NO812489L - Fremgangsmaate for ekstrudering av lineaere etylenkopolymerer med snever molekylvektsfordeling - Google Patents

Fremgangsmaate for ekstrudering av lineaere etylenkopolymerer med snever molekylvektsfordeling

Info

Publication number
NO812489L
NO812489L NO812489A NO812489A NO812489L NO 812489 L NO812489 L NO 812489L NO 812489 A NO812489 A NO 812489A NO 812489 A NO812489 A NO 812489A NO 812489 L NO812489 L NO 812489L
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
section
screw
dosing
approx
thread distance
Prior art date
Application number
NO812489A
Other languages
English (en)
Inventor
Theodore Robert Blakeslee
Original Assignee
Union Carbide Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=22636544&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=NO812489(L) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Union Carbide Corp filed Critical Union Carbide Corp
Publication of NO812489L publication Critical patent/NO812489L/no

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/50Details of extruders
    • B29C48/505Screws
    • B29C48/53Screws having a varying channel depth, e.g. varying the diameter of the longitudinal screw trunk
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/022Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the choice of material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/50Details of extruders
    • B29C48/505Screws
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • B29C48/07Flat, e.g. panels
    • B29C48/08Flat, e.g. panels flexible, e.g. films
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • B29C48/09Articles with cross-sections having partially or fully enclosed cavities, e.g. pipes or channels
    • B29C48/10Articles with cross-sections having partially or fully enclosed cavities, e.g. pipes or channels flexible, e.g. blown foils
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2023/00Use of polyalkenes or derivatives thereof as moulding material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2023/00Use of polyalkenes or derivatives thereof as moulding material
    • B29K2023/04Polymers of ethylene
    • B29K2023/06PE, i.e. polyethylene
    • B29K2023/0608PE, i.e. polyethylene characterised by its density
    • B29K2023/0633LDPE, i.e. low density polyethylene

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Organic Insulating Materials (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
  • Polymerization Catalysts (AREA)

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for ekstrudering av smeltede lineære etylenkopolymerer med snever molekylvketsfordeling.
Konvensjonell lavdensitetspolyetylen er til nu poly-merisert i tykkveggede autoklaver eller rørreaktorer ved trykk helt opp til 3500 kg/cm<2>og temperaturer opptil 300°C. Mole-kylstrukturen for høytrykkslavdensitetspolyetylen (HP-LDPE)
er meget kompleks. Permutasjoner i arrangementet av de enkle oppbygningsblokkene er så og si uendelig. HP-LDPE karakteri-seres ved en intrikat, langkjedet, forgrenet molekylarkitektur. Disse langkjedede forgreninger har en sterk virkning på smelte-reologien for disse harpikser. HP-LDPE har også et spektrum av kortkjedede grener, vanligvis med en lengde på 1 til 6 karbonatomer. Disse kortkjedede grener avbryter krystalldannelse og reduserer harpiksdensiteten.
I nyere utvikling av lavtrykksteknologien kan lavdensi-tetslineæreetylenpolymerer med snever molekylvektsfordeling nu fremstilles ved lave trykk og temperaturer ved kopolymeri-sering av etylen med forskjellige alfablefiner. Disse lavtrykks LDPE (LP-LDPE).-harpikser har vanligvis lite hvis overhodet langkjedeforgrening. De er kortkjedeforgrenet med grenlengder og frekvenser som reguleres av typen og mengden komonomer som benytet under polymeriseringen.
US-Serial No. 892.325, inngitt på ny under Serial No. 014.414 tilsvarende europeisk patentsøknad nr. 79100953.3 publisert som publikasjon nr. 004.645 den 17. oktober 1979 beskriver at etylenkopolymerer med en densitet fra 0,91 til 0,96, et smelteflytforhold på -22 til -32 og.med relativt katalysatorrestinnhold kan fremstilles i granulær form ved relativt høye produktiviteter hvis monomeren(e) kopolymeriseres i en gassfaseprosess méd en Mg-Ti holdig kompleks katalysator med spesifikk høy aktivitet, blandet med et inært bærermateriale.
US-Serial No. 89 2.322, innlevert på ny som Serial No. 012.720 tilsvarende europeisk patentsøknad nr. 79100958.2 publisert under nr. 004.647 den 17. oktober 1979 beskriver at etylenkopolymerer med en densitet fra 0,91 til 0,96, et smelte-> <
flytforhold fra -22 til -32 og et relativt lavt katalysatorrestinnhold kan fremstilles i granulær form. ved relativt høy
produktiviteter hvis monomeren(e) kopolymeriseres i en gassfaseprosess med en Mg-Ti holdig kompleks katalysator med spesifikk høy aktivitet, impregnert i et porøst inert bærermateriale.
US-Serial No. 89 2.0 37, innlevert på ny under nr. 014.412 tilsvarende europeisk patentsøknad nr. 79100957.4, publisert under nr. 004.646 den 17. oktober 1979 beskriver at etylenkopolymerer med en densitet fra -0,958 til ^-0,972
og et smelteflytforhold fra -22 til "^32 og med relativt lavt katalysatorrestinnhold kan fremstilles ved relativt høye produktiviteter for kommersielle formål ved en lavtrykksgassfase prosess hvis etylen homopolymeriseres i nærvær av en Mg-Ti holdig komplekskatalysator med høy aktivitet, blandet med et inert bærermateriale. De granulære polymerer som således fremstilles er brukbare for et antall sluttanvendelser.
Polymerene fremstilt f.eks. ved fremgangsmåten i de nevnte søknader ved bruk av Mg-Ti holdige komplekse katalysa-torer har en snever molekylvéktsfordeling Mw/Mn på ca. -2,7
til -4,1.
I løpet av årene er filmekstruderingsutstyrt blir op-timalisert med henblikk på reologien for HP-LDPE. Den forskjellige molekylarkitektur for lavtrykks lavdensitetspolyetylen (LP-LDPE) resulterer i en filmbehandlingsoppførsel som krever forskjellige ekstruderingsparametre. En vanlig konvensjonell ekstruderskrue som vanligvis benyttes for HP-LDPE omfatter en langstrakt sylinder som kan oppvarmes eller avkjøles på forskjellige punkter langs lengden og en skrue som strekker seg langs gjennom sylinderen. Skruen har en gjenging på over-flaten som samarbeider med den sylindriske indre overflate av sylinderen og gir en langstrakt skruerormet kanal. Selv om stigningen på gjengingen kan variere langs lengden er det vanlig på det nuværende tidspunkt å benytte skruer med konstant stig-ning der stigningen er "kvadratisk", dvs. at avstanden mellom ved siden av hverandre liggende gjengevinger er lik diameteren. Skruen dreies rundt sin egen akse for å bearbeide plastmate-riale og mate dette mot utløpsenden av sylinderen.
En ekstruderskrue har vanligvis et antall avsnitt som har en konfigurasjon spesielt egnet til å oppfylle spesielle funksjoner. Eksempler er "mate"-avsnitt og "doserings"-avsnitt, disse er av prinsippiell betydning og er .tilstede i nær sagt alle ekstrudere for behandling av de termoplastiske polymerer.
Et typisk mateavsnitt av en ekstruderskrue strekker
seg under og fremover fra en mateåpning der polymer i pellets-eller pulverform tilføres til ekstruderen for å føres langs det innvendige av sylinderen ved hjelp av skruens mateavsnitt. I dette avsnitt er kanaldybden av skruen vanligvis stor nok
til å overmåte den faste polymer. Dette er den ønskede virkning fordi overmatingsvirkningen tjener til å presse sammen polymerpartiklene og sette dem under trykk og således danne et fast sjikt av fremadskridende materiale.
Bearbeidingen av materialet som skaper varme og smeltingen av polymeren skjer etter hvert som materialet beveger seg langs mateavsnittet av skruen. Mesteparten av smeltingen inn-tre nær sylinderoverflaten på innsiden av denne mellom en tynn smeltet film og det faste polymersjikt. Dette generelle mønster holdes inntil en vesentlig andel av polymeren når smeltet til-stand. Etter at ca. 40-70% av polymeren er smeltet inntrer vanligvis en oppbrekking av det faste sjikt og på dette tidsrom blir partiklene av fastpolymer dispergert i polymersmelten.
Fra dette punkt er det ofte fordelaktig grundig å blande polymersmelten med ikke-smeltet materiale for å akselerere smeltingen og for å minimalisere lokale uenhetligheter.
"Doserings"-avsnittet for en ekstruderskrue har som spesiell funksjon å utøve en pumpevirkning på den smeltede polymer. Vanligvis antas gjennomløpet som oppnås ved hjelp av en skrue å være en funksjon av kombinasjonen av "trekkstrøm" og "trykkstrøm" i doseringsavsnittet.
Trekkstrømmen er vanligvis den strøm som resulterer
fra den relative bevegelse mellom skruen og den indre overflate av ekstrudersylinderen. Den kan anses å, være proporsjonal med produktet av den gjennomsnittlige relative hastighet og kanal-tverrsnittsarealet. Denne trekkstrømkomponent er rettet mot utløpsenden av skruen. Den kanøkes ved å øke skruhastigheten og/eller ved å øke dybden i strømningskanalen i skruen.
Motsatt rettet trekkstrømmen foreligger det en trykk-strømkomponent som stammer fra materialets.motstand mot å strøm- me gjennom det innsnevrede utløp ved enden av ekstruderpassa-sjen. Hastigheten på skruen påvirker ikke direkte trykkstrøm-komponenten men selvfølgelig kan den påvirkes ved faktorer slik som returtrykk og materialeviskositet, faktorer som i sin tur i vesentlig grad påvirker trykkstrømkomponenten. På den annen side er trykkstrømmen direkte påvirket både av dybden og lengden av skruekanalen; en økning av kanaldybden har en tendens til sterkt å øke trykkstrømkomponenten og en økning av kanallengden har en tendens til å redusere denne returstrøm-komponent.
I tillegg til de prinsippielle "mate"- og "doserings"-avsnitt kan en ekstruderskrue også omfatte et antall andre adskilte avsnitt. Nesten alle skruer omfatter f.eks. såkalte "overførings"-avsnitt.
I løpet av årene har det vært en tendens mot anvendelse av ekstrudere i stand til høye utgangsmengder. For mange an-vendelser er forskjellige økonomiske betraktninger ved frem-stillingen mulige der høye ekstruderutganger kan oppnås' på pålitelig basis.
Selv om LP-LDPE harpikser kan ekstruderes på utstyr konstruert for HP-LDPE harpikser slik som beskrevet ovenfor
er visse utstyrsmodifikasjoner ofte nødvendig for å ekstrudere lavtrykksharpikser under optimale betingelser og i hastigheter som er sammenlignbare med de for høytrykksharpikser. Detterer spesielt viktig under ekstrudering av LP-LDPE som etterpå vide-rebehandles til film. Problemet synes å være at når nye granulære lavtrykksharpikser ekstruderes gjennom utstyr konstruert for tidligere høytrykksharpikspellets har de en tendens til å gi lavere gjénnomgangshastigheter. Når de presses til høyere hastigheter blir driften ustabil. En analyse av problemet viste at de ovenfor angitte mangler stammet fra "sulting", dvs. ufullstendig fylling av doseringsavsnittet i ekstruderskruen på grunn av forskjellige faststoff- og smeltereologiske egenskaper for LP-LDPE.
I henhold til dette er de nuværende metoder for ekstrudering av LP-LDPE harpikser ikke helt og holdent tilfredsstil-lende utfra et praktisk kommersielt synspunkt og det foreligger i dag et behov for å tilveiebringe en ekstruderingsmetode som gir ytterligere sammenpressing {nødvendig med granulære materialer på grunn av lavere massedensiteter) uten i vesentlig grad å fordype mateavsnittet og å svekke skruen som benyttes for ekstrudering.
En generelle gjenstand for oppfinnelsen er å tilveiebringe en forbedret fremgangsmåte for å ta seg av de ovenfor angitte problemer.
En annen gjenstand for oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremgangsmåte for å oppnå god ekstrudatdoseringsytelse ved høye hastigheter men uten irregulariteter i konsistensen av materialet som ekstruderes.
Disse og andre gjenstander oppnås ved en fremgangsmåte for ekstrudering av granulære iavtetthetslineære etylenpolymerer med snever molekylvektsfordeling som omfatter å føre de granulære polymerer inn i en ekstruderingsapparatur omfattende en ekstruderskrue, idet ekstruderskruen har et mateavsnitt hvori polymerene tilføres og deretter føres gjennom et overførings-avsnitt og et doseringsavsnitt idet gjengeavstandene i mateavsnittet er i det vesentlige den samme og gjengeavstanden i doseringsavsnittet er i det vesentlige den samme og der gjengeavstanden i mateavsnittet er 5 til 50% større enn gjengeavstanden i doseringsavsnittet.
I henhold til oppfinnelsen gjennomføres gjengeavstandsforandringen mellom mateavsnittet og doseringsavsnittene ved hjelp av én brå (i løpet av en omdreining eller mindre) forandring i overgangsavsnittet eller alternativt ved begynnelsen av overgangsavsnittet eller ved begynnelsen av doseringsavsnittet.
En bedre forståelse av dette og andre trekk og.fordeler ved oppfinnelsen vil fremgå av betraktningene av den følgende beskrivelse av visse utførelsesformer som er vist i de ledsagen-de tegninger. Fig. 1 viser en ekstruderskrue av en utførelsesform i henhold til oppfinnelsen der gjengeavstandsforandringen inntrer ved begynnelsen av overgangsavsnittet; Fig. 2 er i det vesentlige fig. 1, men viser en andre utførelsesform av oppfinnelsen der gjengeavstandsforandringen mellom mateavsnittet og doseringsavsnitt gjennomføres ved en
brå forandring ved begynnelsen av doseringsavsnittet; og
fig. 3 er i det vesentlige tilsvarende fig. 1, men viser en tredje utførelsesform av oppfinnelsen hvori den brå forandring mellom mateavsnittet og doseringsavsnitt gjennomføres ved en brå forandring i overgangsavsnittet.
Selv om figurene 1 til 3 kun viser en ekstruderskrue for det formål å gjennomføre fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen vil det være klart at ekstruderskruen benyttes i sin van-lige omgivelse, dvs. i samvirkende forbindelse med konvensjonelle rammeanordninger, en horisontal ekstrudersylinder, mate- og bingeinnretninger og drivinnretninger som ikke er vist fordi de som nevnt tidligere utgjør velkjente apparaturtrekk som er kommersielt tilgjengelige. Som illustrerende eksempler kan ekstruderskruen anordnes i en apparatur som f.eks. beskrevet i US-PS 4.155.655 og US-PS 4.053.143.
Skruen 10 som vist i fig. 1 er en enkeltrinnsskrue
med gjenging 11 og omfatter et mateavsnitt 12, et overgangsavsnitt 14 og et doseringsavsnitt 16. Mateavsnittet 12 mottar granulær polymer for mykning og ekstrudering i apparaturen. I dette avsnitt er radien av skrueroten 18 mindre enn radien
i overgangsavsnittet og doseringsavsnittet slik som vist i tegningene. Således er dybden av materialkanalen mellom skrueroten og den indre overflate av ékstrudersylinderen stor. Den store kanaldybde gir mateavsnittet i skruen en høy material-avleveringshastighet og forårsaker at partiklene eller pellets av fast polymer presses sammen. Dreiing av skruen bidrar til at det faste sjikt av plast danner varme som tjener til å smelte det faste materiale.
Mateavsnittet 12 er vist i fig. 1 med en lengde omtrent fem ganger den nominelle skruediameter. I dette avsnitt er dybden av materialkanalen i det vesentlige konstant.
Nedstrøms mateavsnittet 12 finner man et såkalt "over-gangs "-avsnitt vist i fig. 1 med en lengde på ca. 4 til 5 ganger den nominelle skruediameter. I denne sone blir skruerotradien gradevis øket slik at den skrueformede polymerkanal progressivt blir trangere. Smeltingen av materialet fortsetter etter hvert som dette beveger, seg i overgangsavsnittet 14. Smelting inntrer for det meste ved en grenseflate mellom en film av smeltet polymer og et fast sjikt av pakkede polymer-partikler. Etter hvert som smeltingen fortsetter nås imidlertid et punkt der det faste sjikt brekkes opp og små par-tikler av fast polymer dispergeres i massen av smeltet polymer .
Den endelige bearbeiding og pumping av polymeren oppnås i doseringsavsnittet 16 for skruen 10 vist i fig. 1.
Dette er det skrueavsnitt som avleverer høykvalitetspolymer-smelte til en dyse i enhetlig mengde. Det skal være klart at i dette avsnitt forblir skruerotradien konstant og er større enn skruerotradien i mateavsnittet. Videre vil det fremgå
at selv om doseringsavsnittet har en lengde på ca. 8 ganger diameteren kan den være mindre eller større, alt avhengig av skruens totale lengde.
Under konvensjonelle metoder for fremstilling av HP-LDPE benyttes det vanligvis en esktruderskrue hvori gjengeavstanden i hvert avsnitt prinsippielt har samme dimensjon. Ved behandling av LP-LDPE granulære harpikser ifølge oppfinnelsen opptrer imidlertid problemer i doseringsavsnittet ved bruk av konvensjonelle metoder på grunn av materialets lavere massedensitet. Det ble funnet at disse problemer kunne over-vinnes ved å øke gjengeavstanden i mateavsnittet, noe som ville gi den ytterligere sammenpressing som var nødvendig for å be-handle de spesielle materialer. Under henvisning til fig. 1 vil det således fremgå at gjengeavstanden som vanligvis er angitt referansetallet 20 i mateavsnittet 12 og som løper fra et punkt på en gjengevinge av skruen til et tilsvarende punkt på den ved siden av liggende gjenge i det vesentlige er av samme dimensjon gjennom mateavsnittet. I doseringsavsnittet 16 der avstanden vanligvis angis med henvisningstallet 12 er det også i det vesentlige samme dimensjon.
I mateavsnittet 12 er imidlertid avstanden 5 til 50% større og fortrinnsvis 15 til 30% større enn avstanden i doseringsavsnittet 16.
Som angitt ovenfor kan avstandsforandringen mellom mateavsnittet 12 og doseringsavsnittet 16 gjennomføres ved en brå
(i løpet av en omdreining eller mindre) forandring i overgangsavsnittet eller alternativt ved begynnelsen av overgangsavsnit-
tet eller ved begynnelsen av doseringsavsnittet.
Fig. 1 viser at den brå forandring inntrer ved begynnelsen av overgangsavsnittet ved den avstand som generelt er angitt med henvisningstallet 24. Under henvisning til figurene 2 og 3 der like deler er gitt de samme henvisningstall fremgår det at i fig. 2 inntrer forandringen som generelt angis med henvisningstallet 26 ved begynnelsen av doseringsavsnittet 16 og således vil det være noe mindre gjenger i overgangsavsnittet. I fig. 3 inntrer forandringen som generelt er angitt med henvisningstallet 28 i midten av overgangsavsnittet.
Enkelte eksempelvise dimensjoner vil tjene til ytterligere å illustrere arten av entrinnsskruen som benyttes ifølge oppfinnelsen og som er illustrert i tegningene.
Ekstruderingsskruene som benyttes ifølge oppfinnelsen kan ha et forhold i lengde:diameter på 15:1 til 30:1 og fortrinnsvis 17:1 til 25:1. I mateavsnittet 12 er lengden av avstanden, dvs. avstanden fra et punkt på gjengen til det til-' svarende punkt på en ved siden av liggende gjenge 0,8 til 1,5 ganger den nominelle skrueutsidédiaméter, fortrinnsvis 1,0 5
til 1,4 ganger den nominelle skrueutsidédiaméter mens i doseringsavsnittet kan lengden av avstanden være 0,7 til 1,4 ganger den nominelle skrueutsidédiaméter og fortrinnsvis 0,9 til 1,1 ganger denne diameter.
Etylenpolymerene som kan benyttes i fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er homopolymerer av etylen eller kopolymerer av en hovedmolprosent 90%) etylen og en mindre molprosent
(- 10%) av en eller flere C3til Cg alfaolefiner. C3til Cg alfaolefinene bør ikke inneholde noen forgrening på noen av sine karbonatomer som er nærmere enn det fjerde karbonatom.
De foretrukne C, til Cg alfaolefiner er propylen, buten-1, penten-1, heksen-1 og okten-1.
Etylenpolymerene har et smelteflytforhold på -18 til -32 og fortrinnsvis ^22 til ^-32. Smelteflytforholdsverdiene er en annen måte for antydning av molekylvektsfordelingen i en polymer. Smelteflytforholdet (MFR) området på -22 til -32 tilsvarer således et Mw/Mn-verdiområde på ca. 2,7 til 4,1.
De heri angitte polymerer inkluderer en Mw/Mn-verdi innen området ca. 2,2 til 4,1.
< -0,972 oHg omfoorpotrlyimnnersvenie s hcaar. •> -en 0,d9e61 nstitiel t <-p0å ,9c6a8.. >-0,9 58 til
Kopolymerene har en densitet på ca. -0,91 til -0,9 6 og fortrinnsvis -0,917 til ^0,955 og aller helst ca. -0,917 til -0,935. Densiteten for kopolymeren ved et gitt smelteindeksnivå for kopolymeren reguleres vanligvis ved mengden av C^til Cg komonomer som kopolymeres med etylenet. I fravær av komonomeren vil etylen homopolymerisere med katalysatoren ifølge oppfinnelsen og gi homopolymerer med en densitet på ca. -0,96. Tilsetningen av progressivt større mengder av komonomerene til kopolymerene resulterer således i en progres-siv reduksjon av densiteten av kopolymeren. Mengden av hver av de forskjellige C3 til Cg komonomerer som er nødvendige for å oppnå det samme resultat vil variere fra monomer til monomer under de samme reaksjonsbetingelser.
For å oppnå det samme resultat i kopolymerene må uttrykt ved en gitt densitet og ved et gitt smelteindeksnivå større molare mengder av de forskjellige komonomerer være nød-vendige i rekkefølgen C3!>C4^> C5^" C6> C7> Cg .
Smelteindeksen for en homopolymer eller kopolymer er en gjenspeiling av molekylvekten. Polymerer med relativt
høy molekylvekt har en relativt lav smelteindeks. Etylenpolymerer med ultrahøy molekylvekt har en høybelastningssmeltein-deks (HLMI) på ca. 0,0 og etylenpolymerer med meget høy molekylvekt har en HLMI-verdi på ca. 0,0 til ca. 1,0. Polymerene ifølge oppfinnelsen har en standard eller normalbelastnings-smelteindeks på—0,0 til ca. 50 og fortrinnsvis ca. 0,5 til 35 og en høy belastningssmelteindeks HLMI på ca. 11 til 9 50. Smelteindeksen for polymerene som benyttes ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er en funksjon av en kombinasjon av poly-meriserings trykket for reaksjonen, densiteten i kopolymeren og forholdet hydrogen/monomerer i reaksjonssystemet. Således heves smelteindeksen ved å øke polymeriseringstemperaturen og/eller ved å redusere densiteten i polymeren og/eller ved å øke forholdet hydrogen/monomer.
Etylenpolymerene ifølge oppfinnelsen har et innhold av umettede grupper på -1 .og vanligvis -0,1 til -0,3, se kob-beltbinding C=C/1000 karbonatomer, og et innhold av cyklohek- sanekstraherbare stoffer på mindre enn ca. 3 og fortrinnsvis mindre enn ca. 2 vekt-%.
Etylenpolymerene ifølge oppfinnelsen har et innhold
av katalysatorrester uttrykt i ppm av titanmetall i størrel-sesorden -20 ppm ved et produktivitetsnivå på -50.000 og i størrelsesorden ^10 ppm ved produksjonsnivåer på -100.000
og i størrelsesorden ^-3 ppm ved et produktivitetsnivå på -300.000. Når polymerene fremstilles med halogenholdige kata-lysatorer der halogenet er klor har polymerene et Cl-restinn-hold på ^140 ppm ved en produktivitet på ^50.000, et Cl-innhold på ^70 ppm ved en produktivitet på -100.000 og et Cl-innhold -21 ppm ved en produktivitet på -300.000. Etylenpolymerene fremstilles lett i produktiviteter på opptil ca. 300.000.
Polymerene som behandles ifølge oppfinnelsen fremstilles som granulære stoffer med gjennomsnittlig partikkelstørrel-se i størrelsesorden 0,24 til 0,51 g/cm 2.
Homopolymerene og kopolymerene ifølge oppfinnelsen
kan brukes til å fremstille filmer.
For filmfremstillingsformålet er de foretrukne kopolymerer ifølge oppfinnelsen de som har en densitet på ca. -0,917 til -0,924; en molekylvektsfordeling Mw/Mn på -2,7 til -3,6
og fortrinnsvis -2,8 til 3,1; og en standard smelteindeks på -0,5 til ^5,0 og fortrinnsvis ca. ^1,0 til ^4,0. Filmene har en tykkelse på<>>0 til -0,254 mm og fortrinnsvis > 0 til ^-0,127 mm.
Eksempel 1.
En etylenbutenkopolymer som var fremstilt i henhold til det som er angitt i US Serial No. 852.325 og kommersielt tilgjengelig under betegnelsen "BAKELITE" GRSN 7047 NT ble tilført til mateavsnittet i en ekstruderskrue bygget i henhold til standardindustripraksis. Polymeren hadde en densitet på 0,9185 g/cm 3, en smelteindeks på 0,84 g/10 min., et smelteflytforhold på 27,0, en massedensitet på 0,453 g/cm 3 og en midlere partikkelstørrelse på 0,8686 mm. Ekstruderen hadde en nominell omhyllingsdiameter på 63,5 mm. I tillegg hadde skruen de følgende karakteristika:
Ekstruderskruen ble brukt i normale omgivelser, dvs. i kooperativt samvirke med konvensjonelle rammeanordninger, en horisontalt forløpende ekstruderskrue, mate- og bingeinnretninger samt drivanordninger.
Skruen ble dreiet ved 60 omdreininger pr. minutt i en oppvarmet sylinder der alle soner ble satt til 150°C. Hodetrykket ble fastslått ved å benytte en ventil til ca.
84 kg/cm 2. Matebingen for ekstruderen ble fylt full med harpiksen. I tillegg ble det ved enden av doseringssonen festet et konvensjonelt blandehode slik som beskrevet i US-PS 3.486.19 2. Under drift av ekstruderskruen og i et minutts intervaller ble produktekstrudatet undersøkt og veiet. Femten prøver ble bedømt med de nedenfor angitte resultater.
Eksempel 2
En etylenbutenkopolymer fremstilt i henhold til US Serial No. 852.325 og kommersielt tilgjengelig under betegnelsen "BAKELITE" GRSN 7074 NT og som hadde et forhold mellom etylen og buten ble tilført til mateavsnittet i en ekstruderskrue prinsippielt lik fig. 1 i tegningen. Kopolymeren hadde en densitet på 0,9185 g/cm 3, en smelteindeks på 0,84 g/10 min., et smelteflytforhold på 27,0, en massedensitet på 0,453 g/cm<3>og en midlere partikkelstørrelse på 0,8686 mm. Ekstruderskruen hadde en nominell omhyllingsdiameter på 63,5 mm. I tillegg hadde skruen følgende karakteristika:
Ekstruderskruen ble brukt i normale omgivelser, dvs.
i samvirkende forbindelser med konvensjonelle rammeanordninger, en horisontal ekstrudersylinder, mate- og bingeinnretninger samt drivanordninger.
Skruen ble dreiet ved 60 omdreininger pr. minutt i en sylinder som over det hele var op<p>varmet til 150°C. Hodetrykket ble fastsatt ved hjelp av en ventil til 86 kg/cm 2. Matebingen for ekstruderen ble fylt full med harpiksen. I tillegg ble det ved enden av doseringsseksjonen tilkoblet et konvensjonelt blandehode som beskrevet i US-PS 3.486.19 2. Under drift av ekstruderskruen og ved ett minutts intervaller ble produktekstrudat undersøkt og veiet. Fjorten prøver ble bedømt i de nedenfor angitte resultater:
Prøvevariasjon: 2,4%
(maksimal prøvevekt - minimal prøvevekt)/
(minimal prøvevekt)
Prøvestandardavvik: 6,47 g (0,73%)
Slik det fremgår av eksempel 1 fører den nuværende teknologi til relativt lave utgangshastigheter med uønskede variasjonsnivåer for hastigheten i løpet av tiden. Dette variasjonsnivå forårsaker kommersielt uakseptable variasjoner i sluttproduktet (områder av den tynne filmen var for svake). Helt ekstrem kan variasjoner av denne type forårsake at fab-rikasjonssystemet er så ustabilt at det resulterer i en steng-ning av linjen.
Fra eksempel 2 kan det sees at foreliggende oppfinnelse hører til høye utgangshastigheter (enkelte 22% over den nuværende teknologi) med vesentlige forbedringer i enhetligheten.

Claims (1)

1. Fremgangsmåte for ekstrudering av granulære, lineære etylenpolymerer av lav densitet med snever molekylvektsfordeling omfattende å føre de graulære polymerer til en ekstruderingsapparatur omfattende en ekstruderskrue.idet ekstruderskruen har et mateavsnitt der polymeren tilføres og deretter føres gjennom et overgangsavsnitt og et doseringsavsnitt, karakterisert ved ;.:at gjengeavstanden i mateavsnittet er i det vesentlige den samme og gjengeavstanden i doseringsavsnittet er i det vesentlige den samme og der gjengeavstanden i -mateavsnittet er 5 til 50%. større enn gjengeavstanden i doseringsavsnittet.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det benyttes en skrue der gjengeavstanden i mateavsnittet er 15 til 30% større enn gjengeavstanden i doseringsavsnittet.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det anvendes en skrue der gjengeavstandsforandringen mellom mateavsnittet bg doseringsavsnittet oppnås ved en brå forandring i overgangsavsnittet.
4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at det benyttes en skrue der gjengeavstandsforandringen i overgangsavsnittet skjer ved begynnelsen av dette.
5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det benyttes en skrue der gjengeavstandsforandringen mellom mateavsnittet og doseringsavsnittet gjennomføres ved en brå forandring ved. begynnelsen av doseringsavsnittet.
6. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det benyttes en skrue der dybden av materialkanalen i doseringsavsnittet er mindre enn dybden av kanalen i mateavsnittet. Fremgangsmåte"ifølgé 'krav" 1,' k a~r akter" i s e r t v e d at d~et anvendes" en^porpef l'f ori' av én" ko polymer av etylen og minst ett.C, til.CD alfaolefin med en smelteindeks > < J b på ca. -0,1 til -20.
8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at det anvendes en polymer i form av en kopolymer av ^9 0 molprosent etylen og -10 molprosent av minst ett til Cg ålfaolefin.
9. Fremgangsmåte ifølge krav 8, karakterisert ved at det anvendes en kopolymer med en molekylvektsfordeling på ca. ^2,7 til ^-6,0 og et innhold av totalt umettede forbindelser på ca. -0,1 til -0,3 C=C/1000 C-atomer.
10. Fremgangsmåte ifølge krav 8, karakterisert ved at det anvendes en kopolymer som har et smelteflytforhold på ca. -22 til "^40 og et totalt innhold av umettet materiale på ca. ^0,1 til ^0,3 C=C/1000 C-atomer.
NO812489A 1980-08-01 1981-07-20 Fremgangsmaate for ekstrudering av lineaere etylenkopolymerer med snever molekylvektsfordeling NO812489L (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/174,542 US4310484A (en) 1980-08-01 1980-08-01 Method for extruding molten narrow molecular weight distribution, linear, ethylene copolymers

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NO812489L true NO812489L (no) 1982-02-02

Family

ID=22636544

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO812489A NO812489L (no) 1980-08-01 1981-07-20 Fremgangsmaate for ekstrudering av lineaere etylenkopolymerer med snever molekylvektsfordeling

Country Status (11)

Country Link
US (1) US4310484A (no)
EP (1) EP0045501B1 (no)
JP (1) JPS57113046A (no)
KR (1) KR840000272B1 (no)
AU (1) AU7353881A (no)
BR (1) BR8104945A (no)
CA (1) CA1168414A (no)
DE (1) DE3172529D1 (no)
FI (1) FI812354L (no)
NO (1) NO812489L (no)
ZA (1) ZA814921B (no)

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4329313A (en) * 1980-11-12 1982-05-11 Union Carbide Corporation Apparatus and method for extruding ethylene polymers
US4405239A (en) * 1982-04-13 1983-09-20 Chung Chan I Energy efficient extruder screw
US4461734A (en) * 1982-09-13 1984-07-24 Union Carbide Corporation Process for plasticization and pumping of low bulk density plastics
US4525257A (en) * 1982-12-27 1985-06-25 Union Carbide Corporation Low level irradiated linear low density ethylene/alpha-olefin copolymers and film extruded therefrom
CH662531A5 (de) * 1983-09-30 1987-10-15 Netstal Ag Maschf Giesserei Schnecken-plastifizier- und foerdereinrichtung einer kunststoff-spritzgiessmaschine.
US4617241A (en) * 1984-01-23 1986-10-14 W. R. Grace & Co., Cryovac Div. Linear polyethylene stretch/shrink films
US4551380A (en) * 1984-05-10 1985-11-05 W. R. Grace & Co., Cryovac Div. Oriented heat-sealable multilayer packaging film
JPS60250931A (ja) * 1984-05-29 1985-12-11 Mitsui Petrochem Ind Ltd 超高分子量ポリエチレン粉末押出成形用スクリユ−押出機
US4514465A (en) * 1984-05-30 1985-04-30 W. R. Grace & Co., Cryovac Div. Storm window film comprising at least five layers
US4642041A (en) * 1986-01-31 1987-02-10 Murphy Richard W Extruder screw for minimizing the opposing pressure flow
US4770539A (en) * 1987-07-06 1988-09-13 Husky Injection Molding Systems Ltd. Barrier screw
JP2571280B2 (ja) * 1989-01-24 1997-01-16 三井石油化学工業株式会社 エチレン系共重合体およびその製造方法
US5156790A (en) * 1991-07-25 1992-10-20 Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Corporation Method for extruding ethylene polymers
US5356281A (en) * 1992-08-10 1994-10-18 Three Bond Co., Ltd. Screw-type resin injection apparatus for injection molding
US5383611A (en) * 1993-10-08 1995-01-24 E. I. Du Pont De Nemours And Company Direct in-line injection of particulate compositions in spraying systems
US5800757A (en) 1994-03-31 1998-09-01 Modern Technologies Corp. System and method for molding a basketball backboard
US5591384A (en) * 1994-03-31 1997-01-07 Modern Technologies Corp. Method for molding parts
US5965173A (en) * 1995-05-31 1999-10-12 Goldup; Frederick H. Plasticating apparatus and screw therefor
US5599098A (en) * 1995-12-14 1997-02-04 The Black Clawson Company Extruder screw with multiple flighting
JP2005119277A (ja) * 2003-09-22 2005-05-12 Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk 樹脂材料の可塑化用スクリュー及び可塑化機構
US20050236734A1 (en) * 2004-04-22 2005-10-27 Rauwendaal Extrusion Engineering, Inc. Screw extruder and extruder screw for improved heat transfer
JP4338668B2 (ja) * 2005-04-05 2009-10-07 住友ゴム工業株式会社 ゴム押出機
US7987774B2 (en) * 2007-03-16 2011-08-02 Wenger Manufacturing, Inc. Cooking extruder with enhanced steam injection properties
BR112018076685B1 (pt) * 2016-06-27 2022-06-14 Colines Air Bubble S.R.L Instalação e processo para a produção contínua de rolos de filme plástico estirável e uso da instalação
CA3041591A1 (en) * 2016-10-28 2018-05-03 Dow Global Technologies Llc Energy transfer screw and improved extrusion process

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3123860A (en) * 1964-03-10 Extruder screw
US2702410A (en) * 1951-06-21 1955-02-22 Western Electric Co Method of working and extruding plastic compounds
GB749919A (en) * 1953-09-23 1956-06-06 Harold Newby Improvements in and apparatus for the production of blown foils of hard polyvinyl chloride
DE1038532B (de) * 1955-06-01 1958-09-11 Wilhelm Ellermann Knet- und Mischmaschine fuer plastische Massen
US3164375A (en) * 1955-10-14 1965-01-05 Frenkel Ag C D Apparatus for intensive mixing
US3486192A (en) * 1967-03-24 1969-12-30 Union Carbide Corp Apparatus for extrusion of thermoplastics
DE1779711A1 (de) * 1968-09-14 1971-09-09 Eckert & Ziegler Gmbh Spritzgiessmaschine
US3870284A (en) * 1972-08-23 1975-03-11 Koehring Co Extruder screws
US4107415A (en) * 1972-09-26 1978-08-15 Montecatini Edison S.P.A. Process for the stereospecific polymerization of alpha-olefins
US3850414A (en) * 1972-12-26 1974-11-26 H Scharer Homogenizing extruders
US4006209A (en) * 1975-02-10 1977-02-01 Egan Machinery Company Method for additive feeding
US4049245A (en) * 1975-07-07 1977-09-20 Scientific Process & Research, Inc. Apparatus and method for preparing a plasticated material
CH614401A5 (no) * 1975-10-24 1979-11-30 Toyo Soda Mfg Co Ltd
US4173417A (en) * 1977-04-15 1979-11-06 Hpm Corporation Extrusion apparatus and method
US4173445A (en) * 1978-07-17 1979-11-06 Monsanto Company Plastics extrusion apparatus
US4343755A (en) * 1978-09-06 1982-08-10 Union Carbide Corporation Process for extruding ethylene polymers
FR2472970A1 (fr) * 1980-01-04 1981-07-10 Saint Marcel Mfg Organe de boudineuse tel que vis ou cylindre

Also Published As

Publication number Publication date
FI812354L (fi) 1982-02-02
KR840000272B1 (ko) 1984-03-13
KR830006002A (ko) 1983-09-17
EP0045501B1 (en) 1985-10-02
BR8104945A (pt) 1982-04-20
AU7353881A (en) 1982-02-04
EP0045501A2 (en) 1982-02-10
DE3172529D1 (en) 1985-11-07
ZA814921B (en) 1982-07-28
US4310484A (en) 1982-01-12
JPS57113046A (en) 1982-07-14
CA1168414A (en) 1984-06-05
EP0045501A3 (en) 1983-01-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO812489L (no) Fremgangsmaate for ekstrudering av lineaere etylenkopolymerer med snever molekylvektsfordeling
US4329313A (en) Apparatus and method for extruding ethylene polymers
US5756659A (en) Method of improving the oxidative thermal stability of ethylene polymers
EP0050496B1 (en) Apparatus for extruding linear polyolefin materials having high viscosities
EP0068561B1 (en) Process and device for the preparation of polymer melts which are substantially free of volatile components
US4686279A (en) Device and process for recovering polymer from a solution
AU646647B2 (en) Processing aid for polymers
US5156790A (en) Method for extruding ethylene polymers
EP2030757A1 (en) Process for purging an extrusion apparatus.
JPH0245504A (ja) 流動床生成物排出方法
NO821045L (no) Fremgangsmaate for reduksjon av smeltefrakturering under ekstrudering av en etylenkopolymer
US4357291A (en) Double metering extruder screw and method of extrusion
US8177413B2 (en) Scientifically designed barrier screw
US11077598B2 (en) Energy transfer screw and improved extrusion process
JPH07164434A (ja) 重合α−オレフィン樹脂を配合する方法
CA1190017A (en) Low energy processing of thermoplastic polymers
KR100549040B1 (ko) 무가교 폴리프로필렌계 수지 발포 시이트의 제조 방법 및 무가교 폴리프로필렌계 수지 발포 시이트
JPS5881147A (ja) 線状ポリオレフイン材料の押出方法
KR980700905A (ko) 압출기 스크류(Extruder screw)
EP2259909A1 (en) Extruder and process for extruding a polymer
JPS5915296B2 (ja) 排気押出法及びそのための装置
US20220176592A1 (en) Method of extruding linear low-density polyethylene without surface melt fracture
Stangland et al. Fundamental characterization of polypropylene extrusion
Watson et al. Process for controlling rheology of C 3+ polyolefins
NO142611B (no) Fremgangsmaate for utvinning av granulat av lavtrykkspolyolefiner som egner seg for forarbeidelse til folier og baand