DE69402245T2

DE69402245T2 - Extrusionskopf für Mehrschichtvorformlinge aus instabilen Materialkombinationen

Info

Publication number: DE69402245T2
Application number: DE69402245T
Authority: DE
Inventors: Dennis Joseph Coyle; Erich Otto Teutsch
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: SABIC Global Technologies BV
Priority date: 1993-05-25
Filing date: 1994-05-23
Publication date: 1997-10-09
Anticipated expiration: 2014-05-24
Also published as: JP3869864B2; EP0626246B1; ES2099541T3; JPH079536A; DE69402245D1; EP0626246A1

Description

Diese Erfindung betrifft Harz-Extrudierma chinen und insbesondere Extruderköpfe zum Herstellen von röhenförmigen Gegenständen wie Blasrohlingen.
Blasrohlinge, röhrenförmige Extrudierprod kte aus Harz und Kunststoff, die danach blasgeformt werden sollen, um Flaschen herzustellen, werden beim Stand der Technik du ch verschiedene Maschinen ausgeformt, von denen einige Extr derköpfe enthalten, die nacheinander Schichten aus Kunststoff arz auf einen Dorn extrudieren. Solche Vorrichtungen müssen ine Größe besitzen, die das Einschieben in eine Blasformvorrichtung für Flaschen gestattet. Ein typischer mehrschichtiger Blasrohling-Extrudierkodf hat getrennte Einlässe zur Aufnahme on erhitztem und weichgemachtem Harz von einzelnen Schneckenhei ern und -extrudern und hat getrennte Kanäle zum Verteilen un Herausdrücken der jeweiligen Kunststoffharze in aufeinander olgenden Schichten auf den Dorn. Jeder Kanal umfaßt eine ringförmige Egalisierungs- und Verteilungskarnmer, die den Dorn umgibt und von diesem beabstandet ist, um das Kunststoffharz vo dein entsprechenden Einlaß auf zunehmen. Von der Egalisierungs ammer wird das Kunststoffharz durch einen kegelstumpfartigen ransportweg nach unten und nach innen in einen rohrförmigen Extrusionskanal geführt, der um den Dorn herum ausgebildet ist. Di ser ringförmige Extrusionskanal öffnet sich durch eine sich nach innen oder nach außen aufweitende ringförmige Form, die ein konisches Kernglied umfaßt, das in Längsrichtung relativ zu d m äußeren Glied der Form bewegt werden kann, um die Dicke der Wand des extrudierten rohrförmigen Gegenstandes zu verändern.
Ein besonders praktischer und erfolgreich eingesetzter Extrudierkopf zum Ausformen röhrenförmiger Gegenstände, wie Blasrohlingen, ist in US-Patent No. 4,798,526 beschrieben. Dieser Kopf umfaßt einen oder mehrere einzelne ringförmige Extrusionsmodule, die jeweilig aufeinanderfolgende Abschnitte eines stufenförmigen oder konischen Dorns umgeben, um den ringförmigen Extrusionskanal zu bilden, der eine oder mehrere aufeinanderfolgende extrudierte Kunststoffharzschichten von den Modulen aufnimmt. Jeder Modul hat ein Paar Glieder mit aneinanderpassenden Oberflächen, in denen die Egalisierungs- und Verteilungskammer und der kegelstumpfförmige Übertragungsweg ausgeformt sind. Die Formenmodule sind durch ringförmige Lufträume voneinander aetrennt, um Wärmeübertragung zu verhindern, die Tieftemperaturharze abbauen können.
Während die Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik im allgemeinen effizient und wirksam bei der Extrusion von mehrschichtigen Blasrohlingen ist, sind Verbesserungen wünschenswert.
Herkömmliche Extruderkönfe haben beträchtliche ringförmige Fließlänqen für den mehrschichtigen Aufbau, wobei ringformige Fließweglängen sogar 7,62 cm bis 12,7 cm (3-5") zwischen der Zugabe von jeder nachfolgenden Schicht sein können. Dies erzeugt eine ernste Beschränkung, wenn Materialien mit ungleicher Viskosität verwendet werden. In Abhängigkeit von den relativen Viskositäten und Fließraten der Materialien kann ein Fluß aufgrund von Zwischenflächenwellen, die sich an einer oder mehreren der Zwischenf lächen zwischen den Schichten bilden, unstabil sein. Derartige Wellen sind bei einem Produkt völlig unannehmbar. Beispielsweise ist ein Zweischichtenfluß mit einer niedrigeren Fließrate des Materials mit der höheren Viskosität unstabil, Ein Dreischichtenfluß, bei dem die mittlere Schicht weniger viskos als die äußeren Schichten ist, ist ebenfalls unstabil, insbesondere wenn eine oder die beiden äußeren Schichten relativ dünn ist bzw. sind. Dies ist eine ernste Beschränkung, da die Wahl von Materialien und Dicke üblicherweise durch die gewünschten Eigenschaften des blasgeformten Endproduktes diktiert werden.
Herkömmliche Extruderköpfe bilden auch einen mehrschichtigen Aufbau ausgehend zuerst von der inneren Schicht durch Zuführen der Harzschicht entlang des Dorns. Dies kann ein Problem erzeugen, wenn die innere Schicht aus einem Material mit einer hohen Viskosität besteht, das von den nachfolgenden Schichten verschieden ist. Dieses Problem schränkt die Konfiguration, die Schichtdicke und/oder Zusammensetzung der mehrschichtigen Blasrohlinge ein.
In US-A-4182603 wird eine Koextrusionsform gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 zum Extrudieren von mehrschichtigem thermoplastischem Material in der Form eines Rohres beschrieben. Die Blasform ist vom Typ, der als spiralige Dornform bekannt ist, wobei die Formblasdorne mit schraubenförmigen Nuten auf ihren Umfangsflächen versehen sind. Wenigstens ein sdiraliaer Dorn hat schraubenförmige Nuten mit entgegengesetzter Richtung im Vergleich zu denen der verbleibenden Blasdorne.
Die Erfindung hat das Ziel, einen oder mehrere der folgenden Gegenstände zu erreichen:
Einen Extruderkopf für röhrenförmige Extrusionsprodukte zu schaffen, mit dem QualitätsbBlasrohlinge erzeugt werden können, selbst wenn der Schichtenaufbau unstabil ist.
Einen Extruderkopf für röhrenförmige Extrusionsprodukte zu schaffen, der eine größere Auswahl von Material, Schichtdicke und Schichtaufbau für die extrudierten Blasrohlinge gestattet.
Die Umfangsgleichförmigkeit in der Dicke der Wand des Gegenstandes, der extrudiert wird, zu verbessern.
Verbesserte Temperaturisolation zwischen Extrusionsmodulen bei einem Extruderkopf mit Mehrfach-Modulaufbau zu erreichen.
Eine Vorrichtung zu schaffen, die es gestattet, daß die innere Schicht eines mehrschichtigen Aufbaues als letzte in der Folge hinzugefügt wird, um so eine größere Vielfältigkeit in der Konfiguration, Schichtdicke und Zusammensetzung von mehrschichtigen Blasrohlingen en zu liefern.
Gemäß der Erfindung wird ein Polymerharz-Extruderkopf zum Extrudieren von röhrenförmigen Gegenständen gemäß Anspruch 1 geschaffen. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Die Erfindung kann das Merkmal kurzer mehrschichtiger Fließwege in einem Polymer-Extruderkopf bei der Anwendung von spiraligen Durchgangswegen, die sich von dem Harzeinlaß zu dem ringförmigen Auslaß innerhalb der Extrusionsmodule erstrecken, umfassen. Vorzugsweise bildet der Durchgangsweg eine Vielzahl von spiraligen Umdrehungen und öffnet sich zu einem kegelförmigen Kanal.
Bei der Erfindung können auch das Merkmal kurzer mehrschichtiger Fließweqe innerhalb eines Polymer-Extruderkopfes mit der Verwendung von isolierten Extrusionsmodulen, die aus Bauteilen bestehen, die von anderen Modulen unabhängig sind, kombiniert sein. Dies gestattet Abstandshaltung zwischen den Modulen, um Temperaturisolation zu verbessern.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Verschiedene andere Gegenstände, Merkmale und erreichte Vorteile der vorliegenden Erfindung können besser bewertet werden, wenn diese besser verstanden wird, wenn sie im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet wird, in denen gleiche Bezugszeichen die gleichen oder ähnliche Teile in all den verschiedenen Ansichten bezeichnen, und in denen:
Figur 1 eine Halbschnittsansicht des Extruderkopfes zum Extrudieren eines mehrschichtigen Blasrohlings ist,
Figur 2 eine Halbschnittsansicht eines anderen Extruderkopfes zum Extrudieren eines mehrschichtigen Blasrohlings ist,
Figur 3 eine Halbschnittsansicht noch eines anderen Extruderkopfes zum Extrudieren eines mehrschichtigen Blasrohlings ist, und
Figur 4 eine schematische Ansicht einer Blasrohling-Extrusionsvorrichtung ist, die einen Extruderkopf mit Luftzwischenräumen zwischen den Modulen einschließt.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführunqsbeispiele.
Wie in Figur 1 gezeigt ist, umfaßt ein Ausführungsbeispiel für einen Extruderkopf gemäß der Erfindung eine Vielzahl von koaxialen Extrusionsmodulen, die allgemein mit 1,2 und 3 bezeichnet sind, die in Längsrichtung und aufeinanderfolgend entlang eines Blasdorns 34 angeordnet sind, um einen ringförmigen Kanal 36 zwischen den inneren Oberflächen der Module und des Blasdorns zu bilden. Der Kanal 36 endet an einem Extruderkopfauslaß 39, von dem röhrenförmige Gegenstände wie Blasrohlinge extrudiert werden.
Die Module 1, 2 und 3 in Figur 1 sind mit integrierten kegelstumpfförmigen Abschnitten 5, 10, 15 und 20 versehen, die die Bauteile der Module bilden. Es ist nicht notwendig, integrierte Bauteile zu verwenden, um die Module zu bilden. Figur 3 zeigt beispielsweise ein Ausführungsbeispiel eines Extruderkopfes, bei dem unabhängige Module 6, 11 und 16 verwendet werden. Die Module 6, 11 und 16 umfassen entsprechend obere Abschnitte 40, 50 und 60 und entsprechend untere Abschnitte 41, 51 und 61, um die Module zu bilden. Diese kombinierten oberen und unteren Abschnitte definieren jeweils nur einen Modul.
Es wird wieder auf Figur 1 Bezug genommen; ein Harzeinlaß 46 für Modul 2 ist auf dem Umfang der eingepaßten Abschnitte 10 und 15 gezeigt. Jeder Modul enthalt einen Harzeinlaß. Die Einlässe für die Module 1 und 3 liegen an anderen Stellen auf dem Extruderkopf und sind nicht gezeigt. Der Harzeinlaß 46 ist durch spanabhebende Bearbeitung der eingepaßten Oberflächen der Abschnitte 10 und 15 gebildet worden.
Die Module 1, 2 und 3 haben jeweils einen ringfirmigen Auslaß 47, 48 und 49 und einen entsprechenden Durchgangsweg 100, 101 und 102, der sich jeweils von dem Harzeinlaß zu dein ringförmigen Auslaß bei jedem Modul erstreckt. Die Durchgangswege 100, 101 und 102 sind in der Konfiguration spiralia nahe des Harzeinlasses 46 und öffnen sich allmählich zu einer kegelstumpfförmigen Form. Die Durchgangswege 100 und 101 öffnen sich weiter zu einer ringförmigen Form, die näher an den ringförmigen Auslässen liegt.
Die zusammenpassenden Oberflächen 80, 81, 82, 83, 84 und 85 der Abschnitte 5, 10, 15 und 20 haben kegelstumpfförmige Abschnitte, deren spitze Teile sich in Flußabwärtsrichtung erstrecken. Die oberen kegelstumpfförmigen Abschnitte der paarweise zusammenpassenden Oberflächen 80 und 81, 82 und 83, 84 und 85 haben den gleichen Konus, so daß sie in dichtendem Eingriff zusammenpassen. Dies schließt etwa ein Viertel oder 900 einer ersten Umdrehung der Durchgangswege 100, 101 und 102. Die tiefer gelegenen kegelstumpfförmigen Abschnitte der zusammenpassenden Oberflächen 80 und 81, 82 und 83, und 84 und 85 sind jenseits der Punkte 90, 91 und 92 auf den Oberflächen 80, 82 und 84 jeweils unterschiedlich verjüngt. Dies gestattet, daß sich die Durchgangswege allmählich zu einer ringförmigen Gestalt öffnen, vorzugsweise mit allmählich ansteigender Dicke, so daß die Durchgangswege 100, 101 und 102 jeweils entsprechend ringförmige Auslässe 47, 48 und 49 bilden.
Der spiralige Abschnitt der Durchgangswege 100, 101 und 102 wird jeweils durch spanabhebende Bearbeitung der äußeren Oberflächen 80, 82 und 84 der Abschnitte 5, 10 und 15 gebildet. Vorzugsweise erstrecken sich wenigstens zwei volle Umdrehungen der Durchgangswege 100, 101 und 102 bis jenseits der Punkte 90, 91 und 92.
Die ringförmigen Auslässe 47, 48 und 49 extrudieren röhrenför mige Harzschichten in den ringförmigen Kanal 36 an unterschiedlichen Punkten stromabwärts, so daß die Harzschichten nacheinander in den ringförmigen Kanal 36 extrudiert werden, was eine aufeinanderfolgende Kombination der extrudierten rohrförmigen Schichten zu einem mehrschichtigen röhrenformigen Aufbau gestattet. Der ringförmige Auslaß 49 ist der letzte ringförmige Auslaß in der Folge und liegt in enger Nachbarschaft zu dem Extruderkopfauslaß 39. Vorzugsweise erfolgt dies innerhalb von 10,16 cm (4") von dem Extruderkopfauslaß 39, am meisten zu bevorzugen innerhalb von 2,54 cm (1"). Dies gestattet,daß zu dem mehrschichtigen Aufbau durch Modul 1 ein unähnliches Harz hinzugefügt wird, da der Fließweg der unstabilen Kombination, die innerhalb des Extruderkopfes nach der Zugabe des unähnlichen Harzes gebildet wird, minimiert ist. Die Vorrichtung von Figur 1 ist eine bevorzugte Konfiguration für die ringförmigen Auslässe 47, 48 und 49 deshalb, weil alle rohrförmigen Harzschichten kombiniert werden, um den mehrschichtigen röhrenförmigen Aufbau innerhalb einer kurzen Distanz von dem Extruderkopfauslaß 39 zu bilden. Das mehrschichtige Fließen beginnt am Auslaß 48 und endet am Extruderkopfauslaß 39. Vorzugsweise werden alle mehrschichtiqen röhrenförmigen Strukturen innerhalb von 10,16 cm (4") von dem Extruderkopfauslaß, stärker zu bevorzugen innerhalb von 2,54 cm (1"), kombiniert.
Die Konfiguration der ringförmigen Auslässe, die in Figur 1 gezeigt ist, ist deshalb unüblich, weil die innere Schicht die letzte Schicht ist, die mit der mehrschichtigen Struktur kombiniert wird. Die mehrschichtige Struktur wird von dem Blasdorn entfernt begonnen, und die Harzschicht, die entlang des Dorns fließt, wird als letzte Schicht hinzugegeben. Dies geschieht, weil ein ringförmiger Ring 4 auf dem Abschnitt 10 das entlang des Dorns 34 zugeführte Harz von den Harzen in den Durchgangswegen 101 und 102 isoliert, wodurch diese den mehrschichtigen Aufbau beginnen können.
Die Abschnitte 5, 1Q, 15 und 20 sind durch eine (nicht gezeig te) Schraube oder Bolzen aneinander befestigt, die sich durch ein Bolzenloch 160 erstreckt. Der Blasdorn 34 ist an den Abschnitten 5, 10, 15 und 20 durch Mittel befestigt, die nicht in Figur 1 gezeigt sind. In Figur 4 ist der Blasdorn durch eine Mutter 114 am oberen Teil des Extruderkopfes befestigt. Es versteht sich, daß die Mittel zum Befestigen der Module und des Blasdorns signifikant variieren können.
Es wird nun auf Figur 1 Bezug genommen; der Blasdorn 34 verjüngt sich, aber das ist nicht erforderlich, da der verjüngte Abschnitt nicht den ringförmigen Kanal dort bildet, wo die Schichten kombiniert werden, um den mehrschichtigen Aufbau zu bilden. Der Durchmesser desblasdorns 34 wird gemäß der gewünschten Dicke der Schicht gewählt, die entlang seiner Länge extrudiert werden soll.
Ein innerer Formenabschnitt 25 ist durch eine Formenhalterung 163 und (nicht gezeigte) Schrauben innerhalb der Schraubenlöcher 162 montiert. Ein äußerer Formenabschnitt 128 ist in einen Schaft 142 eingeschraubt, der sich gleitfähig durch den Freiraum des Blasdorns 34 erstreckt. Die Öffnung des Formenabschnitts 25 verjüngt sich oder ist im Durchmesser abgestuft, um der Verjüngung des Formenabschnitts 128 so zu entsprechen, daß die richtige Wandstärke des rohrförmigen Gegenstandes, der extrudiert werden soll, erhalten wird. Die Konfiguration der Form, ihre Öffnung und die Mittel zur Sicherung der Form können in weiten Grenzen variieren.
Die Wandstärke des unteren Abschnitts des ringförmigen Kanals ist vorzugsweise kleiner als der obere Abschnitt des ringförmigen Kanals um sicherzustellen, daß die Schichten der Mehrfachstruktur fest aneinandergebunden werden. In bevorzugten Ausführungsbeisnielen ist eine zentrale, sich in Längsrichtung erstrekkende Bohrung 152 durch den Formenkern 128 und den Schaft 142 hindurch vorgesehen, durch den Gas in den Blasrohling, der extrudiert werden soll, strömt, um so Zusammenklappen des Blasrohlings zu verhindern.
Es wird nun auf Figur 2 Bezug genommen; gezeigt ist ein anderes Ausführungsbeispiel für einen Extruderkopf dieser Erfindung, bei dem eine Vielzahl von koaxialen Extrusionsmodulen, die allgemein mit 201, 202 und 203 bezeichnet sind, in Längsrichtung und aufeinanderfolgend entlang des Blasdorns 234 angeordneüsind, um einen ringförmigen Kanal 236 zu bilden. Die Module 201, 202 und 203 sind als integrierte ringförmige Abschnitte 205, 210, 215 und 220 vorgesehen. Harzeinlässe 246 und ringförmige Auslässe 247, 248 und 249 sind ähnlich wie bei der Konfiguration des Ausführungsbeispiels von Figur 1. Durchgangswege 200', 201' und 202' haben eine Konfiguration, die von den Durchgangswegen, die bei dem Ausführungsbeispiel von Figur 1 verwendet wird, verschieden ist. Die Durchgangswege 200', 201' und 202' sind spiralig in der Konfiguration nahe des Harzeinlasses und öffnen sich allmählich zu einer ringförmigen Form nahe dem ringförmigen Auslaß Die spiraligen Durchgangswege von Figur 2 sind konzentrisch und auf der gleichen Ebene im Unterschied zu den Durchgangswegen, die in dem Ausführungsbeispiel von Figur 1 gezeigt sind. Die Durchgangswege müssen nicht spi ralig in der Konfiguration sein. Sie können eine herkömmliche cardioide oder "Kleiderbügel "-Form aufweisen.
Zusammenpassende Oberflächen 280, 281, 282, 283, 284 und 285 der Abschnitte 205, 210, 215 und 220 sind ringförmig, wobei der äußere Umfang der zusammenpassenden Oberflächen in dichtender Anordnung zusammenkommen, um einen Abschnitt der Umdrehungen der Durchgangswege 200', 201' und 202' zu schließen. Der innere Abschnitt von paarweise zusammenpassenden Oberflächen 280 und 281, 282 und 283, und 284 und 285 haben eine geringere Dicke, um so zu gestatten, daß sich die Durchgangswege 200', 201' und 202' allmählich zu einer ringförmigen Gestalt öffnen und ringförmige Auslässe 247, 248 und 249 bilden.
Die ringförmigen Auslässe 247, 248 und 249 extrudieren rohrförmige Harzschichten in den ringförmigen Kanal 236 an Punkten stromabwärts auf eine Weise, die ähnlich dem Extruderkopf von Figur 1 ist, um aufeinanderfolgende Kombination der extrudierten rohrförmigen Harzschichten zu einer mehrschichtigen röhrenförmigen Struktur zu gestatten. Der ringförmige Auslaß 247 ist der letzte Auslaß in der Folge und liegt innerhalb nächster Nachbarschaft zu dem Extruderkopfauslaß 239, vorzugsweise innerhalb von 10,16 cm (4") von dem Extruderkopfauslaß und stärker zu bevorzugen weniger als 2,54 cm (1").
Ein ringförmiger Ring 204 auf dem Segment 210 isoliert das Harz innerhalb des Durchgangsweges 200 entlang des Blasdorns 234 von dem Harz in den Durchgangswegen 201' und 202' und so wird sowohl den Fließweg der mehrschichtigen Struktur, den er innerhalb der Einheit bildet, abgekürzt, alsauch die Reihenfolge der Kombination so, daß die innere Harzschicht mit der mehrschichtigen Struktur als letztes kombiniert wird, gesteuert.
Die verbleibenden Bauteile des Extruderkopfes, die in Figur 2 gezeigt sind, sind ähnlich dem Ausführungsbeispiel, das in Figur 1 gezeigt ist.
Figur 3 ist ein anderes Ausfüfhrungsbeispiel eines Extruderkopfes der vorliegenden Erfindung, bei dem eine Vielzahl von unabhängigen koaxialen Extrusionsmodulen 6,11 und 16 in Längsrichtung und aufeinanderfolgend entlang des Blasdorns 334 angeordnet sind. Wie oben diskutiert wurde, bilden die Abschnitte 40 und 41 den Modul 6, die Abschnitte 50 und 51 bilden den Modul 11 und die Abschnitte 60 und 61 bilden den Modul 16. Die Harzeinlässe sind ähnlich in der Konfiguration wie diejenigen des in Figur 2 gezeigten Ausführungsbeispiels; jedoch haben die Durchgangswege 300', 301' und 302' eine unterschiedliche Konfiguration,und ringförmige Auslässe 347, 348 und 349 sind unterschiedlich beabstandet in dem ringförmigen Zuführungskanal 336. Beide Variationen gibt es, weil die Module 6, 11 und 16 unabhängig mit Luftfallen 300 und 301 dazwischen ausgelegt sind. Die Lufträume zwischen den Modulen gestatten Temperaturdifferenzen in den Extrusionsmodulen und helfen Abbau von temperaturempfindlichen Harzen zu verhindern, wenn solche eingesetzt werden.
Ringförmige Ringe 310, 320, 330 und 340 entsprechend auf Segmenten 41, 50, 51 und 60 halten das Harz innerhalb der Durchgangswege 300', 301' und 302' getrennt, bis sie sich dem Extruderkopfauslaß 339 nähern, und zwar vorzugsweise bei einem Abstand innerhalb von 10,16 cm (4") von dem Extruderkopfauslaß 39 entfernt. Diese ringförmigen Ringe gestatten außerdem, daß die Schicht als letztes zu dem mehrschichtigen Aufbau hinzugefügt wird. Die verbleibenden, in Figur 3 gezeigten Bauteile sind im wesentlichen identisch zu denen von Figur 2. Schrauben 380 und 390 sind gezeigt, die Segmente 40,41, 50, 51, 60 und 61 festhalten.
Figur 4 erläutert eine Blasrohling-Extrusionsvorrichtung, die eine herkömmliche Steuerung 460 einschließt, die die vertikale Position des Schaftes 442 in dem Blasdorn 434 des Extruderkopfes 410 steuert. Blasrohlinge, die extrudiert werden, variieren häufig in der Dicke vom Boden bis nach oben, d.h. Flaschenbodenabschnitte erfordern dickere Wände, um ein Ausbauchen durch den Druck des Flascheninhalts zu vermeiden, zum Beispiel bei Getränken mit Kohlensäuregas. Die Steuerung 460 kann die Extrusionsdrücke der Extruder 424, 426, 428 und 430 variieren, die entsprechend die Module 414, 416, 418 und 420 speisen, um die Dicke jeder Schicht, die extrudiert wird, relativ zu den anderen Schichten auf eine herkömmliche Weise zu variieren. Zum Beispiel kann die Dicke der Sperrschicht gleichmäßig über die ganze Flaschenhöhe aufrechterhalten werden, während die Dicke einer Strukturschicht in oberen Abschnitten der Flasche reduziert wird. Ein Blasrohling 432 ist dargestellt, der die Form 425 verläßt.
Ein Beispiel für einen Blasrohling, der zum Blasformen in eine Flasche geeignet ist, hat innere und äußere Schichten aus Poly carbonat mit Zwischenschichten aus amorphem Polyamid und wieder vermahlenen Abfällen.
Das beschriebene Ausführungsbeispiel hat verschiedene Vorteile gegenüber den Extrusionsvorrichtungen gemäß dem Stand der Technik: Die Position der ringförmigen Auslässe begrenzt die Fließstrecke von mehrschichtigen Aufbauten innerhalb des Extruderkopfes, wodurch unstabile Kombinationen zu einem Blasrohling zum Blasformen gebildet werden können. Zum Beispiel können Polycarbonatharze mit einer hohen Viskosität leichter zu einem Blasrohling mit Harzen niedriger Viskosität verarbeitet werden. Ein Minimieren des Abstandes des mehrschichtigen Fließens verringert die Gelegenheit, daß sich Zwischenflächenwellen an den Zwischenflächen zwischen den Schichten ausbilden. Außerdem umfassen die Vorteile der bevorzugten Ausführungsbeispiele die Verwendung von spiraligen Durchgangswegen mit einer Vielzahl von Umdrehungen, die sich nach und nach zu einem ringförmigen Durchgangsweg öffnen. Druckdifferenzen nahe des Harzeinlasses werden durch Druckdifferenzen in den oberen Abschnitten des ringförmigen Durchgangsweges bei dieser Konfiguration beseitigt. Dies eliminiert das Erfordernis einer ringförmigen Druckegahsierungs- und Verteilungskammer, die im allgemeinen bei Extrusionsvorrichtungen für röhrenförmige Gegenstände gemäß dem Stand der Technik erforderlich waren. Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung liefern überlegen gleichmäßig dicke Umfangsschichten, wenn diese spiraligen Kanäle verwendet werden.
Diese Ausführungsbeispiele, die es gestatten, daß die innere Schicht eines mehrschichtigen Aufbaues als letzte hinzugefügt wird, liefern größere Variation in Schichtkonfiguration, Schichtdicke und Schichtzusainrnensetzung bei den Produkten. Diese Ausführungsbeispiele schaffen größere Freiheit in der Verwendbarkeit eines Harzes mit niedriger Fließ-/hoher Viskosität als Innenschicht bei einer röhrenförmigen Mehrschicht-Extrusion.
Andere bevorzugte Ausführungsbeispiele liefern den Vorteil der größeren Temperaturisolation, wenn Lufträume zwischen benachbarten unabhängigen ringförmigen Modulen angeordnet sind.
Obgleich die beschriebenen Ausführungsbeispiele auf die Herstellung von Blasrohlingen gerichtet sind, die zum Blasformen von Flaschen verwendet werden, ist der beschriebene modulare Extruderkopf für die Herstellung von vielen anderen röhrenförmigen Gegenständen wie geblasene Folie geeignet, die durch Aufschlitzen einer röhrenförmigen Form mit oder ohne Aufbiasen der röhrenförmigen Form gebildet wird; er ist auch für Rohrextrusion oder Extrusion von anderen langgestreckten Profilgegenständen; Drahtbeschichtungen oder -mäntel; durch Glasmatten verstärkte Folien, bei denen ein Polymer von einem oder mehreren ringförmigen Extruderköpfen mit rechteckigen Mittelbohrungen zu einer Glasfasermatte extrudiert wird; und psultrudierten (profilgezogenen) Folien-, Stab- oder Profilgegenständen geeignet.
Es wird ohne weitere Ausführungen angenommen, daß ein Fachmann auf dem Gebiet unter Verwendung der vorstehenden Beschreibung die vorliegende Erfindung in ihrem weitesten Ausmaß anwenden kann. Die oben beschriebenen bevorzugten spezifischen Ausführungsbeispiele sollen deshalb nur zur Erläuterung und nicht als Einschränkung des Restes der Offenbarung in irgendeiner Weise dienen.

Claims

1. Ein Polymerharz-Extruderkopf zum Extrudieren von röhrenförmigen Gegenständen, umfassend:

eine sich in Längsrichtung erstreckende Blasdornanordnung (24), wobei diese Blasdornanordnung in einem Bodenabschnitt endet;

eine Vielzahl coaxialer ringförmiger Extrusionsmodule (6, 11, 16), die entlang der Blasdornanordnung in Längsrichtung und aufeinanderfolgend so positioniert sind, daß sie einen ringförmigen Kanal zwischen der Blasdornanordnung und den Modulen ausbilden, wobei der ringförmige Kanal an einem Extruderkopfauslaß endet, von dem der röhrenförmige Gegenstand extrudiert wird, wobei jeder ringförmige Extrusionsmodul einen Harzeinlaß, einen ringförmigen Auslaß zur Extrusion einer röhrenförmigen Harzschicht in den ringförmigen Kanal und einen Durchgangsweg von dem Harzeinlaß zu dem ringförmigen Auslaß für die Aufnahme und die Verteilung von Harz aufweist;

und der dadurch gekennzeichnet ist, daß die ringförmigen Auslässe (47, 48, 49) in Längsrichtung und in radialer Richtung voneinander beabstandet sind und in Längsrichtung von dem Extruderkopfauslaß so beabstandet sind, daß die extrudierten Harzschichten der Reihe nach aufeinanderfolgend zu einem röhrenförmigen mehrschichtigen Aufbau innerhalb des ringförmigen Kanals und innerhalb eines Abstandes von 10,16 cm (4 Zoll) in Längsrichtung von dem Extruderkopfauslaß kombiniert werden, wobei eine letzte extrudierte röhrenförmige Harzschicht zu dem röhrenförmigen mehrschichtigen Aufbau innerhalb eines Abstandes von 2,54 cm (1 Zoll) von dem Extruderkopfauslaß in Längsrichtung hinzugefügt wird.

2. Ein Extruderkopf nach Anspruch 1, bei dem sich die Durchgangswege innerhalb der ringförmigen Extrusionsmodule spiralförmig von dem Harzeinlaß erstrecken und sich allmählich in einen ringformigen Raum hinein öffnen, der zu dem ringförmigen Auslaß führt.

3. Ein Extruderkopf nach Anspruch 1, bei dem die ringförmigen Auslässe so aufgebaut sind, daß die letzte röhrenförmige Harzschicht die innerste Schicht des röhrenförmigen mehrschichtigen Aufbaus ist.

4. Ein Extruderkopf nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem die Konfiguration der ringförmigen Extrusionsrnodule jeweils kegelstumpfförmig ist und sich die entsprechenden Durchgangswege innerhalb der ringförmigen Extrusionsrnodule jeweils spiralförmig von einem entsprechenden Harzeinlaß erstrecken und sich allmählich in einen ringförmigen Raum öffnen, der zu dem ringförmigen Auslaß führt.

5. Ein Extruderkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die ringförmigen Extrusionsmodule in Längsrichtung entlang der Blasdornanordnung so beabstandet sind, daß sie Lufträume zwischen benachbarten Modulen bilden, die ausreichend sind, um direkte Wärmeübertragung zwischen den benachbarten Modulen zu vermeiden.