JPS5967024A - 熱交換装置 - Google Patents

熱交換装置

Info

Publication number
JPS5967024A
JPS5967024A JP58166804A JP16680483A JPS5967024A JP S5967024 A JPS5967024 A JP S5967024A JP 58166804 A JP58166804 A JP 58166804A JP 16680483 A JP16680483 A JP 16680483A JP S5967024 A JPS5967024 A JP S5967024A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat exchange
resin
oil
exchange medium
medium
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP58166804A
Other languages
English (en)
Inventor
グランビル・ジエイ・ハ−ン
ロ−リ−・エヌ・ラトレツジ
アロンゾ・エイチ・サ−ル
ウオルタ−・イ−・サマ−マン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cosden Technology Inc
Original Assignee
Cosden Technology Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cosden Technology Inc filed Critical Cosden Technology Inc
Publication of JPS5967024A publication Critical patent/JPS5967024A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02Header boxes; End plates
    • F28F9/026Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits
    • F28F9/027Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits in the form of distribution pipes
    • F28F9/0273Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits in the form of distribution pipes with multiple holes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C35/00Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
    • B29C35/007Tempering units for temperature control of moulds or cores, e.g. comprising heat exchangers, controlled valves, temperature-controlled circuits for fluids
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C44/00Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
    • B29C44/34Auxiliary operations
    • B29C44/3442Mixing, kneading or conveying the foamable material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • B29C48/09Articles with cross-sections having partially or fully enclosed cavities, e.g. pipes or channels
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/78Thermal treatment of the extrusion moulding material or of preformed parts or layers, e.g. by heating or cooling
    • B29C48/80Thermal treatment of the extrusion moulding material or of preformed parts or layers, e.g. by heating or cooling at the plasticising zone, e.g. by heating cylinders
    • B29C48/83Heating or cooling the cylinders
    • B29C48/834Cooling
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/78Thermal treatment of the extrusion moulding material or of preformed parts or layers, e.g. by heating or cooling
    • B29C48/86Thermal treatment of the extrusion moulding material or of preformed parts or layers, e.g. by heating or cooling at the nozzle zone
    • B29C48/87Cooling
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/10Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically
    • F28D7/103Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically consisting of more than two coaxial conduits or modules of more than two coaxial conduits
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02Header boxes; End plates
    • F28F9/026Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits
    • F28F9/027Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits in the form of distribution pipes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/22Arrangements for directing heat-exchange media into successive compartments, e.g. arrangements of guide plates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/04Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped cellular or porous
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/22Arrangements for directing heat-exchange media into successive compartments, e.g. arrangements of guide plates
    • F28F2009/222Particular guide plates, baffles or deflectors, e.g. having particular orientation relative to an elongated casing or conduit
    • F28F2009/226Transversal partitions

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Molding Of Porous Articles (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、熱可塑性組成物の押出し成形に使用するだめ
の装置fffi VC関し−!!l;にhY細には発泡
熱町塑性組成物の押出し成形に使用するだめの装置6に
関する。本願に開示された装置ftは実際に非結晶質あ
るいは結晶質である少くとも1つの熱可塑性樹脂の犬怖
分よりなる組成物を押出し成形するのに4[効である。
!iA可塑性組成物を押出し成形するためプラスチック
工業において1更用された従来の方法では少くとも1つ
の熱可塑性(酊脂のピードあるいはペレット及び他の棟
々の添加剤はスクリュー型押出機の供給領域内に装入さ
れる。押出機内で、 ftp’rij塑性樹脂及び添加
剤は加熱され、且つ世曾されて実質的に均質な、連続的
な、流動可能な組成物を形成し、これはそれから押出し
ダイを介してスクリューにより押出されて所望の形状及
び寸法の製品を作る。
熱ciJ塑性組成物が押出様を通過するとき、その温度
は回転する押出機のスクリューにより材料に加えられる
結合した剪断力と圧縮力により著しく11.9加する。
あるF9r定の押出様では、湿度増加のマグニチュード
は押出1大1道スクリユーの回転速度及び使用中の特定
の熱口」塑性組成物のぽ1断特性により変化する。/1
111f足すべき押出成形のためいくらかの加熱が望ま
しく、且つ必要であるが、押出成形された製品の形状及
び完全性を保持するため過剰の熱は押出機の下流の利料
から除去されなければならない。典型的には、これは押
出物を、ある場合には遅い即ち低速度で、押出ダイの下
流で冷却ロール上あるいは冷却バットを通過することに
より行なわれる。
押出ダイを出る押出物の温度は標準状態の下で運転して
いるとき押出にスクリューの回転速度に比例するので(
即ち、処」!1!量の増加はより高い浴融体温度を生ず
る)、従来の押出成形ラインではそれ等の処理速度に関
して押出ダイの下流の冷却装置の能力によって制限され
てきた。下流の冷却能力が適切である場合でも、押出物
はその温度が広い温度差を越えてあまり急激に減少され
ると。
熱衝撃を受けることがあり、これによりその機械的特性
に悪影響を及ぼす。
発泡熱可塑性組成物の押出成形においては特定の問題に
遭遇する。発泡可塑性組成物のための押出機は組成物が
押出ダイから出るまで発泡剤を凝縮した状態に保つため
典型的には高圧力で運転される。発泡製品が押出ダイか
ら出るとき発泡製品の温度が満足すべき押出成形を達成
するのに必要である温度よりもかなり大きければ、発泡
剤は一旦圧力が解放されると過膨張して、セルの破裂並
びに寸法の安定性及び組成上の一体性の損失となる。温
度が低くすぎれば、膨張が不完全でありそして不良密度
特性となる。、451Jエチレンの如きいくつかのポリ
マーでは、正確な温度窓(tgmperα−turn 
window)は僅かに約±2°F(約1℃)である。
史に1問題は特定の絶対温度の達成の問題のみならず温
度の均一性の問題である。ポリマー翼材(polyme
r mass)内に温度勾配が存在していれば、不均一
な発泡が行なわれ、再びセルを破裂し。
そして不良密度値を生ずる。高処理量においては。
温度勾配の存在がより起りがちである。
従って、発泡製品の押出成形に関連して、押出成形ライ
ンに対して処理址の増加を達成し、一方間時にセルの大
きさ、均−性及び結合性並びに発泡、j5 IJママ−
密度値の如きその結果得られる製品の物理的特性の劣化
を生じ々いようにすることは極めて困難である。更に、
これ等の問題は、しばしば望捷れる如く1棹々の添加物
、例えば防火材料の如きものが発泡製品に混和されると
き、 −t@悪化される。
過去において、これ等の問題を解決するためのいくつか
の対策がとられてきた。例えば、直列に連結された2つ
の別箇の押出機スクリューを使用することが一般に知ら
れている。例えば米国特許第3.860.220号参照
。この構成においては。
第2の押出機のスクリューは、ジャケット付きであり、
循環冷却媒体で冷却される押出機を通り熱可塑性組成物
を搬送するため単にオーガー(auggγ)として作用
している。しかしながら、この容惜における第2の押出
機の使用は、装置及びエネルギーの見地の双方からも1
発泡材料を冷却するだめの非常に高価な、且つ非能率的
な方法であることが立証された。熱がスクリューに発生
し、一方冷却が外方から加えられるので、このようなス
クリューにおいては実際に温度勾配が生ずる。更に、発
泡押出成形において使用される高圧力のため。
第2の押出機スクリューの後部シールによシしばしば問
題に遭遇する。この後部シールの破損に漏出するポリマ
ー並びに発泡剤の望ましくない漏洩によりギヤーボック
スに対して損傷を生ずることがある。
他の解決方法は押出機スクリューの回転速度を減少する
ことであるが、しかしながら、この対策は押出成形ライ
ンの処理量の増加と明らかに相反している。
他の対策は押出機の下?M、部分に(例えば米国特許第
3.385.917号、第3.151.192号、第3
、444.283号、第3.658.973号及び英国
特許第λOO3,080号参照)あるいは押出機自身に
関連して(例えば米国特許第3.393.427号、第
4.088.434号及びロシャ国1片許第592゜6
10号参照)冷却装置を含めることを含んでいた。これ
等のダイユニットは初めにおいても非常に高価であり、
且つこの方式に変更するのにもより費用がかかる。更に
、これ等は有効な熱交換要素ではなく、従って処理量の
かなりの増加を許容しない。
壕だ、押出ダイの下流の冷却能力の慣を増加するCとも
可能である。例えば、米国特許第3.764゜642号
参照)。しかしながら、これは上述の如く、熱衝撃の問
題を生じ、更に最も重要な冷却はしばしば、樹脂がある
必要な温度師、囲内で押出成形できるためにダイオリフ
イスの上流に必要である。これは発泡押出成形の場合に
は不可欠なことである。
押出機と押出ダイとの間にいくつかの種類の冷却装置を
置くため他の試みが行々われた。例えば米国特許第へ3
10.617号、第3.275.731号、第3.75
1.377号、第3.588.955号、第3.827
.841号及び第3.830.901号を参照。これ等
の努力は押出機ラインの全熱変換能力あるいは冷却能力
を実際に増加したが、しかしながら、これ等は1例えば
、米国特許第3.588.955岩、第31;<1にお
いて、熱交換装置あるいは冷却装置の下流に盛装性によ
り付加的な混合装置を含むため、立証された如く、温度
の均一性の問題解決には有効でなかった。史に、これ等
の従来の対策により々処理量のいくらかの佇1加が達成
されたけれども(例えば、米国特許第3.827.84
1号参照)、あるレベル以上にこのような増加を達成し
、一方間時に所望の物理的特性を有する発泡製品を製造
することは不可能であった。
従って、押出機を’y1シる処理+6の増加を許容する
と同時に押出成形された製品の物理的特性の劣化を生じ
ない熱可塑性組成物のだめの押出成形装置が必要である
。好ましくは牟−のスクリューを使用する押出様によっ
て、増加したg+′6造速度で、優れた物理的特性を有
する発泡熱可塑性組成物の押出成形を許可する装置が特
に必要である。
従って本発明の目的は熱可塑性樹脂材料を押出成形する
ための改良された装置を提供することである。
また本発明の目的は、好ましくは単一のスクリュー型押
出様の使用により、押出成形ラインを通る樹脂材料の著
しく増加した処理量全可能にする熱交換装置を提供する
ことである。
本発明の更に他の目的は材料の増加した処理量を可能に
するのみならず優れた物理的特性を有する押出成形製品
の製造を可能にするこのような熱交換装置を提供するこ
とにある。
本発明のなお他の目的は狭い決定された限界内で押出成
形材料の温度を制御できる装置の提供である。
本発明のなお他の目的は好ましくは30%以上のエネル
ギー節約を提供することである。
上述の目的達成において、本発明によれば、押出機を出
た後及び押出成形工程においてダイを通る押出成形前の
樹脂の温度を制御するだめの熱交換装置が提供されてお
り、その構成は、押出成形されるが・、可塑性イや(脂
のだめの入口及び出口と、押出成形される樹脂と炒交換
関係に循環されるべき〃(交換媒体のための入口及び出
口を有するが(交換器と1熱9:換器から熱交換媒体を
受取り、熱交換装置のスタート段階中所定の温度−まで
熱交換媒体を加熱する選択的な加熱器と;加熱器から熱
交換関係に循環されるべき冷却媒体のための入口及び出
口とを含んでいる冷却器と;検知した湿度状態に応答し
て冷却器へ熱交換媒体の1部分を選択的に導くため加熱
器と冷却器との間に19かれており、熱交換器に対する
熱交換媒体のバランスを管理するだめの制御手段と;熱
交換媒体を熱交換器、加熱器、冷却器及び制御手段の間
に循環するためのポンプとを具備している。
本発明の好ましい実施態様においては、熱交換装置は冷
却媒体の入口及び出口と、外部接続部を含む前記押出ダ
イに対する入口手段及び出口手段とのみを有するその中
にすべての必要な装備を有している独立したキャビネッ
トを含んでいる。更に好ましくは、独立のキャビネット
は移動可能である。
本発明の更に他の目的、特徴、及び利点は図面の図を見
て考察すれば、好ましい実施態様の詳細な説明から明ら
かとなるであろう。
添付図面を参照して更に本発明を線間する。
第1図を参照すると1本発明の1実施態様は。
その3つの主要な要素として押出機2と、熱交換装置あ
るいはより簡単な冷却手段10と、押出しダイア0とを
含む組合せ体である。この3の主要な要素は冷却手段1
0の入口孔14が押出機2の出口孔と連通し、そして押
出ダイア0が冷却手段10の出口孔と連通ずるように位
置づけされ且つ据付けられている。この図において、管
状の押出された製品74がダイオリフィス72かう出テ
くるのが示されている。押出機2はスクリュー8がその
長手方向の軸魅1の周りに回転可能であるその中に位置
づけされている単一の押出機スクリュー8を有する円筒
4を示すため部分的に破断されている。熱可塑性材料は
供給孔5を介して押出機2内へ装入される。発泡熱可塑
性組成物を製造するとき1発泡剤が発泡剤入口孔7を介
して押出機スクリュー80周りに円筒4内へ装入される
。押出機2は従来の電動、単段、スクリュー型押出機で
あり、これは市場において入手可能であり、そして本技
術における通常の技術を有する者において周知である。
第2図は本発明による熱交換装置あるいは冷却手段10
の細部の概略図である。冷却手段10は押出機2の下流
に配置され、巨つこれと隣接している入口孔14と、交
換器12から押出機ダイ& 70へ導く出口孔16と乍する樹脂熱交換器12を含ん
でいる。更に冷却手段10は、熱交換器12を介して循
環される交換媒体のための温度制御を提供する加熱器2
0及び冷却器22を含んでいる。交換媒体は交換器内に
装入される高温樹脂の融点よりも高い沸点を有する任童
の適切な液体から選択でき、好ましい媒体は1例えば以
下に論述する如きモンサント(Monsanto)、サ
ーマノーk 55 (Thermanol 55 )の
如き油である。加熱器20は前の操作からの残っている
いかなる固形の樹脂をも溶融するため初期のスタートの
とき。
及び出口孔16における出て来る樹脂の温度が低すぎる
如く指示されているとき、油を加温するため作用する。
加熱器20が油を加熱し、この油は冷い樹脂と油との間
の炉伝達が暖い油により増加し、そしてその結果得た椿
1脂の温度が所定の温度まで増加するように矛1変換器
へもどされる。また加r4X器と反対の方法で作動する
冷却器22が設けられており、即ち冷却器22け出口孔
16に込却油、従って冷却樹脂を提供する。
作動において、第3図に示されている油γ易1W制憫1
装置18が設けられており、これがシステム内の71+
!度を監視する。第3図は更に冷却手段10の装置を概
略的に例示している。最初のスタートのとき、前の操作
から熱交換装置内に残っているいかなる固形の橙1脂を
も浴融出来る油温度を生ずるのに充分な電圧を確立する
ことにより温度制御架fit;t18が加熱器20を作
動する。油は加熱器を介してモータ26により作蛸され
るポンプ24によリホンデで送られ、T連結部30まで
ライン28によシ排出される。存在する高温の油が分け
られるT連結部30において、流れの大部分はライン3
2を介して樹脂熱交換器12ヘポンプで送られる。高温
の油の僅かの部分が、ライン34を介して押出しダイア
0ヘポンプで送られ、ここでこの油は、前の使用からの
その中に残っているいかなる樹脂の残りをも溶融するの
に充分な温度まで押出ダイを加熱する。あるいはまた、
より尚いダイ温度が必要であれば、このダイは高温の油
だけバ゛ イパスしてその代りに電気的な熱を加えるこ
とができる。T連結部30の分割比は操作条件によって
変化するが;しかし典型的な操作では高温の油の約90
%あるいはこれ以上がライン32を介して樹脂熱交換器
に戻され、一方10%あるいはこれ以下がライン34を
介して押出ダイア0ヘポンプで送られる。押出ダイアo
への僅かな油の流れの通過が単なる適例である。僅かな
油の流れは1)目止することができ、従って、すべての
油は流れ32を介して交換器へ戻すか、あるいはライン
に他の外部の必要なところ、即ち圧力ポンプへの油路を
設けるか、あるいはライン自身を交換器へ連絡し、従っ
て以下により詳細に論述する如く、交換器に2つの入口
孔f設けることができる。しかしながら2水仙の説明の
目的のため、ラインは押出ダイに連結される。第3図に
示されている如く。
以下に論述するライン34及び押出ダイの戻りライン5
0は、別箇の弁33及び35を備えることができ、これ
等のチPにも[−これ等の流れをもはや必要とじ吹いと
きは押出ダイアoからライン34のオン・ライン分〜1
fを可能にする。これ等の弁の組入れにより1分Mは分
離前に全装置を排液することなく達成することができる
茜温の油は樹脂熱交換器12ヘポンプで送られ。
ここで、高温の油は熱伝達を生ずるように樹脂の流れと
相対的に流れる。奸才しくけ、油は樹脂に対して自流に
流れ、従って大きな熱伝達を与える。
樹脂が溶融し始めると、樹脂は樹脂〃(1交換器12を
5)15す、押出ダイア0へ流れる。ソース即ち高温媒
体である高温の油は熱を冷たい凝固した樹脂へ伝える。
この熱伝達によって、交換器12を去りライン36を通
る高温の油は冷却される。冷却された油は油が再び加熱
される加熱器20へ戻ることによりサイクルを終り、そ
してサイクルが緑返される。
一旦樹脂の流れが生ずると、油温度制御装置18の低い
設定が可能であり、そしてこれが生ずれば、オン・ライ
ン製造の確立が可能である。
オン・ライン製造が確立されると、冷却手段10は押出
機2を出る高温樹脂から熱の除去を提供し、そして更に
所定の温度祉で樹!(ケの正確な制御を提供するため作
用する。一旦高温の樹脂が交換器12を通り流れ始める
と、温度計が溶融樹脂の温度増加を指示し、それから油
温度制御器18が加熱器を遮断する。冷却手段1oがこ
のとき作用して、樹脂交換器12内へ冷たい油の流れを
提供する。
油の流れサイクルを参照すると、高温の油はこのとき入
口端14の近くのライン36を辿り樹脂交換器12から
出る。交換器を向流で通過するとき、この油は浴融樹脂
、v11ち、熱源からの熱を1除去するヒートシンクと
して作用し、そしてその結果、油温度がtit加する。
それからこの高温の油はライン36を辿りボンデ24を
径で加熱器2oへ送られる。ライン36の通過は高温の
油と周囲の大気との間でいくらかの熱交換を提供する。
油は約10℃乃至40℃の抽j囲の周囲の状態に比べ何
百℃で変化することができるので、油封周囲の空気接触
は主要な熱交換環境を提供し1例えば、この型式の熱交
換は油からの全熱除去の約90係乃至95係までを生ず
ることができる。この型式の熱交換は特色としてシステ
ム全体に亘シ行なわれ、油戻シライン36は1つの実施
例にすぎない。
前述の如く、加熱器20が遮断され;しかじ、加熱器を
通る通路は加熱器内に残っている残留する熱による熱衝
撃から油を守る。部分的に周囲の熱交換により冷却され
た油は、加熱器20を出て、そして第2のT一連結部3
8に進む。ここで油の流れは、ライン40を通り油冷却
器22へ進む僅かな部分と、ライン28を通りT一連結
部へ進む主要な部分とに分かれ、ここでは油の流れは前
述の如く樹脂交換器へ戻る主要な部分の流れに分れる。
油冷却器への流れを許容される油の相対比は油温度制御
装置18からの信号に従ってソレノイド弁42により決
定される。ここでは相対比は製造工程の条件によって変
化するが;しかし、ライン28を辿り樹脂熱交換器12
へ進む油量は一般的に約80%乃至90%変化し、少く
とも90%の分割が好ましい。このことはバ\さな負荷
のみが、例えば冷却器22に供給される冷却水源により
与えられる。外部の冷却源にかけられることを意味して
いる。制限弁41がソレノイド弁42に1隣接しており
、この制限弁41はライン40に油を通過せしめるよう
歌作用するライン28内の圧力形成により生ずるライン
4of辿る油の流れを制限するように作用する。
7°一連結部38を去りライン28を通る油は前述のT
一連結部30へ進む。樹脂交換器12及び押出ダイア0
ヘライン28をヌΦシ戻る油量を更に制御するため圧力
弁43がライン28に設ケラれている。T一連結部30
における比例的な分割は前に論述した;現在の冷却機能
と縦連の加熱機能との間の相違は油が現在のサイクル中
、冷却媒体として作用し、これに反してスタートの除油
は樹脂を溶f1独し、セして押出ダイと樹脂熱交換装置
内に流れを確立するのに役立つ加熱媒体であることであ
る。T一連結部30から、油の大部分はライン32を通
り樹脂熱交換器12へ進む。第4図に関して以下に論述
する如く、本発明の1実施態様においては、油はライン
32及びライン33を通り変換器12の2つの異なるチ
ャンバー内へ導入される。上述の如く、ライン33は押
出ダイに連結している第2図及び第3図のライン34に
対応している。この実施態様においては、このラインは
押出ダイから除かれ、そして交換器へ2つの何個の油の
流れを設けるため交換器へ直接連結されている。油の流
れは、樹脂熱交換器に入ると、樹脂入口孔14における
樹脂熱交換器に出る高湿の油から樹脂出口孔16におけ
る冷い油に変化する加熱/冷却サイクルを介して循環す
る。冷却サイクルの大部分は油の流れ対周囲空気の熱交
換によって達成されている。
加熱器20の出口にビ・1)置されているT一連結部3
8に戻す説明すると、高温の流れの僅かな部分がライン
40及びソレノイド弁42を通り油冷却器22へ進む。
高温の油は冷却器交換媒体に対し向流式に冷却器を通過
する。任意の便利な熱交換媒体を選択でき、水が好まし
い。交換媒体は、高温の油に対して冷い温度でライン4
4を辿り油冷却器22に入り、そして油から熱を吸収し
1次いでライン46を径で冷却装置、例えばクーリング
タワー(図示せず)へ排出される。この結果得られた油
は、油冷却器を出るとき、よシ低い温度となる。冷却さ
れた油はライン48を通り油冷却器を出て、そしてライ
ン50を径て押出ダイア0から戻ってくる油と合して冷
却油の流れ52を形成する。押出ダイア0へ循環される
油は押出ダイの温度を制御し、特に押出成形工程により
生ずるいかなる熱の形成をも除去するように作用する。
押出ダイから戻る油の流れは他の残りの油の流れに比べ
て少く、そして浴融樹脂の温度は樹脂熱交換器を通過す
るときの溶融樹脂に比べて押出しダイにおいて低く、且
つ周囲の空気対油の熱交換のため、ライン50を径る戻
り油の導入は油冷却器を出るライン48からの冷却され
た油の温度を著しく相殺しない。
それから、流れ52はそれがライン36からの昂温の油
と合体されるT一連結部54へ流れる。
これはライン36の高温の油を冷却する作用′をする。
結合された流れ36はそれから逆止弁58及びボンデ2
4を通り加熱器へ循環され、それからサイクルが繰返さ
れる。
油タンク60は必要なときに油を加えるため設けられて
いる。これは漏れによる油の損失のためあるいは交換器
からの循環されている高温の油を更に冷却するため必要
である。
史に、圧力逃がし弁62はシステム内の圧力形成によっ
て作動される。これは典型的には、スタートの1原に冷
い樹脂の溶融が油の圧力増加を生ずるときに起る。この
システムは典型的には約6゜psi乃至80 psic
約4.1kp/c++!乃至5.4kp/crI)の範
凹内の油圧力のとき作動する。低温スタート圧力は約s
 s psi(約5.8 kg/ cr& ’)に達す
ることがある。これ等の価は押出される材料の型式、並
びに使用される冷却媒体によって異なる。入口溶融物の
圧力はスタートの除約5000psi(約340 kg
/cnI )までの範囲となることがある。若しも50
00psi(約340′Kg/i)を越える過大な圧力
に遭遇するときは、油温度制御装置18によって池内に
より高い温度を生じさせる。
一旦温度・安定工程が確立されると、冷却手段10は非
常に狭い規定された温度範囲内の出てくる浴融樹脂の温
度を制御するため作動する。fi+えは、若しもより高
い温度の溶融樹脂が交換器12を出るとき指示されれば
、油温度制御装置1875Z作動して、ぞしてより多く
の冷却油が提供される。
ソレノイド弁42は温度制御装置18により指制御され
て、より多くの油冷却器22内へ導入することができる
。その結果得られた油はそれからより冷い油によって交
換器12の熱伝達能力を増力目するため樹脂交換器12
へ戻される。
反対の場合に、若しも出口孔16において交換器12を
出る樹脂が必要であるよりも冷たければ、油温度制御装
[18はソレノイド°弁42を作動して冷却器22を通
る流れを減少し、これにより交換器における熱伝達容量
を減少し、そしてその結果得られる溶融物の温度を増加
する。油温度は正しい油温度を保証するため油温度制御
装置により点検位W(図示せず)において絶えず監視さ
れる。
従って、(′:J+脂温度制御システムは浴融樹脂のほ
ぼ均一な温度の確立のため設けられている。この制御は
約±1あるいは2°F(約±0.5あるいは1.0°C
)の精度まで可能である。この制御はまたその結果得ら
れる啓融樹脂を横切り一定の湯度勾配f+#供する。こ
れは寸法安定性を改善し、そして膨張した樹脂の場合に
より小さいセルの大きさとなる。
除かれる熱針け、製造工程の条件によって異なるが:し
かじ、一般的に、熱交樽器は交換器の表面労り150,
000 BTU1時/平方フィート(約406950に
’6al/時/平方メートル)。
あるいは約7,600BTU1時/平方フィート(約2
0619 KC(Ll/時/平方%−)#) 棟fと立
証されており、溶融樹脂から有効に除去することができ
る。本熱交換装置の結果として約200乃至300°F
(約93.3乃至149℃)のプロセスの流れ温度低下
が期待できる。
さて冷却手段10を参照すると、第4図は、第1図の4
−4線に沿って切断したときの本発明による樹脂熱交換
器12の1実施態様の拡大長手方向断面図である。この
樹脂熱交換器12は好ましくは、第1図に示された押出
機2の出口孔6から樹脂交換器12の冷却手段入口孔1
4を通り受取られる熱可塑性樹脂からの熱を伝えるよう
になっている3つのチャンバーの実質的に円筒状の容器
を含んでいる。史に詳細には、樹脂交換器12は好まし
くは外方容器、中央茶器、内方容器として第4図に識別
されている3つの同心の且つ同軸線上に位置づけされた
容器を含んでいる。この3つの容器は実質的に円筒状の
形状であって、第1図の5−5線に沿って切断したとき
の横断面である第5図に示されている如き環状断面を有
している。
容器の長さ及び直径は好1しくは外方容器102の内側
壁110及び中央容器104の外方壁112がすべての
点で等間隔にあるように設計されている。第4図には何
も示されてい々いが、容器の整合<イe持を助ける必要
がある」易合、位置づけピンが使用できることは当某者
において明らかであろう。
任意の特定の設計における正確な間隔は設計流量及び必
要な液体の特性に依存する。従って規定された内部間隔
は第4図及び第5図における外方チャンバ122として
識別される。同様に、中央容器104の内壁116と内
方容器106の外壁118は、好ましくはすべての点に
おいて等間隔にあり、これにより、熱可塑化された熱可
塑性樹脂材料の流れのだめの中央チャンバ124を規定
する。最後に、内方チャンバ126は内方容器106の
内壁120により規定されている。
樹脂交換器12は、入口孔14の内部が中央チャンバ1
24と連通するように、中央容器104の基端に入口孔
14を取付けることにより押出機12からの熱可塑性樹
脂を受取るようになっている。好捷しくけ、第4図に示
されている如く、入口孔14の外壁12Bは入口ノズル
130を受取るためねじが切られている。同様に、出口
孔】6の外壁132は、好ましくは出口ノズル134を
収容するためねじが切られている。
入口ノズル130及び出口ノズル134Il″Lそれぞ
れ第7図及び第6図に示された拡大立面図を参照して更
に説明する。入口ノズル130及び出口ノズル134は
各々がそれぞれねじを切った係合部材136.138及
び細長いスリーブ部材140゜142を含んでいる。細
長いスリーブ部材140゜142は更にそこを・通過す
ることが望まれる熱可塑性組成物の流れに適応するよう
になっている直径を有する長手方向の開口144,14
6を四に含んでいる。スリーブ140.142の長さは
、入口ノズル130の係合部材136あるいは出口ノズ
ル134の係合部材138がそれぞれ冷却手段入口孔1
4あるいは冷却手段出口孔16にねじ込まれているとき
、スリープ端部面145,147が第4図に示されてい
る如く、内方容器106の端壁に接触するようになって
いるのが好ましい。
熱可塑性組成物を入口ノズル130から中央チャンバ1
24内へ、そして中央チャンバ124からi]」ロノズ
ル134へ流れるのを許答するため、各ノズルは更に、
入口ノズル130あるいは出口ノズル134の保合部材
136,138がそれ等のそれぞれの孔とねじで係合し
、そしてスリーブ端ば11面145,147が内方容器
106の端部壁に当接するとき中央チャンバ124の内
側に位置づけされるところのスリーブ部材140,14
2のその部分を貫通して半径方向に穿孔された複数の小
さなオリフィス148.150を含んでいる。
本発明によれば、第1図に例示された押出成形ラインの
如き押出成形ラインの処理量は、熱可塑性樹脂が樹脂交
換器12を通り流れるとき熱可塑性樹脂の流体平衡を維
持するため対重がとられれば類似の従来技術の押出成形
ラインに比べてかなりの稈すまで:I# <程増加する
ことができることが発見された。これは入口及び出口ノ
ズル130.134におけるオリフィス148,150
の正しい配置及び大きさによって第4−7図に示された
実施態様において達成される。
オリフィス148,150は、熱可塑性樹脂が中央チャ
ンバ124の全入口の周囲の周りに均一【中央チャンバ
124内へ計量されそして熱可塑性樹脂が再び出口ノズ
ル134内へ均一に集中するのを保証するためスリーブ
部材140,142の周囲の周りに均一に分布されてい
る。均一な分布及び集合流れ(collection 
blow)を与えるこの作用は、内方容器106の端部
のほぼ円形外“面118の周囲の局りに分布されており
、そして樹脂の局部過熱のため直接制御手段からほぼ半
径方向に放散している複類のバッフルあるいはベーン1
52を設けることにより増大される。一旦この局部過茅
(が生じて、そしてチャネルの領域が流れ始めると、冷
却手段の効力は急激に減少する。入口ノズル130及び
出口ノズル134内のオリフィス148,150は更に
そこを通過する熱可塑性組成物を混合するのを助ける。
第1図、第4図及び第5図に示された如く、冷却手段1
0は更に熱可塑性樹脂が通過する中央チャンバ124の
両側の温度制御媒体を受取りそして循環するための手段
を含んでいる。更に詳細には、第1の油入口ライン32
は、これが変換器12の内方ナヤン・月26と連通ずる
ように内方容器106内に連結されている。同様に、第
1図及び第4図に示されている第2の冷却媒体入口ライ
ン33は、これがチャンバ122と連通するように外方
容器102へ連結されている。油入口ライン32.33
は、交換器12内へ流れる冷却媒体が初めに中央容器1
04の外壁112及び中央チャンバ38の下流、近くの
内方容器34の内壁12に接触するようにそれぞれ、容
器102゜106に連結されるのが好捷しい。このよう
に構成されるとき、中央チャンバ36及び内方チャンバ
40を通る冷却媒体の流れは中央チャンバ38を通る熱
可塑性組成物の流れに対して実質的に向(jtLである
前述の如く、樹脂交換器12に使用するだめの満足すべ
き冷却媒体は入口ノズル130を通って入る熱可塑性組
成物の温度よりも高い引火点を有する油である。圧媒液
等の如き仙の適切な熱交換液体も使用できる。冷却油は
4ffJ脂交換器12を出て、前述の如く冷媒湿度制御
装置をつroり循環される。
M(可哩性机成物と循環冷却媒体との間の熱伝達を促進
するたAl/)、外方チャンバ122及び内方チャンバ
126を通る循環冷却媒体の流れが中央容器104の外
りや112及び内方容器106の内壁120とかなりの
表面接触を維持するように前記?+=壇冷却fJ!I:
体の流れを制御することが望ましい。
本開示を読みとるとき、この結果を達成するための種々
の手段が通常の技術を有する当業者において明らかとな
るが、第4図及び第5図に示された流れ制御装置直によ
り満足すべき結果が達成された。
四に詳細には、壬直な邪賊板92が内方チャンバ内側に
位+tづけされ、セして内方容器106の内壁120に
固定されている。同様に、金用バンド94が中央容器1
04の外壁112の周りに螺旋状に巻かれ、且つこれに
溶接されていて、温度制御媒体出口ライン36における
油出口孔39゜41の方へ温度制御媒体入口ライン32
を通り外方チャンバ122に入る冷却媒体の流れを搏い
ている。
再び第1図を参照すると、出口孔16は押出ダイ入口孔
68に連結され、且つこれと連通している。樹脂交換器
12を出ると、冷却された熱可塑性組成物は押出ダイ入
口孔68を通りそして押出しダイア0内の現状ダイオリ
フイス72内へ、且つこれを通り導かれる。発泡剤を含
んでいる樹脂組成物を押出す場合には、押出成形された
プロフィルは、ダイオリフィスを出るとき急速に膨張を
受ける。外方圧力は押出ダイア0を出るとき大気レベル
まで減少するので押出物74の膨張が生じ。
発泡剤が各核剤粒子の周りに膨張するのを許容し、これ
により個々のセルを形成する。
押出物74は発泡可塑性チューブとして第1図に示され
ているが、押出物74の形状及び寸法は異なる押出ダイ
に取替ることにより任意の所望の形態に変化できること
は容易に理解されるであろう。
前述の詳細な記載は発泡熱用塑性製品の製造のため有効
な本発明の装置の実施態様に向けられているが、明細書
を読みとるとき、 !4iJ示された装置がまた発泡剤
を含まない熱可塑性組成物の製造にも有効であることは
通常の技術を有する当業者において明らかであろう。従
って、例えば、弁等によυ発泡を1人口孔7を閉じるこ
とにより、及び水平なスリットを含む押出ダイに取替え
ることにより、同一の装置dに熱可塑性シート材料を押
出成形することが百1能である。同様に、ある特定の押
出成形ラインにおいて発泡熱可塑性組成物を製令する意
図がなければ、発泡剤入口孔を押出機内に設ける必要は
ない。グ(可塑性樹脂の増加処理址に関して本発明によ
り達成された利点は非発泡(non−forrn)押出
by形工程の場合にも得られる;しかしながら、この増
加は、非発泡工程では樹脂が押出ダイに入るとき樹脂に
対してしばしばより少い厳さの温75要件を有している
というイ)′実から見てしばしば重要視されていない。
本装置に使用する満足すべき熱可塑性樹脂は結晶性ポリ
マー及び非結晶質7eリマーの双方より成るグループか
ら選択される。本装置に使用する好ましい熱可塑性樹脂
は1例えば、ポリスチレン。
ポリ均化ビニル、アクリロニトリル−ブタツエン−スチ
レン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアルキレン
テレフタル酸塩等を含む。通常の技術を有する者は、上
述の結晶性ポリマー及び非結晶質ポリマーの種々の他の
共重合体及び三私・体が本装置にも使用できることが理
解されるであろう。
VζOJI!J性樹脂以外に、押出機の供給孔に提供さ
れる組成物は、無制限に、潤滑科、核剤、ゴムのような
材料、イオノマー樹脂、石色剤、紫外線安定剤、防火材
料等を含む他の任意の配合剤を含むことができる。本装
置が発1(u 0T塑性組成物の製造に使用される場合
には、満足すべき発泡剤は例えば。
メチルクロライド、炭酸ガス、アンモニヤ、空気。
n−ペンタン、インペンタン過フッ化炭化水素及びその
混合物を含む。
本発明による↑BJ脂熱交熱交換器の実施態様が第8図
乃至第15図を参照して記載されている。第8図は、シ
ェル164の内側に位置づけされた複数のチューブ16
2の周りに油を循環するようになっている樹脂交換器1
60の長手方向立面図を示している。シェル164以外
に、樹脂交換器160は大口弁組立体166と、出口熱
電対組立体168と、標準的にはシェル164の内側に
位置づけされているが、しかし例示の目的のため。
第9図ではシェル164から隔離して示されているチュ
ーブシート部分170とを含んでいる。
シェル164は好ましくは入ロシェルフランソ172と
、出ロシェルフランソ174と、油入口孔176と、油
出口孔178との追加によって本発明の樹脂交換器16
0の使用に適合した実質的に円筒状の容器である。チュ
ーブシート部分170はシェル164の内側に位置づけ
されるようになっており、そして入ロチュープシートフ
ランノ180及び出ロチューブシートフランソ182あ
るいは任意の他の機能的に同等な1通常の技術を有する
轟業者に公知の手段によってシェル164にがルト止め
される。チューブシート部分17゜は熱可塑性ポリマー
組放物をポリマー人口孔184からポリマー出口孔18
6ヘシエル164を通り、そして一般的にはシェル16
4を通過する油の方向に対して向流に移送するようにな
っている複数47) チュー 7” 162を含んでい
る。シェル164を;l’j’lる油の流れは第9図に
示されている如く、チューブシート部分170に邪魔板
等の追加により更に制徊1することができる。第8図乃
至第14図に示された好ましい1つの実施態様によれば
、チューブシート部分17oVi=+脂交換器160の
長手方向の輔ffjilの周りに均等に、ぽっ円周方向
に均を間されている6つの金属チューブを含んでいる。
第1図、第4図乃至第7図に例示されている実施態様に
おける如く、第8図及び第9図に例示されたチューブ・
イン・シェル型の冷却装置の処坤惜はまた熱可塑性>1
21Jマー材刺の移送に尚てられる冷却装置の全断面を
横切る流体平衡を維持することによって著しく増加する
ことができる。その結釆として、冷却装置が使用されて
いるいがなる押出成形ラインに対してもまた処理惜の著
しい増加が可能である。
流体平衡は個々のチューブ162による圧力降下を注意
深く割な11することにより冷却装置を横切って維持さ
れる。これは好ましくは各チューブ162の上6tシ端
にオリフィスを作ることにより達成される。これ等のオ
リフィスは、以下により詳細に論述されている如く、固
定の大きさあるいは可変の大きさとすることができる。
下記の関係は熱可塑化した高分子材料のため維持される
べき流体平衡を可能にするため満足されなければならな
い: この比は約40:1乃至約100+lの範囲内にあるの
が好ましく、そして最も好ましいのは約5011と約1
0:1との間である。このことはオリフィスによる圧力
降下が個々のチューブによる圧力降下よりも少くとも約
25倍大きく、そして最も好寸しくは約50倍大きいこ
とを意味している。
本発明のこの実施7.ii4様の実施においては、約十
インチ(約17.8mm)と約51.4 rnm ’)
との間の内径を有するチューブを使用するのが好昔しい
。若しもチューブ直径が十インチ(約17.8vg)よ
りもか斥り小さくなければ、オリフィスは前述の関係を
鉤足するため極めて小さく作られなければならない。こ
れは中に、+51Jマーが冷2L11装置を弛過すると
き、その結果中ずる仕事のエネルギーにより温度1・1
゛1加に実際に貢RIKするか々りの圧力形成を生ずる
。チューブが約2インチ(約51.4mm)以上の直径
を有していれば、チューブの中心近くにあるポリマーと
油との間の熱伝達係数は有効な冷却は達成するには低く
なりすぎる。内径約1インチ(約25.4 mtn )
を有するチューブは圧力降下と熱伝達係数との間に良好
な妥協を提供することが判った。
各チューブ162の入口端にオリフィスを設ける手段の
1つは、各チューブ内に弁を位置づけすることであり、
これにより異なる大きさのオリフィスが提供される。本
発明のこの実施態様は図面の第8図及び第10図に例示
されている。これ等の図において、大口弁組立体166
はポリマー人口孔184と、入口フランジプレート19
0.!:。
チューブ162の各々に対し1つの、複数の弁192と
を含んでいる。第10図は大口弁組立体166の横断立
面図を示している。第11図は入口ポリマー分配装置2
00の形態を示しており。
これによりポリマー人口孔184を通る熱可塑性yf 
+77−組成物の流れが分割され、そして通路194を
通りチュー1162へ向けられる。
第14図に更に詳細に示されて因る。大口弁組立体16
6を作るため各チューブ162に対して別箇の弁192
を含むことにより、冷却装置を横切る610体平衡を維
持しそしてシェル164を通り循環する油への熱伝達を
最大にするように、上記に規定した関係に従ってチュー
ブ162を有り熱可塑性組成物の流れを制御することが
可能である。
第13図は出口ポリマー集合装置202を例示しており
、これ釦よシ、チューブ162を辿るポリマーの流れは
通路196を径で集合されそしてポリマー出口孔186
へ供給される。
樹脂交換器160の好゛ましい実施卯様により。
各チューブ162を出る熱可塑性組成物の温度は第8図
及び第12図に示されている如く出口熱電対組立体内に
位置:づけされている熱電対198によって監視される
。例えば、熱電灯198は第13図に示されている出口
ポリマー集合装置の通路196内に位置づけすることが
できる。任意のチューブ162を出る熱可塑性組成物の
温度が大きくなりすぎるときは、これは特定のチューブ
がもはや他のチューブと流体平衡にないことを示してい
る。これはポリマーがその特定のチューブを通り選択的
に流れ始めていることを意味している。
従ってこのチューブを流体平衡にもどし、そして大口弁
組立体166内の対応する弁192を部分的に閉じるこ
とによりそのチューブを通る流れを減少することにより
出口温度を低下することが可能である。この制御プロセ
スはそれぞれの熱電対198と弁を直接連接している従
来の器具の使用により手動あるいは自動のいずれかで行
なうことができることは明らかであろう。しかし、一般
的には、一旦流体平衡が達成されると、それが非常に安
定するので、弁192の手動操作がすべてを満足する。
これに代る他の実施態様においては、大口弁組立体16
6の代シに入口ブレート210の挿入によりオリフィス
を各チューブ162の入口端に設けることができる。入
口ブレート210は第15図において側面国で示されて
いる。プレート210はチューブ162の数の数に対応
しており、且つチューブ162がチューブシート180
内に固定されるとき同じ空間的形態にプレート210内
に位置づけされた枚数の開孔212を備えている。
開口212の大きさは特だのチューブの大きさ及び処理
されるべきポリマー材料、即ち生ずる圧力降下の関連す
る問題点であるポリマーの粘度を決定する11?リマー
拐料に対する上記に規定された圧力降下関係をμ″d足
するように予め決定されなければならない。この実施態
様では、異なる開口の大きさを有する多数の互換性の中
間プレート210を設けることができ、且つ心安なとき
に適切なものが樹脂交換器160内に容易に挿入できる
ので。
異なるポリマー材料を処理するための押出装置に適合す
ることは簡単なことである。
本発明の他の重要な見地において、樹脂交換器12は押
出機2内に含まれる熱可塑成形されるポリマーの存積よ
りも大きいポリマー材料容積を常に含むように抱成され
ている。好ましくは冷却手段内のポリマーの容積は押出
機内に含まれる容積の少くとも2倍以上、好ましくは5
倍あるいは6倍である。これは押出機を高速で運転する
のを可能にし、一方間時にポリマーに冷却手段内におけ
る充分長い滞留時間を有することを許容するので。
ポリマーを効果的に冷却することができる。高速で押出
機を運転することにより、勿論押出機から出てくるポリ
マーは高温である。しかし1発泡ポリマー押出し工程の
場合には、発泡剤をその内で均一に容易に分散するので
、ポリマーがなお押出機内にある間この高温度は有利で
あシ1例えばフレオン系の発泡剤は高温度においてより
溶解し易い。
従って1本発明により、押出機を非常な高速で運転する
ことが可能である。このことは押出機ラインの処理址を
増加するばかりでなく、改良された発泡製品、即ちポリ
マー全体に亘る発泡剤の改良された分散にょシ均一なセ
ルの大きさの分布を有する製品の製造の付加的な利点を
有している。
本発明により達成された樹脂交換器における増大した動
量のおかげで、樹脂交換器中に維持された流体平衡の結
果として、ポリマーは極めて均一な温度にもたらすこと
ができ、即ちポリマー索材内に温度勾配がない。このこ
とは、生ずる膨張製品の均一性が均一な密度及びセル構
造を有する改良された製品を作るので、発泡熱可塑性製
品を製造するための工程において極めて有利である。
これ等の上述の特徴により、本発明による装置は押出ダ
イオリフイスを通過し、その後膨張される寸前に正確な
温度制御及び均一性を必要とする熱可塑性ポリマーから
発泡製品を押出成形するのに特によく適している。温度
の均一性は冷却装置を検切る?lj体平衡の上述の対策
により保X+L L−そしてこれは更に;ぎリマーに対
して望まれる最終温度に保たれる温度を有している冷却
媒体の1史用により正確な温度制御を許容する。これは
ラミd供される比較的長い滞留時間を見ても可能であり
、そしてこれは四にポリマー内の望ましくない、7請度
勾配に対する可能性を最小にする。正確な温度制御に対
する能力の結果として1本発明による装置はポリエチレ
ンの如き非常に重要な幅度制限を有する発泡ポリマーの
押出成形に特に適している。実際に、非常に増大した速
さで、防火効力のある添加材料の如き高いA−セントの
添加剤を含む高品質の発泡ポリエチレン製品を製造する
ことも可能である。
本願の装置fzf:使用することにより、従来の押出成
形装置の使用により今まで経験した処理率よりも約5倍
大きい処理率を達成することが可能である。更に1本装
置は従来の方法により作ることができるよりも著しく低
い密度と、より小さい平均セルの大きさと、より均一な
セルの大きさとを有する発泡熱p」塑性組成物の製造を
許容する。
本発明の更に好ましい実施態様においては、樹脂押出+
幾12と、加熱器20と、冷却器22と。
その他の構成要紫を含む冷却手段10は第16図に示さ
れている如く独立のキャビネット230内に設けられて
いる。第16図はキャビネット230内に正しい順序で
配置されて示されている冷却手段10の概略的な例示で
ある。好捷しくけ、キャスター232上に取付けられて
いる。キャビネット230は温度制御のための空間効率
(spacs−gfficignt)手段を備えている
。キャビネット装置は1例えば水源への取付のだめの単
一の冷却媒体入口孔及び出口孔だけを必要とするが、現
在の型式の押出成形ラインのいかなるものにも取付ける
ことができる。このキャビネット装置は今まで論述した
と同じ正確な温度制御を提供し、従って減少した空間要
件及び容易に再配置される能力の結果として、本装置は
温度制御における重要な。
且つやり甲斐のある改良を提供する。
本発明はその好ましい実施態様に関して記載したが、本
明細書を読めば通常の技術を有する尚業者において種々
の変更が明らかでgンると理解されるべきであり、且つ
添付の特許請求の範囲内に入る如きすべてのこのような
変更を含む意図を有している。
【図面の簡単な説明】
第1図は発泡熱可塑性組成物を押出成形するための本願
に開示された装置の簡単化した斜視図である; 第2図は正確な温度制御のため本願に開示された熱交換
装置の斜視図である; 第3図は本発明の構成蒙紫間の適切な配置及び関係の図
解的な概略図である; 第4図は第1図の4−4線にそって見たときの、本発明
の冷却手段の1つの樹脂加熱交換器の拡大された長手方
向断面立面図である; 第5図は第1図の5−5線に沿って見たときの。 第4図に示されている樹脂熱交換器の拡大された横断両
立面図である; 第6図は第1図及び第4−6図に示されている樹脂熱交
換器のための好捷しい出口ノズル手段の拡大された立面
図である; 第7図は第1図、第4−6図に示された樹脂熱交換器の
だめの好ましい入口ノズル手段の拡大された立面図であ
る; 第8図は本発明による冷却手段の樹脂熱交換器の他の実
施態様の長手方向の立面図である蔓第9図は第8図に示
された樹脂熱交換器のチューブシート部分の長手方向の
断面立面図である;第1θ図は第8図に示された樹脂熱
交換器の入口端の横方向の立面図である墨 第11図は第8図に示された型式の樹脂熱交換器のチュ
ーブシート部分の入口端の横方向の立面図である; 第12図は第8図に示された樹脂熱交換器の出口端部の
横方向の立面図である; 第13図は第8図に示された樹脂熱交換器のチューブシ
ート部分の出口端部の横方向の立面図である。 第14図は第8図に示された樹脂熱交換器の入口弁組立
体の拡大された部分立面図である;第15図は第8図に
示された型式の樹脂熱変換器の1つの実施態様に使用さ
れることができる中間プレートの隔幣された横方向の立
面図である;第16図はキャビネット内のその好ましい
配置を例示している本発明の熱交換装置の概略的な端部
図である。 2・・・押出機 5・・・供船孔 8・・・スクリュー 10・・・冷却手段 12・・・樹脂変換器 16・・・出口孔 20・・・加が(器 22・・・冷却器 24・・・ポンプ 26・・・モータ 33.35・・−弁 41・・・制御弁 42・・・ソレノイド弁 43・・・圧力弁 60・・・油タンク 70・・・押出しダイ ア4・・・製品 102・・・外方容器 104・・・中央容器 106・・・内方容器 130・・・入口ノズル 134・・・出口ノズル 140.142・・・スリーブ部材 特許用に11人  コスデンφチクノロソー・インコー
ボレーテツド 図面の汀1書(内容に変更なし) FIG 8 FIG、 10         FIG /;FIG
、 //        FIG、た手続補正書(方式
) 昭和58年11月2日 特許庁長官 佑 杉 和 夫    殿1事件の表示 m−111158−166804号 2、発明の名称 熟父撲装置ya 3補正をする者 事件との関係  特許出願人 4、代 理 人〒107 住  所   東京都港区赤坂1丁目9番15号Iツl
l’li 7、補正の内容

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 押出機あるいはプラスチック1ンプを出た後、セ
    して押出成形におけるダイを通る押出成形あるいは他の
    溶融工程前の樹脂の温度を制御するための熱交換装置に
    おいて暮 押出成形樹脂のだめの入口及び出口と、該押出成形樹脂
    と熱交換関係に循環されるべき熱交換媒体のための入口
    及び出口とを有する熱交換器と;該熱交換器から熱交換
    媒体を受取るために設けられ、該か交換装置のスタート
    段階中、所定の温度まで該熱交換媒体を加熱する選択的
    な加靭・、器と芥該加熱器から該熱交換媒体の1部分を
    受取るようになっており、該熱交換媒体のだめの入口及
    び出口と、該ν(交換媒体と熱交換関係に循環されるべ
    き冷却媒体のだめの入口及び出口とを含んでいる冷却器
    と; 検知した温度状態に応答して該冷却器へ該〃(交換媒体
    の1部分を選択的に導くため該加熱器と該冷却器との間
    K11かれており、且つ該〃(交換器に対する該熱交換
    媒体のバランスを管理するための制御手段と1そして 該熱交換益、該加熱器、該冷却器及び該制御手段の間に
    該#(交換媒体を循環するためのポンプとを含むことを
    特徴とする熱交換装置。 2 該冷却器がチューブ・イン・シェル熱交換器を含む
    特許請求の範囲第1項記載の熱交換装置。 3 該熱交換装置に該熱交換媒体を移送するための導管
    手段を央に営み、該導管手段が該熱交換媒体と周囲との
    間に周囲熱交換を提供する特許請求の範囲第1項記載の
    熱交換装置。 4、該冷却媒体が水を含む特、;7F請求の範囲第1項
    記載の熱交換装置。 5 該熱交換媒体が油を含む特許請求の範囲第1項記載
    の熱交換装置。 6、該熱交換装置から出てくる樹脂の温度を監視するた
    め及び該検知した温度状態を提供するだめの温度監視装
    置を更に含んでいる特許請求の範囲第1項記載の熱交換
    装置。 7、該加熱器を通る通路の後に1月つ該熱交換器の前で
    該循環している熱交換媒体を比例的に分割するだめの第
    1の分割手段を唄に含んでおり、該第1の分割手段が該
    熱交換器への該熱交換媒体の1部分の通路を備えている
    特許請求の珀1)、間第1項記載の熱交換装置。 8、該第1の分割手段が更に外部源への該熱交換媒体の
    1部分の通路を倫えている特許請求の範囲第7項記載の
    熱交換装置。 9、該外部源が押出しダイを含む特許請求の範囲第8項
    記載の熱交換装置。 10、該第1の分割手段が該循環している熱交換媒体を
    2つの流れに分割するため設けられており、双方の流れ
    が核熱交換器に対し通路を備えている特許請求の範囲第
    7項記載の熱交換装置。 11、該熱交換媒体の50%以上が該熱交換器に対して
    提供されている特許請求の範囲第7項記載の熱交換装置
    。 12、該熱交換媒体の90%が該熱交換器に対して提供
    さtlている%許9r4求の範囲第7項記載の装置。 13、該加熱器を辿る通路の陵に、且つ該第1の分割手
    段の前に該イjH壌する熱交換媒体を比例的に分割する
    ための第2の分割手段を史に含み、該第2の分割手段が
    該冷却指に対する該熱交換媒体の1部分の通過のため設
    けられている特許請求の範囲第7項記載の熱交換装置i
    t。 14、該熱交換媒体の80係が第2の分割手段から該第
    1の分割手段へ提供される特許請求の範囲第13項記載
    の熱交換装置。 15、該熱交換媒体の90係が第2の分割手段から該第
    1の分割手段へ提供される特許請求の範囲第14項記載
    の熱変換装置。 16、  油タンクを含んでおり、核油タンクが熱交換
    媒体の供給紫を補充及び減少するための槽を備えている
    特許請求の範囲第1項記載の熱交換装置。 17、  該熱交換装置が冷却媒体の入口及び出口と、
    外部接続部を含む該押出しダイに対する入口手段及び出
    口手段とのみを備えたその中にすべて必要な装備を有し
    ている独立したキャビネットを含む特許請求の範囲第1
    項記載の熱交換装置。 18、該独立したキャビネットが移動可能である特許請
    求の範囲第17項記載の熱交換装置。 19、該独立したキャビネットと該押出機との間に配置
    された@1の樹脂通路手段を更に含み。 該第1の樹脂通路手段が該独立したキャビネットの入口
    孔と機能的に係合しており、第2の樹脂通路手段が該独
    立したキャビネットと該押出しダイとの間に配置されて
    いて、該第2の樹脂通路手段が該独立したキャビネット
    の出口孔に機能的に係合している特許請求の1jfp囲
    第17項記111v、の熱交換装置。 20 該か交換媒体を該押出しダイへ提供するだめの入
    口手段及び出口手段を更に含んでおり。 醸°手段がスタート中及び運転中熱制御のため該押出し
    ダイへ熱を加えるため設けられている特許請求の範囲第
    13項記載の熱交換装置。
JP58166804A 1982-09-13 1983-09-12 熱交換装置 Pending JPS5967024A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US41681182A 1982-09-13 1982-09-13
US416811 1982-09-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS5967024A true JPS5967024A (ja) 1984-04-16

Family

ID=23651404

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58166804A Pending JPS5967024A (ja) 1982-09-13 1983-09-12 熱交換装置

Country Status (7)

Country Link
JP (1) JPS5967024A (ja)
AU (1) AU1893083A (ja)
BE (1) BE897733A (ja)
FR (1) FR2532884B1 (ja)
GB (1) GB2127183B (ja)
IT (1) IT1169815B (ja)
NL (1) NL8303121A (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6620354B1 (en) 1999-11-29 2003-09-16 The Conair Group, Inc. Apparatus and method for producing and cutting extruded material using temperature feedback
US6488873B1 (en) 1999-11-29 2002-12-03 The Conair Group, Inc. Apparatus and method for producing and cutting extruded material using temperature feedback
CN107881653A (zh) * 2017-12-29 2018-04-06 山东康洁非织造布有限公司 非织造布生产线冷却辊水改油系统
FR3136841B1 (fr) * 2022-06-20 2024-05-31 Pinette Emidecau Ind Dispositif de refroidissement par fluide d’une surface chaude et plaque de presse ou moule associe

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2670933A (en) * 1950-02-24 1954-03-02 Thomas J Bay Engine cooling apparatus
US2598966A (en) * 1950-05-16 1952-06-03 Vacuum Can Company Temperature regulating water circulator for molding presses and other purposes
US3756312A (en) * 1970-12-28 1973-09-04 American Hydrotherm Corp Heat transfer system for a continuous lead extruder
GB1391848A (en) * 1972-04-21 1975-04-23 Churchill Instr Co Ltd Temperature controlled systems
US3950118A (en) * 1974-05-17 1976-04-13 Phillips Petroleum Company Control of temperature profile across a heat exchanger
NL7403691A (nl) * 1974-05-28 1975-09-23 Elkamet Werk Inrichting voor het vervaardigen van holle lichamen uit thermoplastische kunststof door rotatiesmelten.
US4031950A (en) * 1976-02-17 1977-06-28 Application Engineering Corporation Process fluid circulation and temperature control system
CH617386A5 (en) * 1976-12-10 1980-05-30 Rhone Poulenc Ind Method for manufacturing hollow bodies
FR2466333A1 (fr) * 1979-10-02 1981-04-10 Bell Ag Maschf Procede pour l'acheminement d'une matiere synthetique plastifiee, notamment le long de parcours disposes en parallele
DE3135206C1 (de) * 1981-09-05 1982-10-28 Adolf Illig Maschinenbau Gmbh & Co, 7100 Heilbronn Verfahren zum Regeln der Temperatur des Ober- und Unterteils von Werkzeugen zur Herstellung von Behaeltern aus thermoplastischer Kunststoffolie und Werkzeuge zur Durchfuehrung des Verfahrens

Also Published As

Publication number Publication date
BE897733A (fr) 1984-03-12
GB2127183A (en) 1984-04-04
FR2532884B1 (fr) 1988-02-19
GB8323978D0 (en) 1983-10-12
IT8322862A0 (it) 1983-09-13
GB2127183B (en) 1986-07-16
AU1893083A (en) 1984-03-22
FR2532884A1 (fr) 1984-03-16
NL8303121A (nl) 1984-04-02
IT1169815B (it) 1987-06-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4621678A (en) Heat exchanger apparatus for extruding thermoplastic compositions
US2515250A (en) Method of making and storing compositions comprising thermoplastic resins and normally gaseous solvents
JP4563146B2 (ja) 微孔性ポリマーの押出方法及び押出装置
JP4885581B2 (ja) 膨張可能なプラスチック粒状物を連続的に製造する方法
US3609809A (en) Extrusion die
NO153422B (no) Kjoeleinnretning for fremstilling av teromoplastskum.
US4469651A (en) Process for extruding thermoplastic compositions
US4362482A (en) Apparatus for extruding thermoplastic compositions
JPS5967024A (ja) 熱交換装置
US6132077A (en) Method of cooling a foam extrusion mixture to an extrudable temperature
US6409491B1 (en) Extrusion die assembly
US3933958A (en) Method of making tubular plastic film
US4560334A (en) Apparatus for extruding thermoplastic compositions
TWI756238B (zh) 藉由水下造粒而形成具有硬外殼之膨脹性發泡體丸粒的方法及裝置,及藉以形成之膨脹性發泡體丸粒
US6533564B1 (en) Apparatus for forming adhesive cartridges
US3752635A (en) Apparatus for making plastic film
US4512395A (en) Multiple heat exchanger distribution apparatus
AU778785B2 (en) A homogenization enhancing thermoplastic foam extrusion screw
US3060505A (en) Extrusion die
US3822977A (en) Apparatus for making plastic film
SU1279835A1 (ru) Экструзионна головка дл нанесени изол ции из полимерных материалов
KR100622434B1 (ko) 균질성을 향상시키는 열가소성 발포 압출성형 스크류
CN116277683A (zh) 一种具有温控功能的挤压成型模具及其控温方法
PT94735A (pt) Processo para a producao de plastico celular
JPH06270232A (ja) 熱可塑性樹脂発泡性溶融物の熟成装置