JP2002517331A - ダイス型から下向きに押出された継ぎ目のない重合体の管を較正する方法 - Google Patents

ダイス型から下向きに押出された継ぎ目のない重合体の管を較正する方法

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ボルフ，デトレフ
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Abstract

(57)【要約】 押出しダイス型から下向きの方向に押出された単一層または多層の継ぎ目のない重合体の管の大きさを較正する（サイジングする）方法であり、この場合内部圧力により重合体の管の予備サイジングを行い、次に真空サイジング装置によって案内し、冷却剤により外側および内側から冷却を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明はダイス型から下向きの方向に引き下ろされた継ぎ目のない重合体の管
のサイジング（ｓｉｚｉｎｇ、大きさを決める）を行う方法に関する。この場合
「原料の管（ｐｒｉｍａｒｙ ｔｕｂｅ）」と称せられるこれらの管を次の処理
工程において伸長し、さらに他の用途に通常用いられる供給品の形にする。即ち
これらの管は例えば印刷が施されたり、襞を付けられたり、適当な長さに加工さ
れたりする。
【０００２】 このような伸長された管状のフィルムは、通常ポリアミドをベースにしている
が、食品分野での包装材料、特にソーセージの合成ケーシング（皮）として使用
されている。これらの管状のフィルムの主な特徴は、直径に対する精度が要求さ
れることであり、この精度は押出されサイジングされた原料製品、即ち原料の管
の品質によって実質的に決定される。このフィルムの多層化された変形品は通常
酸素および水蒸気に対する障壁層を含み、これらの障壁層はフィルム・アセンブ
リーの中で系統的に一体化されている。
【０００３】 ソーセージの合成ケーシングとして使用される伸長された管状のフィルムを製
造する一つの方法は、専門誌である「Ｆｌｅｉｓｃｈｗｉｒｔｓｃｈａｆｔ（食
肉工業）」７７巻（１２号）、１９９７年の１０９０／０１頁所載の「ソーセー
ジ製造用の配向した筒状フィルムの製造法」と題するＪ．Ｈｅｒｃｈｅｎｂａｃ
ｈの論文に記載されている。この方法では、計量および混合システムを介して押
出し品に粒状の種々の材料成分を充填する。押出し機の中で可塑化されたプラス
ティックスは紡糸ポンプを介して単一層ないし５層の環状のダイス型に通される
。この材料を環状の間隙を通し冷却浴へと下方に押出し、熔融物が固化する凍結
線の方へ下方へ向かってテーパーが付けられた管状のフィルムを、冷却浴の所で
支えられているローラの中で平らにする。いわゆる内部液サイジングによって気
泡は保持される。管の直径は角度がついた間隙、冷却浴の水位の高さ、およびサ
イジング用の液の量によって決定される。これらの可変パラメータは平らにされ
た原料の管を連続的に測定して調節される。平らにされた原料の管の温度は、次
の加熱区域においてその材料が熱可塑性の領域に入るのに最適な温度に再び戻さ
れる。何故ならこの温度範囲においてだけ、原料の管は内部の空気によって半径
方向に伸長され、また正確な指令に従って種々の回転速度で回転している対にな
ったローラによって軸方向に伸長されるからである。関連する原料の材料に依存
して最大１：１４の全体としての伸長比が得られる。伸長された泡の直径は特殊
な測定調節装置により一定に保たれる。次のローラの対の間で高度に伸長された
管は熱固定用の炉の中で高温空気または高温水蒸気のいずれかで加熱される、即
ち熱固定される。この文献に記載された方法の欠点は、原料の管に対し適切なサ
イジングが行われないことである。該文献に記載されているように、原料の管の
直径が一定値に固定される程度は水位の高さによって影響を受ける。製造工程中
に起こる内部および外部の水位の変動、および下方に引き下げられる原料の管の
振動の両方が直ちにサイジングの変動につながる。
【０００４】 ドイツ特許４０ １２ ６２８ Ａ１号には、少なくとも一つの軸の方向に伸
長された継ぎ目なしの熱可塑性管状フィルムを製造する方法および装置が記載さ
れている。この方法では、環状のダイス型を通して熱可塑性プラスティックスを
好ましくは水平に押出し、サイジングおよび冷却装置の中でサイジングおよび冷
却を行い、過剰の圧力をかけ伸長用の気泡の中で原料の管を伸長する。伸長用の
気泡の中で伸長を行うのに必要なガスの圧力は、押出し用または同時押出し用の
ダイス型を通して直接原料の管の中に通され、ダイス型から伸長用の泡へと至る
距離の原料の管は圧力導管として作用する。使用される冷却／サイジング・ユニ
ットは冷却用の流体、特に水を充たすタンクから成り、タンクの中を支配する主
圧力は原料の管の中のガスの圧力よりも低い。タンクと原料の管との間の圧力差
により原料の管の幅が僅かに広がる。管の幅の広がりは外側に隣接したサイジン
グ用のディスクの直径またはサイジング用の鞘によって制限される。この方法の
欠点は、押出された原料の管が片側の外側からしか水で冷却することができない
ことである。このように片側からしか冷却できないことにより特に高い生産速度
が制限される。何故なら、この場合に使用される原料、特にポリアミドは冷却が
十分迅速に行われないと二次的な結晶化を起こし、次の伸長がかなり妨げられる
からである。
【０００５】 同様な方法は「押出され伸長された継ぎ目なし管の製造法および製造装置」と
題するヨーロッパ特許Ａ−０ ３０５ ８０４号に記載されている。この方法で
は環状のダイス型を介して押出された継ぎ目なしの原料の管をサイジング・ユニ
ットに通し、環状のダイス型を通りサイジング・ユニットを越える所まで案内さ
れた特殊な管で同軸にして取囲む。真空区域において、管の内部が大気圧に等し
い圧力ｐiになるように、また管の外側は大気圧よりも低い圧力ｐaになるように
調節する。サイジング・ユニットに入ってくる原料の管は入口区域を通った後水
で湿らせる。この文献記載の方法は垂直な配置で実施される。しかしこの方法は
原料の管を外側の片側だけからしか冷却することができないという決定的な欠点
をもっている。また、複雑な設計の結果、種々の直径をもった一次管状物を製造
する上での必要な融通性が著しく減少している。
【０００６】 ドイツ特許公開明細書１ ５０４ ４６１号に記載された方法はポリエステル
を押出すのに特に適しているが、この方法では環状の溝孔のダイス型から垂直に
下方に向かって入ってくる原料の管を冷却可能なサイジング用のマンドレルによ
りダイス型のオリフィスの真下の所で固定する。サイジング用のマンドレルは冷
却液で冷却される。ポリエステルの熔融物は接触線の所でサイジング用のマンド
レルに衝突するが、ダイス型のオリフィスからこの接触線までの距離は熔融物の
粘度ばかりではなく環状の溝孔状ダイス型とサイジング用のマンドレルとの直径
の差および以後の輸送用要素によって決定される。接触線は、サイジング用マン
ドレルと同心をなして配置された溝孔状のダイス型から噴き出る空気ジェットの
圧力によって固定されていることが有利である。内部から冷却を行う他に外部か
ら液によって冷却を行うことができる。冷却水は二つの同心状に配置された管に
よりつくられた二重ジャケットの中に流れ込み、フィルムの管に沿って内側の管
を通り、次にそれとは反対方向に流れ、次いで外側の管へと向かい、この装置の
下端の所で外に出る。
【０００７】 真空サイジングの方法は、特にポリオレフィンからつくられた管に対しては、
以前から知られていた。この方法はＨ．Ｇｅｂｌｅｒ，Ｈ．Ｏ．Ｓｃｈｉｅｄｅ
ｒｕｍ、Ｅ．ＯｓｗａｌｔおよびＷ．Ｋａｍｐの「ポリプロピレン管の製造機」
と題する論文（Ｋｕｎｓｔｏｆｆｅ誌、７０巻（１９８０年）２４６〜２５３頁
）に詳細に記載されている。この論文は特に管状のダイス型とサイジング・ユニ
ットとを組み合わせる種々の可能性について述べている。この論文に記載された
真空タンク・サイジング・ユニットは水浴、サイジング室の中に分布した噴霧冷
却区域、および調節された真空を得るための対応する水リング・ポンプ、並びに
サイジング用の入口ブッシングおよび板アセンブリーから成っているが、これら
を原料のポリプロピレンに適合させなければならない。種々のサイジング・シス
テムに続いて冷却システムが記載されている。何故ならサイジング・ユニットか
ら出て来る管状物はまだ十分には冷却されていないからである。この論文に従え
ば小さい管に対しては通常水槽が使用され、大きな管に対しては噴霧冷却区域が
使用される。
【０００８】 Ｗ．Ｍｉｃａｅｌｉによるマニュアル「プラスティックスおよびゴムに対する
押出し装置」には、その３２２〜３４７頁に押出された管および成形品に対する
通常のサイジング法が記載されている。サイジングは圧縮空気を使ういわゆる外
部サイジングの形、或いは真空を使用する外部サイジングの形のいずれかで行う
ことができる。ここで外部サイジングとは定義として極めて一般的に押出された
製品の外側の寸法がサイジング装置によって決定されることを意味するものと了
解されたい。圧縮空気を使用する外部サイジングにおいては、サイジング用のブ
ッシングとも称せられるサイジング用のダイス型と押出される製品との間の接触
は０．２〜１バールの過剰な圧力によって得られる。この目的に対しては圧縮空
気を管のダイス型のマンドレルを介して管の中に導入する。この方法においては
、内部圧力を受ける管の幅が広がったり裂けたりするのを防ぐために、サイジン
グ装置は管状物のダイス型に対し直接且つできるだけ中心を合わせて連結される
。次の冷却区域におけるサイジング用のブッシングおよび管状物の冷却は、循環
水による冷却、水の潅注、或いは水の噴霧冷却によって行うことができる。外部
真空サイジングを行う場合、押出された成形製品を冷却しサイジングするのに必
要な成形製品とサイジング装置との間の接触は、サイジング装置を真空に引くこ
とによって得られる。
【０００９】 真空サイジングの特殊な方法はいわゆる真空タンク・サイジング法であり、こ
れは「Ｈａｎｄｂｕｃｈ ｄｅｒ Ｋｕｎｓｔｓｔｏｆｆｅｘｔｒｕｓｉｏｎｓ
ｔｅｃｈｎｉｋ（プラスティックス押出し法ハンドブック）」第１巻、４７５〜
４８１頁にＦ．Ｈｅｎｓｅｎ，Ｗ．ＫｎａｐｐｅおよびＨ．Ｐｏｔｅｎｔｅによ
り記載されている。この方法では、閉鎖した水浴の中で吸引ポンプにより約５０
〜２００ｃｍ水柱の真空をかけることにより、入って来たプラスティックスの狭
い被覆片が溝孔（Ｂｌｅｎｄｅ）の所に来るようにする。溝孔の間の隣接した水
のフィルムによって管と溝孔との間の摩擦がさらに減少する。対応した梁(Unter
zug)により最初の溝孔の所で周囲に対する密封が得られる。成形された部材の入
口の所で梁(Unterzug)によりこの密封を調節するために、通常サイジング装置は
軸方向に移動できなければならない。真空タンクから成形された部材が出て行く
出口はゴムの密封材によって密封されている。この文献に記載された管のサイジ
ングを行う方法はすべて水平の配置で行われる。
【００１０】 本発明の目的は、異なった直径をもつ原料の管を高度のサイジング精度、高度
の生産速度でダイス型を使い融通性をもった方法でサイジングし、得られた原料
の管を後の工程で固相において伸長するのに有利な温度に再加熱した後問題なく
軸方向に伸長することができるように短時間で熔融温度から固化温度に冷却する
方法を提供することである。
【００１１】 本発明に従えば、押出しダイス型（１）から引き下ろされた単一層または多層
から成る継ぎ目のない重合体の管（２）のサイジングを行う方法において、 （ａ）適当な輸送手段（３）により重合体の管（２）をサイジング装置（４）
を通して液浴（１４）の中へ下向きの方向に引き下ろし、 （ｂ）少なくとも一つの供給用の導管（５）を介して内側の冷却液（６）を重
合体の管の中に圧入し、少なくとも一つの他の導管（７）を介して再び抜き取り
、この際内側の冷却液（６）の液面と押出しダイス型（１）との間で重合体の管
（２）に液のない容積部分がつくられ、この液のない容積部分の中で少なくとも
一つの圧縮空気用の導管（８）を介して内部圧力ｐiが重合体の管（２）の外側
を支配する圧力ｐuよりも高くなるように調節し、 （ｃ）押出しダイス型（１）から出した後重合体の管（１）を、押出しダイス
型（１）から或る距離を隔てて配置された、重合体の管をその周辺部に亙って均
一に冷却する外部冷却液（１０）を含むサイジング装置（４）の入口区域（９）
に入れ、 （ｄ）次いで重合体の管（２）を、内側の冷却液（６）の液面とほぼ同じ高さ
に配置された密封用の入口ブッシング（１１）を通ってサイジング装置（４）の
入口区域（９）から出して閉じたサイジング区域（１２）に入れ、ここでこの区
域には数個の順次配置された必要な管の直径に対応する円板状のサイジング板（
１３）が含まれ、この区域の中で内側の冷却液で充たされた重合体の管の中の内
部圧力ｐiiとは反対向きの僅かな真空ｐvをつくり、その圧力差によって重合体
の管（２）がサイジング板（１３）の方へ引張られるようにし、 （ｅ）液面の下方の所で重合体の管（２）を閉じたサイジング区域（１２）か
ら取り出して液浴（１４）の中へ入れる工程から成ることを特徴とする方法を提
供することによって上記の問題が解決される。
【００１２】 管の内側および外側で冷却液により急激に冷却を行うために、重合体の管の周
辺全体に亙って均一な迅速な冷却が可能である。サイジング板を使用し閉じたサ
イジング区域において行われる真空サイジングにより、原料の管を正確にサイジ
ングしまた案内することができる。隣接した内部圧力によって原料の管の直径を
さらに予備的に調節することにより直径を可変的に調節することができ、従って
原料の管の直径を単一のダイス型の直径を用いて広い範囲に亙り変えることがで
きる。このことは、サイジング板を容易に取り替えることができ、従って異なっ
た直径に適合させることができると言う事実によってさらに容易になる。
【００１３】 押出しダイス型（１）は好ましくは単一層または多層の環状のダイス型であり
、その前方には中に通常の計量混合しシステムよって重合体および通常の添加剤
が装入された一つまたはそれ以上の押出し機がある。特に好ましくは押出しダイ
ス型（１）は３〜７層から構成された重合体の管を製造するための多層の環状の
ダイス型である。
【００１４】 外部冷却液（１０）および液浴（１４）の液としては水を使用することが好ま
しい。内部冷却液（６）としては水、油またはその混合物を使用することができ
る。
【００１５】 図２の例示態様に詳細に示されているサイジング装置（４）の閉じたサイジン
グ区域（１２）のサイジング板（１３）は、液浴（１４）の中へ入った重合体の
管（２）の出口付近に比べ、入口ブッシング（１１）の近傍の上方の区域の方が
密に配置されていることが好適である。好適な一態様においては、重合体の管（
２）は冷却液、特に水、油またはその混合物により閉じたサイジング区域（１２
）の中で外側からさらに冷却される。
【００１６】 本発明により製造された重合体の管（２）は全体の厚さが好ましくは２００〜
８００μｍ、特に２５０〜５００μｍであり、直径は好ましくは５〜１００ｍｍ
、特に１０〜５０ｍｍである。
【００１７】 重合体の管（２）の製造に使用される重合体は好ましくは主としてポリアミド
、特に６／６６ポリアミドであり、水蒸気および／または酸素に対して障壁性を
もった他の材料からつくられた一つまたはそれ以上の層が多層の重合体の管の中
に含まれていることができる。本発明方法はヨーロッパ特許Ａ−０ ５３０ ５
３７号および同Ａ−０ ６０３ ６７６号に記載された型の構造をもつ重合体の
管（２）を製造するのに特に適している。
【００１８】 本発明方法で製造される重合体の管（２）をソーセージの合成ケーシングとし
てつくる場合、これらの管を次に通常の方法により二軸方向に延伸する。
【００１９】 好適な態様においては、二軸方向に延伸した後熱固定を行い、熱処理を一また
は二工程行ってフィルムの管の寸度安定性を改善する。使用可能な加熱媒体は高
温の空気、高温の水蒸気、加熱した流体および／または赤外線放射器である。ま
た水または水蒸気を存在させて熱固定を行うと、使用した温度のためにポリアミ
ドが水を迅速に取り込む結果ポリアミド層が軟化し、フィルムの可撓性が改善さ
れる。
【００２０】 次いで通常の方法、例えば印刷を行い、襞を付け、また適当な長さに切断する
などの方法でソーセージのケーシングとして加工する。
【００２１】 図１は本発明方法の模式図を示す。この図において輸送手段（３）は引き下ろ
しローラ・プレスとして設計されており、これを通って重合体の管（２）が引き
下ろされ平らにされる。平らにされた重合体の管は次いで方向転換ローラを経て
次の処理工程へ送られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明方法の模式図。
【図２】 本発明の一態様におけるサイジング装置の詳細図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ， ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，Ｇ Ｅ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ， ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，Ｚ Ａ，ＺＷ (72)発明者 ヘンニヒ，ミヒヤエル ドイツ・デー−29683フアリングボステ ル・バルベンリート10 Ｆターム(参考） 4B042 AD03 AE06 AH01 AP30 AW06 4F207 AA03 AA24 AA29 AG08 AH54 AR02 AR12 KA01 KA17 KK54 KK76 KL74 KM16 KW26

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 押出しダイス型（１）から引き下ろされた単一層または多層
    から成る継ぎ目のない重合体の管（２）のサイジング（較正）を行う方法におい
    て、 （ａ）適当な輸送手段（３）により重合体の管（２）をサイジング装置（４）
    を通して液浴（１４）の中へ下向きの方向に引き下ろし、 （ｂ）少なくとも一つの供給用の導管（５）を介して内側の冷却液（６）を重
    合体の管の中に圧入し、少なくとも一つの他の導管（７）を介して再び抜き取り
    、この際内側の冷却液（６）の液面と押出しダイス型（１）との間で重合体の管
    （２）に液のない容積部分がつくられ、この液のない容積部分の中で少なくとも
    一つの圧縮空気用の導管（８）を介して内部圧力ｐiが重合体の管（２）の外側
    を支配する圧力ｐuよりも高くなるように調節し、 （ｃ）押出しダイス型（１）から出した後重合体の管（１）を、押出しダイス
    型（１）から或る距離を隔てて配置された、重合体の管をその周辺部に亙って均
    一に冷却する外部冷却液（１０）を含むサイジング装置（４）の入口区域（９）
    に入れ、 （ｄ）次いで重合体の管（２）を、内側の冷却液（６）の液面とほぼ同じ高さ
    に配置された密封用の入口ブッシング（１１）を通ってサイジング装置（４）の
    入口区域（９）から出して閉じたサイジング区域（１２）に入れ、ここでこの区
    域には数個の順次配置された必要な管の直径に対応する円板状のサイジング板（
    １３）が含まれ、この区域の中で内側の冷却液で充たされた重合体の管の中の内
    部圧力ｐiiとは反対向きの僅かな真空ｐvをつくり、その圧力差によって重合体
    の管（２）がサイジング板（１３）の方へ引張られるようにし、 （ｅ）液面の下方の所で重合体の管（２）を閉じたサイジング区域（１２）か
    ら取り出して液浴（１４）の中へ入れる工程から成ることを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 外側の冷却液（１０）は水であり、内側の冷却液（６）は水
    、油またはその混合物であることを特徴とする請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 重合体の管（２）は閉じたサイジング区域（１２）の中で他
    の冷却液によりさらに外部冷却されることを特徴とする請求項１記載の方法。
  4. 【請求項４】 重合体の管は一つまたはそれ以上の層、好ましくは３〜７層
    から成り、全体の厚さが２００〜８００μｍ、好ましくは３５０〜５００μｍで
    あることを特徴とする請求項１〜３記載の方法で製造された重合体の管。
  5. 【請求項５】 重合体の管（２）の直径は５〜１００ｍｍ、好ましくは１０
    〜５０ｍｍであることを特徴とする請求項１〜３記載の方法で製造された重合体
    の管。
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