CN112672870A - 挤出设备和挤出方法 - Google Patents

挤出设备和挤出方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112672870A
CN112672870A CN201980057057.6A CN201980057057A CN112672870A CN 112672870 A CN112672870 A CN 112672870A CN 201980057057 A CN201980057057 A CN 201980057057A CN 112672870 A CN112672870 A CN 112672870A
Authority
CN
China
Prior art keywords
flow channel
extrusion
profile
nozzle
thermoplastic material
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.)
Granted
Application number
CN201980057057.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112672870B (zh
Inventor
利奥波德·魏尔迈尔
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.)
Exelik Austria GmbH
Exelik Holdings Ltd
Original Assignee
Grena Crowding Group Ltd By Share Ltd
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 Grena Crowding Group Ltd By Share Ltd filed Critical Grena Crowding Group Ltd By Share Ltd
Publication of CN112672870A publication Critical patent/CN112672870A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112672870B publication Critical patent/CN112672870B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E06DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06BFIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B3/00Window sashes, door leaves, or like elements for closing wall or like openings; Layout of fixed or moving closures, e.g. windows in wall or like openings; Features of rigidly-mounted outer frames relating to the mounting of wing frames
    • E06B3/04Wing frames not characterised by the manner of movement
    • E06B3/06Single frames
    • E06B3/08Constructions depending on the use of specified materials
    • E06B3/20Constructions depending on the use of specified materials of plastics
    • E06B3/22Hollow frames
    • 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
    • B29C48/16Articles comprising two or more components, e.g. co-extruded layers
    • 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
    • B29C48/30Extrusion nozzles or dies
    • B29C48/3001Extrusion nozzles or dies characterised by the material or their manufacturing process
    • 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
    • B29C48/30Extrusion nozzles or dies
    • B29C48/304Extrusion nozzles or dies specially adapted for bringing together components, e.g. melts within the die
    • 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
    • B29C48/11Articles with cross-sections having partially or fully enclosed cavities, e.g. pipes or channels comprising two or more partially or fully enclosed cavities, e.g. honeycomb-shaped
    • 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
    • B29C48/12Articles with an irregular circumference when viewed in cross-section, e.g. window profiles
    • 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
    • B29C48/36Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/49Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using two or more extruders to feed one die or nozzle
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29LINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00Other particular articles
    • B29L2031/001Profiled members, e.g. beams, sections
    • B29L2031/003Profiled members, e.g. beams, sections having a profiled transverse cross-section
    • B29L2031/005Profiled members, e.g. beams, sections having a profiled transverse cross-section for making window frames

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于将具有至少两个空腔的PVC型材,尤其窗型材共挤出的挤出设备,其中所述挤出设备包括喷嘴设备(22),所述喷嘴设备具有至少一个用于第一热塑性材料的第一流动通道(31)和至少一个用于第二热塑性材料的第二流动通道(33),所述流动通道(31、33)在所述喷嘴设备(22)的内部中直至汇聚部(36)都分开地设置,并且所述流动通道(31、33)沿着挤出方向(E)在所述汇聚部(36)下游形成共同的流动通道(37),其特征在于,用于新材料的第一流动通道(31)具有大于所述喷嘴设备(22)的轴向长度的一半的长度,尤其所述流动通道的轴向长度,或所述流动通道(31、33)的所述汇聚部(36)距所述型材(1)的出口的轴向距离小于所述喷嘴设备(22)的轴向长度的12%。本发明还涉及一种挤出方法。

Description

挤出设备和挤出方法
技术领域
本发明涉及一种具有权利要求1的特征的挤出设备和具有权利要求9的特征的挤出方法。
背景技术
已知使用具有喷嘴系统的挤出设备来共挤出至少两种不同的热塑性树脂配制品,例如用于制造型材的PVC硬质配制品。
相对高质量的PVC配制品在此设置在可见面上和型材的暴露于风化和太阳辐射的部位上。相对便宜的成分或配制品用于型材的其余的横截面区域。
较便宜的部件例如能够由回收材料构成,例如通过由经研磨的型材构成的再生料构成,或者能够具有固有的配制品,其中出于成本原因包含更少的稳定剂和/或更多的白垩。在这种较便宜的成分中,对颜色的要求不高,因为该颜色在已制成的型材中本就不可见。因为这种较便宜的成分总是仅能够用于型材的内部区域或几乎不暴露于太阳辐射的外部区域,所以该部件称为“芯材料”。而高质量的配制品称为“新材料”。
因为与高品质的窗配制品相比,再生料的成本仅为约40%并且平常的替选配制品的成本仅为约80%,所以期望高份额的廉价的成分。技术限制由型材的必须遵循的最低要求决定。一方面,这涉及型材的强度特性和耐候性,另一方面涉及外观,如颜色和表面质量。
共挤出的最简单的形式涉及如下型材,其中内壁并且在框架型材的情况下还有朝向由围墙的外壁或者在机翼型材的情况下朝向玻璃板的外壁由芯材料形成。在这种情况下,芯材料的重量份额在窗主型材中约为30%至40%。
该重量份额变得更高,如果这两个可见面和型材的朝向玻璃的外壁也被共挤出的话,也就是说,约为总壁厚的1/3的暴露的外层由耐候性的新材料形成而这些可见面的内层,即总壁厚的约2/3由芯材料形成。在这种情况下,芯材料的重量份额在窗主型材中高达约70%。
但是,这种高份额的廉价成分在角焊时伴随着缺点。诸如窗型材的型材被焊接为矩形框架,其中首先将四个框架腿切割为斜角连接部。在焊接时,斜接面被加热到约220℃,使得型材在此变软。然后,斜接面彼此压紧,也就是说,被焊接并冷却。在此,形成焊缝,所述焊缝向外和向内伸出,因为在焊接时型材分别缩短了约1.5mm。然后去除该焊缝,使得构成轻微的阴影缝。在阴影缝中,芯材料不允许可见,因为色差在视觉上被感觉为是干扰性的,并且耐候性也会降低,这可能导致在长的使用时间后在角区域中的裂纹。
发明内容
因此,本发明的目的是,提供一种挤出设备,所述挤出设备实现将复杂的PVC型材与由两种不同的热塑性材料即PVC构成的两个层共挤出,其中外层能够具有比内层的更大的厚度。
该目的通过具有权利要求1的特征的挤出设备来实现。
挤出设备用于将PVC型材与至少两个空腔,尤其窗型材共挤出。在此,挤出设备具有喷嘴设备,所述喷嘴设备具有用于第一热塑性材料的至少一个第一流动通道和用于第二热塑性材料的至少一个第二流动通道。热塑性材料是PVC材料,所述PVC材料例如由于不同的配制品而能够具有不同特性。
在一个实施方式中,用于新材料的第一流动通道的长度大于喷嘴设备的轴向长度(沿着挤出方向测量)的一半。在此,所述长度尤其能够是轴向长度,即投影到挤出方向的轴线上的长度。在任何情况下,都应确保:在聚合物材料中基于流动历史的长度包含所限定的剪切历史。
替选地或附加地,在一个实施方式中,流动通道的汇聚部距型材的出口之间的轴向距离能够小于喷嘴设备的轴向长度的12%。这意味着,流动通道的汇聚部相对靠近喷嘴出口设置。在此,由于较长的流动路径,壁厚膨胀与长度膨胀相比相对减小。
流动通道在喷嘴设备的内部直到汇聚部为止都分开地设置。沿着流动方向,流动通道在汇聚部下游形成一个共同的流动通道,所述共同的流动通道随后通入喷嘴设备的端面上的喷嘴出口中。
流动通道的汇聚部在此构成为,使得在共同的流动通道的离开喷嘴设备的喷嘴出口处,壁厚膨胀与长度膨胀之比为1.01至1.3,优选为1.1。因此,壁厚膨胀总是略大于长度膨胀。
壁厚膨胀定义为剪切图案的壁厚与型材图案的壁厚之间的比。长度膨胀定义为剪切图案上的各个壁的长度与型材图案上的这些壁的长度之间的比。将剪切图案理解为长度约为20mm的短的熔体段,所述熔体段在挤出过程期间用宽的刮刀喷嘴在喷嘴设备的端面处用切断,甚至在型材引导通过校准部之前。熔体段在室温下进行空气冷却,由此使其硬化。与此相比,在型材图案中,将已经引导通过校准部的型材的段被锯掉。在此,型材段的长度也约为20mm。这意味着,在典型的PVC成型工具中,喷嘴的出口间隙平均总是小于要在型材图案上实现的壁厚。在喷嘴出口处的型材壁的长度平均又总是大于要在型材图案上实现的长度。
在相同的塑料类别(在此为PVC)和流变边界条件中,壁厚膨胀和长度膨胀基本上与流动通道的几何形状和流动通道的汇聚部相关。由此,膨胀之比尤其也表征几何形状,并且反之亦然。
在一个实施方式中,用于第一热塑性材料的至少一个流动通道和用于第二热塑性材料的至少一个流动通道在喷嘴端面上游20mm至50mm之间的距离中汇聚为至少一个共同的流动通道。由此也实现:流动通道具有足够的长度。
在一个实施方式中,用于平坦的可见面上的第一热塑性材料的至少一个第一流动通道不通过保持腹板划分。因此避免诸如光泽条纹和波纹的表面效果。
此外,在一个实施方式中,喷嘴入流区域与至少一个主挤出机和共挤出设备连接。
在另一实施方式中,第一流动通道31相对于挤出方向的平均倾斜度在5°至50°之间,尤其在10°至25°之间。在此也涉及,能够在流动通道中构成所限定的剪切历史。
也可行的是,这两种热塑性材料是具有不同组分的PVC材料。
在另一实施方案中,在窗型材的可见面(8,9)处在这两个流动通道的组合部的区域中,用于新材料的第一流动通道(31)的间隙高度大于第二流动通道在该区域中的间隙高度。
所述目的还通过具有权利要求9的特征的挤出方法来实现。
在此
-在喷嘴设备中的至少一个流动通道中引导第一热塑性材料;并且
-在喷嘴设备的至少一个第二流动通道中引导第二热塑性材料,
-其中来自至少一个第一流动通道的第一热塑性材料和来自至少一个第二流动通道的第二热塑性材料汇聚为一个共同的流动通道,使得从喷嘴装置中离开的型材具有第一热塑性材料和第二热塑性材料的层,以及
-在用于新材料的第一流动通道中,在超过喷嘴设备的轴向长度的一半的长度上,尤其在流动通道的轴向长度上,引导新材料,和/或以小于喷嘴设备的轴向长度的12%的方式从出口处测量在流动通道中被引导的新材料的汇聚。这意味着熔体的汇聚相对靠近出口。
在此,第一热塑性材料和第二热塑性材料能够由两种不同的聚氯乙烯(PVC)配制品构成。
在一个实施方式中,型材在离开喷嘴设备的出口处具有在190℃和210℃之间的温度。相对于型材出口的压降能够在250至450bar之间,尤其在300至390bar之间。并且,在出口处,型材的聚合物熔体的熔体速度能够在1m/min和6m/min之间,尤其在2.5m/min和5m/min之间。
在另一实施方式中,至少部分地将两层施加到型材的外壁上,即施加到挤出物的如下壁上,所述壁在安装时暴露于阳光下,其中在可见面上的外层的厚度为总壁厚的至少50%。
在共同的流动通道离开喷嘴设备的喷嘴出口处,壁厚膨胀与长度膨胀的比也能够为1.01至1.3,尤其1.1。
附图说明
在下文中根据实施例参考附图详细阐述本发明。特别地,根据附图按照示例性的窗型材描述不同的喷嘴构成方案和为此所需的挤出机的设置。在此示出:
图1示出了共挤出实施方案中的框架型材,具有两个部件的三个外壁,其中外层的厚度约为总壁厚的30%。
图2示出在共挤出实施方案中相同的框架型材,三个外壁由两个部件构成,其中两个可见面的外层的厚度约为总壁厚的70%。
图3示出在角焊之后的焊缝的横截面,根据图1的型材——总层厚度的约30%由新材料构成;
图4示出在去除焊珠之后的焊缝的横截面,根据图1的型材——总层厚度的约30%由新材料构成;
图5示出在去除焊珠之后的焊缝的横截面,根据图2的型材——总层厚度的大约70%由新材料构成;
图6示出主挤出机、共挤出设备和喷嘴设备的一个实施方式的概览图;
图6A示出在离开喷嘴设备的出口处型材的壁厚膨胀和长度膨胀的示意图;
图7示出贯穿用于制造根据图2的型材的喷嘴设备的一个实施方式的竖直剖面;
图8示出根据图7的喷嘴设备逆着挤出方向的剖视图,剖面A-B参见图7;
图9示出喷嘴设备的喷嘴入口板的一个实施方式的前视图;
图10示出喷嘴设备的喷嘴入口板的另一实施方式的前视图;
图11示出在挤出工具中的通道引导部的三维视图;
图12示出两个流动通道的汇聚部的细节;
图13示出用于挤出型材的通道的剖视图;
图14示出贯穿具有两个不同的层的挤出型材的剖视图。
具体实施方式
图1在横截面中示出由PVC构成的型材1,即,在共挤出构成方案中的具有两个以上,在此为八个空腔12的窗框型材,其中——与新材料相比——使用成本相对非常低的芯材料,即大约75%。
型材1具有两个可见面8、9:所述可见面在安装窗时是型材1的从外部和从房间内可见的外壁。
显著地与太阳光接触的三个外壁在此至少部分地具有两个层6、7,即,一个层6被“共挤出”到另一层7上。外层6的厚度约为总壁厚的1/3,即约为0.7至1.0mm,并且由新材料构成。
内层7由芯材料构成。各个外壁和较小的型材区段以及内壁在该型材1中单层地构造。在安装窗时,它们朝向墙或位于型材内部从而是不再可见的。
如在试验中所示出的那样,在针对这些型材1所提及的共挤出设备22中,外层6的厚度不能随意增加,即从总壁厚的1/3增加到例如2/3。
图2示出根据图1的型材1,但是具有中高份额的芯材料,即大约60%。
在这种情况下,显著与太阳光接触的三个外壁也由两个层6、7构造,即它们被共挤出。
与根据图1中的实施方式的型材1的主要区别在于,外层6的厚度在此为总壁厚的约2/3,即约1.5mm至2.0mm,并且外层6由新材料构成。内层7由芯材料构成。各个外壁和较小的型材区段以及内壁4在此也单层地构造。在安装窗时,它们再次面向墙或位于型材内部从而是不再可见的。
如在上文中所提及的那样,对外层6的较大的厚度的要求基于角焊。在焊接时,型材1在斜接区域中被加热到熔化温度以上并且然后相互压紧,其中两个框架脚分别缩短了约1.5mm。在可见面上产生焊珠10(参见图3),所述焊珠被去除,使得产生约4mm宽和0.5mm深的阴影缝11(参见图4、5)。如果在阴影缝11中芯材料露出,那么这可能表示质量受损,如将在下文中所阐述的那样。
在图3中在横截面中示出焊珠10,所述焊珠在型材的两层的外壁(在内部的可见面9上)的角焊之后产生。相关的外壁在图1下方示出,所述外壁在窗装入房屋墙壁中时指向外部。焊珠10基本上围绕在图3中未示出的轴线以垂直和水平伸展的方式对称。在焊接时,这两个框架腿相对于彼此移动大约1.5mm,使得多余的粘性材料从壁内部向外推挤,并在两侧形成焊珠10。如果直角地伸出的内壁4(参见图1)妨碍进入型材内部中的推挤,那么更多的材料被向外推挤,外部的珠于是大于内部的珠。
在矩形框架的四个焊缝冷却后,焊珠被去除。
在机器中,所有焊缝都被“清洁”,即焊珠11被去除。在这两个可见面上在斜接平面中除去切屑,使得产生阴影缝11,如在图4中所示出的那样。
如在图4中所看到的那样,通过阴影缝11切开新材料2和芯材料7之间的分隔层,使得芯材料7也直接位于外部并且是可见的。因为芯材料7在颜色和耐环境性方面都能够与新材料2具有较大的区别,所以这是不期望的,例如在颜色偏差的情况下。有时甚至无法可靠地遵循所需要的特性值(例如,耐环境性,长期稳定性)。
如果在可见面8、9上使由新材料2构成的外层的层厚度更厚,即大于总壁厚的50%,优选约60至70%,参见图5,那么在去除焊珠10时高安全性地不切开芯材料。因此,窗的质量是更高品质的,因为色差不会干扰视觉印象,芯材料也不会因环境影响而损坏,使得能够可靠地避免在20年或更长的长的使用时间后的断裂。
图6示出主挤出机20、共挤出设备21和喷嘴设备22的本身已知的设置。
主挤出机20与挤出线的整个后继者同轴地定向,并且用于配制在相应的型材1中具有较大份额的成分。共挤出设备21以大约30°的角度倾斜于所述主挤出机,所述共挤出设备用于配制其他成分。
这两个挤出机20、21将所配制的PVC熔体输送到喷嘴设备22中,即首先输送到喷嘴入口板24中。喷嘴设备22在此具有多个喷嘴板23,所述喷嘴板垂直于挤出方向E设置。
根据喷嘴入口板24中的输送通道32、35(参见图7)的实施方案,原则上,挤出机20、21中的每一个都能够加工用于内壁4、三个共挤出的外壁7以及外壁3和一些其他型材区域3的内侧的芯配制品。在所示出的实施方式中,这是通过主挤出机20进行。
原则上,在该喷嘴入口板24中也可行的是,通过改变输送通道32、35来交换这两种PVC材料在这两个挤出机20、21上的分配。如果新材料通过主挤出机20处理,那么适宜的是,该喷嘴入口板两件式地构成,而不是一个唯一的喷嘴入口板24。
共挤出设备21不必与主挤出机20设置在同一高度。所述共挤出设备也能够倾斜地设置在该主挤出机上方并且然后从上方馈入到喷嘴入口板24中。
已经发现,已知的挤出设备不能用于在型材1上在外部以约2mm构成较厚的层6而在内部以约1mm或更小地构成层7。已确定,在这种共挤出型材中,可预期有过小的长度膨胀和/或过高的壁厚膨胀。特别地,壁厚膨胀与长度膨胀之比变差到远高于1.2的值。
在此将膨胀(在英文中也称为swell)理解为熔体弹性的特性,其是聚合物熔体的特性。例如,如果将聚合物熔体在低的雷诺数中从柱形管中挤出,那么离开的型材的直径明显大于喷嘴设备的出口轮廓;所述轮廓由于对速度曲线的调整而扩展。
该膨胀因降低横向于剪切方向的法向应力而引起。这些法向应力压向流动通道31、33和共同的流动通道37的壁部。在离开喷嘴设备22之后,聚合物能够卸除应力和膨胀。
在此处所涉及的空腔型材1中,膨胀是二维效果,因为长度膨胀L(各个壁的长度的膨胀)与壁厚膨胀W(型材壁的厚度的膨胀)不同地构成。
这在图6A中针对强烈简化的不具有共挤出的层的型材1示意性地示出,其中所述剖视图垂直于挤出方向E引导。
在测试中在对喷嘴设备22进行精调时,使用型材1从喷嘴设备22的自由离开:尚在型材1被引导穿过校准部(此处未显示)之前,长度大约为20mm的短的熔体段在喷嘴设备22的端面上用宽的刮刀切掉,并且在室温中进行空气冷却。在理想情况下,与经过校准的在正常情况下已剥离的型材部段相比,所有壁都更长和更厚。
原因可能在于:在成形部段38的下游区域中被输送给喷嘴的新材料的用来放松的时间过少并且仍清楚地“记住”在输送通道32中的较厚的形状,并且尝试再次近似地采用该形状。与较薄的共挤出层相比,较厚的共挤出层对整体膨胀的影响更强。这种膨胀行为自然也适用于根据图1的具有薄的外层的共挤出外壁:较厚的内层的膨胀行为在此也在总膨胀中占主导地位。但是,这种膨胀相对小,因为熔体已经较长时间地流过具有小的间隙厚度变化的长的流动通道33,并且在输送通道34中对流动横截面的记忆明显减弱。
PVC材料在190℃和210℃之间的温度中离开喷嘴设备22。相对于出口的压降在250bar至450bar之间,尤其在300bar至390bar之间。在该区域中,PVC熔体的熔体速度为1m/min至6m/min,尤其2.5m/min至5m/min。
施加具有相对厚的外层借助于在图7中示出的实施方式是可行的。在此,用于外层6的新材料和用于内层7的芯材料都已经在入流区域中被输送给喷嘴39。
因此,存在用于第一热塑性材料的第一流动通道31和用于第二热塑性材料的第二流动通道33,其中流动通道31、33在喷嘴设备22的内部中直至汇聚部36都分开地设置,并且流动通道31、33沿着挤出方向E在汇聚部36下游形成共同的流动通道37。
因此,对于这两个层6、7提供喷嘴38的长的成形部段,其中,仅须在这两个流动通道31、33的间隙高度中再进行小的改变。因此,这两种材料都有足够的时间放松,使得内部应力能够尽可能降低。结果是,外壁的所有壁区域都具有类似的膨胀,使得在型材1的边缘区域中不会出现波纹和光泽差异。
因此,流动通道31、33的汇聚部36距型材1的出口的轴向距离能够小于喷嘴的喷嘴设备22的轴向长度的12%。这意味着,流动通道31、33的汇聚部相对靠近喷嘴出口设置。流动通道31、33的长度也能够大于喷嘴设备22的轴向长度的一半(在挤出方向E上测量)。在此,该长度尤其能够是轴向长度,即投影到挤出方向的轴线上的长度。在任何情况下,都应确保:在聚合物材料中基于流动历史的长度包含所限定的剪切历史(Schervorgeschichte)。
在此,在喷嘴设备22内流动通道31、33的汇聚部36构成为,使得在共同的流动通道37离开喷嘴设备22的出口处具有壁厚膨胀W与长度膨胀L的为1.01至1.3,优选1.1的比。这意味着,壁厚膨胀W略大于长度膨胀L。
在图7中描述的流动通道31、33的走向允许外层的不同厚度,优选在总壁厚的25%至70%的范围中。通过流动通道31、33的该走向,因此能够挤出根据图1和2的这两个型材形状,也就是说,在根据图1的型材的翻边区域中的薄的外层6也是毫无问题的。
在图11和12中,在另一实施方式中清楚地示出流动通道31、33的空间设置。
在图8中示出逆着根据图7的喷嘴的挤出方向的剖视图。截面A-B在图7中示出。这两个流动通道31、33在这两者的汇聚部36的更下游处汇聚为共同的流动通道37,其中这两个流动通道31、33相对于挤出方向E略倾斜地并且也略锥形地伸展。
第一流动通道31能够相对于挤出方向倾斜例如5°至50°,尤其10°至25°。所述角度从汇聚部36起确定。
由新材料构成的外层的流动通道31在整个宽度上是连续的。用于由芯材料构成的内层的流动通道33通过两个保持腹板40中断。
连续的流动通道31引导至在型材1的可见面8、9上的外层的均匀的表面。应尽可能避免在流动通道31中呈保持腹板或边缘形式的不规则性,因为即使它们位于喷嘴设备22的更上游,也不可避免地在型材1的表面上出现光泽条纹或轻微的波纹。
如果仍需要在流动通道31中进行划分以减少横流,那么该划分不应在平坦的壁部段的区域中进行,而应在如下部位处进行,在所述部位处,外壁具有倒圆半径相当小的弯折部(也参见图14)。
共挤出外壁的朝向空腔12的面关于表面质量的要求较低,使得用于内部的层的相关的流动通道33能够很容易地被保持腹板40中断。这些保持腹板40用于静态地稳定这两个流动通道31、33之间的相对薄的分隔壁41。
在喷嘴设备22中出现高达约450bar的显著的熔体压力。尤其在启动和关闭挤出生产线时,会出现如下情况:一台挤出机输送材料而另一台不输送。也就是说,在流动通道中已经即将出现显著的熔体压力(Massedruck),并且在其旁边的流动通道中,该熔体压力几乎为零。在分隔壁41的这两侧上的100bar及更大的大压力差对喷嘴设备22的机械稳定性提出了更高的要求。在当前情况下,通过这两个保持腹板40防止分隔壁41的弯曲。力被导出到喷嘴设备22的芯区域中,为此在其他位于内部的流动通道中设置相应的保持腹板。在任何情况下,朝向喷嘴的外面42的稳定性都是足够的,因为流动通道距外面的距离始终大于30mm。
在分别针对共挤出的外壁5的两层的构造描述流动和输送通道31、32、33、34、35的走向。显然,流动通道的这种原则上的走向即使在三层和更多层的共挤出壁中也能够应用。
图9针对如在上文中所描述的情况“来自共挤出设备21的新材料”示出喷嘴入口板24逆着挤出方向E的前视图。在图6中示出:共挤出设备21从侧面输送到喷嘴设备22中。圆形的进料通道42在喷嘴入口板24中水平地伸展并且相对于其端面略微倾斜。三个输送通道44沉入喷嘴设备22的端面中,所述输送通道44对用于外层和一些小的型材区段的新材料的流动通道31进行供给。来自共挤出设备21的新材料首先流过进料通道42,然后流过输送通道44,并且最后进入未在图9中示出的流动通道31。这些流动通道31从图平面中垂直地伸出。
芯材料从主挤出机20流动穿过输送通道43,并且通过倾斜伸展的壁部变形为输送通道45的L形横截面。芯尖端伸入该L形的部段中。用于芯材料的流动通道33、34又从图平面中伸出,并且在没有凸肩的情况下连接到外轮廓45和芯尖端的轮廓上,这在图9中清楚可见。
图10针对来自共挤出设备21的芯材料的情况示出喷嘴入口板24逆着挤出方向E的前视图。在这种情况下,共挤出设备21也侧向地输送到喷嘴设备22中,但是在这种情况下输送的是芯材料。
圆形的进料通道42再次在喷嘴入口板24中首先水平地并且略微倾斜于其端面伸展。输送通道44沉入喷嘴设备22的端面中,所述输送通道连接用于内部的层的流动通道33、34和型材1的芯区域。
需注意的是,在此轮廓1镜像地围绕竖直的面设置,也就是说,框架轮廓的突变部在视图的右侧上。来自共挤出设备21的芯材料首先流过进料通道42,然后流过输送通道44,并且最后流入用于共挤出区域的内部的层、内壁和一些小的型材区段的流动通道33、34中,其在图9中未示出。这些流动通道33、34从图平面中垂直地突出并且在此被“钝地”加载。
来自主挤出机20的新材料在一个或两个另外的喷嘴板中从圆形的进料通道起被划分到三个输送通道45上,所述喷嘴板在入流侧连接到所示出的喷嘴入口板24上并且在此是未示出的。也就是说,芯材料首先在圆形的进料通道中沿着挤出方向E流动,在两个或三个喷嘴板中在锥形伸展的通道中被划分到三个近似矩形的输送通道45上,并且然后在流动通道31中近似沿着挤出方向E流过喷嘴设备的成形部段38。
在图11和图12中,在三维视图中示出在流动通道31、33的汇聚部中的压力关系。该视图补充了图7中的视图,其中能够参考相应的描述。
从前方观察的视图示出喷嘴的端侧25。描绘了挤出方向E。
在此,流动通道31、33在喷嘴的右侧上示出。汇聚在5°至50°的角度下,尤其在10°至25°的范围中的角度下进行。
流动通道31、32的汇聚部36的区域在图12中放大地示出,并且用边框突出显示。流动通道31、32的汇聚部36距型材的出口的轴向距离小于喷嘴设备22的轴向长度的12%。
在汇聚部36的区域中,压力约为65bar。如果汇聚部36在轴向上稍微靠后地实现,那么压力约为175bar。
在图13中示出贯穿型材的剖视图,其中,除了在型材轮廓角处(参见突出强调部),用于第一热塑性材料的至少一个第一流动通道在平坦的可见面上不被划分。
在图14中示出贯穿挤出型材1的剖视图,其中能够清楚地看到层6、7。由芯材料构成的层7比由新材料制成的层6更暗。
附图标记列表
1 型材
2 由也称为新材料的高品质的配制品构成的外壁
3 由也称为芯材料的廉价的配制品构成的外壁
4 由芯材料构成的内壁
6 由新材料构成的外层
7 由芯材料构成的内层
8 内部的可见面
9 外部的可见面
10 焊珠
11 阴影缝
12 空腔
20 主挤出机
21 共挤出设备
22 喷嘴设备
23 喷嘴板
24 喷嘴入口板
25 喷嘴设备的端侧(出口轮廓)
31 用于新材料(外层)的第一流动通道
32 用于新材料的输送通道
33 用于芯材料(内层)的第二流动通道
34 用于芯材料(内壁)的流动通道
35 用于芯材料的输送通道
36 外层和内层的汇聚部
37 用于新材料和芯材料的共同的流动通道
38 喷嘴的成型部段
39 喷嘴的入口区域
40 保持腹板
41 两个流动通道之间的分隔壁
42 共挤出设备的圆形的进料通道的通入部
43 主挤出机的圆形的进料通道的通入部
44 用于流动通道31的输送通道
45 用于流动通道33和34的输送通道
E 挤出方向
L 长度膨胀
W 壁厚膨胀

Claims (15)

1.一种用于将具有至少两个空腔的PVC型材,尤其窗型材共挤出的挤出设备,其中所述挤出设备包括喷嘴设备(22),所述喷嘴设备具有至少一个用于第一热塑性材料的第一流动通道(31)和至少一个用于第二热塑性材料的第二流动通道(33),所述流动通道(31、33)在所述喷嘴设备(22)的内部中直至汇聚部(36)都分开地设置,并且所述流动通道(31、33)沿着挤出方向(E)在所述汇聚部(36)下游形成共同的流动通道(37),
其特征在于,
用于新材料的第一流动通道(31)具有大于所述喷嘴设备(22)的轴向长度的一半的长度,尤其所述流动通道的轴向长度,和/或所述流动通道(31、33)的所述汇聚部(36)距所述型材(1)的出口的轴向距离小于所述喷嘴设备(22)的轴向长度的12%。
2.根据权利要求1所述的挤出设备,其特征在于,所述流动通道(31、33)的汇聚部(36)构成为,使得在所述共同的流动通道(37)的离开所述喷嘴设备(22)的喷嘴出口(25)处,壁厚膨胀(W)与长度膨胀(L)之比为1.01至1.3,优选为1.1。
3.根据权利要求1或2所述的挤出设备,其特征在于,用于所述第一热塑性材料的所述至少一个流动通道(31)和用于所述第二热塑性材料的所述至少一个流动通道(33)在喷嘴端面(25)上游20mm至50mm之间的距离中汇聚为用于所述第一热塑性材料和所述第二热塑性材料的至少一个共同的流动通道(37)。
4.根据上述权利要求中的任一项所述的挤出设备,其特征在于,用于所述第一热塑性材料的所述至少一个第一流动通道(31)除了在型材轮廓角处之外在平坦的可见面(8、9)上都不被划分。
5.根据上述权利要求中任一项所述的挤出设备,其特征在于,喷嘴入流区域(39)与至少一个主挤出机(20)和共挤出设备(21)连接。
6.根据上述权利要求中的至少一项所述的挤出设备,其特征在于,所述第一流动通道(31)相对于所述挤出方向(E)的平均倾斜度为5°至50°,尤其10°至25°。
7.根据上述权利要求中的至少一项所述的挤出设备,其特征在于,所述两种热塑性材料是具有不同组分的PVC材料。
8.根据上述权利要求中的至少一项所述的挤出设备,其特征在于,在所述可见面(8、9)处在所述两个流动通道的汇聚部的区域中,用于新材料的所述第一流动通道(31)的间隙高度大于该区域中的所述第二条流动通道的间隙高度。
9.一种用于将具有至少两个空腔的PVC型材,尤其窗型材共挤出的挤出方法,
-其中在喷嘴设备(22)中的至少一个流动通道(31)中引导第一热塑性材料;和
-在所述喷嘴设备(22)的至少一个第二流动通道(33)中引导第二热塑性材料,
-其中来自所述至少一个第一流动通道(31)的第一热塑性材料和来自所述至少一个第二流动通道(33)的第二热塑性材料在汇聚部(36)处汇聚到共同的流动通道(37)中,使得离开所述喷嘴设备(22)的型材(1)具有所述第一热塑性材料和所述第二热塑性材料的层,以及
-在用于新材料的第一流动通道(31)中,在大于所述喷嘴设备(22)的轴向长度的一半的长度上,尤其流动通道的轴向长度上引导所述材料,或者在所述流动通道(31、33)中的引导的材料的汇聚部(36)从出口测量以小于所述喷嘴设备(22)的轴向长度的12%的方式实现。
10.根据权利要求9所述的挤出方法,其特征在于,所述第一热塑性材料和所述第二热塑性材料由两种不同的聚氯乙烯(PVC)配制品构成。
11.根据权利要求9或10所述的挤出方法,其特征在于,所述型材(1)在离开所述喷嘴设备(22)的出口处具有在190℃和210℃之间的温度。
12.根据权利要求9至11中的至少一项所述的挤出方法,其特征在于,相对于所述型材的出口的压降在250bar和450bar之间,尤其在300bar和390bar之间。
13.根据权利要求9至12中的至少一项所述的挤出方法,其特征在于,所述型材(1)的聚合物熔体在所述出口处的熔体速度为1m/min至6m/min,尤其在2.5m/min和5m/min之间。
14.根据权利要求9至13中的至少一项所述的挤出方法,其特征在于,至少部分地将两个层(6、7)施加到所述型材(1)的外壁上,其中在所述可见面(8、9)上的外层(6)的厚度至少为总壁厚的50%。
15.根据权利要求9至14中的至少一项所述的挤出方法,其特征在于,在共同的流动通道(37)的离开所述喷嘴设备(22)的喷嘴出口(25)处,壁厚膨胀与长度膨胀的比为1.01至1.3,尤其1.1。
CN201980057057.6A 2018-08-29 2019-08-29 挤出设备和挤出方法 Active CN112672870B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018214671.3A DE102018214671A1 (de) 2018-08-29 2018-08-29 Extrusionsvorrichtung und Extrusionsverfahren
DE102018214671.3 2018-08-29
PCT/EP2019/073089 WO2020043824A1 (de) 2018-08-29 2019-08-29 Extrusionsvorrichtung und extrusionsverfahren

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112672870A true CN112672870A (zh) 2021-04-16
CN112672870B CN112672870B (zh) 2023-03-28

Family

ID=67953745

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201980057057.6A Active CN112672870B (zh) 2018-08-29 2019-08-29 挤出设备和挤出方法

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP3843972A1 (zh)
CN (1) CN112672870B (zh)
DE (1) DE102018214671A1 (zh)
EA (1) EA202190625A1 (zh)
WO (1) WO2020043824A1 (zh)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5733491A (en) * 1995-04-14 1998-03-31 Grossfillex S.A.R.L. Extrusion device and process for two-layer section members
JPH10286632A (ja) * 1997-04-11 1998-10-27 Kobe Steel Ltd 中空形材の曲げ加工の座屈限界及びしわ形状予測方法
CN1387548A (zh) * 1999-11-09 2002-12-25 L.M.P.设备有限责任公司 生产发泡聚合材料的方法和实施该方法的挤出机
KR20100023501A (ko) * 2008-08-22 2010-03-04 김기영 다중 공압출 금형
EP2602086A1 (de) * 2011-12-08 2013-06-12 Veka AG Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffhohlprofils mit wenigstens einer mit einem Schaumkörper versehenen Hohlkammer sowie ein Extrusionswerkzeug dafür
CN104718060A (zh) * 2012-06-28 2015-06-17 陶氏环球技术有限责任公司 微毛细管膜及其制备方法
CN105711053A (zh) * 2014-12-23 2016-06-29 固特异轮胎和橡胶公司 挤出机模组件
CN106660096A (zh) * 2014-07-11 2017-05-10 仓敷纺绩株式会社 弯曲加工品

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2265035B2 (de) * 1972-09-22 1981-02-05 Dynamit Nobel Ag, 5210 Troisdorf Strangpresse zum Herstellen eines Hohlstranges aus thermoplastischem Kunststoff mit einer Beschichtung aus einem weiteren thermoplastischen Kunststoff
DE3616444A1 (de) * 1986-05-15 1987-11-19 Dynamit Nobel Ag Fenster- und/oder tuerprofile aus kunststoffmaterial und verfahren zur herstellung dieser profile im extrusionsverfahren unter verwertung von kunststoffmaterial geringerer stabilitaet
US5538777A (en) * 1993-09-01 1996-07-23 Marley Mouldings Inc. Triple extruded frame profiles
DE4337832C2 (de) * 1993-11-05 1997-07-31 Battenfeld Extrusionstech Verfahren zum Herstellen von mehrschichtigen Produkten durch Extrusion oder Pultrusion
US5533985A (en) * 1994-04-20 1996-07-09 Wang; James C. Tubing
GB9800781D0 (en) * 1998-01-14 1998-03-11 Epwin Group Plc Co-extrusion method and apparatus
DE10119066A1 (de) * 2001-04-18 2002-10-31 Topf Kunststofftechnik Gmbh Ki Vorrichtung zur Herstellung eines extrudierten Profilstranges
DE20109151U1 (de) * 2001-06-01 2001-08-23 Battenfeld Extrusionstech Vorrichtung zum Extrudieren von Profilen
JP6415177B2 (ja) * 2014-08-19 2018-10-31 積水化学北海道株式会社 合成樹脂製成形体の製造方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5733491A (en) * 1995-04-14 1998-03-31 Grossfillex S.A.R.L. Extrusion device and process for two-layer section members
JPH10286632A (ja) * 1997-04-11 1998-10-27 Kobe Steel Ltd 中空形材の曲げ加工の座屈限界及びしわ形状予測方法
CN1387548A (zh) * 1999-11-09 2002-12-25 L.M.P.设备有限责任公司 生产发泡聚合材料的方法和实施该方法的挤出机
KR20100023501A (ko) * 2008-08-22 2010-03-04 김기영 다중 공압출 금형
EP2602086A1 (de) * 2011-12-08 2013-06-12 Veka AG Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffhohlprofils mit wenigstens einer mit einem Schaumkörper versehenen Hohlkammer sowie ein Extrusionswerkzeug dafür
CN104718060A (zh) * 2012-06-28 2015-06-17 陶氏环球技术有限责任公司 微毛细管膜及其制备方法
CN106660096A (zh) * 2014-07-11 2017-05-10 仓敷纺绩株式会社 弯曲加工品
CN105711053A (zh) * 2014-12-23 2016-06-29 固特异轮胎和橡胶公司 挤出机模组件

Also Published As

Publication number Publication date
EA202190625A1 (ru) 2021-05-26
CN112672870B (zh) 2023-03-28
DE102018214671A1 (de) 2020-03-05
EP3843972A1 (de) 2021-07-07
WO2020043824A1 (de) 2020-03-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20130127087A1 (en) Process for the Coextrusion of Melt Streams of Different Composition
AU719275B2 (en) Weatherstrip product formed by sequential extrusion of cellular and non-cellular plastic resins
CA1193060A (en) Process and apparatus for the production of a colour wedge foil
RU2559246C2 (ru) Экструдат, имеющий в составе пеноизоляцию, и способ экструзии для оконных и дверных систем
US20110268906A1 (en) Co-extrusion die, method of extruding with the die, and extruded articles made therefrom
IL43231A (en) Process and apparatus for continuously extruding coated section members particularly formed of thermoplastic materials
EP2177702A1 (de) Hohlprofil, insbesondere Abstandhalterrohr für eine Isolierverglasung, sowie Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung des Hohlprofils
US4690862A (en) Integral composite profile of cellular and non-cellular resins and a dual extrusion method for its manufacture
KR102496140B1 (ko) 공압출 장치, 단층 압출 장치 및 레트로피팅 키트 그리고 층 두께의 측정, 플라스틱 필름의 제조 및 압출 장치의 레트로피팅을 위한 방법
DE19961306C2 (de) Extrusionsvorrichtung
US7862755B2 (en) Constant shear rate extrusion die
US5154870A (en) Thermoplastic resin sheet manufacturing process and its apparatus
CN112672870B (zh) 挤出设备和挤出方法
US4690628A (en) Adjustable feed block for coextrusion die
US6769899B2 (en) Independent X/Y flow adjustable extrusion die
EA044803B1 (ru) Экструзионное устройство и способ экструзии
CN112848203A (zh) 一种复合共挤模具
KR102517139B1 (ko) 확관에 따른 두께 감소를 보완하는 편수칼라형 상하수도관과 그 성형장치
US6901641B2 (en) Method for manufacturing a valance having a ridge with an accent color
CN215550747U (zh) 一种复合共挤模具
RU2733348C1 (ru) Способ соединения уплотнителя плинтуса
JP4555501B2 (ja) 架橋樹脂管の製造金型および製造方法
DE102013103255A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer thermoplastischen Integralschaumplatte
JP6862746B2 (ja) ゴム押出物の製造方法
JP4944842B2 (ja) フィードブロック及びシート又はフィルムの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP03 Change of name, title or address
CP03 Change of name, title or address

Address after: Nusbach, Austria

Patentee after: Exelik Holdings Ltd.

Country or region after: Austria

Address before: Nusbach, Austria

Patentee before: Grena crowding group Limited by Share Ltd.

Country or region before: Austria

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20240318

Address after: Austria

Patentee after: Exelik Austria GmbH

Country or region after: Austria

Address before: Nusbach, Austria

Patentee before: Exelik Holdings Ltd.

Country or region before: Austria