HU220997B1 - Berendezés képlékeny állapotú műanyag fóliák érdesítésére - Google Patents

Description

A találmány tárgya berendezés képlékeny műanyag fóliák érdesítésére.

Ismeretes, hogy a hőre lágyuló műanyag fóliák előállítása során az alapanyagot hőközlés révén képlékeny állapotúvá teszik, majd előnyösen extruder segítségével, hőközlő szerszám közbeiktatásával kialakítják a fólia létrehozásához szükséges mértékű lágyulást.

Ismert továbbá, hogy a fóliákat a felhasználási terület által meghatározott kívánalmak szerint sík vagy tömlő formában állítják elő.

A sík fóliák gyártása esetén egy egyenes vonal mentén kialakított melegszerszámrésból az extruder segítségével a kívánalmaknak megfelelően képlékeny állapotú filmet képeznek, amelyet például hordozóréteg nélkül vagy egy előre elkészített hordozórétegre, meghatározott hőmérsékletű hengerekre, például csomagolóipari alkalmazás esetén előnyösen szövött vagy extrudált műanyag zsák tömlőre vagy egyéb, például papírhordozóra juttatnak, meghatározott hőmérsékletű hengerek alkalmazásával ráöntenek, és a fólia kívánt paramétereit a szerszámréstől való elhúzás sebességével, majd az elhúzott képlékeny anyag hűtésével alakítják ki.

A képlékeny fólia szabályozott mozgatását (elhúzását) az említett szilárd hordozó vagy hűtött-fütött elhúzóhengerek révén lehet megoldani, egészen addig hűtve a fóliát, amíg az nem kerül felcsévélésre alkalmas állapotba.

A leggyakrabban használatos, tömlő formában létrehozott fóliákat az alapanyagnak a melegszerszám és extruder segítségével egy zárt görbe alakú (többnyire kör alakú) szerszámrésen keresztül extrudált, a még képlékeny formában lévő műanyag tömlőből és annak levegővel végzett, ballonszerű felfuvásával alakítják ki úgy, hogy a felfújt tömlőt (ballont) körkörösen, levegővel az alapanyag dermedéspontja alá hűtik, és alkotó mentén egymáshoz szorított forgó hengerek között elhúzzák, a végleges állapot elnyerésére.

Ismert másrészről az is, hogy a csomagolástechnikában, az iparban, és a mindennapi élet jónéhány területén, például háztartásokban, irodákban stb. problémát jelent, hogy számos műanyag fóliaalapú közszükségleti cikk rendeltetésszerű alkalmazáskor egymásra helyezve könnyen szétcsúszik, ilyenkor ezek könnyen tönkremennek, tartalmuk kiömlik, esetleg károsodik. A legnagyobb problémát ez a jelenség a csomagolás, szállítás, tárolás, kereskedelem egymáshoz kapcsolódó területein okozza, ahol a tárolóegységek, így zsákok, viszonylag nagyobbak, nagyobb súlyt foglalnak magukban, és a bennük lévő anyag sokszor ömlesztett, alaktalan vagy porszemen szétfolyó. Ezért történt már több próbálkozás is arra nézve, hogy az említett területeken alkalmazott műanyag cikkek felületének csúszását mérsékeljék.

Próbálkoztak már azzal, hogy a felületet bordázattal látták el, más megoldás szerint a feldolgozandó alapanyagba kevertek durvább, hőre nem lágyuló részeket vagy ismét más esetekben olyan kemikáliákat, amelyek felületi egyenetlenséghez vezetnek. Ezek a technikák nem váltak be sehol sem a probléma teljes megoldásaként, mert némelyikük a technológiában jelentett olyan változást, amely járulékos költségvonzattal járt és/vagy komplikálttá tette a gyártást; mások pedig a fólia mindkét felületén érdességet eredményeztek, ami egyrészt rendszerint nem kívánalom, másrészt pedig gazdaságtalan, sőt bizonyos esetekben a gyártóeszközöket is károsíthatja.

Annál a megoldásnál továbbá, amely szerint az alapanyagot kémiai adalékkal adalékolták, a fólia mindkét oldalán felületi kiemelkedések, dudorok alakultak ki, melyek egy bizonyos szintű érdesítésnek felelnek meg. Minthogy azonban itt „zárványok”-ról van szó, ahol magába a fólia anyagba ágyazódnak az egyenetlenségek, az így kialakított dudorok felületeinek anyaga azonos a fólia anyagával, így a súrlódási tényező változása nem nagy mértékben érhető el.

A GB 2 043 527 számú szabadalmi leírás érdesített fólia gyártását írja le. Hiányossága, hogy nem elkülönült felületi szemcsék által képzett érdességet biztosít, hanem annál kevésbé hatásos, „szigetek”-ben jelentkező anyagrészek által biztosított érdességet. További hátrány, hogy a berendezés csak kétrétegű fóliát gyártó géppel (koextruderrel) együtt alkalmazható, közönséges, egyrétegű fóliát gyártó géppel (monoextruderrel) nem. A DE 42 07 210 számú szabadalom szerinti megoldás hiányossága, hogy a fóliában a gyártáskor meglévő hőt nem alkalmazza, sőt, az érdesítést nem a fóliagyártással egyidejűleg, hanem külön műveletként végzik. A DE 17 049 20 számú közzétételi irat olyan felületi egyenetlenségeket ismertet, amelyeket folytonos, hosszú vonalak képeznek, és nem elkülönült szemcsék. Ezzel a megoldással elérhető csúszásgátló hatás minőségileg nem éri el azt a szintet, amelyet az elkülönült szemcsék tudnak biztosítani.

A 215 897 lajstromszámú, saját nevünkre engedélyezett magyar szabadalomban leírt megoldás szerint olyan eljárást dolgoztunk ki műanyag fóliák érdesítésére, amely eddigi tapasztalataink szerint a gyakorlatban igen jól bevált. Az említett megoldás szerint az érdesíteni kívánt, hőre lágyuló fóliafelület összehegedésre alkalmas állapotának fenntartásához elegendő hőtartalommal rendelkező félkész termék érdesíteni kívánt felületére, vagy ilyen hőmérsékletre melegített egyik vagy mindkét fóliafelületre a fólia anyagából és/vagy azzal összehegedni képes más műanyagból képzett, megfelelő szemcseméretű és/vagy kopási szilárdságú részecskéket juttatunk, megfelelő sűrűségben és alakzatban eloszlatva, és az érdesített felület ezen állapotát a kívánt összehegedés létrejöttéig tartjuk fenn. Ez a szabadalmi leírás azonban az előállításhoz alkalmas berendezést nem ismerteti.

Érdes fóliák gyártására irányulnak az US 5 505 601, DE 39 03 078 és DE 36 37 941 számú szabadalmi leírások; ezek közös hiányossága, hogy a hivatkozott szabadalmuk szerinti eljáráshoz alkalmas berendezést nem írnak le.

A jelen találmány célkitűzése, hogy az előzőekben leírt jellegű fólia gyártásához alkalmas gépet biztosítson, melynél az eddigi gyakorlatban alkalmazott berendezések elemei részben megmaradnak, részben pedig további egységekkel egészülnek ki, és így alkalmassá válnak az említett típusú érdesített fóliák gyártására is.

HU 220 997 Bl

Ismert az a tény, hogy a szokásos módon gyártott sík vagy tömlő formájú fólia-előállító gépek közös jellemzője, hogy a berendezéseknél a szerszámrésből kilépő képlékeny alapanyagban szükségképpen felhalmozott, azonban a késztermékben már fölösleges hőmennyiséget erre alkalmas intenzív hűtést biztosító elemekkel a fóliából kivonják.

A találmány azon a felismerésen alapul, hogy ha a szokásos fóliagyártó gépeknél a fóliában a gyártás folyamán felhalmozódott hőenergia legalább egy részének a kivonására nem a szokásos intenzív hűtőegységet használjuk, hanem a hőenergia kivonását a fólia alapanyagával összehegedni képes, külsőleg a fólia felületére juttatott műanyag részecskéknek a fóliával való összehegedésére használjuk fel, amely összehegedés hőenergiát von el a fóliából, akkor már csökkentett mennyiségű hőenergiát kell a fóliából az intenzív hűtéssel kivonni. így tehát a fóliában egyébként is felesleges hőmennyiséget tudjuk alkalmazni a felületi érdesítéshez szükséges hőenergia biztosítására, azaz lényegében igen kevés járulékos energiára van szükség a hűtéshez; miközben érdesített fóliát hozunk létre a fölös hőmennyiségjó részét hasznosítva.

A találmány tehát berendezés képlékeny állapotú műanyag fóliák érdesítésére, mely berendezésnek képlékenyfólia-előállító egysége, a fólia haladási nyomvonalán elrendezett hűtőegysége(i) valamint fóliaterelő és -továbbító eszközei vannak. A berendezés lényege, hogy a fólia (23) haladási nyomvonala mentén, műanyag részecskéknek (24) a képlékeny fóliának (23) a képlékenyfólia-előállító egység (1) kilépőnyílása (2) és a képlékeny fólia (23) dermedést vonala (35) közötti szakaszán lévő felületére, vagy a felület egy meghatározott részére vagy részeire történő juttatására alkalmas egy vagy több részecsketerítő egysége van.

A találmány szerinti berendezés egy előnyös kiviteli alakjának a képlékeny fóliafelülettel - a kilépőnyílás és a részecskebecsapódási felület közötti szakaszon érintkező, hűtött részecskefelfogó elem található. További előnyös kiviteli felépítés szerint a felesleges részecskék elszívására szolgáló elszívóegységet is tartalmaz a berendezés.

A találmány szerinti berendezést, a jobb érthetőség kedvéért példaként az ábrák kapcsán ismertetjük, anélkül azonban, hogy a találmányt az ábrákra korlátoznánk.

Az 1. ábra egy, a találmány szerinti fóliatömlő előállítására és érdesítésére szolgáló berendezést felülnézetben szemléltet, a 2. ábra pedig az 1. ábra szerinti A-A törésvonal mentén felvett metszetben mutatja a berendezést.

Az 1. ábra tehát a fólia képlékenységét létrehozó melegszerszámra helyezett és a képlékeny fóliatömlőre négy irányból műanyag részecskéket juttató részecsketerítő egységeket mutat, ahol a műanyag részecskéknek a képlékeny fóliára juttatása különböző irányokból történik, teljesen körbevéve a fóliát. Megjegyezzük, hogy a rajzon csak a jobb és bal oldali részecsketerítő egységet szemléltetjük, tekintettel arra, hogy ezeknek az egységeknek a kialakítása azonos. Továbbá, a rajz jobb áttekinthetőségének érdekében az általánosan ismert, a fóliatömlőt körülvevő hűtőgyűrűt nem tüntettük fel.

Az 1. ábrán látható a 17 szerelőlapra felszerelt, négy, a részecskéket négy irányból a 23 képlékeny fóliatömlőre juttató részecsketerítő egység, a hozzájuk tartozó részegységekkel. Ezeknek az egységeknek a részletes felépítése a 2. ábrából ismerhető meg jobban. Az ábrákon nem szemléltetett extruderegységekhez csatlakozik az 1 szerszám, melynek a 2 szerszámréshez közelebbi részeit láthatjuk metszetben. A meleg 1 szerszám belső magján 3 levegóbefujó csatorna látható, az 1 szerszámon koncentrikusan elhelyezve a 16 központosító tartóval mint távtartóval ellátott 17 szerelőlap, közepén a kör alakú 33 fóliaátengedő nyílással.

A 17. lapon körszimmetrikusan egymással 90 fokos irányú eltolással rögzítve vannak elhelyezve a részecsketerítőegység-tartó 19 vezetősínek (sínpárok).

Egy-egy részecsketerítő egységhez kettő - jelen esetben tehát összesen nyolc - 19 vezetősín tartozik. A vezetősínekre mozgathatóan csatlakoznak a 18 kétsíkú részecsketerítőegység-tartó lemezre rögzített 8 bevezetőcsatomák úgy, hogy azok a 24 fóliafelület felé mutató irányban oda-vissza elmozgathatóak. így mindegyik részecsketerítő egység az említett irányban odavissza elmozgatható, a 23 fóliatömlő körkörös alakjának minél pontosabb követhetősége érdekében.

A 19 vezetősínek között helyezkedik el a bevezetőcsatoma, amelynek a 23 fóliatömlő felőli oldala körszegmensként kialakított, az ellentett oldalon pedig a 12 bordástengely-ház és benne elforgathatóan a bordás tengely foglal helyet.

A 9 bordás tengelyen a tengellyel ferde fogazásként kialakított a 13 bordástengely-homyok a 24 műanyag részecskék befogadására szolgálnak.

A 10 adagolótölcsér szűkebb vége a 12 bordástengely-házhoz erősített, az alján csatlakoznak be a 11 szemcselazítók.

A 9 bordás tengely meghajtására szolgál a 28 meghajtótengely közbeiktatásával a 15 bordástengely-meghajtó.

A 8 bevezetőcsatoma a 23 fóliatömlőtől legtávolabb eső végén helyezkedik el a 14 levegőtartály, melynek bemeneti nyílására csatlakozik a központi táplevegőre, míg kimeneti nyílására - a 27 levegőhomogenizátoron keresztül - a részecsketerítő egység 8 bevezetőcsatomájának a levegőbemenete.

Az 1 szerszámon a 2 szerszámrést körülvéve a 4 hőszigetelő alátétre, az ábra esetében kör alakú 6 hűtőtartály illeszkedik. A 26 hűtőközeggel érintkező 5 hűtőtányér a 2 szerszámrés közelében 7 hűtőperemmel ellátott. A 6 hűtőtartálynak az 5 hűtőtányér felőli oldalához csatlakoznak a 31 tájolóegységgel ellátott 34 elszívócsatornák, amelyek körív alakú szegmensekkel illeszkednek egymáshoz. Az egyes 34 elszívócsatomák kimenetei egy központi elszívóberendezéshez csatlakoznak.

A 17 szerelőlap menetes furataiban helyezkednek el a 20 hűtőgyűrűt megtartva a 21 menetes orsók, melyek végeikkel a 32 hűtőgyűrűt tartó tárcsán és a 22 támcsapágyon keresztül tartják a 20 hűtőgyűrűt. A 20 hűtőgyűrű a 30 levegőbecsatlakozó csonkon ke3

HU 220 997 Bl resztül csatlakozik a központi hűtőlevegő-ellátó egységhez, például hűtőventilátorhoz.

A berendezés működéséhez az alapanyag megömlesztését hagyományos extruder vagy más hagyományos szerszám segítségével biztosítjuk, melyek a hőre lágyuló műanyagokkal hőt közölnek olyan mértékig, hogy a hőre lágyuló műanyagok képlékeny állapotba kerüljenek a további alakításhoz. Megjegyezzük, hogy a találmány szerinti berendezés nem korlátozódik a műanyag fólia előállítási műveleteibe beépülő eljárás le- 10 folytatására, hanem olyan eszközhöz is adaptálható, amelyen nem az eredeti alapanyagból készülő fóliát állítja elő, hanem kész fólia újramelegítésével az anyagot kellő hőtartalékkal rendelkező, a további feldolgozáshoz elegendően képlékeny állapotba hozza.

A képlékeny állapotot a meleg 1 szerszám biztosítja; a 2 szerszámrésen keresztül kiáramló képlékeny műanyagot a rajzon fel nem tüntetett elhúzó segítségével mozgatjuk. A zárt görbe, itt kör alakú 2 szerszámrést elhagyó képlékeny 23 fóliatömlőt a 3 levegőbefúvó csa- 20 tornán keresztül ballon formára felfújjuk, majd az előállítási eljárás későbbi fázisában a 20 hűtőgyűrű segítségével a 23 képlékeny fóliát a dermedési pont alá hűtjük, miáltal a 35 dermedési vonalon túl a 23 fóliatömlő felcsévélhetővé válik.

Miután a 20 hűtőgyűrűt a 2 szerszámrés síkjától eltávolítottuk, megemelve, a 23 fóliatömlő a 2 szerszámrést elhagyva a 20 hűtőgyűrűig lényegében azonos átmérőjű marad. Ezt a szakaszt a ballon nyakának szokták nevezni.

Az említett nyak magassága az elhúzási sebesség és/vagy a hűtési hely megválasztása és/vagy a hűtés intenzitása révén változtatható. A 20 hűtőgyűrű és a 2 szerszámrés közötti szakaszon, vagyis a nyakon, a 23 fóliatömlő teljesen képlékeny. Ezen a szakaszon juttatjuk a 35 képlékeny 23 fóliatömlőre a 24 műanyag részecskéket.

A 24 műanyag részecskéket a 10 adagolótölcsérbe töltjük. A 10 adagolótölcsér alján lévő részecskelazító helyeken a 24 műanyag részecskéket lazítjuk, például száraz levegő szakaszos befújásával. Az így fellazított 24 műanyag részecskék, melyek szemcsemérete néhányszor tíz mikrontól akár egy-kétszer száz mikron átmérőig terjedhet, a kívánt vastagságnak megfelelően, belekerülnek a 12 bordástengely-házban forgó 9 bordástengelyen lévő 13 bordástengely-homyokba. A 24 mű5 anyag részecskék a 13 bordástengely-homyok forgása következtében alulra kerülnek és a 29 csatorna tájolónyílással ellátott 8 bevezetőcsatomájába hullanak. A 9 bordás tengelyek forgatását a 28 meghajtótengelyen át a 15 bordástengely-meghajtó biztosítja.

A 8 bevezetőcsatomába hullott 24 műanyag részecskéket 14 levegőtartályból a 27 levegőhomogenizálón keresztül áramlott, és így adott sebességgel rendelkező levegőárammal, a 8 bevezetőcsatomán át a 23 fóliatömlő külső felületére juttatjuk. A 24 műanyag részecskék 15 egy bizonyos mozgási energiával rendelkeznek, így a 8 bevezetőcsatomát elhagyva nekiütköznek a képlékeny 23 fóliatömlő felületének, így 25 belehegedt részecskéket képeznek.

A 24 műanyag részecskék a képlékeny 23 fóliatömlő felületére mintegy rátapadnak, és az elhúzás irányába haladva elhagyják a 8 bevezetőcsatomát. A továbbhaladás során a képlékeny 23 fóliatömlőből bizonyos mennyiségű hőenergiát elvonnak, ezáltal saját maguk felmelegszenek oly mértékben, hogy a 24 műanyag ré25 szecskék a 23 fóliatömlő felületével érintkezve azonnal összehegednek.

A 24 műanyag részecskék megolvadásának, és így a képlékeny 23 tömlő felületébe való belehegedés mértékének a nagyságát a 20 hűtőgyűrűnek a 23 fóliatömlő hala30 dási irányába történő elmozgatásával befolyásolhatjuk, így tehát egy bizonyos hűtésmentes időszakot hagyva a 24 műanyag részecske a 23 fóliatömlő felületbe heged, és ezáltal a kívánt érdesítés érhető el.

Az érdesítés megtörténte után a 23 fóliatömlő a csévéléshez megfelelő hőmérsékletre hűthető.

A szakember számára érthető, hogy a találmány szerinti berendezés alkalmassá tehető mindkét felületén érdesített termék előállítására, akár a megfelelő elemek többszörözésével vagy megfelelő elemekkel való kiegé40 szítés révén; akár pedig az egy-egy oldalán érdesített fóliák egyesítésével.

Claims (7)

1. Berendezés képlékeny állapotú műanyag fóliák érdesítésére, mely berendezésnek képlékenyfóliaelőállító egysége, a fólia haladási nyomvonalán elrendezett hűtőegysége(i), valamint fóliaterelő és -továbbító eszközei vannak, azzal jellemezve, hogy a fólia (23) haladási nyomvonala mentén, a képlékeny fóliának (23) a képlékenyfólia-előállító egység (1) kilépőnyílása (2) és a képlékeny fólia (23) dermedési vonala (35) közötti szakaszán lévő felületére, vagy a felület egy meghatározott részére vagy részeire műanyag részecskék (24) juttatására alkalmas egy vagy több részecsketerítő egységet tartalmaz.

2. Az 1. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a képlékeny fólia- (23) felülettel - a kilépőnyílás (2) és a részecske becsapódási fe50 lülete közötti szakaszon - érintkező hűtött, részecskefelfogó elem (7) található.

3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a felesleges részecskék elszívására szolgáló elszívóegységgel (34) rendel55 kezik.

4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a részecsketerítő egység adagolótölcsért (10), bordástengely-házban (12) elhelyezkedő, bordástengely-homyokkal (13) ellátott bor60 dás tengelyt (9) tartalmaz.

HU 220 997 BI

5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a bordástengely-homyok (13) ferde fogazásként kialakítottak.

6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti bérén- 5 dezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a képlékenyfólia-előállító egység (1) kilépőnyílása (2) és a hűtőegység közötti képlékeny fólia- (23) szakasz hosszúsága a hűtés intenzitásának és kívánt érdesítés függvényében változtatható.

7. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a részecsketerítő egység(ek) vagy részei(k) a képlékeny fólia (23) felé mutató irányban oda-vissza elmozdíthatóak.