DK164089B - Fremgangsmaade ved ekstrusion af en formstofkappe om en temperaturfoelsom kerne og apparat til udoevelse af fremgangsmaaden. - Google Patents

Description

DK 164089 B

Opfindelsen omhandler en fremgangsmåde og et apparat til pålægning af en kappe omkring en over for kappematerialets smeltepunkt følsom kerne. En fremgangsmåde og et apparat hertil er kendt fra eksempelvis beskrivelsen til 5 USA-patent nr. 3 239 884.

Når man i det kendte apparat, der er beregnet til pålægning af en kappe omkring et kabel, anvender en luftstrøm som kølemiddel, kommer strømmen i direkte berøring med 10 forbindelsesstedet mellem kablet og kappen. Den direkte ankomst af kølemiddelstrømmen generer ikke, når det drejer sig om et kabel, hvor man blot skal regulere luftstrømmen på passende måde for ikke at forstyrre kappepålægningen .

15

Drejer det sig derimod om at lægge en kappe omkring en termisk eller mekanisk sart kerne, eksempelvis meget fine fibertråde og/eller et pulver, kan lufstrømsreguleringen med det kendte apparat ikke tilvejebringes med sikkerhed, 20 hvilket skaber anomalier i kappepålægningen. For pulve-rets vedkommende kan pulverpartikler blive efterladt i luftudløbskanalen i luftstrømmens retning, hvilket kan medføre skadelige tilstopninger overalt i apparatet, hvilket for det ekstruderede materiale kan medføre i hel-25 digste fald en bristning og i værste fald en sønderdeling af materialerne ved tilstopning af dysen.

Opfindelsen har til formål at afhjælpe denne ulempe, hvilket opnås ved en fremgangsmåde af den indledningsvis 30 angivne art, der er ejendommelig ved det i krav l's kendetegnende del angivne arbejdstrin.

Opfindelsen angår også et apparat til udførelse af fremgangsmåden og af den i krav 7's indledning angivne art, 35 hvilket apparat er ejendommeligt ved den i krav 7's kendetegnende del angivne konstruktion.

2

DK 164089 B

Opfindelsen forklares nærmere nedenfor i forbindelse med tegningen, der viser et længdesnit gennem en udførelsesform for apparatet ifølge opfindelsen.

5 Apparatet ifølge opfindelsen omfatter en rørformet dyse 1 og en dorn 2, hvis rækkefølge eventuelt kan ombyttes i forhold til den på figuren viste, og af et styrerør 3 for kernen. Styrerøret 3, der eventuelt kan holdes afkølet ved hjælp af en køleindretning 4, er anbragt således, at 10 dets udløbsende udmunder i det væsentlige i flugt med og fortrinsvis i det væsentlige i aksen for udløbskanten af den apparatdel, som former kappens indervæg, det vil sige i det væsentlige i flugt med dornen 2, under opretholdelse af en kanal 5 til et kølemiddel, hvilken kanal kan 15 strække sig lige til apparatets udløbskanal 6 for ekstru-deringsmaterialet.

Ifølge opfindelsen er styrerøret 3 ved sin udløbsende afsluttet med et mundstykke med sidevendende huller, og 20 desuden har dette mundstykkes udløbskanal, der fortrinsvis er koaksial med styrerøret, en diameter, der både overstiger diameteren af den gennem styrerøret udstrømmende kerne og er mindre end inderdiameteren af resten af styrerøret. Dette mundstykke, der er antydet med sort 25 på tegningen ved hovedet af styrerøret 3, har til opgave at styre kølemidlet, normalt en luftstrøm, der ankommer gennem kanalen 5. Dette kølemiddel, der helt eller delvis skifter retning gennem mundstykkets sidevendende huller, vil med en reduceret kraft ramme kernematerialet 14 og 30 den i kanalen 6 dannede kappe. Dette arrangement er særlig hensigtsmæssigt, når kernen mere eller mindre udgøres af et pulver. Ved at forskyde styrerøret 3 således, at mundstykkets ende kommer i berøring med dornen 2, er det muligt, som vist på figuren, helt at tillukke kanalen 5 35 før udløbet fra den del af apparatet, som danner kappens indervæg. Ved en sådan total lukning sendes kølemidlet, hvis retning er ændret af mundstykkets sidevendende hul- 3

DK 164089 B

ler, tilbage mod styrerørets indre uden at komme i direkte berøring med kappen. Antallet af sidevendende huller er mindst to modsat beliggende huller, men for at sikre en god drift er det hensigtsmæssigt at udforme en krans 5 af huller omkring mundstykket.

På konventionel måde er opbygningen af ekstruderingsdysen og dornen monteret som et vinkelformet hoved 7 fastgjort ved hjælp af en spændemøtrik 8. For at forbedre styrerø-10 rets varmeisolation kan man overtrække de varme vægge af kanalen 5 med et isolationsmateriale 9, der virker som en ekstra varmeskærm.

For maksimalt at formindske udstrålingen fra ekstrude-15 ringsapparatet foretrækkes det lige ved apparatets udløb at anbringe et varmeskjold 10, og de bedste resultater opnås med et skjold, der udgår i højde med apparatets yderkant. Skjoldets effektivitet kan forbedres eksempelvis ved, at der tilføres en luftstrøm igennem et rør 11, 20 hvilken luftstrøm samtidigt kan virke til at opretholde et modtryk på det ekstruderede materiale ved hjælp af en luftgennemstrømningsformindsker 12. Det beskrevne aggregat kan anvendes i forbindelse med en konventionel ekstruder under udøvelse af konventionelle ekstruderings-25 fremgangsmåder.

Enden af styrerøret 3, det vil sige enden af mundstykket beliggende i det væsentlige i flugt med udløbskanten af den apparatdel, som former kappens indervæg, kan befinde 30 sig inden for kanten, men styrerøret kan også som vist på figuren munde uden for ekstruderingsdysens udløbskant. Fortrinsvis er afstanden mellem mundstykkets udløbsende fra dornkanten, henholdsvis afstanden mellem mundstykkets udløbsende og ekstruderingsdysens udløbskant, af størrel-35 sesordenen højst 4 mm.

Ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen ekstruderes en 4

DK 164089 B

formstofkappe igennem en kanal 13 i ekstruderingsdysen, medens der samtidigt ved den modsatte ende af styrerøret 3, eventuelt afkølet og virkende som en tragt, indføres det materiale 14, der udgør kernen, og som møder kappen 5 ved apparatets udløb, idet der etableres en afkøling i det væsentlige ud for apparatets udløb mellem kappens in-dervæg og kernematerialet således, at kernen ikke kan angribes af temperaturen af apparatet eller af kappen ved udløbet 6. Dette kan ske ved, at der indføres afkølet 10 luft ved 15 i kanalen 5 mellem styrerøret 3 og apparatets varme væg. Som følge af styrerørets fremspring ved apparatets udløb og/eller af afkølingsgraden for kappens in-dervæg kan man holde det samlede materiale på en temperatur, der er tilstrækkelig lav til under hele kappepålæg-15 ningsoperationen af bevare dets praktisk taget originale udseende uden nogen væsentlig deformation.

For at forbedre det sammensatte materiales formbestandig-hed eller endog forøge dettes afkølingshastighed er det 20 muligt at sende en modstrøm af luft mod yderkappen ved dennes udgang fra apparatet. Dette kan eksempelvis ske ved at indføre luft gennem røret 11 til varmeskj oldet 10.

Det har vist sig, at alle ekstruderbare formstoffer kan benyttes som kappemateriale, og de til kernen anvendte 25 materialer kan vælges mellem de til kappefremstillingen benyttede formstoffer, eller de kan vælges blandt alle de pulvere eller fibre, hvis fysiske egenskaber eller struktur kan beskadiges ved, at pulverne eller fibrene udsættes for den ekstruderede kappes temperatur.

30

Kernen kan forsynes med en kappe direkte i pulverform, men også i form af fibre eller granulat. Et andet aspekt ved opfindelsen vedrører pålægning af kapper på vilkårlige fibre imprægneret med formstofpulvere eller besiddende 35 en vilkårlig reaktivitet.

Man kan således pålægge kapper på organiske eller uorga- 5

DK 164089 B

niske fibre, såsom fibre af tekstiler, kulstof, glas med flere. Sådanne fibre imprægneret med formstofpulvere er kendt og kan ved en konventionel fremgangsmåde fremstilles ved en gennemgang af fibrene i et fluidiseret pulver-5 lag som beskrevet i europæisk patentskrift nr. 0 133 825.

Drejer det sig om pålægning af en kappe omkring formstof-strukturer og fibre med eller uden imprægnering af et formstofpulver, indfører man strukturen eller de imprægnerede fibre 14 i styrerøret 3, hvor de møder kappen ved 10 ekstruderingsdysens udløb efter forud at være isoleret fra kappen ved hjælp af et kølemiddel gennem kanalen 5. Almindeligvis etableres afkølingen ved hjælp af en luftstrøm gennem kanalen og kappens indervæg.

15 Nedenfor gengives nogle udførelseseksempler.

EKSEMPEL 1

Ud fra en ekstruder med en enkelt skrue med en diameter 20 på 30 mm og en længde på 720 mm og forsynet med apparatet ifølge opfindelsen som vist i figuren ekstruderes der med en gennemstrømning på 760 g/h og ved en ekstruderingstem-peratur ved apparatet på 220 °C en kappe af polyamid 6 med en diameter på 2 mm, og samtidigt indføres der i kap-25 pen tværs igennem det vandkølede styrerør 3 en rowing 320 tex, hvis tråde forud er indlejret i et pulver af polyamid 12 med et smeltepunkt på 176 'C, hvis partikelstørrelse er på ca. 10 mikrometer.

30 Fiber/pulver-volumenforholdet er 25/75. I kanalen 5 cirkuleres der en tilstrækkelig stor luftmængde til at tilvejebringe en fluidisering af pulveret i nærheden af kappepålægningsområdet .

35 6

DK 164089 B

EKSEMPEL 2

Ved hjælp af samme ekstruder som i eksempel 1 ekstruderes der med en gennemstrømningsmængde på 860 g/h og ved en 5 ekstruderingstemperatur ved apparatet på 225 °C en kappe af polyamid 6 med en diameter på 2 mm, og samtidigt indføres der i kappen tværs igennem det vandkølede styrerør 3 et pulverformigt ekspansionmiddel: nitrogendicarbonamid med en nedbrydningstemperatur på 150 °C, imprægneret på 10 en rowing 320 tex. Fiber/pulver-volumenforholdet er 46/54.

Der opnås et sammensat polyamid 6-nitrogendicarbonamid afstivet med fibre, og som derefter kan varmebehandles 15 til udnyttelse af nitrogendicarbonamidets ekspansionsev ne.

EKSEMPEL 3 20 Eksempel 1 gentages med: en apparattemperatur på 225 "C, en kappe af polyethylen med smeltepunktet 117 °C, og en ekstruderingsgennemstrømningsmængde på 1025 g/h.

25

Der indføres i kappen, samtidigt med dennes fremstilling, en rowing imprægneret med dicumylperoxid i pulverform, hvis reaktionstemperatur er 120 °C. Fiber/pulver-volumenforholdet er 35/65.

30

Der opnås en sammensætning, der senere kan tværbindes under varme.

EKSEMPEL 4 35

Eksempel 1 gentages med: 7

DK 164089 B

en apparattemperatur på 210 °C, en kappe af polyamid 12, og en ekstruderingsgennemstrømningsmængde på 800 g/h.

5 Der indføres i kappen, samtidigt med dennes fremstilling, en rowing imprægneret med et polyesterblokamid i pulverform med smeltepunktet 128 eC. Fiber/pulver-volumenfor-holdet er 43/57.

10 Der opnås en sammensætning, der kan varmebehandles til at forbedre den endelige blødhedsgrad af polyamid 12 takket være den kompatible polyester.

EKSEMPEL 5 15

Eksempel 4 gentages ved at erstatte polyesterblokamidet med et pulver af polyamid 12.

Der opnås en kappe af polyamid 12 indeholdende glasfibre 20 imprægneret med pulveret af polyamid 12, der senere kan omdannes til et slutprodukt forstærket med glasfibre.

25 30 35

Claims (15)

1. Fremgangsmåde ved ekstrusion af en formstofkappe om en 5 kerne, der er følsom over for kappematerialets ekstrude- ringstemperatur, hvor kernematerialet ledes gennem et eventuelt afkølet styrerør, og kernematerialet og eventuelt kappens indervæg før materialernes forening afkøles i området ved afgangsenden af ekstruderingsværktøjet, der 10 udgøres af en rørformet dyse, en dorn og styrerøret, ved hjælp af et kølemiddel mellem styrerøret og de øvrige værktøjsdele, kendetegnet ved, at styrerøret ved sin afgangsende har et mundstykke med gennemgående, sidevendte huller indrettet til at lede kølemiddelstrøm-15 men i det mindste delvis imod styrerørets indre.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at mundstykkets ende er i berøring med dornen, så at kølemiddelstrømmen ikke direkte påvirker kappen ved appa- 20 ratets udløb.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 og 2, kendetegnet ved, at mundstykkets endeparti mindst når frem til at flugte med udløbskanalen, der former kappens indervæg. 25

4. Fremgangsmåde ifølge krav 1-3, kendetegnet ved, at mundstykket i det væsentlige er beliggende ko-aksialt med udløbskanalen, som former kappens indervæg.

5. Fremgangsmåde ifølge krav 1-4, kendetegnet ved, at kernematerialet vælges blandt gruppen af formstoffer i form af pulvere, fibre eller granulater samt fibre imprægneret med et formstofpulver.

6. Fremgangsmåde ifølge krav 5, kendetegnet ved, at de med formstofpulver imprægnerede fibre er glasfibre og/eller kulstoffibre. 9 DK 164089 B

7. Apparat til en ekstruder, til udøvelse af fremgangsmåden ifølge krav 1-6, hvilket apparat omfatter et ekstru-deringsværktøj, der udgøres af en rørformet ekstrude-ringsdyse (1), en dorn (2) og et styrerør (3) samt et kø- 5 leorgan (4) til en kølemiddelstrøm indrettet til eventuel afkøling af styrerøret og anbragt således, at dets ende udmunder i det væsentlige i flugt med udløbskanten af den apparatdel, der former kappens indervæg, under bevarelse af en kanal (5) til gennemgang af kølemiddel mellem sty- 10 rerøret og de øvrige værktøjsdele, hvilken kanal kan strække sig frem til udløbskanalen (6) for det ekstruderede materiale, kendetegnet ved, at enden af styrerøret (3) afsluttes med et mundstykke med gennemgående, sidevendte huller. 15

8. Apparat ifølge krav 7, kendetegnet ved, at mundstykkets udløbskanal har en mindre diameter end in-der-diameteren af resten af styrerøret (3). 20

9- Apparat ifølge krav 7-8, kendetegnet ved, at mundstykkets endeparti i det væsentlige flugter med udløbskanalen af den apparatdel, som former kappens indervæg.

10. Apparat ifølge krav 7-8, kendetegnet ved, at mundstykket er beliggende i det væsentlige koaksialt med udløbskanalen på den apparatdel, som former kappens indervæg.

11. Apparat ifølge krav 1-4, kendetegnet ved, at mundstykkets ende er i berøring med dornen (2).

12. Apparat ifølge krav 7-11, kendetegnet ved, at afstanden mellem mundstykkets udløbsende og kanten af 35 dornen (2), når styrerøret (3) er trukket ind, eller afstanden mellem mundstykkets udløbsende og udløbskanten af ekstruderingsdysen (1), når styrerøret (3) rager uden for 10 DK 164089 B ekstruderingsdysen, er maksimalt ca. 4 mm.

13. Apparat ifølge krav 7-12, kendetegnet ved, at der ved apparatets udløb er anbragt et varmeskjold 5 (10).

14. Apparat ifølge krav 13, kendetegnet ved, at varmeskjoldet (10) udgår i højde med apparatets yderkant.

15. Apparat ifølge krav 7 eller 8, kendetegnet ved, at varmeskjoldet (10) er udstyret med et køleorgan. 15 20 25 30 35