DK145256B - Apparat til ekstrusion af en folie sammensat af lag af termoplastiske formstoffer - Google Patents

Description

145256

Opfindelsen angår et apparat til ekstrusion af en folie sammensat af mindst to lag af termoplastiske formstoffer, hvilket apparat omfatter en gennemgående kanal, der har cirkulært tværsnit, tilførselsledninger for formstofferne og udmunder i en flad ekstrusionsdyse, og scan af mindst én i dens gennemstrømningsretning forløbende skillevæg er opdelt i indbyrdes parallelt anbragte kanaler til formstofferne.

Der kendes flere apparater af denne art. Et sådant apparat er f.eks. vist og beskrevet i beskrivelsen til engelsk patent nr. 1.166.458. Fælles for de kendte apparater er, at det i praksis viser sig, at de enkelte lag af den færdige folie får forskellig tykkelse, bl.a. fordi det tilførte formstof for de enkelte lag gennemløber en forskellig lang strækning langs den gennemgående kanal.

Det har ifølge opfindelsen vist sig, at en indstilling af retningen for skillevæggen eller skillevæggene kan afhjælpe denne ulempe. Dette opnås ifølge opfindelsen ved, at skillevæggen er drejelig om den gennemgående kanals i gennemstrømningsretningen forløbende midterakse. Herved kan man ikke alene på forhånd, men også under driften ændre retningen af skillevæggen eller skillevæggene efter behov med henblik på at opnå en ensartet tykkelse af hvert enkelt lag af folien.

Apparatet kan ifølge opfindelsen hensigtsmæssigt være indrettet på den måde, at skillevæggen er fastgjort til en i den gennemgående kanal drejeligt lejret drejedel, og at to over for hinanden liggende tilførselsledninger til to termoplastiske formstoffer indmunder i den gennemgående kanal på et sted, som i strømningsretningen ligger umiddelbart efter drejedelen.

Drejedelen kan ifølge opfindelsen være forsynet med et antal parallelt og i indbyrdes afstand anbragte skillevægge, som mellem sig indeslutter yderligere gennemstrømningskanaler, der står i forbindelse med tilførselsledninger til termoplastiske formstoffer, som passerer gennem drejedelen. Herved kan man på simpel måde tilføre og regulere formstofmængder til en trelagsfolie.

145256 2

Apparatet ifølge opfindelsen kan med fordel udbygges ved, at der til den gennemgående kanal efter skillevæggen eller -væggene regnet i strømningsretningen er tiislyttet yderligere en drejedel med to skillevægge, som mellem sig indeslutter en central gennemstrømningskanal for den fra den foran liggende apparatdel kommende sammensatte formstofstreng, og at to over for hinanden liggende tilførselsledninger til termoplastiske formstoffer indmunder umiddelbart efter drejedelen. Herved kan apparatet på simpel måde udnyttes til forøgelse*af formstof-foliens antal lag.

Opfindelsen forklares i det følgende nærmere under henvisning til tegningen, på hvilken fig. 1 skematisk viser et lodret snit gennem den nederste del af.en udførelsesform for et apparat ifølge opfindelsen, idet den punkterede lodrette linie i kanalen 2 angiver skillevæggens drejningsakse, fig. 2 et snit efter linien X'-X i fig. 1, fig. 3, 4 og 5 i større målestok snit gennem ekstruderende folier ved forskellige vinkelstillinger af den drejelige skillevæg, fig. 6 et skematisk snit gennem den udførelsesform for apparatet, hvoraf en del er vist i fig. 1, fig. 6a et snit efter linien b' - b i fig. 6, fig. 7 en anden udførelsesform for apparatet, fig. 7a et snit efter linien b' - b i fig. 7, fig. 8 en ændret udførelsesform for apparatet, fig. 8a et snit efter linien b' - b i fig. 8, fig. 9 et snit gennem en af tre lag bestående folie, fig. 10, 11, 12 og 13 snit gennem forskellige sammensatte folier, fig. 14 et snit gennem et apparat med en yderligere drejedel med to skillevæg_ e, fig. 15 et snit efter linien X' - X i fig. 14, fig. 16 et snit efter linien Y* - Y i fig. 14, og fig. 17 et snit efter linien Z' - Z i fig. 14.

3 14526$

Fig. 1 viser en flad ekstrusionsdyse 1, Bom forsynes fra dysespaltens ene ende, idet materiale tilføres gennem en kanal 2 via et kammer 3. Et i fig, 2 vist plan a' - a adskiller to strømme, som tilføres dysen. Det har vist sig, at dette plan bør ligge· skråt i forhold til ekstrusionshovedets plan o* - o, for at strømmene skal fordele sig i to parallelle lag i den ekstruderede folie, som det vises i større målestok i fig. 3, og det har endvidere vist sig, at der fremkommer skæve fordelinger som de i fig. 4 og 5 viste, hvis den omtalte skråstilling ændres til den ene eller den anden side.

Et tilsvarende resultat opnås, dersom ekstrusionshovedet modtaget materiale i tre eller flere strømme.

Fig. 6 viser et apparat ifølge opfindelsen, indrettet til to strømme af termoplastiske formstoffer A' og B'. Det er anbragt på en tilførselskanal 2 til et ekstrusionshoved med flad dyse 1, som forsynes fra dysespaltens ene ende. Apparatet består af et cylindrisk legeme 4, som ved hjælp af en gevindring 5 er fastgjort til tilførselskanalen 2, og det modtager de to formstoffer A* og Bf fra hver sin kanal. En skillevæg 6 er fastgjort til en drejedel 7, der er frit drejelig om tilførselskanalens akse og adskiller strøraaene af de to formstoffer A' og B', som først neden for skillevæggen 6 forenes i et plan, der forlænger skillevæggen. Dennes stilling reguleres ved drejning af delen 7, som kan indstilles efter ønske. · I det i fig. 6a viste snit efter linien b' - b i fig. 6 ses skillevæggen 6 fra enden. Alt efter den vinkelstilling, man giver delen 7, kan skillevæggen indtage enhver stilling inden for et område, hvis grænser er vist med punkterede linier.

Fig. 7 og 8 viser apparatet ifølge opfindelsen i udførelses·* former til samlet ekstrudering af folier bestående af tre formstoffer A', B' og C, se fig. 7, og fire formstoffer A', B', C og D', se fig. 8. · I fig. 7a og 8a vises snit efter linien b' - b, dels i fig.

7 dels i fig. 8, hvorved man ovenfra ser de to (fig. 7a) eller tre (fig. 7b) skillevægge 6, hvis stilling bestemmer strømmenes forløb, idet skillevæggenes stilling inden for de med punkterede linier angivne grænser kan ændres ved den drejning, man giver de bevægelige- dele 7, hvortil skillevæggene er fastgjort. Fig. 9-11 viser ^ snit gennem tre forskellige sammensatte folier, der er dannet ved hjælp af det i fig. 7 og 7a viste apparat. Folierne består af tre fcranstoffea^ idet skilleplanet i det i fig. 10 viste tilfælde ligger skråt.

145256 4

Antallet n af de lag, der kan fremstilles ved hjælp af et enkelt apparat afhænger i praksis kun af grænserne for det i mekanisk henseende mulige. Det er nemlig nødvendigt, at de centrale n-2 lag kan drejes om hovedkanalens akse, mens de tilførselskanaler, hvorfra materialerne til lagene tilføres er fast monteret.

De viste apparater er udskiftelige og kan anbringes på tilførselskanalen 2 ved hjælp af den gevindskårne ring 5.

Skillevæggene 6 kan være af ethvert stift materiale, som er foreneligt med de ekstruderede formstoffer. De bør være så tynde som muligt, og deres kanter bør være skarpslebne. Deres længde skål kun være tilstrækkelig til at sikre roligt udløb af de forskellige strømme, de danner, uden at der fremkommer turbulens ved deres berøringsflader.

Spillerummet mellem de bevægelige skillevægge og legemet 4 bør være tilstrækkeligt lille til at forhindre, at skillevæggene vrides af de forskellige strømme, og tilstrækkeligt stort til, at det undgås, at de sætter sig fast. I almindelighed vil et spil på oa. 0,01 til 0,1 mm være passende.

Den ønskede drejningsvinkel kan ligeledes medføre en begrænsning, hvis det kræves, at hver strøm altid indtager samme plads mellem samme par naboskillevægge i den samlede strøm af smeltet materiale, i praksis kan man modvirke disse teknologiske begrænsninger ved at konstruere et særligt apparat til hver enkelt anvendelse. Ønsker man f.eks. at have en drejningsvinkel, som gør det muligt at dække hele cirklen, og man er indforstået med, at hver polymer kan skifte plads indenfor strømmen, er det tilstrækkeligt at tilvejebringe tilførselskanaler for de yderste delstrømme, hvis diametre er større end de drejelige skillevægges bredde.

Skal derimod hver polymer beholde sin bestemte plads i helheden, vil den mindst mulige diameter for de to yderste lags til førselskanaler muliggøre drejning i den størst mulige vinkel.

I det. følgende vil den med to aggregater forsynede udførelsesform for apparatet blive mere indgående omtalt. Som vist i fig, 14 har apparatet et cylindrisk legeme ' 11, som fra side- kanaler 12- og 13 modtager to formstoffer B og C, og hvortil der desuden føres et formstof A fra en midtstillet kanal 14 gennem en drejedel 15, som er frit drejelig om den cylindriske kanals 5 145256 akse. Kanalen 14 forlænges ved hjælp af skillevægge 16, som er i ét stykke med delen 15, og som kan drejes med denne for at sikre strømmenes rigtige indstilling i forhold til ekstrusionsplanet.

Apparatet er vist indrettet til tre polymerstrømme, men det kan som tidligere omtalt indrettes til et vilkårligt større antal sådanne strømme. Det er ved hjælp af f.eks. en gevindskåren ring 17 fastgjort i ønsket vinkelstilling på et tilsvarende apparat bestående af et cylindrisk legeme 18, som forlænges af skillevægge 19, idet det hele atter er drejeligt lejret i et cylindrisk legeme 11, som igen ved hjælp af en gevindskåren ring 24 er fastgjort til en tilførselskanal 21 til en ikke vist flad dyse. Det cylindriske legeme 11 forsynes gennem sidekanaler 12 og 13 med ét og samme formstof D, som er bestemt til at danne den ekstruderede folies randpartier. Det er klart, at de to sidekanaler 12 og 13 kan tjene til tilførsel af to forskellige polymere D og E, om nødvendigt. Det vil ses, at de af formstoffet D dannede strømme fordeler sig på hver sin side af den sammensatte, af formstofferne A, B og C bestående strøm, som tilføres fra den mellem skillevæggene 19 dannede kanal.

o

Fig. 15 viser i et skematisk» 90 drejet snit efter linien X1 - X i fig. 14 strømmenes fordeling på dette sted, mens fig· 16 i et snit efter linien Y1 - Y i fig. 14, viser strømmenes fordeling længere nede.

Fig. 17 viser strømmenes fordeling i et snit efter linien Z1 - Z, dvs. ved indgangen til ekstrusionshovedet.

Alt efter den drejningsstilling, man giver de bevægelige dele 15 og 18, dels indbyrdes, dels i forhold til ekstrusionspla-net, opnår man ved hjælp af apparatet ifølge opfindelsen folier, hvis snit i stor målestok er vist i fig. 12 og 15-

Pig. 13 viser et snit af en folie, som fremkommer ved en indstilling af de bevægelige dele, og som sikrer, at det plan, som adskiller de af formstofferne D og E dannede strømme fra det øvrige materiale, ligger vinkelret på foliens plan, mens skilleplanet i det i fig. 12 viste tilfælde ligger skråt.

Som det ses, muliggør apparatet ifølge opfindelsen uafhængig indstilling af de planer, som adskiller strømmene, idet de forskellige lags relative tykkelse bestemmes ved regulering af de 145256 6 tilsvarende strømningshastigheder. I praksis vil man først indstille det plan, som adskiller randpartierne fra foliens øvrige del, ved drejning af delen l8 i forhold til ekstrusionshovedet 11 og derefter det plan, som adskiller laminatlagene, ved drejning af delen 15 i forhold til delen 18.