NO885681L - Filamentseparering i vaesker. - Google Patents

Abstract

Fremgangsmåte for å separere filamenter (8) fra en klump derav 1 et væskestrøm fra hverandre omfatter oppdeling av strømmen over dens sideveis utstrekning til å passere gjennom en oppstilling (4) av en flerhet av fllamentseparerende kanaler (9) som har et tverrsnitt som er minst stort nok til å oppta tverrsnittet av klumpene, slik at strømning langs kanalen (9) gir en skjærkraft på filamenter (8) ved kanten av strømningen 1 kanalen til å separere disse aksielt fra hverandre og fra filamenter (8) ved klumpens senter. Væsken kan være en polymersmelte som er oppnådd ved å smelte polymergranulater som Inneholder lengder av garn eller stry og fremgangsmåten anvendes til å separere de Individuelle filamenter fra garnet eller stryet forut for dannelse av en nettverkstruktur fra filamentene (8).

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for behandling av væsker som inneholder aggregater av diskrete filamenter i den hensikt å sikre separering av filamentene fra hverandre. Oppfinnelsen vedrører nærmere bestemt, selv om ikke utelukkende dette, separeringen av slike filamenter i flytende (f.eks. smeltet) polymer eller harpiksstrømmer forut for ytterligere behandling av slike strømmer til å gi en koherent eller halv-koherent struktur av filamentene innenfor polymeren eller harpiksen som deretter dannes til faste artefakter.

Det har lenge vært anerkjent at tilføyelsen av glass, eller andre sterke fibere, til en termoplast eller termoherdet polymer på en passende måte, vanligvis bringer økt stivhet eller styrke, eller begge deler til materialet som behandles i sin sluttform. I tilfellet med termoplaster har glass-fiberene inntil nylig vært ganske korte, ofte i området 0,3 til 1 mm, og sammensetninger er blitt behandlet på de samme måter, eksempelvis ved ekstrudering eller sprøytestøpning, som gjelder termoplaster som sådanne. Resultatet av slik behandling er at stort sett blir fiberene anbragt i den resulterende faste artefakt på måter som gjengir de tilkommende virkninger av termoplastens strømning under formnings-prosessen. Det følger av dette, at fiberene ikke vil generelt være anbragt slik at deres gunstige virkning maksimaliseres.

I tilfellet med termoherdingssammensetninger, kan de forsterkende fibere være korte, av størrelsesorden 0,3 til 1 mm, slik som i reaksjonssprøytestøpning, med den samme ulempe som er beskrevet for termoplastmaterialer, eller de kan være lange diskrete fiberforspinninger (typisk 25 mm eller lenger) eller som i filamentvikling, kontinuerlig gjennom en betydelig del av konstruksjonen. Dersom lange diskrete fibere anvendes, er de vanligvis enten konstruert i en løs vevet matte forut for kontakt med harpiksen, eller spredt på en vilkårlig, overlappende måte på et harpikslag med ytterligere harpiks anbragt på toppen.

I alle tilfeller med herdeplaster blir en grad av gunstig organisering av fiberene oppnådd separat fra prosesser med harpiksstrøm og forming til endelig artefaktform.

Denne organisering til en mer eller mindre organisert struktur er en hovedgrunn til at fiber-harpiksforsterket herdeplastsammensetninger viser langt større styrke og stivhet enn hva sammensetninger basert på korte fibere gjør som ikke kan formes til slike strukturer ved de fiber-belastninger som vanligvis anvendes. Slik det lett vil forstås, fører fordelen med den refererte lang-fibermetoden med seg en behandl ingsulempe sammenlignet med dens kort-f iberkonkurrent, ved at en god del av halv-manuell eller mekanisk inngripen er nødvendig for å oppnå den ønskede organisering eller fordeling av fiberene.

Nylig er det blitt klart at det er mulig å skape tredimensjo-nale nettverkstrukturer innenfor en væske ved forstyrrelse på en kontrollert, sekvensiell måte, væskestrømmen relativt dens dominerende retning, forutsatt at produktet av volumkonsentrasjon og sideforhold (l/d) for fiberelementene som er tilstede i strømmen overskrider en minimumsverdi. I praksis blir kriteriet tilfredsstilt ved hjelp av fiberelementer i form av monofilamenter som er 5-15 mm lange ved volumkon-sentrasjoner av noen få prosent oppad. En slik prosess er omtalt i PCT/GB 87/00883 inngitt 7. desember 1987. I særdeleshet er det mulig å oppnå slike nettverkstrukturer med termoplast og herdeplastharpikser og i alt vesentlig å bevare deres strukturer under forming av termoplasten eller termoplasten til deres endelige fast-tilstandsformer.

Fiberene kan tilveiebringes ved hjelp av polymergranulater med en høy ladning (f.eks. 20-50 volum-56 av granulatene) av glass, kull eller metallfibere som er blitt tilgjengelige for bruk ved ekstrudering eller støpning. Fiberene 1 granulatene er typisk i form av et stry (tow) eller forspinning (roving) av diskrete filamenter som har en typisk lengde lik 5-15 mm og diameter lik 2-20 mikron. Hvert granulat kan inneholde flere (f.eks. 2 til 4) lengder av stryet eller forspinningen hvor hver av disse kan inneholde 1000 til 5000 av filamentene. Slike granulater ("fibergranulatene") kan blandes med andre granulater ("polymergranulatene") av den samme polymer (men som ikke inneholder noen fibere) i en slik proporsjon at en ønsket volumkonsentrasjon av filamenter (f.eks. 1-7$) oppnås i den totale blanding. Blandingen av granulater mates så til en ekstruderer eller en sprøytestøpningsmaskin hvor den smeltes og bevirkes til å strømme gjennom en formnings-dyse (dersom ekstrudert) eller inn i en form (dersom sprøytestøpt).

Skapningen av en koherent eller halv-koherent nettverkstruktur ved hjelp av den teknikk som er beskrevet i det nest siste avsnitt krever at de individuelle filamenter eller bunter av filamenter kommer i nær kontakt (definert som tilnærming til innenfor en filamentdiameter) med et visst minimumsantall av andre filamenter eller bunter liggende i vesentlige vinkler til hverandre (typisk mellom 30° og 90°). Dette avhenger i sin tur av sideforholdet (l/d) av filamentene eller filamentbuntene. Etter som det maksimale sideforholdet for en bunt realiseres ved hjelp av "bunter" av kun et filament, er det nødvendig for at filamentene kan anvendes optimalt i en forsterkende struktur, at de individuelle filamentene adekvat separeres ut fra hverandre. Når den tørre granulatblandingen utsettes for smelteprosessen og strøm oppnås i polymerbehandlingsanordningen, blir det ofte funnet at selv om de fiberholdige granulater klart er blitt adekvat spredt blant polymergranulatene, er mange individuelle filamenter fortsatt sammenbundet i sine opprinnelige bunter eller klumper, slik at de passerer gjennom ekstrude-ringsdysen eller inn iformen. Slike klumper kan omfatte 50 eller flere av filamentene, men kun oppfører seg effektivt som et enkelt fllament ved skapning av de ønskede nettverkstrukturer .

For visse fiber/polymermatrisekombinasjoner er det mulig å behandle fiberene kjemisk på en slik måte at, når granulatene smeltes, de individuelle filamentene separeres vekk fra hverandre. Imidlertid krever hver fibermatrisekombinasjon en bestemt behandling for at denne effekt skal oppnås, og visse ønskelige kombinasjoner er vanskelig, om ikke praktisk umulige å oppnå med eksisterende teknologi.

Standard blandingsmetoder for polymersmelter kan også oppnå ødeleggelse av klumpene og separering av filamenter ved å påføre forskjellige påkjenninger i en rekkefølge av hurtig endrende retninger. Imidlertid har denne operasjon tendens til å føre til høye nivåer av brudd hos filamentene, hvorved sideforholdet (l/d) som er tilgjengelige for deres effektive bruk ved skapning av en nettverkstruktur blir redusert. Av denne grunn er det ønskelig, hvor polymeren må passere mellom relativt bevegelige overflater, å holde filamentene i klumper inntil akkurat forut for et hvilket som helst formingstrinn for å beskytte dem mot tilkommende brudd.

Det er derfor et formål med den foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en fremgangsmåte og anordning for å separere diskrete filamenter i en vaeskestrøm.

Ifølge den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt en fremgangsmåte for å separere filamenter fra en klump derav i en vaeskestrøm fra hverandre, idet fremgangsmåten omfatter å oppdele strømmen over dens sideveis utstrekning til å passere gjennom en oppstilling av en flerhet av filamentseparerende kanaler som har et tverrsnitt som idet minste er stort nok til å oppta tverrsnittet av filamentklumpene, slik at strømmen langs nevnte kanaler utøver en skjærkraft for filamentene ved kanten av strømmen I kanalen til å separere disse aksielt fra hverandre og fra filamentene ved klumpens senter.

Fortrinnvis blir strømmen fra den nevnte oppstilling ført gjennom minst en suksessiv oppstilling av filamentseparerende kanaler som er anbragt slik at deler av restene av klumpene fra den første oppstillingen går Inn de suksessive kanalene ved kantene derav, slik at ytterligere separering utføres ved hjelp av skjaervirkning langs filamentaksen.

Oppfinnelsen kan anvendes særlig på behandlingen av harpiks eller smeltet plast (særlig termoplast) strømmer ved ekstruderings- eller støpningsoperasjoner.

I hht. fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, passerer filamentklumpene i væskestrømmen langs filamentseparerende kanaler med tverrsnittdimensjoner, slik at en del av klumpen er i strømmen ved kanten av kanalen, mens en del er plassert mer sentralt i kanalen. Filamenter ved kanten av klumpene utsettes for en kontrollert skjærkraft i retningen av sine akser som skyldes den naturlige større strøm ved kanalens senter enn ved kantene. Som et resultat blir de ytre filamentene I klumpen adskilt uten å brytes. Deretter forlater restene av klumpen kanalen og kan gå inn i suksessive (vanligvis mindre) kanaler der en del av klumpen er i kantstrømmen slik at ytterligere aksiell separering av filamenter finner sted.

Filamentseparering finner sted nedstrøms relativt hvilke som helst bevegelige polymerbehandlingskomponenter, slik at den beskyttende virkning av klumpene opprettholdes. Filamentseparering kan imidlertid utføres umiddelbart oppstrøms relativt en hvilken som helst anordning for forming av en nettverkstruktur fra filamentene, og absolutt oppstrøms relativt en hvilken som helst formingsdyse eller form.

Det er viktig at sideveisavstanden for de individuelle kanaler er liten sammenlignet med de totale dimensjoner av passasjen langs hvilken væsken strømmer. Dette skalaforhold sikrer at ingen betydelig del av væsken har på noe tverrsnitt av passasjen en strømningshistorie som er vesentlig forskjellig fra noe annet.

Væsken kan være blitt produsert ved smelting av filament-holdige polymergranulater (av den type som er omtalt ovenfor). For å sikre den optimale separeringseffekt hos sammenstillingen, bør de minimumskanaltverrsnittsarealene i den første oppstillingen ikke i stor grad overskride tverrsnittsarealet av de opprinnelige filamentklumpene som er tilstede i granulatet. I praksis kan et nevnte minimums-tverrsnittareal lik 1,5 til 3 ganger tverrsnittsarealet av klumpene som opprinnelig er tilstede i granulatet finnes å gi en optimal balanse mellom det trykk som brukes og separasjonen som oppnås i en oppstilling.

Minimumstverrsnittsarealet for kanalene i en hvilken som helst andre eller påfølgende oppstilling kan være mindre enn de i den umiddelbart foregående oppstilling for å ta i betraktning den reduserte størrelse av restene av fiberklumpene, men antallet av slike kanaler kan økes idet minste i forholdet til nevnte reduksjon i tverrsnitt.

I visse tilfeller kan det være ønskelig å sikre at, når væsken forlater en filamentseparasjonskanal, er den i stand til sideveis utvidelse før den går inn i den neste kanalen. Slik utvidelse gir mer Jevn fordeling av filamentene innenfor væsken.

De individuelle kanaloppstillinger kan tilveiebringes av blokker som er aksielt adskilt langs strømningspassasjen.

Oppfinnelsen skal nå ytterligere beskrives kun ved hjelp av eksempel med henvisning til de vedlagte tegninger, der

Fig. 1 viser et konvensjonelt venstrehånds koordinataksesys-tem til hvilket det henvises i beskrivelsen og påfølgende figurer. Fig. 2 illustrerer en utførelsesform av ekstruderingsanord-ning ifølge oppfinnelsen. Fig. 3 illustrerer en filament-holdig polymergranulat som er beregnet for å bli behandlet av anordningen i fig. 2. Fig. 4 er et planriss sett i retningen av pilen A for en av de fiberseparerende oppstillinger som er vist i anordningen I flg. 2.

Fig. 5 er et tverrsnitt på linjen V-V i fig. 4.

Fig. 6 er et riss på linjen VI-VI i fig. 5.

Fig. 7 er et riss på linjen VII-VII i fig. 5.

Fig. 8a-e illustrerer måten som filamentene er adskilt fra hverandre. Fig. 9 illustrerer forskjøvet filamentsepareringskanaler i suksessive oppstillinger. Fig. 10 illustrerer modifiserte filamentsepareringskanaler. Fig. 1 definerer et konvensjonelt venstrehånds koordinatsys-tem for en strømningspassasje i hvilken filamentseparerings-anordningen er plassert. 0Z tilsvarer hovedstrømningsretnin-gen for væsken. Hvor passasjen er ialt vesentlig en ring, ligger 0X i retningen av ringomkretsen og 0y i tykkelseret-ningen. Hvor passasjen er en slisse, ligger 0X da i retningen av slissebredden og Oy er i tykkelsen.

Flg. 2 viser en ekstruderingsanordningen 1 for rør forsynt med en vanlig mateskrue 2. Rundt oppstrømsenden av kjernen 3 er anbragt en flerhet av ringformede blokker 4 (tre er illustrert) som hver har en flerhet av åpninger 5 i Op-plånet. Selv om det ikke er vist på tegningen, kan en løsning slik som den som er vist i fig. 12 i PCT/GB 87/00883 tilveiebringes nedstrøms relativt blokker 4 for å forme diskrete filamenter til koherent eller halv-koherent nettverkstruktur forut for at polymeren føres inn i en ekstruderingsdyse (på ny ikke vist) for endelig formning.

Matematerialet for ekstruderingsanordningen vil omfatte polymergranulater 6, slik som vist i fig. 3. Disse granulater er i grunntrekk sylinderiske pelleter som omfatter lengder av fibere 7 (f.eks. garn eller stry) innenfor en polymer (f.eks. en termoplast) matrise. Granulatet er vist til å ha en lengde lg som typisk vil være 5-15 mm. Hver fiberlengde 7 består av diskrete filamenter 8 med en lengde av ca. lg slik at filamentene er kontinuerlig gjennom granulatet, og det vil typisk være 2-4 lengder av garn eller stry 7 i granulatet som hver består av 1000-5000 filamenter 8. Tykkelsen av granulatet er betegnet som dg og den maksimale tverrsnittsdimensjonen av garnet eller stryet er betegnet dc^.

Ekstruderingsanordningen 1 kan mates med en blanding av nevnt granulater sammen med granulater uten fibere, og granulatblandingen vil bli oppvarmet, smeltet og fremført ved hjelp av skruen på en velkjent måte.

Den smeltede polymeren som nærmer seg den oppstrøms ringformede blokken eller oppstillingen 4 vil, såfremt den ikke er blitt spesielt kjemisk behandling som nevnt ovenfor, inneholde klumper av filamenter som ikke er blitt adskilt fra hverandre. Oppstillingene 4 muliggjør separeringen av filamentene fra klumpene. Nærmere bestemt er det passasjen av fiberklumpene gjennom åpningene 5 (som tilveiebringer strømningskanaler 9 gjennom blokkene - se flg. 5) som utfører separering av filamentene (som beskrevet nærmere nedenfor).

Idet det vises til fig. 5, har hver kanal 9 i blokken 4 en avsmalnet innføring (eller inngangsseksjon) av lengde le, en separeringsseksjon av lengde ls som kan være av ialt vesentlig konstant tverrsnitt, og en utløpsseksjon med lengde lo-

Senterene for inngangene til kanalene er fortrinnsvis adskilt med en avstand ds (fig. 6) som ikke er mindre enn lengde lg av f ibergranulatene, men ikke så stor til å bevirke noen vesentlig del av væsken over noe tverrsnitt av passasjen til å ha en strømningshistorie som er vesentlig forskjellig fra noe annet. Inngangstverrsnittet (fig. 6) til hver kanal 9 vil ønskelig ha utpregede kanter 10 som vender oppstrøms, typisk en rektangulær (fig. 6) eller sekskantet oppstilling. Inngangslengde le reflekterer de elastiske egenskaper for en polymersmelte ved at eventuelle tilbøyelighet til å skape en virvel i inngangssonen minimaliseres av en spissningsvinkel (cx) som generelt er i området 10-15°. Større vinkler kan anvendes hvor den elastiske oppførsel er mindre uttalt. Disse tre anskaffelser vil sikre at materialet (særlig fiberklumper) ikke stoppes ved inngangen til oppstillingene 4. En slik oppstansing ville gi opphav til materialdegrade-ring og eventuell blokkering av kanalene.

Separeringsseksjonen ls kan være av ensartet tverrsnitt som fortrinnsvis har et tverrsnittsareal som er større enn tverrsnittsarealet for et fiber 7 i granulatet 6, men ikke større enn 1,5 til 3 ganger tverrsnittsarealet av et fiber 7. Avvik fra dette området er mulig, men medfører en reduksjon i separasjonseffekten eller høyt mottrykk. Lengden lg er fortrinnsvis minst 2 ganger granulatets lengde lg og typisk 5 til 20 granulatlengder.

Utløpsseksjonen 1Q er utformet til å oppfylle to funksjoner i tilfellet av den siste oppstillingen: (a) å sammenføye på ny eller lege polymerstrømmene og (b) sikre at en tilstrekkelig proporsjon av filamenter (adskilt ved hjelp av kanalene 9 som er beskrevet nærmere nedenfor) orienteres i vinkler -| , <p, som kan trengs av en påfølgende anordning til å organisere en koherent fiberstruktur. Generelt er disse funksjoner mere viktige på utløpet av den siste oppstillingen 4 enn for hvilke som helst andre. For de mellomliggende oppstillinger er funksjonen av utløpsseksjoner sikre en jevn overgang inn i den neste oppstillingen.

Dersom skjærpåkjenning, som utvider polymermolekyler, ialt vesentlig fjernes, vil polymerstrømmer utvides sideveis når de forlater en kanal, og polymermolekylene slakkes og kan så interdiffunderes. Utløpet 1Q er således formet (med vinkler Pl °S ^2som vist) til å tillate en hurtig reduksjon av skjærpåkjenning uten å skape dødsoner mellom utløpskanal-strømmene. Ved den samme formning, vil filamenter oppnå vinkler -| , cp hvis størrelser påvirkes av vinklene 3^og e>2som kan være i området 45-75°. Disse fibere vil rotere over sammenføyningen av de utkommende strømmer for derved å supplere legingseffekten av sideveisekspansjonen (som beskrevet i PCT/GB 87/00883).

Senterlinjene i åpningene i hosliggende oppstillinger 4 er forskjøvet fra hverandre. Typisk kan kanalene 9 ha en diameter lik 3 mm og verdien av ds (distansen mellom senterlinjene for kanalene 9) er 5 mm, men i hht. prinsippene som er beskrevet vil avhenge av størrelsen av granulatene og stryet (tows) som anvendes.

Måten som anordningen tjener til å separere individuelle filamenter skal nå beskrives med henvisning til figurene 8a-e. I hver av disse figurer representerer henvisningstallet 4u den første oppstrøms oppstillingen 4 og henvisningstallet 4d representerer den hosliggende nedstrøms oppstillingen. Kanalene 9 i oppstillingen 4d er av mindre tverrsnitt enn de i 4u som reflekterer den reduserte størrelsen av den resterende klumpen, i hht. formel (I) nedenfor.

For å utføre ekstruderingsoperasjonen, kan granulatene blandes med granulatene av den samme polymeren (men som ikke inneholder fibere). Granulatblandingen smeltes og fremføres ved hjelp av skrue 2 på vanlig måte. Generelt vil mengden av fibere som inneholder granulater være forholdsvis lav sammenlignet med de som inneholder kun polymer. Den smeltede polymeren mellom endene av skruen 2 og oppstrøms oppstillingen 4u vil omfatte klumper 11 av filament (tilsvarende generelt lengden av garn eller stry lg i granulatene) i den smeltede polymeren. Mellom aggregatet eller klumpene, vil den smeltede polymeren være forholdsvis mager hva angår f ibere.

En klump av fibere (med lengde lg) kan lett gå inn i en kanal 9 i oppstrømsplaten 4 i betraktning av dimensjoneringen av kanalens "munning". Innenfor seksjonen le innretter klumpen seg langs 0Z retningen med de ytre regioner av aggregatet i strømmen ved de ytre kanter av kanalen og de indre regioner av aggregatet ved midten av strømmen (fig. 8a).

P.g.a. den naturlig høyere strømning langs midten av kanalen enn ved ytterkantene, blir filamentene ved ytterkanten av klumpene utsatt for en skjærbevegelse slik at, mellom endene av kanalen 9, begynner de å bli "trukket ut" aksielt av klumpen (se fig. 8b). Etter som klumpen fortsetter å bevege seg langs kanalen, fortsetter separasjonen slik at det er diskrete filamenter på kanten av kanalen med en gjenværende, nå mindre, klump ved kanalens senter (fig. 8c).

Det neste trinnet i separasjonen er for polymeren (med filamenter og klumper) å gå inn i kanalene i oppstillingen 4d. Som beskrevet er disse kanaler sideveis forskjøvet fra de i oppstillingen 4u. Således vil deler av klumpene som har passert ut av kanalen i oppstilling 4u nå bevege seg sideveis og gå til kantregionen av kanalene i oppstilling 4d. Separasjon av disse aggregater i oppstilling 4d skjer på nøyaktig den samme måte som i plate 4u og vil således Ikke bli beskrevet ytterligere. Når den siste oppstillingen 4d forlates, gjennomgår polymerstrømmen en tverrgående utvidelse som har den virkning sideveis å bevege filamentene 8 (se piler B og fig. 7) for derved å utføre en mer grundig fordeling av filamentene innenfor polymeren.

Det er klart at det totale antallet av oppstillinger 4 som er tilveiebragt for en hvilken som helst anvendelse er tilstrekkelig til å sikre fullstendig separering av filamentene.

Kanalene 9 virker således ved å påføre en regulert sekvens av skjærbevegelse og sideveis bevegelse på filamentklumpene, slik at filamenter bli suksessivt trukket vekk fra hverandre i strømnings-retningen. Sideveisbevegelsen fra den siste oppstillingen er en som er konstruert (a) til å gi ensar-tethet av fiberfordeling i passasjen, (b) å oppnå bestemte rotasjoner (-|,<p) av filamentene til hovedstrømsretningen til forberedelse for påfølgende organisering til nettverkstrukturer, og (c) å lege sveiselinjene som skyldes delingen av strømmen p.g.a. kanaloppstillingene.

Gitt den aksielle separasjon S som behøves for to filamenter av gitt initiell sideveis adskillelse i kanten av den samme klumpen initielt, er lengden ls av kanalen som behøves gitt omtrentelig ved ligningen (I)

hvor Af er det frie arealet av kanalen (dvs. arealet som ikke er opptatt av klumpen) gitt ved uttrykket (II)

hvor Ac er tverrsnittsarealet av kanalen og Ac^er tverrsnittsarealet av klumpen, og dcier den største tverrsnittsdimensjonen av klumpen (fig. 3).

Proporsjonal itetskonstanten, k, er omtrentlig omvendt proporsjonal med den initielle sideveis separering av de to filamentene.

Det er viktig å innse at tilstrekkelig separasjon av filamentene oppnås optimalt ikke ved å utvide lengden ls (som bare ville skape et høyt mottrykk uten ekstra separering), men ved å bevirke filamentene og klumpene til å gå inn i de suksessivt "innbyrdes forskjøvede" kanaler 9. En slik sekvens har virkningen med å bevege klumpene som er nær senterlinjen av kanalen 9 i oppstrøms oppstillingen 4u til kanten av en kanal 9 i den neste nedstrøms oppstillingen 4d (hvor separerende virkning er høy). Ved hjelp av slike midler, blir kostnaden av trykkenergi for å drive klumpene gjennom kanalene minimalisert.

Som nevnt, har kanalene 9 i oppstilling 4d redusert tverrsnitt sammenlignet med de I 4u. Ideelt er tverrsnittet i kanalene i 4d i samsvar med ligning (I) med dci og Aci avhengig av dimensjonene av klumpene fra oppstilling 4u. For å unngå det økte trykkfall som ellers ville opptre, vil antallet av kanaler i oppstilling 4d (sammenlignet med antallet i oppstilling 4u) bli ønskelig økt idet minste i proporsjon til reduksjonen i tverrsnittsareal.

Fig. 9 illustrerer en ytterligere anordning for de relative størrelser og anbringelse av filamentseparerende kanaler 13u og de filamentseparerende kanaler 13d i nedstrøms oppstillingen. Det vil ses at hver kanal 13u er tilhørende fire av nedstrøms kanalene 13d. Klumper som går ut av en kanal 13u vil passere inn i en av de tilhørende nedstrøms kanalene 13d. Så snart en klump har gått inn i en av de fire nedstrøms kanalene 13d, vil en transient økning i mottrykk oppstå i den kanalen 13d slik at ytterligere klumper fra den tilhørende kanalen 13u fortrinnsvis vil gå inn i en av de andre tilhørende kanalene 13d. Således, i gjennomsnitt, mottar hver av kanalene 13d kun en fjerdepart av klumpene som går ut av den tilhørende kanal 13u.

Ved en ytterligere modifikasjon av den viste utførelsesform, kan oppstillingene 4 adskilles fra hverandre for å tillate økt sideveis utvidelse av polymeren mellom oppstillingene.

Man vil ha sett at oppstillingene 4 kan tilveiebringes rundt kjernen 2 i form av blokker og kan således tjene til å understøtte kjernen i passasjen, hvorved det unngås behovet for vanlige understøttende "edderkopper". I tillegg kan nevnte blokker unngå behovet for en vanlig knuseplate oppstrøms relativt kjernen.

En ytterligere utførelsesform av oppfinnelsen (ikke vist) har minst en oppstilling av filamentseparerende kanaler som er anordnet slik at materialet som går inn i kanalene ved et bestemt punkt i tverrsnittet av strømningspassasjen vil gå ut på et sideveis adskilt punkt i strømningspassasjens tverrsnitt for derved å gi tverrgående blanding.

Anordningen er blitt vist for ekstruderingen av sirkulært rør, men det er ikke noen begrensning med hensyn til ekstruderte tverrsnitt som den kan anvendes for, innbefatt-ende tynnplate og åpen kanalføring og uregelmessige tverrsnitt. I samtlige tilfeller, vil de samme betraktninger for dimensjoneringen og plasseringen av strømningskanelene i 0X og Oy retningene gjelde som beskrevet ovenfor.

Som et alternativ til å blande granulatene 6 med granulater som ikke inneholder filamenter forut for smeltning og transport ved hjelp av skruen 2, er det mulig kun å tilføye og å smelte granulatene 6 i rommet mellom nedstrømsenden av skruen 2 og oppstrømsenden av kjernen 3. Oppstillingen 4 vil fortsatt utføre filamentseparering og eventuelt mulighet for filamentskade p.g.a. skruen 2 unngås.

I et ytterligere alternativ kan en polymermatrise av granulater 6 være av noe høyere smeltepunkt enn polymeren i granulatene uten granulater. De to granulattypene hiandes sammen og oppvarmes så på en temperatur mellom smeltepunktene for de to polymerene, slik at filamentene i granulatene 6 forblir belagt i en "hud" av pøolymer etter som de transpor-teres av skruen 2 for derved å minimalisere skade på filamentene.

Selv om oppfinnelsen er blitt beskrevet med særlig henvisning til ekstrudering, kan den også anvendes på sprøytestøpning (særlig store støpninger) i hvilket tilfelle filamentsepare-ringsoppstillingene er plassert i formens løp.

Til sist kan oppfinnelsen anvendes slik at den, i tillegg til separering av filamenter, samtidig korrigerer virkningene av uensartet fluidumsminne som oppstår oppstrøms, eksempelvis fra passering rundt en bøy slik som i en tverr-hodef or-mingsdyse eller formløp. Figur 10 illustrerer bruken av anordningen med kanaler av forskjellig lengde til å korrigere en oppstrøms strømning som har frembragt spennstrekk ved kanten av passasjen og lavt spennstrekk ved kanten av passasjen. Den indre kanalen av oppstillingen kan således gi et kompenserende høyere spennminne på senterstrømningen enn på kantene.

Claims (16)

1. Fremgangsmåte for å separere filamenter fra en klump derav i en vaeskestrøm fra hverandre, idet fremgangsmåten omfatter oppdeling av strømmen over dens sideveis utstrekning til å passere gjennom en oppstilling av en flerhet av filamentseparerende kanaler som har et tverrsnitt som er idet minste stort nok til å oppta tverrsnittet av fIlamentklumpene slik at strømning langs nevnt kanaler utøver en skjærkraft på filamentene ved kanten av strømmen i kanalen til å separere disse aksielt fra hverandre og fra filamentene ved klumpens senter.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at strømmen fra nevnte oppstilling føres gjennom minst en sukessiv oppstilling av filamentseparerende kanaler som er anbragt slik at deler av restene av klumpene går inn i de suksessive kanaler ved kanter derav, slik at ytterligere separering utføres ved hjelp av skjærvirkning langs filamentaksene.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at fluidumet utvider seg sideveis mellom utgangen fra en kanal og inngangen til den suksessive nedstrømskanalen.

4. Fremgangsmåte som angitt i et hvilket som helst av kravene 1 til 3, karakterisert ved at hver kanal har en seksjon av konstant tverrsnitt med en lengde av minst to ganger den for filamentene.

5. Fremgangsmåte som angitt i krav 4, karakterisert ved at nevnte konstante tverrsnitt har en lengde lik 2-10 ganger den av den for filamentene.

6. Fremgangsmåte som angitt i et hvilket som helst av kravene 1-5, karakterisert ved at kanalenes senterlinjer er paralelle med hverandre.

7. Fremgangsmåte som angitt i krav 6, karakterisert ved at kanalenes senterlinjer er adskilt med en avstand som er større enn filamentenes lengde.

8. Fremgangsmåte som angitt i et hvilket som helst av kravene 1-7, karakterisert ved at kanalene har en avsmalnende innløpsseksjon.

9. Fremgangsmåte som angitt i krav 8, karakterisert ved at nevnte seksjon avsmalnes i en vinkel av 10-15° .

10. Fremgangsmåte som angitt i et hvilket som helst av kravene 1-9, karakterisert ved at væsken er en smeltet polymer.

11. Fremgangsmåte som angitt i krav 10, karakterisert ved at den smeltede polymeren er blitt frembragt ved smeltning av granulater som inneholder et antall lengder av garn eller stry som hver omfatter en flerhet av filamenter.

12. Fremgangsmåte som angitt i krav 11, karakterisert ved at minimumstverrsnittsarealet av de filamentseparerende kanaler er 1,5 til 3 ganger tverrsnittsarealet av klumpene fra hvilke filamentene skal separeres.

13. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at de filamentseparerende kanaler har minst en av oppstillingene anordnet slik at materialet som går inn i kanalene ved et bestemt punkt i tverrsnittet av strømnings-passasjen vil gå ut på et sideveis adskilt punkt i strøm-ningspassasjens tverrsnitt for derved å gi tverrgående blanding.

14. Fremgangsmåte som angitt i krav 2, karakterisert ved at den andre og eventuelle påfølgende oppstillinger har filamentseparerende kanaler som er større i antall, men av redusert tverrsnitt sammenlignet med kanalene i den hosliggende oppstrøms oppstillingen.

15 . Fremgangsmåte som angitt i et hvilket som helst av kravene 1-14, karakterisert ved at Inngangene til oppstillingene har utpregede kanter som vender oppstrøms.

16. Fremgangsmåte som angitt i krav 15, karakterisert ved at kantene er i rektangulær eller sekskantet oppstilling.