secondaire assurant l'étirage transversal. La multiplication par quatre ou cinq du diamètre de la gaine primaire, et l'allongement procuré par le différentiel de vitesse entre les foulards, procurent un étirage, respectivement transversal et longitudinal, de la paroi de la gaine. La pellicule ainsi obtenue, couramment dénommée biorientée, possède de meilleures qualités, notamment à la rétraction. The usual known processes consist, in a first phase, of extruding a tube of small diameter, but thick, or a first bubble, of cooling, then of flattening the primary sheath thus obtained, and, in a second phase, of heating the primary sheath by circulating it downhill in an oven disposed between two draft scarves, the downstream one of which rotates faster than the upstream one, and injecting into this sheath a pressurized gas forming a secondary bubble ensuring transverse stretching. The multiplication by four or five of the diameter of the primary sheath, and the elongation provided by the speed differential between the scarves, provide a stretching, respectively transverse and longitudinal, of the wall of the sheath. The film thus obtained, commonly called bioriented, has better qualities, in particular with shrinkage.
Le gonflage de la bulle secondaire s'effectuant, alors que celle-ci est suspendue dans un four vertical, la portant localement à la température de ramollissement de sa matière constitutive, le contrôle des moyens de réchauffage et de la pression intérieure de la bulle doivent être très précis, à défaut de quoi la bulle se déforme et entraîne des variations d'épaisseur de la pellicule, et voire même un arrêt de fabrication. The secondary bubble is inflated while it is suspended in a vertical oven, bringing it locally to the softening temperature of its constituent material, the control of the heating means and the internal pressure of the bubble must be very precise, failing which the bubble deforms and causes variations in the thickness of the film, and even a production stop.
En pratique, cette technique de fabrication est très délicate à utiliser de façon industrielle, et son application est limitée. Cela est d'autant plus dommage que cette technique permet de produire des films bi-orientés à moindre coût, car nécessitant des investissements moins importants que la technique d'étirage transversal au moyen de mâchoires. In practice, this manufacturing technique is very delicate to use industrially, and its application is limited. This is all the more unfortunate since this technique makes it possible to produce bi-oriented films at lower cost, since it requires less investment than the transverse stretching technique by means of jaws.
On connaît par FR-A-2 445 212 une installation dans laquelle le réchauffage de la gaine primaire est assuré en la faisant circuler dans un bain de fluide chaud, et son regonflage est réalisé par un gaz sous pression pendant qu'elle est déplacée de bas en haut. FR-A-2 445 212 discloses an installation in which the primary sheath is heated by circulating it in a bath of hot fluid, and its re-inflation is carried out by a gas under pressure while it is moved from bottom up.
Cette technique permet de porter le col de la bulle secondaire, c'est-à-dire la partie séparant la gaine primaire de la bulle secondaire, à une température homogène, mais ne résout pas les problèmes d'instabilité de la bulle. This technique makes it possible to bring the neck of the secondary bubble, that is to say the part separating the primary sheath from the secondary bubble, to a uniform temperature, but does not solve the problems of instability of the bubble.
Dans EP-A-410 792, la gaine primaire se déplaçant du haut vers le bas, est réchauffée, en amont de la bulle secondaire, par du fluide chaud introduit dans le fond de la bulle primaire, et renouvelé en permanence. Cette technique n'apporte aucune solution à l'instabilité de la bulle secondaire qui, de façon traditionnelle, est gonflée par un gaz sous pression. In EP-A-410 792, the primary sheath moving from top to bottom, is heated, upstream of the secondary bubble, by hot fluid introduced into the bottom of the primary bubble, and constantly renewed. This technique does not provide any solution to the instability of the secondary bubble which, in a traditional way, is inflated by a gas under pressure.
Enfin, on connaît par FR-A-2 019 129 une installation dans laquelle la gaine primaire est refroidie en sortie d'extrudeuse, intérieurement, par une liqueur de refroidissement, circulant entre elle et un manchon et tombant dans le fond de la bulle primaire, et, extérieurement, par passage dans un bac, entourant le manchon précité et contenant une liqueur de refroidissement renouvelée en permanence. Cette technique permet d'obtenir une gaine primaire moins cristallisée et dont l'étirage bi-axial ultérieur est plus aisé, mais n'apporte aucune solution à l'amélioration de la stabilité de la bulle secondaire. Finally, FR-A-2 019 129 discloses an installation in which the primary sheath is cooled at the extruder outlet, internally, by a cooling liquor, circulating between it and a sleeve and falling into the bottom of the primary bubble , and, externally, by passing through a tank, surrounding the aforementioned sleeve and containing a cooling liquor which is constantly renewed. This technique makes it possible to obtain a primary sheath which is less crystallized and whose subsequent bi-axial stretching is easier, but does not provide any solution for improving the stability of the secondary bubble.
L'invention a pour objet de fournir un procédé de fabrication supprimant les contraintes imposées par le contrôle de la pression du gaz dans la bulle secondaire, et améliorant la stabilité de cette bulle. The object of the invention is to provide a manufacturing process eliminating the constraints imposed by controlling the pressure of the gas in the secondary bubble, and improving the stability of this bubble.
Ce procédé est du type de ceux dans lesquels la gaine primaire en matière synthétique décrit une trajectoire en U avec une branche verticale descendante, une branche horizontale, et une branche verticale ascendante, trajectoire pendant laquelle ladite gaine est réchauffée par passage dans un bain de liquide chaud. This process is of the type in which the primary plastic sheath describes a U-shaped trajectory with a descending vertical branch, a horizontal branch, and an ascending vertical branch, trajectory during which said sheath is heated by passage through a liquid bath hot.
Selon l'invention, le procédé consiste à réaliser l'expansion radiale du col de la bulle secondaire au moyen d'une masse de liquide de réchauffage contenue dans la gaine primaire et allant de sa branche verticale descendante à sa branche verticale ascendante, et à contrôler l'expansion du col de la bulle secondaire par réglage de la quantité de liquide de réchauffage intérieur et par égalisation du niveau du bain de réchauffage extérieur avec celui du bain intérieur. According to the invention, the method consists in carrying out the radial expansion of the neck of the secondary bubble by means of a mass of heating liquid contained in the primary sheath and going from its descending vertical branch to its ascending vertical branch, and to control the expansion of the secondary bubble neck by adjusting the quantity of internal heating liquid and by equalizing the level of the external heating bath with that of the internal bath.
Avec ce procédé, la quantité de fluide contenu dans la bulle secondaire agit de façon permanente, par son poids, pour lester et tenir le col et l'obliger à se dilater, et par son caractère hydrostatique, comme un calibreur liquide régularisant automatiquement les variations de sections ou de formes du col.En d'autres termes, I'expansion radiale, qui traditionnellement est assurée par une pression gazeuse interne, difficile à contrôler, est assurée ici par une pression hydrostatique, de faible valeur et compensée par la pression hydrostatique du fluide du bain de réchauffage extérieur. I1 en résulte que la formation du col de la bulle secondaire, et en conséquence l'expansion radiale, sont assurés avec une très faible pression, en général comprise entre 0,050 et 0,1 kg par cm2, ce qui est favorable à l'obtention des caractéristiques mécaniques et optiques de la pellicule en matière synthétique. With this process, the quantity of fluid contained in the secondary bubble acts permanently, by its weight, to ballast and hold the cervix and force it to expand, and by its hydrostatic character, like a liquid calibrator automatically regulating the variations of sections or shapes of the neck. In other words, the radial expansion, which traditionally is ensured by an internal gas pressure, difficult to control, is ensured here by a hydrostatic pressure, of low value and compensated by the hydrostatic pressure fluid from the outdoor heating bath. I1 follows that the formation of the secondary bubble neck, and consequently the radial expansion, are ensured with a very low pressure, generally between 0.050 and 0.1 kg per cm2, which is favorable for obtaining mechanical and optical characteristics of the plastic film.
Dans une forme de mise en oeuvre, le procédé consiste à diviser le bain de réchauffage extérieur de la gaine primaire en plusieurs zones superposées, et à alimenter ces zones, indépendamment l'une de l'autre, par des liquides de réchauffage indépendants, et de manière que la température des zones aille en croissant depuis l'entrée de la gaine dans le bain extérieur jusqu'à la zone de formation du col de la bulle secondaire, puis en décroissant depuis cette zone jusqu'à la sortie du bain. In one embodiment, the method consists in dividing the external heating bath of the primary sheath into several superimposed zones, and in supplying these zones, independently of one another, with independent heating liquids, and so that the temperature of the zones increases from the entry of the sheath into the external bath to the zone of formation of the neck of the secondary bubble, then decreasing from this zone until the exit from the bath.
Ce mode de réchauffage procure une montée en température progressive de la gaine primaire et du col, suivi d'un refroidissement progressif, mais surtout, il permet de réguler précisément la température dans chacune des zones et, ainsi de supprimer parmi les causes d'instabilité, les variations de la température de réchauffage de la gaine primaire. This reheating mode provides a gradual rise in temperature of the primary sheath and the neck, followed by gradual cooling, but above all, it allows precise regulation of the temperature in each of the zones and, thus eliminating among the causes of instability , variations in the heating temperature of the primary sheath.
Avantageusement, le procédé consiste également à réchauffer la branche horizontale de la gaine primaire en la faisant circuler dans un bain de liquide chaud, indépendant du bain de réchauffage extérieur de sa branche verticale ascendante et porté à une température inférieure à celle de ce bain. Advantageously, the method also consists in heating the horizontal branch of the primary sheath by circulating it in a bath of hot liquid, independent of the external heating bath of its ascending vertical branch and brought to a temperature lower than that of this bath.
Cette technique permet de donner à la gaine primaire, avant son passage dans le bain de réchauffage, un premier apport de calories qui réduit la quantité de calories devant être apportées pour la porter à sa température de ramollissement. En d'autres termes, ce procédé permet, à vitesse de défilement égal de la gaine primaire, de réduire la longueur, et en l'occurrence la hauteur du bain de réchauffage nécessaire pour la porter à sa température de ramollissement, et en conséquence, de réduire la masse de liquide devant être chauffé, et de maintenir une température constante. This technique makes it possible to give the primary sheath, before it passes through the reheating bath, a first supply of calories which reduces the quantity of calories which must be supplied in order to bring it to its softening temperature. In other words, this process makes it possible, with the same traveling speed of the primary sheath, to reduce the length, and in this case the height of the reheating bath necessary to bring it to its softening temperature, and consequently, reduce the mass of liquid to be heated, and maintain a constant temperature.
L'invention concerne également une installation pour assurer le bi-étirage d'une gaine primaire. The invention also relates to an installation for ensuring the bi-stretching of a primary sheath.
Cette installation est du type comprenant un ensemble d'extrusion gonflage formant une gaine primaire, des moyens de refroidissement de cette gaine, des moyens de renvoi conduisant la gaine primaire à un poste de bi-étirage comportant lui-même, un foulard de tirage amont et un foulard de tirage aval, et des moyens de renvoi faisant décrire à la gaine primaire une trajectoire en U au cours de laquelle elle traverse un bain chaud de réchauffage dont elle ressort par une trajectoire verticale et ascendante. This installation is of the type comprising an inflation extrusion assembly forming a primary sheath, means for cooling this sheath, return means leading the primary sheath to a bi-stretching station itself comprising an upstream pulling scarf. and a downstream pulling scarf, and return means causing the primary sheath to describe a U-shaped trajectory during which it passes through a hot heating bath from which it emerges by a vertical and ascending trajectory.
Selon l'invention, I'installation comprend:
- un réservoir de liquide réchauffé raccordé par une canalisation à un embout apte à traverser, au moins temporairement, la paroi de la branche verticale ascendante de la gaine primaire au poste de bi-étirage, pour déverser dans cette branche, dans la branche horizontale, et dans l'autre branche verticale, une quantité de liquide, déterminant l'expansion radiale de la bulle secondaire,
- et des moyens pour mettre en coïncidence le niveau de bain chaud extérieur avec le niveau de liquide à l'intérieur du col de la bulle secondaire.According to the invention, the installation comprises:
- a heated liquid reservoir connected by a pipe to a nozzle capable of crossing, at least temporarily, the wall of the ascending vertical branch of the primary sheath at the bi-stretching station, to pour into this branch, into the horizontal branch, and in the other vertical branch, a quantity of liquid, determining the radial expansion of the secondary bubble,
- And means for making the outside hot bath level coincide with the liquid level inside the neck of the secondary bubble.
L'embout, escamotable, peut être introduit en permanence dans la bulle secondaire pour compenser les variations de niveau du fluide de refroidissement intérieur, mais il est en général préférable qu'il ne traverse la paroi de cette bulle que dans les phases d'ajustement de niveau, afin de permettre d'utiliser l'air extérieur emprisonné dans la bulle secondaire comme moyen complémentaire de mise en pression interne de cette bulle. The retractable nozzle can be permanently inserted into the secondary bubble to compensate for variations in the level of the internal coolant, but it is generally preferable for it to pass through the wall of this bubble only during the adjustment phases. level, to allow the outside air trapped in the secondary bubble to be used as a complementary means of pressurizing the internal bubble.
Dans une forme d'exécution de l'invention, la branche verticale ascendante de la gaine traverse axialement une cuve de contention du bain chaud, divisée en au moins deux compartiments inférieurs, et en au moins trois compartiments supérieurs par des cloisons horizontales comprenant chacune une ouverture centrale circulaire dont le diamètre est supérieur au diamètre que doit avoir, dans cette zone, respectivement, la gaine primaire, le col et la bulle secondaire, tandis que chacun des compartiments est raccordé, par un circuit à alimentation continue, à un réservoir indépendant contenant un liquide de réchauffage maintenu à température constante. In one embodiment of the invention, the ascending vertical branch of the sheath passes axially through a hot bath containment tank, divided into at least two lower compartments, and into at least three upper compartments by horizontal partitions each comprising a circular central opening whose diameter is greater than the diameter which must have, in this area, respectively, the primary sheath, the neck and the secondary bubble, while each of the compartments is connected, by a continuous supply circuit, to an independent tank containing a reheating liquid maintained at constant temperature.
Cette structure simple permet d'obtenir des zones de réchauffage à températures différentes, parfaitement contrôlées et garantissant la stabilité de forme du col de la bulle, donc l'épaisseur de la pellicule et les conditions de fonctionnement de l'installation. This simple structure makes it possible to obtain heating zones at different temperatures, perfectly controlled and guaranteeing the shape stability of the bubble neck, therefore the thickness of the film and the operating conditions of the installation.
D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui suit en référence aux dessins schématiques annexés représentant à titre d'exemple non limitatif une forme d'exécution de cette installation. Other characteristics and advantages will emerge from the description which follows with reference to the appended schematic drawings showing by way of nonlimiting example an embodiment of this installation.
Figure 1 est une vue de côté en coupe partielle représentant de façon schématique une forme d'exécution de l'installation lorsqu'elle est en fonctionnement. Figure 1 is a side view in partial section schematically showing an embodiment of the installation when it is in operation.
Figures 2, 3 et 4 sont des vues de côté avec coupe partielle de l'installation illustrant, chacune, l'une des phases de sa mise en route. Figures 2, 3 and 4 are side views with partial section of the installation, each illustrating one of the phases of its start-up.
Comme montré à la figure 2, l'installation selon l'invention comprend un premier poste d'étirage A et un second poste de bi-étirage B. As shown in FIG. 2, the installation according to the invention comprises a first drawing station A and a second bi-drawing station B.
Le poste A est, de façon connue, composé d'une extrudeuse 2 débitant par une filière 3 sur un manchon de calibrage 4, ou dans un poste d'extrusion gonflage. La gaine tubulaire 5 ainsi obtenue est aplatie par passage entre deux rouleaux 6a - 6b et refroidie par trempage dans un bac de refroidissement 7. Des rouleaux 8 renvoient la gaine primaire P ainsi obtenue au poste de bi-étirage B. Station A is, in known manner, composed of an extruder 2 discharging through a die 3 on a calibration sleeve 4, or in an inflation extrusion station. The tubular sheath 5 thus obtained is flattened by passage between two rollers 6a - 6b and cooled by soaking in a cooling tank 7. Rollers 8 return the primary sheath P thus obtained to the bi-stretching station B.
De façon connue, ce poste comporte un foulard de tirage amont 9 et un foulard de tirage aval 10, et des rouleaux de renvoi 12 et 13 faisant décrire à la gaine primaire une trajectoire en U comportant une branche verticale descendante 14a, une branche horizontale 14b, et une branche verticale ascendante 14c. Les cylindres du foulard aval 10 tournent avec une vitesse périphérique supérieure à celle des rouleaux du foulard amont 9, dans le rapport correspondant à l'étirage longitudinal souhaité de la gaine secondaire S. In known manner, this station includes an upstream pulling scarf 9 and a downstream pulling scarf 10, and deflection rollers 12 and 13 making the primary sheath describe a U-shaped trajectory comprising a vertical descending branch 14a, a horizontal branch 14b , and an ascending vertical branch 14c. The cylinders of the downstream scarf 10 rotate with a peripheral speed greater than that of the rollers of the upstream scarf 9, in the ratio corresponding to the desired longitudinal stretching of the secondary sheath S.
A la sortie du poste d'étirage, la gaine secondaire S est aplatie et dirigée, par des rouleaux de renvoi 15, sur un poste D assurant son embobinage sur des bobines 16. At the exit from the drawing station, the secondary sheath S is flattened and directed, by idler rollers 15, on a station D ensuring its rewinding on spools 16.
Selon l'invention, et comme montré plus en détail à la figure 1, le poste B de biétirage est composé d'un bac inférieur de pré-réchauffage 20 portant les rouleaux de renvoi 12-13 de la branche horizontale 14b de la gaine primaire P, et contenant un bain 22 de fluide de réchauffage. Ce bac est raccordé par un circuit 23-24, avec pompe 25, à un réservoir 26 doté de moyens 27 de maintien en température du liquide 22. Ces moyens de maintien en température comprennent un capteur de température 28, une canne de chauffage 29 et un boîtier de régulation 30. According to the invention, and as shown in more detail in FIG. 1, the bi-drawing station B is composed of a lower preheating tank 20 carrying the return rollers 12-13 of the horizontal branch 14b of the primary sheath P, and containing a bath 22 of heating fluid. This tank is connected by a circuit 23-24, with pump 25, to a reservoir 26 provided with means 27 for maintaining the temperature of the liquid 22. These temperature maintenance means comprise a temperature sensor 28, a heating rod 29 and a control unit 30.
Le bac 20 communique avec une cheminée 32 s'étendant verticalement autour de la branche verticale descendante 14a de la gaine primaire P. Il supporte, autour de la branche verticale ascendante 14c de cette même gaine primaire, une cuve 33 de rétention d'un bain de chauffage 31. Plus précisément, cette cuve comporte un tronçon inférieur 33a et un tronçon supérieur 33b entourant respectivement la gaine primaire P et la zone de formation du col C de la bulle secondaire S. Le tronçon de cuve 33a est divisé par une paroi horizontale 34 en deux compartiments 36, 37, tandis que le tronçon supérieur 33b est divisé par trois cloisons horizontales 35 en trois compartiments supérieurs 38, 39, 40.Cette figure montre bien que chacune des cloisons 34 et 35 est dotée d'une ouverture centrale circulaire, respectivement 34a et 35a dont le diamètre est supérieure à la zone correspondante respectivement de la gaine primaire P et de la partie correspondante du col C de la bulle. The tank 20 communicates with a chimney 32 extending vertically around the descending vertical branch 14a of the primary sheath P. It supports, around the ascending vertical branch 14c of this same primary sheath, a tank 33 for retaining a bath Heating 31. More specifically, this tank has a lower section 33a and an upper section 33b respectively surrounding the primary sheath P and the area of formation of the neck C of the secondary bubble S. The tank section 33a is divided by a horizontal wall 34 into two compartments 36, 37, while the upper section 33b is divided by three horizontal partitions 35 into three upper compartments 38, 39, 40. This figure clearly shows that each of the partitions 34 and 35 has a circular central opening , respectively 34a and 35a, the diameter of which is greater than the corresponding zone respectively of the primary sheath P and of the corresponding part of the neck C of the bubble.
Chacun des compartiments inférieurs 36, 37 et supérieurs 38, 39 et 40 est relié, par un circuit indépendant désigné de façon générale par 41 et doté de pompes 42, à un réservoir indépendant, respectivement 36a, 37a, 38a, 39a et 40a. Chaque réservoir contient un liquide de réchauffage qui est maintenu à une température constante par des moyens identiques à ceux 27 précédemment décrits. Each of the lower compartments 36, 37 and upper 38, 39 and 40 is connected, by an independent circuit generally designated by 41 and provided with pumps 42, to an independent reservoir, respectively 36a, 37a, 38a, 39a and 40a. Each tank contains a heating liquid which is maintained at a constant temperature by means identical to those 27 previously described.
La cuvette 33 communique avec le bac 20 par une ouverture 51 qui est bordée par un joint à lèvres 43 coopérant avec la périphérie de la gaine primaire P. Elle est associée à un moyen, tel qu'une pompe 44, dont le conduit d'aspiration 45 plonge dans la cuve, et dont le conduit d'échappement 46 plonge dans le bac 20. The bowl 33 communicates with the tank 20 through an opening 51 which is bordered by a lip seal 43 cooperating with the periphery of the primary sheath P. It is associated with a means, such as a pump 44, the conduit of which suction 45 plunges into the tank, and whose exhaust duct 46 plunges into the tank 20.
Cette installation comporte encore un réservoir 50 contenant un liquide préchauffé 52 et communiquant, par une canalisation 53 avec pompe 54, avec un embout 55, déposé verticalement au moins au-dessus du niveau du remplissage NR. Cet embout est de type pivotant ou escamotable, de manière à pouvoir occuper une position d'effacement, et une position de travail dans laquelle il sécante la trajectoire de la paroi de la bulle, et plus précisément, traverse cette paroi pour venir déverser le liquide 52 dans la branche verticale ascendante 14c de la gaine primaire, ou dans la bulle S. This installation also comprises a reservoir 50 containing a preheated liquid 52 and communicating, via a pipe 53 with pump 54, with a nozzle 55, deposited vertically at least above the level of filling NR. This tip is of the pivoting or retractable type, so as to be able to occupy an erasing position, and a working position in which it intersects the trajectory of the wall of the bubble, and more precisely, crosses this wall to come and pour the liquid. 52 in the ascending vertical branch 14c of the primary sheath, or in the bubble S.
La gaine primaire P, constituée par exemple par un tube en polyéthylène linéaire avec un diamètre externe de 150 mm et une épaisseur de 0,8 mm, est tirée entre les différents rouleaux de guidage et de renvoi depuis le poste 7 de refroidissement jusqu'au foulard amont 10. Par la suite, et comme montré à la figure 2, il est d'abord procédé au remplissage par le fluide 52 de la gaine dans ses branches 14a, 14b et 14c. Ce remplissage est effectué en introduisant l'embout 55 dans la gaine primaire, et en déversant le liquide au moyen de la pompe 54 jusqu'à ce que le niveau, dans les deux branches verticales 14a, 14b soit nettement au-dessus du sommet de la cuve 33 et atteigne par exemple la valeur NR représentée à la figure 2. Ce liquide a pour effet d'ouvrir la gaine primaire qui jusqu'à présent était aplatie. Le fluide est déversé à une température de l'ordre de 30 , de manière à communiquer ses calories à la gaine pour commencer son préchauffage. Dans cette phase, la vitesse de défilement de la gaine est réduite et de l'ordre de 7 m/mn. The primary sheath P, constituted for example by a linear polyethylene tube with an external diameter of 150 mm and a thickness of 0.8 mm, is drawn between the different guide and return rollers from the cooling station 7 to upstream scarf 10. Subsequently, and as shown in FIG. 2, the sheath 52 is first filled with the fluid in its branches 14a, 14b and 14c. This filling is carried out by introducing the nozzle 55 into the primary sheath, and by pouring the liquid by means of the pump 54 until the level, in the two vertical branches 14a, 14b is clearly above the top of the tank 33 and reaches for example the value NR represented in FIG. 2. This liquid has the effect of opening the primary sheath which until now has been flattened. The fluid is discharged at a temperature of the order of 30, so as to communicate its calories to the sheath to begin its preheating. In this phase, the speed of travel of the sheath is reduced and of the order of 7 m / min.
Par la suite, et comme montré à la figure 3, la bac 20, qui jusqu'alors était vide, est rempli par le liquide 22 provenant du réservoir 26 à une température de l'ordre de 60". Thereafter, and as shown in FIG. 3, the tank 20, which until then was empty, is filled with the liquid 22 coming from the tank 26 at a temperature of the order of 60 ".
Cet apport calorifique contribue également au préchauffage de la gaine primaire P traversant ce bac.This calorific contribution also contributes to the preheating of the primary sheath P passing through this tank.
A ce stade, la branche verticale ascendante 14c de la gaine primaire P remontant dans la cuve de contention 33 forme un corps cylindrique qui vient en contact avec le joint d'étanchéité 43 entre la cuve et le bac. At this stage, the ascending vertical branch 14c of the primary sheath P rising in the containment tank 33 forms a cylindrical body which comes into contact with the seal 43 between the tank and the tank.
La pression du fluide dans la partie basse de la gaine primaire P au-dessus des rouleaux 13 est de l'ordre de 0,5 kg par cm2, pour une gaine primaire ayant un diamètre de 150 mm contenant une colonne d'eau de 5 m. The fluid pressure in the lower part of the primary sheath P above the rollers 13 is of the order of 0.5 kg per cm2, for a primary sheath having a diameter of 150 mm containing a column of water of 5 m.
Dans la phase suivante montrée à la figure 4, chacun des compartiments de la cuve 33 est rempli par des liquides portés à une température de 60 , puis, chacun des compartiments est amené à sa température de fonctionnement. Ainsi le compartiment 36 est réglé à 70 , le compartiment 37 à 100 , le compartiment 38 à 1200, le compartiment 39 à 1200, et le compartiment 40 à 100 . In the next phase shown in FIG. 4, each of the compartments of the tank 33 is filled with liquids brought to a temperature of 60, then each of the compartments is brought to its operating temperature. Thus compartment 36 is set to 70, compartment 37 to 100, compartment 38 to 1200, compartment 39 to 1200, and compartment 40 to 100.
On notera que la température des compartiments va en croissant depuis le premier compartiment 36, inférieur et amont, jusqu'au premier compartiment 38 de formation du col C de la bulle S, puis en décroissant depuis cette zone. It will be noted that the temperature of the compartments increases from the first compartment 36, lower and upstream, to the first compartment 38 for forming the neck C of the bubble S, then decreasing from this zone.
Il est évident que le nombre de compartiments inférieurs et supérieurs peuvent être augmentés en nombre et diamètre, en fonction des dimensions diamétrales de la bulle finale. Toutefois, il paraît nécessaire que les compartiments inférieurs soient au moins au nombre de deux, et que les compartiments supérieurs soient au nombre de trois pour obtenir une régulation thermique satisfaisante. It is obvious that the number of lower and upper compartments can be increased in number and diameter, depending on the diametrical dimensions of the final bubble. However, it seems necessary that the lower compartments are at least two in number, and that the upper compartments are three in number in order to obtain satisfactory thermal regulation.
Dès que la température des compartiments 38 et 39 atteint la température de ramollissement de la matière de la gaine primaire P, le fluide 52 disposé à l'intérieur de celle-ci provoque, par son poids, l'expansion radiale de la gaine et la formation du col C visible à la figure 1. Il en résulte que le niveau supérieur du fluide 52 descend de sa position
NR à une position ND (figure 4) qui est inférieure au niveau du fluide de réchauffage 31 contenu dans la cuve 33. Simultanément, l'augmentation diamétral de la gaine, par formation de la bulle S, provoque une élévation du niveau dans cette cuve.As soon as the temperature of the compartments 38 and 39 reaches the softening temperature of the material of the primary sheath P, the fluid 52 placed inside the latter causes, by its weight, the radial expansion of the sheath and the formation of the neck C visible in FIG. 1. It follows that the upper level of the fluid 52 descends from its position
NR at a position ND (FIG. 4) which is lower than the level of the heating fluid 31 contained in the tank 33. Simultaneously, the diametrical increase in the sheath, by formation of the bubble S, causes an increase in the level in this tank .
Le calibrage final est effectué en réintroduisant dans la bulle secondaire S l'embout 55 de manière à augmenter la quantité de fluide 52 disposé dans le col C jusqu'à obtention du diamètre voulu de la bulle, ce diamètre étant par exemple de quatre à cinq fois supérieur au diamètre de la gaine primaire. The final calibration is carried out by reintroducing the tip 55 into the secondary bubble S so as to increase the quantity of fluid 52 placed in the neck C until the desired diameter of the bubble is obtained, this diameter being for example from four to five times greater than the diameter of the primary sheath.
On notera que, par effet de la gravité, le niveau du fluide contenu dans la branche verticale descendante 14a de la gaine primaire s'ajuste automatiquement au niveau du liquide contenu dans la bulle C et déformant la branche verticale ascendante 14b. It will be noted that, by effect of gravity, the level of the fluid contained in the descending vertical branch 14a of the primary sheath automatically adjusts to the level of the liquid contained in the bubble C and deforming the ascending vertical branch 14b.
L'ajustement final est terminé en actionnant la pompe 44 pour amener le niveau du liquide contenu dans la cuve 33 à la même hauteur que le niveau du fluide disposé à l'intérieur de la bulle C. The final adjustment is completed by actuating the pump 44 to bring the level of the liquid contained in the tank 33 to the same height as the level of the fluid placed inside the bubble C.
Lorsque ces opérations de démarrage sont terminées, le foulard de tirage 10 est amené à sa vitesse définitive, par exemple de 40 m/mn, de manière à assurer l'étirage longitudinal, en même temps que le fluide intérieur assure l'expansion radiale de la bulle. When these starting operations are completed, the pulling scarf 10 is brought to its final speed, for example 40 m / min, so as to ensure the longitudinal stretching, at the same time as the internal fluid ensures the radial expansion of the bubble.
Le fonctionnement normal de cette installation permet, à partir d'un tube en polyéthylène bilinéaire ayant un diamètre de 150 mm et une épaisseur de 0,8 mm fabriqué par le poste A, d'obtenir, au poste de bi-étirage B, une gaine tubulaire ayant un diamètre de 1100 mm et une épaisseur de 0,015 mm, étirée, transversalement et longitudinalement et possédant donc d'excellentes qualités à la rétraction. The normal operation of this installation makes it possible, from a bilinear polyethylene tube having a diameter of 150 mm and a thickness of 0.8 mm manufactured by station A, to obtain, at bi-stretching station B, a tubular sheath having a diameter of 1100 mm and a thickness of 0.015 mm, stretched, transversely and longitudinally and therefore having excellent qualities for shrinking.
I1 ressort de ce qui précède que, avec le procédé et l'installation selon l'invention, la quantité de fluide 52 contenue dans la bulle secondaire 34 agit de façon permanente, par son poids, pour lester et tenir la base de la bulle et l'obliger à se dilater radialement. Par son caractère hydrostatique ce fluide calibre le col 34, en appui sur un fluide de même densité, et de densité supérieure à l'air. Il en résulte que ce calibrage s'effectue dans de meilleurs conditions que lorsqu'il est effectué par une pression de gaz intérieur s'opposant à une pression de gaz extérieur. I1 emerges from the above that, with the method and the installation according to the invention, the quantity of fluid 52 contained in the secondary bubble 34 acts permanently, by its weight, to ballast and hold the base of the bubble and force it to expand radially. By its hydrostatic character this fluid calibrates the neck 34, pressing on a fluid of the same density, and of density greater than air. As a result, this calibration is carried out under better conditions than when it is carried out by an internal gas pressure opposing an external gas pressure.
Toutes les forces nécessaires à l'expansion radiale de la bulle, qui dans les systèmes actuels sont exercées par une pression d'air intérieur, sont ici remplacées par le poids du fluide intérieur qui n'exerce sur le col de la bulle qu'une pression très faible de l'ordre de 0,05 kg par cm2. All the forces necessary for the radial expansion of the bubble, which in current systems are exerted by an internal air pressure, are here replaced by the weight of the internal fluid which exerts on the neck of the bubble only very low pressure of the order of 0.05 kg per cm2.
En fonctionnement, l'embout 55 est retiré, de sorte que, lorsque les niveaux des fluides intérieurs et extérieurs sont équilibrés dans la zone 33, la pression à l'intérieur de la bulle secondaire S est voisine de zéro. Cela peut occasionner des plis lors de la mise à plat de la gaine. In operation, the nozzle 55 is removed, so that, when the levels of the interior and exterior fluids are balanced in the zone 33, the pressure inside the secondary bubble S is close to zero. This can cause wrinkles when flattening the sheath.
Pour remédier à cela, comme montré à la figure 1, les cadres 70 des cylindres 72 de mise à plat, sont articulés en 73 autour d'axes horizontaux parallèles, et sont associés à des moyens permettant de les rapprocher l'un de l'autre. Ces moyens peuvent être constitués, comme montré pour le cadre de droite à la figure 1, par un contre-poids 74, ou comme montré pour le cadre de gauche, par un vérin 75 exerçant un effort sensiblement constant sur le cadre correspondant. Ces moyens permettent, en rapprochant par pivotement les deux cadres, de réduire le volume de la bulle S, et en conséquence, d'augmenter la pression de l'air atmosphérique contenu dans cette bulle. Cette augmentation de pression, qui est de l'ordre de 0,05 à 0,1 kg par cm2, est faible mais est suffisante pour éviter la formation de plis lors de l'aplatissement de la gaine. To remedy this, as shown in FIG. 1, the frames 70 of the flattening cylinders 72 are articulated at 73 around parallel horizontal axes, and are associated with means making it possible to bring them one of the other. These means can be constituted, as shown for the right frame in FIG. 1, by a counterweight 74, or as shown for the left frame, by a jack 75 exerting a substantially constant force on the corresponding frame. These means make it possible, by pivoting the two frames together, to reduce the volume of the bubble S, and consequently, to increase the pressure of the atmospheric air contained in this bubble. This increase in pressure, which is of the order of 0.05 to 0.1 kg per cm2, is small but is sufficient to avoid the formation of folds during the flattening of the sheath.
A la différence d'une installation de bi-étirage actuel tirant longitudinalement vers le bas la bulle chauffée par un four de réchauffage disposé en haut, ce qui nécessite d'ajuster en permanence le chauffage de la bulle, à défaut de quoi, Si le col est trop chaud, il peut se déplacer et engendrer des plis, et s'il n'est pas assez chaud, nécessiter une pression de gaz plus grande pouvant conduire à l'éclatement de la bulle, le procédé selon l'invention assure cette expansion uniquement par le poids du fluide contenu dans la bulle qui a un valeur de quelques kilogrammes et est très stable. Dans ces conditions, si la gaine est trop réchauffée, elle se déformera également radialement davantage, ce qui a pour effet de réduire la pression qui lui est communiqué par le liquide intérieur,. Cela peut engendrer des plis, mais aucune instabilité du col.De même, en cas de chauffage insuffisant, le col se forme moins, le niveau de liquide dans la bulle s'élève pour, par son poids, recalibrer automatiquement le col. Unlike a current bi-stretch installation pulling the bubble longitudinally downwards, the heated bubble by a reheating furnace placed at the top, which necessitates constantly adjusting the heating of the bubble, failing which, If the neck is too hot, it can move and generate folds, and if it is not hot enough, require a higher gas pressure which can lead to the bursting of the bubble, the method according to the invention ensures this expansion only by the weight of the fluid contained in the bubble which has a value of a few kilograms and is very stable. Under these conditions, if the sheath is too heated, it will also deform more radially, which has the effect of reducing the pressure communicated to it by the internal liquid. This can cause wrinkles, but no instability of the cervix.Likewise, in the event of insufficient heating, the cervix is formed less, the level of liquid in the bubble rises to, by its weight, automatically recalibrate the cervix.
Avec ce procédé, un écart de température de l'ordre de 5 à 10 par rapport au point de ramollissement de la matière peut être accepté, sans que cela entraîne des conséquences sur la qualité de la pellicule finale ou sur la stabilité de la bulle. With this process, a temperature difference of the order of 5 to 10 relative to the softening point of the material can be accepted, without this having any consequences on the quality of the final film or on the stability of the bubble.
L'installation permet de bi-étirer ou bi-orienter des matières très courantes du marché, comme des polyéthylènes linéaires standard de grade 1 et de densité 0,920, mais il peut aussi bi-étirer d'autres matières mono ou multicouches, tels que le polypropylène, les polyéthylènes et tous autres thermoplastiques. The installation makes it possible to bi-stretch or bi-orient very common materials on the market, such as standard linear polyethylenes of grade 1 and density 0.920, but it can also bi-stretch other mono or multilayer materials, such as polypropylene, polyethylenes and all other thermoplastics.
Avantageusement, la cheminée 32 est dotée de moyens de sécurité 76, tel qu'un couteau rotatif apte, en cas d'arrêt de fabrication, à inciser la partie inférieure de la branche verticale descendante 14a de la gaine primaire P pour vider rapidement le fluide 52 contenu dans cette branche, mais aussi dans la branche verticale ascendante 14c. Il est évident que dans ces conditions le bac 20 a une capacité lui permettant d'accueillir, en plus du volume normal du fluide 22, la totalité du volume du fluide 52, et la totalité du volume du fluide contenu dans la cuve de réchauffage 33. Cette disposition assure la sécurité du personnel travaillant autour de l'installation. Advantageously, the chimney 32 is provided with safety means 76, such as a rotary knife capable, in the event of production stoppage, of incising the lower part of the descending vertical branch 14a of the primary sheath P to rapidly empty the fluid 52 contained in this branch, but also in the ascending vertical branch 14c. It is obvious that under these conditions the tank 20 has a capacity allowing it to accommodate, in addition to the normal volume of the fluid 22, the entire volume of the fluid 52, and the entire volume of the fluid contained in the reheating tank 33 This provision ensures the safety of personnel working around the installation.
Le fluide de chauffage peut être constitué par de l'eau, par de l'huile ou par tout autre produit liquide ou visqueux résistant à une température d'au moins 150"C, incombustible et considéré comme sans danger pour l'être humain. Eventuellement, des additifs sont ajoutés à ce liquide pour éviter qu'il mouille les parois, intérieure et extérieure, de la bulle C. Ce pourra être un enduit acrylique en phase aqueuse ou tout autre vernis acrylique thermoscellable. The heating fluid can consist of water, oil or any other liquid or viscous product resistant to a temperature of at least 150 "C, non-combustible and considered to be harmless to humans. Optionally, additives are added to this liquid to prevent it from wetting the walls, inside and outside, of the bubble C. It may be an acrylic coating in aqueous phase or any other heat-sealable acrylic varnish.
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