HU177257B - Knife extruder head for applying plastic layer onto flat surface - Google Patents

Description

A találmány tárgya sík alapra történő nagyhomogenítású műanyagrétegek felvitelére szolgáló lehúzókéses extruder, amely az öntésre alkalmas műanyagot adagoló rendszerből és a réteg vastagságát meghatározó lehúzókésből · áll. 5

Műanyagrétegek felvitelére — így például sík alapok műanyagfilmmel történő bevonására — számos berendezés és eljárás ismeretes, különösen, ha homogén és egyenletes rétegeket kell előállítani — például szilikátüveg optikai minőségével megegyező minőségű átlátszó műanyag- 10 filmet vagy fóliát — általában lehúzókéses extruderfejet használnak.

Az ismert lehúzókéses extruderfejek az öntésre alkalmas műanyagmasszával többé-kevésbé megtöltött vályúból állnak. amelyet egy vagy több tápvezeték folyamatosan lát el 15 muanyagmasszávaí.

Kimutatták, hogy az ismert extruderfejek használatával elérhető homogenitás — különösen bizonyos műanyag öntése esetén — nem elegendő a műanyagfilmekkel szemben állított szigorú követelmények szempontjából. Ez kü- 20 lönösen így van, ha több komponensből álló műanyagból készülő filmről van szó, amely komponenseket közvetlenül az öntés előtt keverik össze. Ilyen esetekben gyakran keletkeznek optikai hibák a réteg belsejében lévő fátyolosság vagy felületi egyenlőtlenség formájában. 25

A találmány célja olyan javított tulajdonságokkal rendelkező lehúzókéses extruderfej kialakítása, amely megtartja a réteg felvitelének fentiekben említett előnyeit, de a műanyagréteg homogenitását javítja és lehetővé teszi fátyolosságtól mentes, homogén rétegek kialakítását olyan 30 műanyagok alkalmazása esetén is, amelyeknél az hagyományos lehúzókéses extruderfejekkel nem volt megoldható.

A találmány lényege az, hogy olyan lehúzókéses extruderfejet alkalmazzunk, amely az extrudálandó műanyag táprendszeréből és a réteg vastagságát meghatározó lehúzókésből áll. ahol az extrudálható műanyag táprendszere lényegileg a lehúzókcs teljes szélességében végighúzódó fúvókából, az extrudálható műanyagot nagy hidrosztatikai nyomáson tartó elosztócsatornából és egy vékony nyílásból áll, valamint a lehúzókés előtt lévő tartalékanyag magasságát határoló berendezés van elhelyezve a széles fúvókanyilás szájnyílása és a lehúzókés közé.

Kimutattuk, hogy a találmány szerinti lehűzókéses extruderfcjjcl hibák és optikai tökéletlenségek nélküli müanyagrétegek állíthatók elő még több komponensből álló nehezen feldolgozható műanyagok esetén is. Ez azzal magyarázható, hogy az extruderfej belsejében optimális folyási körülmények lettek biztosítva.

A müanyagfilmek belsejében megfigyelhető zavarok azzal magyarázhatók, hogy az ismert extruderfejekben a keverék egyes részecskéi, a beömlés és a kiömlőnyilás között hosszú és eltérő utat futnak be. A részecskék holt zónákba kerülhetnek és ennek következtében hosszú és eltérő tartózkodási idejük lesz az extruderfejben.

Több komponensből álló műanyagok előállításakor lezajló reakció a keverés folyamata során kezdődik és folytatódik az extruderfejben történő áthaladás során is. miközben az anyag viszkozitása az idő függvényében változik. Mivel a rendszerben az egyes anyagrészecskék hosszú és különböző ideig tartózkodnak, a réteg kialakítása során a műanyagmassza viszkozitása nem lesz egyenletes és ez vezet a fentebb említett zavarokhoz.

A különböző tartózkodási idők oka egyrészt a műanyagmassza bevezetési vagy elosztási rendszerében, másrészt a vályú alakjában van, amely áramlástani szempontból nem megfelelő. így holt zónák alakulnak ki, amelyben a keverék részecskéi hosszabb ideig tartózkodnak, mint a megfelelő áramlási zónákban haladó részecskék.

A találmány szerinti extruderfejjel ezek a hibák kiküszöbölhetők. A massza bevezetésére szolgáló fúvóka lehetővé teszi a reakciókeverék teljesen egyenletes elosztását az extrudemyílás teljes hossza mentén. A fúvókában egy elosztócsatorna és egy vékony nyílás van. Az elosztócsatorna átmérője és a fúvóka nyílásának szélessége úgy van meghatározva, hogy az elosztócsatornában olyan nagy hidrosztatikai nyomás uralkodjon, hogy a műanyagnak a fúvókán történő átáramlása ellenére az elosztócsatorna teljes hossza mentén lényegileg azonos nyomás uralkodjon egészen a nyílásig. Más szavakkal a dinamikus nyomásnak a statikus nyomáshoz képest elhanyagolhatónak kell lennie.

A „tartalék” anyag magasságának lehatárolásával viszont azt érhetjük el, hogy a kilépőnyílás előtti keverék mennyisége a minimálisra van korlátozva és így a holt terek megszűnnek. Annak elkerülésére, hogy levegő jusson a keverékbe, a fúvóka nyílása és a műanyag tároló között légzsákok nem lehetnek.

A találmány egy előnyös kiviteli alakjánál a fúvókanyílás vastagsága 0.1 mm-től 0,5 mm-ig, előnyösen 0,15 mm-től 0,4 mm-ig terjedhet, míg az elosztócsatoma és a fúvóka szájnyílása közötti távolság 10 és 100 mm, előnyösen 20 és 80 mm közötti lehet. Ezekkel a méretekkel elérhető, hogy szokásosan használt anyagok esetén a felviendő massza egyenletes elosztása szempontjából optimális körülményeket kapjunk.

A találmány egy előnyös kiviteli alakjánál az elosztócsatorna keresztmetszete a központi beömlőnyílástól kezdve mindkét oldalán lineárisan csökken. A csökkenés végső értéké a központi beömlőnyílásnál lévő keresztmetszet 5 ‘'„-a. Ezzel az elosztócsatoma belsejében uralkodó áramlási arányok optimalizálását segítjük elő.

A lehúzókés előtti tartalékanyag magassága a találmány egy előnyös kiviteli alakjánál úgy vanfoehatárolva, hogy a felviendő műanyagréteg vastagságának minimum 1,2-szerese és maximum 15-szöröse legyen.

A tartalékanyag magasságának behatárolása különféleképpen oldható meg. Egy ilyen megoldásnál a tartalékanyag magasságát behatároló szerkezet egy szükségszerűen folyamatos falból áll, amely a fúvóka szájnyílása és a lehúzókcs között helyezkedik el. Ebben az esetben a fal és a bevonandó felület közötti üreg teljesen ki van töltve műanyaggal és az anyag a lehúzókéssel szemben elhelyezett nyílás oldalán szabadon elterülő zónát alkot, amely csillapításként hat.

A tartalékanyag magassága behatárolásának másik kiviteli alakja szerint a fúvóka szájnyílása és a lehúzókés között van a tartalékanyag magasságát mérő szerkezet. A tartalékanyag magassága itt nincs mechanikusan lehatárolva és ez igy csillapításként hat. A mérőszerkezet vezérli a fúvóka elosztócsatornájának műanyaggal való ellátását.

A találmányt a továbbiakban a rajz alapján ismertetjük, amelyen a találmány szerinti lehúzókéses extruderfej példaként! kiviteli alakjai láthatók.

A rajzon:

az 1. ábrán egy, a találmány szerinti lehúzókéses extruderfej látható elölnézeti metszetben, a 2. ábrán a találmány szerinti lehúzókcses extruderfej egy második kiviteli alakja látható elölnézeti metszetben.

a 3. ábrán egy harmadik példakénti kiviteli alak látható. A 3. ábra a 4. ábra III—III. vonal mentén vett metszete, a 4. ábra a harmadik kiviteli alakot felülnézetben ábrázolja, az 5. ábra a találmány szerinti lehúzókéses extruderfej negyedik példakénti kiviteli alakja elölnézeti metszetben.

Az ábrákon azonos számozások azonos szerkezeti darabokat jelölnek.

Amint az 1. ábrán látható, a lehúzókéses extruderfej mozgó, bevonásra kerülő 1 alaplemezen keresztbe, illetve felette elhelyezkedő tartón van rögzítve. Az 1 alaplemezt az extruderfejhez képest F irányban állandó sebességgel mozgatjuk. A tulajdonképpeni extruderfej fém 4 és 6 lapokból áll, amelyek felső részüknél vannak egymáshoz csavarozva. Az extruderfej teljes hasznos szélességén végighúzódik 8 elosztócsatoma, amelyet két végén az ábrán nem ábrázolt oldalfal zár le. Az elosztócsatorna átmérője a keverék mennyiségétől függően 15 és 50 mm között lehet. A 8 elosztócsatorna alatt a 4 és 6 lapok között 10 nyílás van. A 10 nyílás felületei polírozva vannak és a nyílás vastagságának tűrése 0,01 mm-nél kisebb. A 10 nyílás H_s magasságának előnyösen 10 és 60 mm között, míg D_s vastagságának 0,15 és 0,4 mm között kell lennie. M_b masszát olyan szivattyú nyomja 12 központi elosztó vezetékbe, amely a 8 elosztó csatornában megkívánt nagy hidrosztatikai nyomást biztosítani képes.

A 4 lapra 16 csavarok segítségével, 18 hosszúkás furatokon keresztül van 14 lehúzókés rögzítve. A 4 és 6 lemezek a 10 nyílás szájánál sík 20 fallal rendelkeznek. A 20 fal és a bevonandó 1 alaplemez közötti D_ni távolság a felviendő műanyag D_f vastagságának legalább 1,2-szeresének kell lennie, de D_m semmilyen körülmények között sem lehet nagyobb, mint Df 15-szöröse, hogy a 20 fal és a bevonandó felület közötti 23 tartalékanyaggal töltött térben a holt zónák kialakulását elkerüljük. A lehúzókéssel szemben elhelyezkedő széles iúvókanyílásnál a műanyagmassza 22 őmledékgátat alkot, amely csillapítási zónaként működik. A fentiek szerint beállított D_n1 távolság esetén az anyag fór lyamatosan fog a 22 ömledékgát felé folyni.

A fentiekben ismertetett lehúzókéses extruderfejet — akárcsak a későbbiekben ismertetésre kerülő további példaként! kiviteli alakokat — oldalt siklószerkezetre is rögzíthetjük közvetlenül és ekkor a fej a bevonandó felületen siklik. Ily módon biztosítjuk, hogy az extruderfej a bevonandó felülettel teljesen párhuzamosan mozogjon. Adott esetben a fej kiegészítő felfüggesztésével csökkenthetjük a bevonandó felületre ható erőt, oly módon, hogy az extruderfej viszonylag kis nyomással csússzon a bevonandó felületen.

A 2. ábrán látható lehúzókéses extruderfej 26 tartóhoz van rögzítve és több 28 kapocselem segítségével nyúlik az 1 alaplemez fölé. A 28 kapocselemek a 26 tartóra vannak ráfogatva és a 28 kapocselemekhez 32 csavar segítségével 30 elem van rögzítve. Az extruderfej függőleges helyzete 34 csavar segítségével állítható be. A 30 elem és ehhez csavarozott 36 lemez alakítja ki a 8 elosztócsatomát és a 10 nyílást. A 10 nyílás méretei nagyságrendileg megegyeznek az

1. ábra szerinti megoldásnál ismertetett méretekkel. A 36 lemez alsó része, amely a 10 nyílást alkotja, a 30 tartóhoz 38 differenciálcsavarokkal van rögzítve. A 38 diffcrcnciál177257 csavarok szárrésze két különböző átmérőjű menetes részszel rendelkezik, amelyek menetemelkedése egymáshoz igen közelálló, ezzel lehetséges a 10 nyílás finom beállítása.

A 30 elem vége betöltheti a lehúzókés szerepét. Előnyösen azonban a 14 lehúzókés egy önálló darab, amelynek függőleges helyzete külön állítható, és amely - az előző példához hasonlóan — a 30 elemhez 18 hosszúkás furatokon keresztül 16 csavarokkal van rögzítve. A 30 elem 40 alsó fala a 14 lehúzókés közelében ferde kiképzésű, így a lehúzókés felé haladva a bevonandó felület feletti nyílás magassága fokozatosan csökken. 42 extruder perem oldalának kiképzése ferde és így a 22 ömledékgátat kialakító anyag részére viszonylag nagy csillapítási zóna alakul ki.

A 3. és 4. ábrákon olyan példakénti kiviteli alak látható, amelyen 46 és 48 lemezek által kialakított fúvóka, amelyet 50 és 52 oldalfalak, valamint olyan vályú alkotnak, amelynek hátsó homlokfala képezi 54 lehúzókést. Az 54 lehúzókést függőlegesen mikromenetes csavar segítségével állíthatjuk, A teljes szerkezet érintkezik a bevonandó felülettel. Ebből a célból a fúvóka alsó felülete és az 50 és 52 oldalfalak alsó felülete például műanyag 58 csúszó réteggel van ellátva. Előnyösen a szerkezet fel is függeszthető, így csak súlya egy része terheli a bevonandó 1 alaplemezt.

A 38 differenciálcsavarok segítségével lehetséges itt is 60 fúvókanyílás beállítása. A 60 fúvókanyílás a szöget zár be a bevonandó felülettel úgy, hogy a 60 fúvókanyílásból kilépő anyag megtartsa folyási irányát. A fúvóka 62 utópereme felfelé ferdített. Ez a ferde felület a vízszintessel β szöget zár be, amely az anyag lamináris, a holt zónáktól a lehető legmentesebb áramlása szempontjából teremt kedvező körülményeket. Ugyanígy a lehúzókés belső oldala is ferde felületű, amely a vízszintessel β szöget zár be.

A fúvóka és a lehúzókés között 64 anyagtartalék képződik. A 64 anyagtartalék magassága előnyösen kisebb, mint a D_f rétegvastagság ötszöröse. Ebben az esetben az anyagtartalék gyakorlatilag mentes lesz áramlási holt zónáktól. Ezenkívül a lehúzókés és a széles fúvókanyílás felső peremének ferdesége enyhe és állandó összehúzódást is okoz vagy adott esetben az extrudálandó massza folyamatos kifolyási keresztmetszetéi növeli.

A 64 tartalékanyag szintjének állandó értéken tartására 66 mérő berendezést használjuk, amely a tartalékanyag fölött került elhelyezésre.

Ebből a célból használhatunk olyan mérőt, amely a radioaktivitás mérésének elvén működik. A tartalékanyag magasságának megfelelő jel, 68 szabályozó segítségével vezérli 70 szivattyú sebességét és így hozamát.

Az 5. ábrán egy másik példakénti kiviteli alak látható. A tulajdonképpeni fúvókát 72 és 74 lapok alkotják, amelyek között, a 8 elosztócsatorna alatt van az extrúziós rés. A rés vastagsága a 38 differenciálcsavarok segítségével nagy pontossággal állítható. Az extruderfej egyrészt 26 tartóra van rögzítve, másrészt a 74 lap 78 talpa segítségével a bevonandó felületen fekszik, az utóbbi csúszóréteggel Van ellátva. 82 lehúzókés magassága a 72 lapokhoz rögzített 83 csavarok segítségével állítható.

A 74 lap 78 talpa benyúlik a 72 lap alá és a 82 lehúzókéssel együtt üreget alkot, amelynek alsó részét 23 tartalékmiyag tölti ki. A 78 talp 84 oldala, amely a 82 lehúzókéssel szemben helyezkedik el, 86 kiömlő nyílás felé íveken van kiképezve. így a tartalékanyaggal töltött üreg keresztmetszete a kiömlőnyilás felé folyamatosan csökken; ez kiküszöböli a tartalékanyagon belüli holt zónák kialakulását, y módon az 1. és 2. ábrákon látható forgó ömledékgát lalakulását elkerüljük és az extrudálandó anyag teljes egésze egyenletesen és közvetlenül a 86 kiömlőnyílás felé irányul.

A 23 tartalékanyag nem tölti ki az üreget teljes magasságában, az anyag H magassága előírt 5 és 30 mm között lehet, amely magasságot két; az üreg innenső és túlsó oldalán elhelyezett fényelem (88 kibocsátó, 90 vevő) segítségével tartunk. A fényelemek két, egymástól alig eltérő magasságban vannak elhelyezve, amelyek a szabályozási zóna alsó és felső határának felelnek meg. A 90 vevő működteti a 68 szabályozót, amely viszont a 70 szivattyú sebességét és így hozamát vezérli.

A 23 tartalékanyag felett levegővel teli 92 üreg van, amely a külső levegővel 94 légnyíláson keresztül közlekedik. így egy csillapítási zónát hoztunk létre, amely kiegyenlíti a 70 szivattyú pulzálását. E nélkül az extruderny ílásnál az extrudált film enyhe, észrevehető vastagságváltozásai alakulhatnak ki.

A 92 üregben a 90 vevő befogadására szolgáló nyílásokat felettük elhelyezett 96 terelő lemezek vagy ha szükséges, 97 ablakok borítják, amelyek a 76 nyílásból kilépő extrudált filmet eltérítik a nyílásoktól.

Claims (10)

Szabadalmi igénypontok

1. Lehúzókéses extruderfej, sík felületre történő nagvhomogenitású műanyagrétegek felvitelére, amely az extrudálható műanyag táprendszeréből és a réteg vastagságát meghatározó lehúzókésből áll, azzal jellemezve, hogy az extrudálható műanyag táprendszere lényegileg a lehúzókés teljes szélességében végighúzódó fúvókából, az extrudálható műanyagot nagy hidrosztatikai nyomáson tartó elosztócsatornából (8) és egy vékony nyílásból (10; 60) áll, valamint a széles fúvókanyílás szájnyílása és a lehúzókés közé a lehúzókés előtt lévő tartalékanyag (23,64) magasságát határoló berendezés van elhelyezve.

2. Az 1. igénypont szerinti lehúzókéses extruderfej kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a fúvóka nyílásának (10, 60) vastagsága 0,1 és 0,5 mm között van.

3. A2. igénypont szerinti lehúzókéses extruderfej kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a nyílás (10, 60) vastagsága 0,15 és 0,4 mm között van.

4. Az 1.—3. igénypontok bármelyike szerinti lehúzókéses extruderfej kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a fúvókanyílásnak (10,60) a hossza az elosztócsatorna (8) és a fúvóka szájnyílása között 10 és 100 mm, előnyösen 20 és 80 mm között van.

5 12. Az 1. 11. igénypontok bármelyike szerinti lehúzó- késes extruderfej kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy az extruderfej oldalirányban esetleg a teher csak egy részét viselő siklószerkezetre van helyezve, amely közvetlenül a bevonandó felületen fekszik fel, amelyen elcsúszik.

5. Az 1.—4. igénypontok bármelyike szerinti lehúzókéses extruderfej kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy függőlegesen állítható lehúzókése ián.

6. Az i.—5. igénypontok bármelyike szerinti lehúzókeses extruderfej kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy az elosztócsatorna (8) keresztmetszete a központi dós.- tó nyílástól két oldalán lineárisan csökken a beömlőnyílásnál lévő keresztmetszet 5 %-ának megfelelő végső értékig.

7. Az 1.—6. igénypontok bármelyike szerinti lehúzókéses extruderfej kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a fúvóka szájnyílása a bevonandó felülethez olyan közel van elhelyezve, hogy a tartalékanyagba (23, 64) merül.

8. Az 1.—Ί. igénypontok bármelyike szerinti lehúzókéses extruderfej kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a tartalékanyag (23,64) magasságát határoló szerkezet úgy van kialakítva, hogy a tartalékanyag magassága a felviendő műanyagréteg D_f vastagságának minimum 1.2-szerese, maximum 15-szöröse.

9, Az 1. 8. igénypontok bármelyike szerinti lehúzókéses extruderfej kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a tartalékanyag (23,64) magasságát határoló szerkezet egy határoló felület, amely a fúvóka szájnyílása és a lehúzókés (14) közé van elhelyezve.

10. Az 1. 8. igénypontok bármelyike szerinti lehúzókéscs extruderfej kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a tartalékanyag (23, 64) magasságát határoló szerkezet a fúvóka szájnyílása és a lehúzókés közé van elhelyezve, amely a tartalék anyag magasságát meghatározó mérőberendezésből áll. amely mérőberendezés vezérli az elosztócsatornába jutó műanyag mennyiségét.

11. Az 1......10. igénypontok bármelyike szerinti lehúzókéses extruderfej kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a széles fúvókanyílás nyílása (60) a bevonandó felülettel hegyes szöget bezáró helyzetű.

10 13. Az 1.—12. igénypontok bármelyike szerinti lehúzókéses extruderfej kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a széles fúvónyílás részének állítására differenciálcsavarokkal (38) van ellátva.