RU2782067C2 - Method for production of products of polymer waste by extrusion-rolling-molding method and installation for its implementation - Google Patents
Method for production of products of polymer waste by extrusion-rolling-molding method and installation for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2782067C2 RU2782067C2 RU2021103757A RU2021103757A RU2782067C2 RU 2782067 C2 RU2782067 C2 RU 2782067C2 RU 2021103757 A RU2021103757 A RU 2021103757A RU 2021103757 A RU2021103757 A RU 2021103757A RU 2782067 C2 RU2782067 C2 RU 2782067C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- extrusion
- products
- layer
- molding
- shafts
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 22
- 238000009434 installation Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 238000000465 moulding Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims abstract description 23
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000010409 ironing Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000000975 dye Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 5
- 241000273930 Brevoortia tyrannus Species 0.000 claims description 2
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 abstract description 17
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 abstract 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 58
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 15
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 10
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 8
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 7
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 6
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 6
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 6
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 6
- 239000004698 Polyethylene (PE) Substances 0.000 description 5
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 5
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 5
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 5
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 description 3
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 210000000188 Diaphragm Anatomy 0.000 description 2
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 2
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 2
- 229920001903 high density polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004700 high-density polyethylene Substances 0.000 description 2
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory Effects 0.000 description 2
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000010791 domestic waste Substances 0.000 description 1
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 1
- 238000010101 extrusion blow moulding Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 1
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229920001684 low density polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004702 low-density polyethylene Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000002522 swelling Effects 0.000 description 1
- 238000003856 thermoforming Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Группа изобретений относится к области переработки полимерных отходов, а именно - к производству длинномерных изделий в виде различных профилей из первичного или вторичного сырья на основе термопластичных полимеров (термопластов).SUBSTANCE: group of inventions relates to the field of polymer waste processing, namely, to the production of long products in the form of various profiles from primary or secondary raw materials based on thermoplastic polymers (thermoplastics).
Изобретение может быть использовано в строительной промышленности для производства различных строительных изделий, а именно - длинномерных изделий в виде плоских профилей и плит из первичного или вторичного сырья на основе термопластичных полимеров (термопластов). К установкам для непрерывного изготовления длинномерных профильных изделий из композиционных материалов предъявляются повышенные требования по обеспечению ими повышенного качества изготовления конечной продукции, обладающей однородностью, сплошностью, улучшенным внешним видом, заданной структурой армирования, долговечностью, прочностью и надежностью, простотой в изготовлении, обслуживании при минимальных затратах труда, экономичностью и конкурентоспособностью.The invention can be used in the construction industry for the production of various building products, namely long products in the form of flat profiles and plates from primary or secondary raw materials based on thermoplastic polymers (thermoplastics). Installations for the continuous production of long-length profile products from composite materials are subject to increased requirements for providing them with an increased quality of manufacturing end products with uniformity, continuity, improved appearance, a given reinforcement structure, durability, strength and reliability, ease of manufacture, maintenance at minimal cost. labour, economy and competitiveness.
Известно устройство (Р.В. Торпер, М.С. Акутин. Оборудование заводов по переработке пластмасс, Москва, «Химия», 1975, стр. 93), состоящее из приводного червячного вала (шнек), корпуса (контейнер) с внутренней продольной полостью для обрабатываемого сырья и загрузочного бункера. Снаружи корпуса установлены электрические нагревательные элементы. Корпус заканчивается формующей головкой с каналом, поперечное сечение которого соответствует форме изделия. За головкой расположены устройства для охлаждения получаемого профиля и его правки вытягиванием.A device is known (R.V. Torper, M.S. Akutin. Equipment for plastics processing plants, Moscow, "Chemistry", 1975, p. 93), consisting of a drive worm shaft (auger), a housing (container) with an internal longitudinal a cavity for processed raw materials and a loading hopper. Electric heating elements are installed outside the housing. The body ends with a forming head with a channel, the cross section of which corresponds to the shape of the product. Behind the head are devices for cooling the resulting profile and straightening it by stretching.
Известно устройство для получения профильных изделий из термопластичных полимерных материалов методом непрерывного литья под давлением (И.И. Дмитриенко, А.С. Науменко. Труды конференции, проведенной в рамках 3-й международной выставки по управлению отходами «ВэйстТэк-2003», Москва, 3-6 июня 2003 г.). Головная часть этого устройства также представляет собой экструдер в виде обогреваемого корпуса с бункером и червяком. В конце полости корпуса размещено сопло, открытое в сторону удлиненной матрицы, полость которой в поперечном сечении имеет профиль получаемого изделия. На выходе из матрицы размещен механизм для создания переменного противодавления в полости матрицы и для вытягивания изделия.A device for producing profile products from thermoplastic polymeric materials by continuous injection molding is known (I.I. Dmitrienko, A.S. Naumenko. Proceedings of the conference held in the framework of the 3rd international exhibition on waste management WasteTech-2003, Moscow, June 3-6, 2003). The head of this device is also an extruder in the form of a heated body with a hopper and a screw. At the end of the housing cavity there is a nozzle open towards the elongated matrix, the cavity of which in cross section has the profile of the resulting product. At the exit from the matrix there is a mechanism for creating a variable counterpressure in the cavity of the matrix and for pulling the product.
Известен экструдер для переработки вторичных полимеров (RU156851 U1; МПК В29С 47/62, В29С 47/64, В29С 47/08; опубл. 20.11.2015 г.). Экструдер предназначен для переработки вторичных полимерных материалов и включает корпус, захватное устройство, шнек. В зоне дозирования шнек выполнен из двух последовательно расположенных конической и цилиндрической секций. Внутренние стенки корпуса в зоне сжатия выполнены в виде многоканального смешивающего витка, которые размещены вдоль цилиндра корпуса и образуют входной канал, выпускной канал и зазор барьерной ступени.An extruder for processing secondary polymers is known (RU156851 U1; IPC B29C 47/62, B29C 47/64, B29C 47/08; publ. 20.11.2015). The extruder is designed for processing secondary polymeric materials and includes a housing, a gripper, and a screw. In the dosing zone, the auger is made of two successively located conical and cylindrical sections. The inner walls of the housing in the compression zone are made in the form of a multi-channel mixing coil, which are placed along the housing cylinder and form the inlet channel, the outlet channel and the gap of the barrier stage.
Использование экструдера при переработке комбинированных вторичных смесей позволяет сочетать подготовительные операции (наполнение, смешивание, гранулирование) и операцию получения новых качественных изделий методом экструзии.The use of an extruder in the processing of combined secondary mixtures makes it possible to combine preparatory operations (filling, mixing, granulation) and the operation of obtaining new high-quality products by extrusion.
Недостаток вышеописанных известных устройств - повышенное разбухание экструдата при выходе из головки из-за несоответствия температурно-скоростных параметров экструзии. Кроме того, при переработке вторичных полимеров, не исключены посторонние включения (примеси). Отсюда низкая механическая прочность из-за неравномерного перемешивания.The disadvantage of the above-described known devices is the increased swelling of the extrudate at the exit from the die due to the discrepancy between the temperature and speed parameters of extrusion. In addition, when processing secondary polymers, foreign inclusions (impurities) are not excluded. Hence the low mechanical strength due to uneven mixing.
Известна установка для непрерывного изготовления длинномерных профильных изделий из композиционных материалов способом экструзионного формования термовытяжкой через фильеру(RU2170175; МПК В29С 55/30, В29В 15/14;опубл. 10.07.2001 г.).A known installation for the continuous production of long shaped products from composite materials by the method of extrusion thermoforming through a spinneret (RU2170175; IPC V29S 55/30, V29V 15/14; publ. 10.07.2001).
Данная установка позволяет производить заготовки изделий, такие как пряди жгутов или нитей и лент продольного материала (полые прокладочные элементы для изолирующего остекления или конструкционных элементов, используемых соответственно в дверных, оконных коробках или рамных конструкциях для нужд строительства). Нет возможности производить широкие двухслойные изделия.This plant allows the production of blanks of products, such as strands of strands or threads and strips of longitudinal material (hollow spacer elements for insulating glazing or structural elements used respectively in door, window frames or frame structures for building needs). It is not possible to produce wide two-layer products.
Известен способ формования длинномерных полых изделий из порошковых и пластифицированных масс и устройство для его осуществлениями 2492965; МПК B22F 5/12, В29С 47/20;опубл. 20.09.2013 г.).A known method of molding long hollow products from powdered and plasticized masses and a device for its implementation 2492965; IPC
Однако, данный способ предназначен только для формования полых длинномерных изделий из порошковых или пластифицированных масс и нет возможности регулировать изделие по толщине.However, this method is intended only for forming hollow long-length products from powder or plasticized masses and there is no possibility to adjust the product in thickness.
Известна прессовая установка для производства изделий из полимерных материалов для производства длинномерных изделий в виде полос, прутков и профилей из первичного или вторичного сырья на основе термопластичных полимеров (термопластов) (RU2329142; МПК В29С 43/00;опубл. 20.07.2013 г.).A known press plant for the production of products from polymeric materials for the production of long products in the form of strips, rods and profiles from primary or secondary raw materials based on thermoplastic polymers (thermoplastics) (RU2329142; IPC B29C 43/00; publ. 20.07.2013).
Однако, в известной установке изделия получаются методом прессования и ограниченными не только по ширине, но и по длине, что обусловлено ходом пуансона и забором сырья за один цикл, а для выпуска изделия разных форм и размеров необходимо каждый раз менять матрицу, что усложняет устройство.However, in a known installation, products are obtained by pressing and are limited not only in width, but also in length, which is due to the stroke of the punch and the intake of raw materials in one cycle, and to produce products of different shapes and sizes, it is necessary to change the matrix each time, which complicates the device.
Известна прессовая установка для производства изделий из полимерных материалов (RU №2329142; МПК В29С 43/00; опубл. 20.07.2008 г.), состоящая из загрузочного бункера и горизонтального пресса, нагревательного контейнера туннельного типа с рабочей полостью для обрабатываемого сырья, пуансона, перемещающегося по оси пресса через бункер и внутри рабочей полости контейнера, привода пуансона, приемного стола. Контейнер снабжен расположенными вблизи поверхности его рабочей полости внутренними каналами для жидкого теплоносителя. Полость выполнена в виде прямоугольной щели. Со стороны, противоположной входу контейнера, к нему примыкает матрица с одним или несколькими рабочими каналами, вписанными в контур щели контейнера и формирующими сечение прессуемых изделий. За матрицей расположено плавильно-вытяжное устройство для отделки изделий.Known press plant for the production of products from polymeric materials (RU No. 2329142; IPC V29S 43/00; publ. moving along the axis of the press through the hopper and inside the working cavity of the container, the drive of the punch, the receiving table. The container is equipped with internal channels for the liquid heat carrier located near the surface of its working cavity. The cavity is made in the form of a rectangular slot. On the side opposite to the container inlet, it is adjoined by a matrix with one or more working channels inscribed in the contour of the container slot and forming a section of the pressed products. Behind the matrix there is a melting and exhaust device for finishing products.
К недостаткам известной установки можно отнести одну зону нагрева материала, что приводит к неравномерному прогреву сырья. Также наблюдается скапливание смеси на боковой поверхности пуансона, что негативно сказывается на качестве выпускаемого материала.The disadvantages of the known installation include one heating zone of the material, which leads to uneven heating of the raw material. Also, there is an accumulation of the mixture on the side surface of the punch, which negatively affects the quality of the produced material.
Наиболее близкими аналогами были выбраны способ и устройство, описанные в изобретении (RU 2433041 С2; МПК В29С 47/16; опубл. 10.11.2011 г.) устройство для экструзии полосовых или ленточных заготовок из термопластичной пластмассы, а также способ экструзии такой заготовки. Устройство содержит экструзионную головку для экструзии полосовых или ленточных заготовок из термопластичной пластмассы, а также составной формовочный инструмент для переработки полосовых или ленточных заготовок при первом нагреве с использованием давления газа и/или вакуума в изделие из пластмассы. Причем выход расплава из экструзионной головки выполнен в виде перемещаемого поперек направления экструзии, проходящего прямолинейно щелевого сопла. При этом щелевое отверстие сопла непосредственно ограничено несколькими сегментами, устанавливаемыми независимо друг от друга поперек направления экструзии и обеспечивающими ступенчатое регулирование величины и/или ширины щелевого отверстия сопла.The closest analogues were chosen the method and device described in the invention (RU 2433041 C2; IPC B29C 47/16; publ. 11/10/2011) a device for extruding strip or tape blanks from thermoplastic plastic, as well as a method for extruding such a blank. The device contains an extrusion head for extruding strip or strip blanks from thermoplastic plastics, as well as a composite molding tool for processing strip or strip blanks during the first heating using gas pressure and/or vacuum into a plastic product. Moreover, the melt exit from the extrusion head is made in the form of a slotted nozzle moving across the direction of extrusion, passing in a straight line. In this case, the slotted opening of the nozzle is directly limited by several segments, which are installed independently of each other across the direction of extrusion and provide stepwise regulation of the size and/or width of the slotted opening of the nozzle.
Способ экструзионного формования с раздувом изделий из пластмассы по RU2433041 предусматривает пластификацию термопластичной пластмассы в экструдере, подведение ее к щелевому отверстию сопла экструзионной головки, регулировку величины щелевого отверстия сопла, переработка экструдата внутри формовочного инструмента.The method of extrusion blow molding of plastic products according to RU2433041 provides for the plasticization of thermoplastic plastic in an extruder, bringing it to the slotted hole of the nozzle of the extrusion head, adjusting the size of the slotted hole of the nozzle, and processing the extrudate inside the molding tool.
Недостатком известного изобретения является то, что он предназначен только для переработки пластмасс. Кроме того, заготовки изделия, сформированные в формовочном инструменте, при выдавливании из него не будут держать свою форму, так как еще находятся в термопластичном состоянии. Но при этом заготовки нельзя охлаждать до твердого состояния в формовочном инструменте, так как идет непрерывный процесс экструзии. Также определенным недостатком является ограниченная длина заготовок, обусловленная длиной формовочного инструмента.The disadvantage of the known invention is that it is intended only for the processing of plastics. In addition, the blanks of the product formed in the molding tool, when extruded from it, will not hold their shape, since they are still in a thermoplastic state. But at the same time, the workpieces cannot be cooled to a solid state in the molding tool, since the extrusion process is continuous. Also, a certain disadvantage is the limited length of the blanks, due to the length of the molding tool.
Задачей предлагаемого изобретения является получение качественных двухслойных изделий в виде плоских и профильных плит различной формы, полученных из смеси кварцевого песка и пластических масс из бытовых отходов полимерных материалов (полиэтилен высокого давления, полиэтилен низкого давления, пластиковые бутылки) и покрытых пленкой из смеси полиэтилена высокого давления с красящими пигментами.The objective of the invention is to obtain high-quality two-layer products in the form of flat and shaped plates of various shapes, obtained from a mixture of quartz sand and plastics from household waste of polymeric materials (high-pressure polyethylene, low-pressure polyethylene, plastic bottles) and covered with a film from a mixture of high-pressure polyethylene with coloring pigments.
Техническим результатом от использования изобретения является возможность изготовления плоских и профильных плит различной формы, регулируемые по толщине и длине, с лицевым окрашенным полимерным слоем, что уменьшает вес, экономит расход материала, в т.ч. красителя, и уменьшает затраты на изготовление конечной продукции.The technical result from the use of the invention is the possibility of manufacturing flat and profiled plates of various shapes, adjustable in thickness and length, with a front painted polymer layer, which reduces weight, saves material consumption, incl. dye, and reduces the cost of manufacturing the final product.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе производства изделий из полимерных отходов экструзионно-прокатно-формовочным методом, включающем загрузку сырья в бункер, экструзию, выдавливание разогретой массы на формующую основу, формование готовых изделий, согласно изобретению в качестве формующей основы используют перфорированную подложку, которую прокатывают и выдавливают на нее тонкий слой разогретой экструзионной массы из регулирующего ширину и толщину изделия устройства, выравнивают тонкий лицевой слой гладильными валами, охлаждают, сворачивают в рулон, затем рулон разворачивают перфорированной подложкой вверх, прокатывают, осуществляют резку по длине, выдавливают толстый черновой слой расплавленной экструзионной массы из регулирующего устройства, выравнивают слой, формируют поверхность, при этом на первом этапе экструзии в сырье добавляют красители.The specified technical result is achieved by the fact that in the method for the production of products from polymer waste by the extrusion-rolling-forming method, including loading raw materials into a bunker, extrusion, squeezing the heated mass onto a forming base, molding finished products, according to the invention, a perforated substrate is used as a forming base, which is rolled and a thin layer of heated extrusion mass is squeezed onto it from a device that regulates the width and thickness of the product, the thin front layer is leveled with ironing rollers, cooled, rolled up, then the roll is turned with the perforated substrate up, rolled, cut along the length, squeezed out a thick draft layer molten extrusion mass from the control device, level the layer, form the surface, while at the first stage of extrusion dyes are added to the raw material.
Указанный технический результат также достигается тем, что в установке для производства изделий из полимерных отходов экструзионно-прокатно-формовочным методом, включающей загрузочный бункер, экструдер, формующее устройство, согласно изобретению установка состоит из двух линий, каждая из которых включает в себя загрузочный бункер, экструдер, соединенный с регулирующим устройством, расположенным над технологическим столом и выполненным в виде цилиндра с расположенным внутри червячным валом, регулирующее устройство имеет продольную щель, установленную с возможностью регулирования ее ширины и толщины, на технологическом столе расположена перфорированная подложка, в отверстия технологического стола встроены несколько гладких прокатных протягивающих валов, за регулирующим устройством над технологическим столом находятся гладильные валы, при этом вторая линия установки дополнительно содержит нож для резки, установленный между двух пар гладких протягивающих валов, и формующие валы, расположенные после гладильных валов.The specified technical result is also achieved by the fact that in the installation for the production of products from polymer waste by the extrusion-rolling-forming method, including a loading hopper, an extruder, a forming device, according to the invention, the installation consists of two lines, each of which includes a loading hopper, an extruder connected to the control device located above the technological table and made in the form of a cylinder with a worm shaft located inside, the control device has a longitudinal slot installed with the possibility of adjusting its width and thickness, a perforated substrate is located on the technological table, several smooth rolling pulling rollers, behind the adjusting device above the technological table there are ironing rollers, while the second installation line additionally contains a cutting knife installed between two pairs of smooth pulling rollers, and forming rollers, located nye after ironing rollers.
Отличительными признаками заявляемой группы изобретений являются:Distinctive features of the claimed group of inventions are:
- изготовление готовых изделий на двух линиях в два этапа, что позволяет получить качественные двухслойные изделия в виде плоских и профильных плит различной формы, покрытых пленкой из смеси полимерных отходов с красящими пигментами;- production of finished products on two lines in two stages, which makes it possible to obtain high-quality two-layer products in the form of flat and profile plates of various shapes, covered with a film from a mixture of polymer waste with coloring pigments;
- использование в качестве формующей основы перфорированной подложки, что позволяет получать готовые изделия из слоев: тонкого лицевого окрашенного, толстого чернового слоя и их связующего слоя -перфорированной подложки. Это обеспечивает уменьшение веса изделия, экономию расхода материала, в т.ч. красителя, снижение затрат на изготовление конечной продукции;- use of a perforated substrate as a forming base, which makes it possible to obtain finished products from layers: a thin front painted, thick draft layer and their connecting layer - a perforated substrate. This provides a reduction in the weight of the product, saving material consumption, incl. dye, reducing the cost of manufacturing the final product;
- наличие регулирующего устройства, имеющего продольную щель, установленную с возможностью регулирования ее ширины и толщины, что позволяет получать изделия разной толщины и ширины;- the presence of a control device having a longitudinal slot installed with the possibility of adjusting its width and thickness, which makes it possible to obtain products of different thicknesses and widths;
- установка на втором этапе экструзии ножа для резки обеспечивает регулирование длины готовых изделий, установка формующих валов обеспечивает необходимую конфигурацию конечных изделий.- the installation of a cutting knife at the second stage of extrusion ensures the regulation of the length of finished products, the installation of forming shafts provides the necessary configuration of the final products.
В заявляемом изобретении предлагается изготавливать изделия из полимерных отходов, состоящих из тонкого лицевого окрашенного слоя, чернового слоя, перфорированной подложки и отказаться от пресс-форм. В качестве перфорированной подложки можно использовать картон. Указанные отличительные признаки позволяют получать прочные изделия из-за наличия двух рабочих слоев и связующего их картона; возможность вариации по длине, ширине, толщине; значительное снижение себестоимости продукции из-за существенного увеличения производительности; использования полимерных отходов и отказа от дорогих пресс-форм, используемых при прессовании; экономии красителя вследствие того, что краситель используют только для тонкого лицевого слоя.In the claimed invention, it is proposed to manufacture products from polymer waste, consisting of a thin front colored layer, a draft layer, a perforated substrate, and to abandon molds. Cardboard can be used as a perforated backing. These distinctive features make it possible to obtain durable products due to the presence of two working layers and a cardboard binding them; the possibility of variation in length, width, thickness; a significant reduction in the cost of production due to a significant increase in productivity; the use of polymer waste and the rejection of expensive molds used in pressing; dye savings due to the fact that the dye is used only for a thin front layer.
Дополнительная регулируемая продольно-щелевая часть регулирующего устройства позволяет получать изделия разной ширины и толщины; получать необходимое избыточное давление на расплав с целью достижения необходимой плотности и удаления пузырьков в готовом изделии, а устройство формовки изделия создает необходимую конфигурацию конечного продукта.Additional adjustable slotted part of the adjusting device makes it possible to obtain products of different widths and thicknesses; to obtain the necessary excess pressure on the melt in order to achieve the required density and remove bubbles in the finished product, and the product molding device creates the necessary configuration of the final product.
Способ производства изделий из полимерных отходов экструзионно-прокатно-формовочным методом включает два этапа. На первом этапе формируют тонкий лицевой слой с красителем, а на втором этапе - толстый черновой слой. В качества исходного сырья на первом этапе используют отходы изделий из полиэтилена высокого давления и краситель, которые загружают в бункер первого экструдера. Далее перемешанное сырье подают в экструдер, где нагревают его и доводят до эластичного состояния. Расплав полимера с выхода экструдера продавливают в регулирующее устройство. На технологическом столе прокатывают перфорированную подложку и выдавливают на нее тонкий слой разогретой экструзионной массы через регулируемую толщину и ширину продольную щель регулирующего устройства. Затем подложку с лицевым слоем выравнивают и охлаждают. В качестве перфорированной подложки используют картон. Картон со стороны нанесенной окрашенной пленкой сворачивают в рулон, который является лицевой частью изготавливаемого изделия, а также выступает в виде подложки на втором этапе и обладает достаточной гибкостью и эластичностью для последующей формовки.The method for the production of products from polymer waste by the extrusion-rolling-forming method includes two stages. At the first stage, a thin front layer with a dye is formed, and at the second stage, a thick draft layer. In the quality of the feedstock at the first stage, waste products from high-density polyethylene and a dye are used, which are loaded into the hopper of the first extruder. Next, the mixed raw material is fed into the extruder, where it is heated and brought to an elastic state. The polymer melt from the exit of the extruder is forced into the control device. A perforated substrate is rolled on the technological table and a thin layer of heated extrusion mass is squeezed onto it through the adjustable thickness and width of the longitudinal slot of the regulating device. Then the substrate with the front layer is leveled and cooled. Cardboard is used as a perforated substrate. From the side of the applied colored film, the cardboard is rolled into a roll, which is the front part of the manufactured product, and also acts as a substrate in the second stage and has sufficient flexibility and elasticity for subsequent molding.
В качества исходного сырья на втором этапе используют смесь полимерных отходов - полиэтилена высокого давления, полиэтилена низкого давления, пластиковых бутылок и т.д., которые играют роль связующих компонентов и наполнителя в виде кварцевого песка, шлака в разных пропорциях. Указанное исходное сырье загружают в бункер для предварительного нагрева второго экструдера. Далее подогретое сырье подают в экструдер, где также доводят до эластичного состояния, но уже при другой температуре, зависящей от состава полимерных отходов. Расплав композиционного материала с выхода экструдера продавливают в регулирующее устройство, откуда через продольную щель выдавливают толстый черновой слой на перфорированную сторону подложки с тонким лицевым слоем, полученным на первом этапе, который предварительно прокатывают по технологическому столу и осуществляют резку по длине.As a feedstock at the second stage, a mixture of polymeric wastes is used - high-pressure polyethylene, low-pressure polyethylene, plastic bottles, etc., which play the role of binders and filler in the form of quartz sand, slag in different proportions. Said feedstock is loaded into the preheating bin of the second extruder. Next, the heated raw material is fed into the extruder, where it is also brought to an elastic state, but at a different temperature, depending on the composition of the polymer waste. The melt of the composite material from the extruder outlet is forced into the control device, from where a thick draft layer is squeezed out through the longitudinal slot onto the perforated side of the substrate with a thin front layer obtained at the first stage, which is pre-rolled on the technological table and cut to length.
Далее выравнивают слой гладильными валами, удаляют излишки сырья и формируют необходимую форму. Затем уже готовое изделие складируют.Next, the layer is leveled with ironing rollers, excess raw materials are removed and the required shape is formed. Then the finished product is stored.
Заявляемое устройство поясняется чертежами, где на фиг. 1 схематично изображена установка, на фиг. 2 - разрез А-А фиг. 1 первой линии установки, на фиг. 3 - разрез А-А фиг. 1 второй линии установки.The claimed device is illustrated by drawings, where in Fig. 1 schematically shows the installation, in Fig. 2 is section A-A of FIG. 1 of the first installation line, in FIG. 3 is section A-A of FIG. 1 second installation line.
Предлагаемая установка для производства изделий из полимерных отходов экструзионно-прокатно-формовочным методом содержит две линии, каждая из которых включает в себя загрузочный бункер 1, экструдер 2 с тремя тепло-нагревательными элементами 3 для достижения термопластичного состояния исходного сырья (см. фиг..1). Через соединительный элемент 4 экструдер 2 соединен с регулирующим устройством 5, выполненным в виде цилиндра с расположенным внутри червячным валом (на фиг. не показан). Устройство 5 имеет продольную щель 6, установленную с возможностью регулирования ее ширины и толщины посредством диафрагм. Устройство 5 расположено над технологическим столом 7, на котором расположена перфорированная подложка, в качестве которой используют картон (на фиг. не показан). В отверстия технологического стола 7 встроены несколько гладких прокатных протягивающих валов 8 (см. фиг. 2). За регулирующим устройством 5 над технологическим столом 7 находятся гладильные валы 9. Экструдер 2 соединен с электродвигателем 10 через понижающий редуктор 11. Гладкие протягивающие валы 8 и гладильные валы 9 соединены с электродвигателем 12 через понижающий редуктор 13.The proposed installation for the production of products from polymer waste using the extrusion-rolling-forming method contains two lines, each of which includes a
Вторая линия заявляемой установки дополнительно содержит нож 14 для резки, установленный между двух пар гладких протягивающих валов 8, и формующие валы 15, расположенные после валов 9. Гладкие протягивающие валы 8, гладильные валы 9 и формующие валы 15 соединены с электродвигателем 12 через понижающий редуктор 13.The second line of the proposed installation additionally contains a
Заявляемое устройство работает следующим образом.The claimed device works as follows.
На первой линии установки формируют лицевой слой изделий из полимерных отходов. В загрузочный бункер 1 помещают смесь где она перемещается под действием шнека и одновременно происходит дальнейший нагрев массы до термопластичного состояния в трех зонах нагрева до температур 80°С, 120°С и 160°С с помощью трех тепло-нагревательных элементов 3. Шнек экструдера 2 приводят в действие с помощью электродвигателя 10. Так как скорость вращения вала электродвигателя очень большая, то для уменьшения скорости вращения вала двигателя, используют понижающий редуктор 11. При этом скорость вращения шнека двигателя подбирается экспериментально, с тем, чтобы в конце экструдера получить термопластичную массу. Термопластичная масса в виде расплава полимера с красителем через соединительный элемент 4 попадает в регулирующее устройство 5, где создается избыточное давление для удаления «пузырьков», уплотнения расплава. Из регулирующего устройства 5 термопластичная масса тонким слоем выдавливается через узкую продольную щель 6 на гибкую, эластичную заготовку, в данном случае на перфорированный картон, который предварительно перемещают с помощью прокатных, протягивающих валов 8 по технологическому столу 7. Длина и ширина продольной щели 6 может регулироваться с помощью диафрагм, в результате чего варьируется ширина и толщина лицевого слоя изделия. С помощью пульта управления (на фиг. не показан) двигателем 12 с понижающим редуктором 13 регулируют скорость вращения прокатных протягивающих валов 8, что также позволяет варьировать толщину лицевого слоя изделия. Далее лицевой слой изделий выравнивают гладильными валами 9, охлаждают. Картон со стороны нанесенной окрашенной пленкой может быть намотан в рулон и является лицевой частью изготавливаемого изделия. Данный лицевой слой очень тонкий (до 1 мм) и поэтому обладает достаточной гибкостью и эластичностью для последующей формовки.On the first line of the installation, the front layer of products from polymer waste is formed. The mixture is placed in the
На второй линии заявляемой установки формируют черновой слой изделий из полимерных отходов. В бункере 1 второй линии осуществляют предварительный нагрев смеси, перемешивание его. При изготовлении чернового слоя используют смесь полимерных отходов с температурой плавления до 250°С (полиэтилен высокого давления, полиэтилен низкого давления, пластиковые бутылки и т.д.) с кварцевым песком или шлаком в разных пропорциях. Температура предварительного нагрева зависит от состава компонентов и должна привести к состоянию размягчения смеси. Разогретую и перемешанную смесь подают во второй экструдер 2 и, как в случае изготовления чистового слоя, смесь проходит три зоны нагрева с температурами, зависящими от конкретных компонентов, до достижения начальной температуры плавления самой тугоплавкой компоненты. Далее расплав подают в корпус регулирующего устройства 5 второй линии. В отличие от устройства 5 первой линии ширина продольной щели 6 второй линии больше. Это связано с тем, что толщина чернового слоя составляет до нескольких сантиметров, что значительно больше толщины чистового слоя и поэтому необходимо выдавливать больший объем расплава. Тонкий лицевой слой, полученный на первой линии, и выступающий в виде подложки изделия, протягивают по технологическому столу 7 с помощью валов 8. Далее осуществляют нарезку изделия с подложкой нужной длины с помощью ножа 14. Из регулирующего устройства 5 через щель 6 выдавливают толстый черновой слой расплавленной композиционной смеси на картон с перфорированной стороны, формируют нужную толщину изделия с помощью гладильных валов 9. Далее изделие проходит через формующие валы 15 для формирования заданной формы. Затем уже готовое изделие складируют.On the second line of the proposed installation, a rough layer of products from polymer waste is formed. In the
Claims (2)
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2021103757A RU2021103757A (en) | 2022-08-15 |
RU2782067C2 true RU2782067C2 (en) | 2022-10-21 |
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU219926U1 (en) * | 2023-04-05 | 2023-08-14 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "Высшая школа экономики" | PLASTIC WASTE RECYCLING DEVICE AFTER 3D PRINTING |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60154067A (en) * | 1984-01-24 | 1985-08-13 | フセソジユツニイ ナウチノ イスレドヴアテルスキイ イ プロエクトニイ インステイチユ−ト テプロプロエクト | Method and device for manufacturing multilayer material |
RU2329142C1 (en) * | 2006-10-24 | 2008-07-20 | Открытое акционерное общество Акционерная холдинговая компания "Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургического машиностроения имени академика Целикова" (ОАО АХК "ВНИИМЕТМАШ") | Press unit for production of items from polymer materials |
US8017052B2 (en) * | 2003-06-02 | 2011-09-13 | Certainteed Corporation | Process of and apparatus for making a shingle, and shingle made thereby |
RU2433041C2 (en) * | 2007-05-30 | 2011-11-10 | Каутекс Текстрон Гмбх Унд Ко.Кг | Device for extrusion of strip or tape stocks of thermoplastic plastic, and also method of such stock extrusion |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60154067A (en) * | 1984-01-24 | 1985-08-13 | フセソジユツニイ ナウチノ イスレドヴアテルスキイ イ プロエクトニイ インステイチユ−ト テプロプロエクト | Method and device for manufacturing multilayer material |
US8017052B2 (en) * | 2003-06-02 | 2011-09-13 | Certainteed Corporation | Process of and apparatus for making a shingle, and shingle made thereby |
RU2329142C1 (en) * | 2006-10-24 | 2008-07-20 | Открытое акционерное общество Акционерная холдинговая компания "Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургического машиностроения имени академика Целикова" (ОАО АХК "ВНИИМЕТМАШ") | Press unit for production of items from polymer materials |
RU2433041C2 (en) * | 2007-05-30 | 2011-11-10 | Каутекс Текстрон Гмбх Унд Ко.Кг | Device for extrusion of strip or tape stocks of thermoplastic plastic, and also method of such stock extrusion |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
М. А. Литвинова и др., "Экструзионно-прокатная технология композиционных материалов" // "Материалы всероссийской научной конференции с международным участием "III Байкальский материаловедческий форум", Изд-во "Бурятский научный центр Сибирского отделения РАН (Улан-Удэ)", 2018, с.218-219. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU219926U1 (en) * | 2023-04-05 | 2023-08-14 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "Высшая школа экономики" | PLASTIC WASTE RECYCLING DEVICE AFTER 3D PRINTING |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3530309C2 (en) | ||
AT401751B (en) | METHOD FOR PRODUCING ELongated PROFILED PARTS AND DEVICE FOR IMPLEMENTING THE METHOD | |
DE1629394C2 (en) | Device for the production of ribbons from plastics | |
KR102033709B1 (en) | Apparatus for making a plastic sheet | |
US3912436A (en) | Apparatus for extruding and moulding plastic material | |
DE19961306C2 (en) | extrusion device | |
DE2604247B2 (en) | Device for the production of multilayer preforms | |
WO1990007412A1 (en) | Proces and device for producing plastic mouldings | |
US5114650A (en) | Extrusion shaping method | |
RU2782067C2 (en) | Method for production of products of polymer waste by extrusion-rolling-molding method and installation for its implementation | |
EP0461365A1 (en) | Process and apparatus for feeding a compression mould with extruded plastics | |
KR20190001420A (en) | Calender and T-die integrated thermoplastic film/sheet production facility and method for preparing the thermoplastic film/sheet using the same | |
DE3429141C2 (en) | Process for producing a hollow body | |
CN201073821Y (en) | Equipment for producing plastic exterior wall cladding | |
WO2000010794A1 (en) | Method and device for producing elongated objects made of plastic material | |
US3530535A (en) | Linear extruding apparatus | |
DE2432778A1 (en) | Thermoplastics sheet flattened between temp. controlled endless belts - to give high finish both sides | |
CN113370486A (en) | Casting production process of degradable film | |
CN112026128A (en) | Production process special for PPO (polyphenylene oxide) plate product | |
EP1504868B1 (en) | Process and apparatus for making plastic shaped parts | |
DE1729080B1 (en) | PROCESS AND DEVICE FOR CONTINUOUS EMBOSSING OF FILM TRAILS MADE OF THERMOPLASTIC PLASTICS | |
WO1991011316A1 (en) | Process and device for continuous manufacture of panels from a hot plastic moulding material | |
AT503326B1 (en) | MOLDING DEVICE, EXTRUSION SYSTEM AND METHOD FOR PRODUCING PROFILES | |
CN220075517U (en) | Die structure for extruding PP sheet | |
CN217916674U (en) | Manufacturing device for strip containing bilateral synchronous raised line grid chamber |