DK162336B

DK162336B - Fremgangsmaade og anlaeg til kontinuerlig fremstilling af et produkt med en af folie omhyllet kerne

Info

Publication number: DK162336B
Application number: DK268983A
Authority: DK
Inventors: Jean-Patrick Briand
Original assignee: Gunther Sa
Priority date: 1982-06-11
Filing date: 1983-06-10
Publication date: 1991-10-14
Also published as: HK63187A; FI831994A0; IE54342B1; DE3320550C2; SG23887G; ES523121A0; NO832126L; NZ204515A; DK268983A; NO177895B; AU1549883A; FR2528350A1; NO177895C; ZA834126B; PT76852B; SE8303290L; GB2126150B; FI82637C; ES8500586A1; GB2126150A

Description

DK 162336 B

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til kontinuerlig fremstilling af et produkt med en kerne omsluttet af folie af den i indledningen til krav 1, henholdsvis krav 2, angivne art, og opfindelsen angår tillige et anlæg til udøvelse af 5 fremgangsmåden.

En fremgangsmåde af den omhandlede art er kendt fra FR patentskrift nr. 2.455.968. Ved den kendte fremgangsmåde dækkes kernen i plastificeret tilstand med to folier, som lægges på henholdsvis oversiden og undersiden af kernen og 10 ved hjælp af en kalandreringsindretning forbindes med kernematerialet. Det er en ulempe ved denne kendte fremgangsmåde, at det smeltende termoplastiske kernemateriale flyder langs de to smalle længdekanter, hvor de to folier støder sammen, hvilket resulterer i overfladedefekter, f.eks. i 15 form af dråbedannelser, som må bortslibes inden den videre behandling af den omhyllede kerne. Derved at det termoplastiske kernemateriale træder ud af den omsluttende folie påvirkes de mekaniske egenskaber af slutproduktet i uheldig retning, da ethvert tab af termoplastisk kernemateriale 20 svækker produktets mekaniske styrke og indre sammenhold. Endvidere påvirker manglen på en direkte forbindelse mellem den nederste og øverste folie sammenholdningen, stivheden og modstandsstyrken hos slutproduktet.

Fra DE offentliggørelsesskrift nr. 1.779.959 er det 25 kendt at omslutte et termoplastisk kernemateriale med et folielignende dæklag ved kontinuerlig fremstilling af kom-positplader. Hertil understøttes kernematerialet yderligere mod mekaniske deformeringskræfter ved hjælp af langs siderne anbragte transportbånd. Af hensyn til økonomien ved denne 30 kendte fremstillingsmåde må de ved siderne anbragte transportbånd drives med stor hastighed, hvilket kræver en betydelig længde af transportbåndene og dermed tilsvarende store arbej dshaller.

Det er formålet med opfindelsen at afhjælpe de nævnte 35 ulemper ved de kendte fremgangsmåder og at tilvejebringe en fremgangsmåde, som er optimal med hensyn til produktivitet

DK 162336B

2 og kvalitet af det fremstillede produkt.

Dette er ifølge opfindelsen opnået ved de i de kendetegnende dele af krav 1 og 2 angivne karakteristiske træk.

Det fælles opfindelsesprincip ved de i krav 1 og 2 5 foreslåede løsninger består følgelig i, at termoplastisk kernemateriale i plastificeret tilstand umiddelbart efter at være trådt ud af et mundstykke som en streng med ensartet tværsnit lægges på en folie, henholdsvis yderligere dækkes med en anden folie og ved træk i denne eller disse folier 10 med en til tilførselshastigheden af kernen til folien svarende hastighed tilføres til kalandreringsindretningen, hvorved samtidig foliens eller foliernes kanter under gensidig overlapning foldes ind omkring kernen.

Ved omhylningen af kernematerialet med folien eller 15 folierne opnås, at intet kernemateriale træder ud af foliehylsteret. Da kernen endvidere ved trækket i folien eller folierne overføres til kalandreringsindretningen med en hastighed svarende til tilførselshastigheden af kernen til folien eller folierne, undgås enhver deformering af kernema-20 terialet herunder revnedannelser. Resultatet af fremgangsmåden ifølge opfindelsen bliver herved fremstilling af et strengformet kompositmateriale af høj kvalitet med en produktionshastighed, som udelukkende er bestemt af kapaciteten af apparatet til fremstilling af kernemateriale.

25 Fordelagtige videreudformninger af fremgangsmåden ifølge opfindelsen er angivet i krav 3-7.

Et særligt fordelagtigt anlæg til udøvelse af fremgangsmåden ifølge opfindelsen er af den i indledningen til krav 8, henholdsvis krav 9 angivne art og er ejendommelig 30 ved det i de kendetegnende dele af krav 8 og 9 angivne karakteristiske træk.

Opfindelsen beskrives nærmere i det følgende under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 skematisk viser en første udførelsesform for 35 anlægget til udøvelse af fremgangsmåden ifølge opfindelsen og indrettet til fremstilling af produkter med hylstre be-

DK 162336 B

3 stående af en enkelt folie, fig. 2 skematisk en anden udførelsesf orm for et anlæg til udøvelse af fremgangsmåden ifølge opfindelsen, der specielt er beregnet til fremstilling af plader, der er omslut-5 tet af en første, underste folie og en anden øverste folie med langsgående kanter, der overlapper kanterne af den første folie, og fig. 3a til 3m forskellige tværsnit af profiler og plader, der kan fremstilles på anlæggene i fig. 1 og 2 ved 10 fremgangsmåden ifølge opfindelsen.

På tegningen er vist en fødetragt 1 med en tilførselssnekke 2, som roterer om en vertikal akse, som vist ved pilen 3, og som bærer vinger eller skovle 4. Fødetragten 1 tilføres termoplastisk affaldsmateriale af enhver art såsom 15 film, emballagemateriale, mælkepakninger, eller forskelligt affald fra papirfremstilling, som før tragten 1 sønderdeles til en tilstrækkelig fin og homogen tilstand ved hjælp af en lyddæmpet knivmekanismé, der skematisk er vist ved rektanglet 5.

20 Materialet der tilføres fødetragten 1 kan også være et rent termoplastmateriale, eventuelt med fyldmaterialer af affald fra tekstiler, papir, aluminium, savsmuld eller endog fine og lange fibre af glas eller metal.

Fra fødetragten 1 føres materialet direkte til en 25 tilgangsåbning 6 på en ekstruder 7, der har en cylindrisk kappe med elektriske varmelegemer 8 og en central ekstru-sionssnekke 9, der drives rundt, som antydet ved pilen 10, idet den drives over en gearudveksling 11, der trækkes fra en hovedmotor 13 med omdrejningsretning 12.

30 Ekstruderen 7 er forbundet med en afgasningspumpe 14, der drives af en motor 15.

Den intime blanding med den valgte kornstørrelse og bestående af termoplastmaterialet og fyldmaterialeme presses fra tilgangsåbningen til afgangsenden af ekstruderen 7 ved 35 hjælp af snekken 9. Herved og under påvirkning fra varmelegemerne 8 bringes blandingen i en smeltetilstand, hvor

DK 162336 B

4 den homogeniseres yderligere.

En streng 16 af blødt materiale afgives fra ekstruderen med en temperatur på ca. 140° C og med en hastighed på mindst 10 m/min. Tværsnitsformen af denne streng af blødt 5 og varmt materiale afhænger af formen af den ved afgangen fra ekstruderen anbragte dyse. Tværsnittet kan have cirkulær form, kvadratisk eller rektangulær henholdsvis udfladet form, som vist ved 17, eller det kan have afrundede smalsider, som vist ved 18.

10 I den i fig. 1 viste udførelsesform for anlægget ifølge opfindelsen, der især er beregnet til fremstilling af profiler med ringe bredde, aflejres strengen 16 umiddel- _______ bart på en folie 19 af fleksibelt materiale, f.eks. papir, karton eller tekstil, der tilføres fra en spole 20 og even-15 tuelt forvarmes med en infrarød-strålelampe 21 for at undgå eller i det mindste begrænse en for kraftig afkøling af strengen 16.

Papirbanen 19 trækkes fremad af mindst den ene af valserne 22 i en kalander 23 og samtidig bøjes dens kanter 20 opad af et styr 24 som vist ved tværsnittet 25, og en foldeindretning 26 folder kanterne således som skematisk antydet ved pilene 27, så strengen er helt omhyllet.

Den således omhyllede streng føres til valserne i kalanderen uden at have været udsat for den mindste mekaniske 25 spændingspåvirkning, og dermed uden risiko for at den er deformeret eller revnet. For at opnå dette er det vigtigt at beskyttelsesfolien 19 trækkes frem af valsen 22 med en hastighed, som er lig med den hastighed hvormed strengen 16 ekstruderes.

30 Idet afstanden mellem ekstruderen 7 og kalanderen 23 er kort, og strengen 16 ikke udsættes for nogen særlig afkøling har den med beskyttelsesfolien 19 omhyllede streng ved kalanderen 23 en temperatur af størrelsesordenen 100 til 120°C, dvs. en passende temperatur til at bearbejde og 35 komprimere materialet og give det en bestemt form.

Eventuelt kan afstanden mellem ekstruderens dyse og

DK 162336 B

5 kalanderen 23 fastsættes og forlænges eller afkortes i nøjagtig overensstemmelse med den ideelle temperatur, som den folieomhyllede streng bør have ved tilgangen til de første valser i kalanderen.

5 Efter at have passeret valserne i kalanderen klæber folien 19 sig fast til kernen af termoplast simpelthen på grund af det tryk, som valserne udøver.

For at lette fastklæbningen kah en eller flere af valserne 22 til stadighed afkøles med vand.

10 Ved afgangen fra det sidste valsepar i kalanderen føres den sammensatte pladebane 28, der er dannet af kernen af termoplast med eller uden fyldstof og det helt omsluttende beskyttelseshylster, straks til en perofileringsstation 29, hvor den passerer mellem flere par efter hinanden følgende 15 valsepar 30 og efterhånden gives det ønskede profil, således som antydet ved 31 og 32.

Den sammensatte plade bearbejdes, dvs. deformeres let mellem valserne, idet den forlader kalanderen med en høj temperatur, og føres ind i profileringsstationen med en 20 ideel arbejdstemperatur, der kan ligge mellem 80 og 100'C.

Efter formningen af banen f.eks. så den danner et L-formet profil, som vist ved 32, afskæres dette profil ved hjælp af knive 33 i ønskede længder.

Som et konkret eksempel kan f.eks. oplyses, at der 25 til fremstilling af et L-formet profil af en bane med en tykkelse på 3 mm og en bredde på 70 mm, som bukkes, således at profilets to flanger hver har en bredde på 35 mm, ekstrudere en blanding af 54% polyethylen med stor tæthed og 46% papirfibre indeholdende små mængder aluminiumsaffald med en 30 hastighed på 20 m/min. som en cylindrisk streng med en diameter på 8,17 mm.

strengen forlader ekstruderen med en temperatur på 140°C, og anbringes straks på en folie af kraftpapir med en bredde på 160 mm, som trækkes fremad af det første valsepar 35 i kalanderen med en hastighed på 20 m/min.

Efter kalandreringen og formningen af vinkelprofilet

DK 162336 B

6 med valserne i profileringsstationen vejer profilet 20 g pr. løbende meter.

Med samme blanding afgivet fra samme ekstruder som en streng med samme diameter, samme temperatur på 140° og 5 med hastigheden 40 m/min., kan der fremstilles en L-formet profilskinne med samme bredde, men med den halve tykkelse dvs. 1,5 mm og med en vægt på 100 g pr. løbende meter.

De to foran nævnte vinkelprofiler, der er bukket i L-form ved kalandrering er blevet fremstillet ud fra en 10 blanding afgivet fra en konventionel ekstruder med en produktionskapacitet på 200 kg/h.

I en anden fabrikation med samme blanding afgivet fra en anden konventionel ekstruder med en kapacitet på 800 kg/h blev ekstruderet en cylindrisk streng med en diameter 15 på 8,17 mm ved en hastighed på 80 m/min., som efter kalandrering havde form som en bane med en bredde på 70 mm og en tykkelse på 3 mm og med en vægt på 200 g pr. løbende meter.

Denne bane blev til sidst i anlægget foldet i form som en L-formet profilskinne med dimensionerne 35x35x3 mm.

20 Med andre ord har den i det tredie eksempel fremstil lede profils skinne de samme tekniske egenskaber, som den i det første eksempel fremstillede, men den er alligevel fremstillet med en fire gange større hastighed. Dette viser at produktiviteten ved fremgangsmåden alene afhænger af produk-25 tionsapparatet (ekstruderen) og ikke af de anvendte materialer i kernen og hylstret.

Til sammenligning kan det nævnes, at man ved fremstilling af samme vinkelprofilskinne direkte ved ekstrusion fra en dyse med V-formet tværsnit kun nåede op på en has-30 tighed på ca. 5 m/min., og at det resulterende vinkelprofil foruden en lidet tiltalende overflade havde mekaniske egenskaber, som var langt ringere end de ved opfindelsen fremstillede sammensatte profiler.

Eksempelvis blev en bane med en længde på 380 mm og 35 alene understøttet ved enderne på sit midterparti udsat for vertikale trykpåvirkninger nedefra og opefter (ved hjælp af

DK 162336 B

7 vægte) og pilhøjden blev ved hver belastningsprøve målt i hundrededele af millimeter.

Der blev undersøgt forskellige prøver, hvor den første prøve var fremstillet ved traditionel direkte ekstrusion og 5 de andre prøver var fremstillet ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen og med forskellige tykkelser af det omsluttende papirhylster.

En pilhøjde på 5 mm blev opnået med en vægt på 50 g på et på traditionel måde fremstillet vinkelprofil uden 10 hylster. Med en vægt på 160 g og et hylster med en tykkelse på 0,15 mm, en vægt på 300 g og et hylster med en tykkelse på 0,4 mm og endelig med en vægt på 450 g og et hylster med en tykkelse på 0,6 mm blev pilhøjden den samme hver gang.

Den i fig. 2 viste udførelsesform for anlægget ifølge 15 opfindelsen er beregnet til fremstilling af sammensatte produkter med et hylster, der består af to folier, der overlapper hinanden. Anlægget er derfor især beregnet til fremstilling af plader med stor bredde.

I dette apparat er de med henvisningstallene 1 til 20 15 betegnede dele identisk med de tilsvarende dele i anlægget i fig. 1.

Fra dysen på ekstruderen 7 afgives en streng 16,18 af varm blødgjort materiale, der kan have et cirkulært tværsnit eller et mere ovalt tværsnit. Strengen af lej res umiddel-25 bart på en første bærende beskyttelsesfolie 19, der tilføres fra en spole 20 og eventuelt forvarmes ved hjælp af infrarød--stråleren 21.

Den bærende folie 19 udsættes for en første formgivning ved passage gennem en foldeindretning 34, som løfter 30 dens kanter, som antydet ved 35, og folder kantpartierne 36 omkring strengen 18.

Umiddelbart derefter tilføres en anden folie 37 af samme type fra en spole 38, og denne folie forvarmes eventuelt ved hjælp af en infrarød-stråler 39 og påføres derefter 35 den delvis dækkede streng, således som vist ved henvisningstallet 40.

DK 162336 B

8

Efter passage gennem endnu en foldeindretning 41 er folierne 39 og 37 ført tættere ind omkring strengen 18 og dækker delvis hinanden, og den i fig. 2 viste form 42 er fremkommet.

5 Den således beskyttede streng føres til en kalander 43, i hvilken i det mindste det første valsepar 44 trækker i hvert fald den nederste folie 19 fremad med en hastighed, der er lig med strengens ekstrusionshastighed.

Trykpåvirkningen, som udøves mellem valserne 44 på-10 virker strengen, så den får en mere flad form 45, som vist i fig. 2. Samtidig klæber folierne 19 og 37 til kernen af termoplastisk materiale.

Det er klart at bredden af folierne 19 og 37 er valgt i afhængighed af tværsnittet af formen 45 og mere nøjagtigt 15 som funktion af den ønskede bredde af produktet, der afgives fra kalanderen.

Bredden af folierne 19 og 37 vælges således, at de langsgående kanter af pladen i den endelige tværsnitsform er dækkede af folierne 19 og 37, hvis kanter overlapper 20 hinanden.

Passagen gennem kalanderen 43 bevirker ingen udflydning af det termoplastiske materiale. Dette er til stadighed indespærret mellem folierne 19 og 37, som altid i det mindste delvis dækker hinanden.

25 Efter kalandreringen formes pladen eventuelt mellem formningsvalser i en profileringsstation 46 og afskæres så i længder ved hjælp af knive 47.

I en variation af fremgangsmåden kan pladen 45 først blive opskåret i delstykker, som så formes i en presse 48.

30 Formgivningen af pladen over en profileringstrækning eller ved dybtrækning er altid mulig, eftersom pladen 45 i et anlæg som det i fig. 1 viste forlader det sidste valsepar i kalanderen med en tilstrækkelig høj temperatur til at kunne bearbejdes og deformeres.

35 Alle de i anlæggene i fig. 1 og 2 fremstillede pro dukter i form af profiler eller plader har en kerne af termo-

DK 162336 B

9 plastisk materiale med eller uden fyldstoffer og fuldstændigt indesluttet i en eller to sammenhængende folier af et fleksibelt materiale, som også dækker de langsgående kanter af det færdige produkt.

5 Det er således et karakteristisk træk ved produktet, at kernen af termoplastisk materiale er fuldstændig usynlig under beskyttelsesfolien.

Det færdige produkt kan fremstilles med mange forskellige tværsnitsformer f.eks. i form som en plade 49 (fig.

10 3a) et L-formet profil 50 (fig. 3b), et U-profil 51 (fig.

3c), i rørform 52 med rektangulært tværsnit (fig. 3a) eller i rørform 53 med kvadratisk tværsnit (fig. 3e), hvor de to kanter er fri eller er forbundet med hinanden ved limning eller med anden teknik. Produktet kan endvidere f.eks. være 15 en bjælke eller et rør 54 med trekantet tværsnit (fig. 3f). Tegningen viser endvidere en støddæmpende vinkelprofilskinne 55 med indad ombukkede kanter (fig. 3g), endnu en støddæmpende vinkelprofilskinne 56, hvis flige er bøjet helt ind til midten af kroppartiet (fig. 3h), en V-bjælke 57 (fig.

20 3i) og en variant 58 heraf (fig. 3j) med en længdekant af den ene flig støttende mod den anden flig eller en variant 61 af bjælken eller røret med rektangulært tværsnit, hvor en kortside er udformet med dobbelt tykkelse (fig. 3k).

Den færdige plade 59 kan have en opbukket endekant 25 (fig. 31), eller den kan f.eks. være en plade 60 med krenele-ret tværsnit (fig. 3m).

De forskellige foran anførte produkter er anvendelige i forskellige industrier f.eks. til emballering, til klimaanlæg (profileret) og transport (plader og paller til under-30 støtning af kasser og kartonnager).

Claims

1. Fremgangsmåde til kontinuerlig fremstilling af et produkt med en kerne (16) af termoplastisk materiale med 5 eller uden fyldstoffer og omsluttet af en folie (19), ved hvilken fremgangsmåde kernen (16) i plastificeret tilstand dækkes af foliemateriale, og dette emne ved hjælp af en kalandreringsindretning (22,23) under tryk samles til et kompositmateriale, kendetegnet ved, at kernen 10 (16) i plastificeret tilstand umiddelbart efter udtræden fra et mundstykke som en streng med ensartet tværsnit lægges på en folie (19) og ved fremtrækning af folien med en til kernens tilførselshastighed svarende hastighed tilføres til en kalandreringsindretning (22>23), hvorved foliens kanter 15 samtidig under indbyrdes overlapning foldes omkring kernen.

2. Fremgangsmåde til kontinuerlig fremstilling af et produkt med en kerne (16) af termoplastisk materiale med eller uden fyldstoffer og omsluttet af folie, ved hvilken 20 fremgangsmåde kernen i plastificeret tilstand dækkes af foliemateriale, og emnet ved hjælp af en kalandreringsindretning (43,44) under tryk samles til et kompositmateriale, kendetegnet ved, at kernen (16) i plastificeret tilstand umiddelbart efter udtræden fra et mundstykke som 25 en streng med ensartet tværsnit lægges på en folie (19), og kernen (16) dækkes med en anden folie (37) og ved fremtræk-ning af disse folier med en til kernens tilførselshastighed svarende hastighed tilføres kal andrerings indretningen (43,44), idet foliernes rande (36) samtidig under gensidig 30 overlapning omhyller kernen.

3. Fremgangsmåde ifølge krav l eller 2, kendetegnet ved, at det strengformede kompositmateriale profileres og opskæres i delstykker med ønsket længde. DK 162336 B

4. Fremgangsmåde ifølge krav 1-3, kendetegnet ved, at det termoplastiske kernemateriale ekstruderes, fortrinsvis efter afgasning.

5. Fremgangsmåde ifølge krav 1-4, kendeteg net ved, at kernematerialet ekstruderes med en temperatur på maksimalt 140°C.

6. Fremgangsmåde ifølge krav 1-5, kendete g-10 net ved, at den strengformede kerne tilføres kalandre- ringsindretningen (22,23;43,44) med en hastighed på mindst 20 meter i minuttet.

7. Fremgangsmåde ifølge krav 6, kendete g-15 net ved, at den strengf ormede kerne forbindes med folierne (19,37) til et kompositmateriale ved en temperatur i området mellem 100°c og 120°C ved hjælp af kalandreringsindretningen (22,23;43,44) .

8. Anlæg til udøvelse af fremgangsmåden ifølge et af kravene 1 og 3-7, med en forrådsspole (20) for en af trækkelig folie, en indretning (8) til frembringelse af en plastifice-ret kerne af termoplastisk materiale og tilknyttet en tilførselsindretning (24) for tilførsel af folien (19) under kernen 25 (16) og en efter tilførselsindretningen anbragt kalandre- ringsindretning (22,23), kendetegnet ved, at tilførselsindretningen (24) for folien (19) er anbragt umiddelbart grænsende op til mundstykket af en indretning (7), der afgiver den plastificerede kerne (16) som en streng med 30 ensartet tværsnit, at kalandreringsindretningen (22,23) er indrettet til at drives med en hastighed svarende til tilførselshastigheden af kernen (16) til folien (19), som danner et underlag for kernen (16) på strækningen fra mundstykket til kalandreringsindretningen (22,23), og at tilførselsind-35 retningen (24) har et U-formet tværsnitsprofil, ved hjælp af hvilket foliens (19) kanter bøjes op, samt at der mellem DK 162336 B tilførselsindretningen (24) og kalandreringsindretningen (22,23) er anbragt en foldeindretning (26), som ombukker de opadbøjede foliekanter under gensidig overlapning.

9. Aniseg til udøvelse af fremgangsmåden ifølge et af kravene 2-7 med to forrådsruller (20,38) for hver sin aftrækkel ige folie (19,37), med en indretning (8) til frembringelse af en plastificeret kerne (16) af termoplastisk materiale og tilknyttet to efter hinanden følgende tilførsels-10 indretninger til tilførsel af hver sin folie til henholdsvis under- og oversiden af kernen, samt med en efter den anden tilførselsindretning anbragt kalandreringsindretning (43,44), kendetegnet ved, at den første tilførselsindretning er anbragt umiddelbart grænsende op til mundstykket af 15 en indretning (7), der afgiver den plastificerede kerne (16.18) som en streng med ensartet tværsnit, at kalandreringsindretningen (43,44) er indrettet til at drives med en hastighed svarende til tilførselshastigheden af kernen (16.18) til den til undersiden af kernen tilførte folie 20 (19), som danner et underlag for kernen (16,18) på stræknin gen fra mundstykket til kalandreringsindretningen (43,44), at der mellem de to folietilførselsretninger er anbragt en første foldeindretning (34), som til opbøjning og omfoldning af kanterne på den kernen (16,18) bærende folie (19) har et

25 U-formet tværsnitsprofil, og at der mellem den anden tilførselsindretning og kalandreringsindretningen er anbragt en anden foldeindretning (41), som kan folde den på oversiden af kernen (16,18) pålagte folie omsluttende omkring kernen.

10. Anlæg ifølge krav 8 eller 9, kendeteg net ved, en profileringsindretning (30) som er anbragt mellem kalandreringsindretningen (22,23) og en afskæringsindretning (33).