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 PDF

Info

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
Application number
RU2021103757A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2021103757A (en
Inventor
Валерий Михайлович Сысуев
Марианна Андреевна Литвинова
Гарма Борисович Итигилов
Вячеслав Викторович Хахинов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Малое инновационное предприятие "ЭкоПластКомпозит"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Малое инновационное предприятие "ЭкоПластКомпозит" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Малое инновационное предприятие "ЭкоПластКомпозит"
Publication of RU2021103757A publication Critical patent/RU2021103757A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2782067C2 publication Critical patent/RU2782067C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: recycling.
SUBSTANCE: group of inventions relates to the field of recycling of polymer waste, namely to the production of long-length products in the form of different profiles of primary or secondary raw materials based on thermoplastic polymers by an extrusion-rolling-molding method. The method includes loading of raw materials into a hopper, extrusion, squeeze of heated mass to a molding base, molding of finished products. Moreover, perforated substrate is used as the molding base, which is rolled, and a thin layer of heated extrusion mass is squeezed on it from a device adjusting a width and a thickness of the product. Next, the thin face layer is aligned with ironing shafts, cooled, rolled to a roll. Then, the roll is unwound with perforated substrate facing upward, rolled, cut in length, a thick draft layer of molten extrusion mass is squeezed from the adjusting device, the layer is aligned, a surface is formed, while dyes are added to raw materials at the first extrusion stage. An installation includes a loading hopper, an extruder, and a molding device and consists of two lines, each of which includes a loading hopper, an extruder connected to the adjusting device located above a technological table and made in the form of a cylinder with a worm shaft located inside. The adjusting device has a longitudinal slit installed with the possibility of adjustment of its width and thickness. Perforated substrate is located on the technological table, several smooth rolling extending shafts are built in holes of the technological table, and ironing shafts are located behind the adjusting device above the technological table. At the same time, the second line of the installation additionally contains a knife for cutting, installed between two pairs of smooth extending shafts, and molding shafts located after ironing shafts.
EFFECT: possibility of the manufacture of flat and profile plates of a different shape, adjustable in thickness and length, with a face colored polymer layer, which reduces weight, saves material consumption, and reduces costs for the manufacture of the final products.
2 cl, 3 dwg

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 B22F 5/12, B29C 47/20; publ. September 20, 2013).

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 hopper 1, an extruder 2 with three heat-heating elements 3 to achieve the thermoplastic state of the feedstock (see Fig..1 ). Through the connecting element 4, the extruder 2 is connected to the control device 5, made in the form of a cylinder with a worm shaft located inside (not shown in the figure). The device 5 has a longitudinal slot 6 installed with the possibility of adjusting its width and thickness by means of diaphragms. The device 5 is located above the technological table 7, on which there is a perforated substrate, which is used as cardboard (not shown in the figure). In the openings of the technological table 7 are built several smooth rolling pulling shafts 8 (see Fig. 2). Behind the control device 5, above the technological table 7, there are ironing rollers 9. The extruder 2 is connected to the electric motor 10 through a reduction gear 11. Smooth pulling rollers 8 and ironing rollers 9 are connected to the electric motor 12 through a reduction gear 13.

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 knife 14 for cutting, installed between two pairs of smooth pulling rollers 8, and forming shafts 15 located after the shafts 9. Smooth pulling rollers 8, ironing rollers 9 and forming shafts 15 are connected to the electric motor 12 through a reduction gear 13 .

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 hopper 1 where it moves under the action of the screw and at the same time the mass is further heated to a thermoplastic state in three heating zones to temperatures of 80°C, 120°C and 160°C using three heat-heating elements 3. Extruder screw 2 driven by an electric motor 10. Since the speed of rotation of the motor shaft is very high, a reduction gear 11 is used to reduce the speed of rotation of the motor shaft. In this case, the speed of rotation of the motor screw is selected experimentally in order to obtain a thermoplastic mass at the end of the extruder. The thermoplastic mass in the form of a polymer melt with a dye through the connecting element 4 enters the control device 5, where excess pressure is created to remove the "bubbles" and seal the melt. From the regulating device 5, the thermoplastic mass is extruded in a thin layer through a narrow longitudinal slot 6 onto a flexible, elastic workpiece, in this case, perforated cardboard, which is preliminarily moved by means of rolling, pulling rollers 8 along the technological table 7. The length and width of the longitudinal slot 6 can be adjusted using diaphragms, as a result of which the width and thickness of the front layer of the product varies. Using the control panel (not shown in Fig.) motor 12 with reduction gear 13 regulate the speed of rotation of the rolling pulling shafts 8, which also allows you to vary the thickness of the front layer of the product. Next, the front layer of products is leveled with ironing rollers 9, cooled. From the side of the applied colored film, the cardboard can be wound into a roll and is the front part of the manufactured product. This face layer is very thin (up to 1 mm) and therefore has sufficient flexibility and elasticity for subsequent molding.

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 hopper 1 of the second line, the mixture is preheated and mixed. In the manufacture of the draft layer, a mixture of polymer waste with a melting point of up to 250 ° C (high-density polyethylene, low-density polyethylene, plastic bottles, etc.) is used with quartz sand or slag in different proportions. The preheating temperature depends on the composition of the components and should lead to a softening state of the mixture. The heated and mixed mixture is fed into the second extruder 2 and, as in the case of making the finishing layer, the mixture passes through three heating zones with temperatures depending on the specific components, until the initial melting temperature of the most refractory component is reached. Next, the melt is fed into the body of the control device 5 of the second line. In contrast to the device 5 of the first line, the width of the longitudinal slot 6 of the second line is larger. This is due to the fact that the thickness of the rough layer is up to several centimeters, which is much greater than the thickness of the finishing layer, and therefore it is necessary to extrude a larger volume of the melt. A thin front layer, obtained on the first line, and acting as a product substrate, is pulled along the technological table 7 using shafts 8. Next, the product with the substrate of the desired length is cut using a knife 14. A thick draft layer is squeezed out of the control device 5 through the slot 6 melted composite mixture on the cardboard from the perforated side, the desired thickness of the product is formed using ironing rollers 9. Then the product passes through the forming rollers 15 to form the desired shape. Then the finished product is stored.

Claims (2)

1. Способ производства изделий из полимерных отходов экструзионно-прокатно-формовочным методом, включающий загрузку сырья в бункер, экструзию, выдавливание разогретой массы на формующую основу, формование готовых изделий, отличающийся тем, что 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.1. A 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, characterized in that a perforated substrate is used as a forming base, which is rolled and extruded a thin layer of heated extrusion mass is applied to 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 unfolded with the perforated substrate up, rolled, cut along the length, a thick draft layer of the molten extrusion mass is squeezed out of control device, level the layer, form the surface, while at the first stage of extrusion, dyes are added to the raw material. 2. Установка для производства изделий из полимерных отходов экструзионно-прокатно-формовочным методом, включающая загрузочный бункер, экструдер, формующее устройство, отличающаяся тем, что 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.2. Installation for the production of products from polymer waste by extrusion-rolling-forming method, including a loading hopper, an extruder, a forming device, characterized in that the installation consists of two lines, each of which includes a loading hopper, an extruder connected to a 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 shafts are built into the holes of the technological table, behind the adjusting device above the technological table is the ironing rollers, while the second installation line additionally contains a cutting knife installed between two pairs of smooth pulling rollers, and forming rollers located after the ironing rollers.
RU2021103757A 2021-02-15 Method for production of products of polymer waste by extrusion-rolling-molding method and installation for its implementation RU2782067C2 (en)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2021103757A RU2021103757A (en) 2022-08-15
RU2782067C2 true RU2782067C2 (en) 2022-10-21

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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