SE457425B - Straengsprutningningsmunstycke - Google Patents

Description

457 425 10 15 20 25 30 SS Det är sålunda ett syfte med föreliggande uppfinning att åstadkomma munstycksanordning för âstadkommande av flerkompo- nents kontinuerliga filmer, vilken är enkel och billig att tillverka.

Det är ett ytterligare syfte med föreliggande uppfinning att åstadkomma en flerkomponents filmmunstycksanordning med en munstycksinsats, som är lätt att byta ut och rengöra. Ännu ett syfte med föreliggande uppfinning är att åstad- komma en flerkomponents filmmunstycksanordning, vilken eliminerar inneslutningar eller tomrum i den därmed producerade filmen.

Det är ett ytterligare syfte med föreliggande uppfinning att åstadkomma en flerkomponents filmmunstycksanordning, vilken reducerar olikformigheter i strömningshastighet. Ännu ett syfte med föreliggande uppfinning är att åstad- komma en flerkomponents munstycksanordning, som minskar döda om- råden genom att underlätta en svepande flödesverkan genom den- samma. Ännu ett syfte med föreliggande uppfinning är att åstad- komma en flerkomponents filmmunstycksanordning, vilken reducerar tids- och temperaturförsämring hos viskös smält polymer som in- förs i munstycket.

Dessa syften uppnås genom en munstycksanordning som enligt uppfinningen uppvisar de särdrag som framgår av bifogade patent- krav.

.Munstycksanordningen_enligt uppfinningen innefattar sä- lunda ett stomelement inkluderande ett huvudblock, en första stomsektion borttagbart fastsatt vid huvudblocket och en andra stomsektion borttagbart fastsatt vid huvudblocket, varvid stom- elementet har kanaler, genom vilka ett smält första polymer- material och åtminstone ett andra smält polymermaterial strömmar, ochvarvid stomelementet har en långsträckt läpp-passage, vilken ett skikt av polymerfilm bildat av nämnda material sträng- genom sprutas under tryck, varjämte en utbytbar insats är anordnad i huvudblocket för att i alternerande arrangemang sammanblanda materialen före strängsprutningen genom läpp-passagen.

Det särskilt utmärkande för anordningen är härvid att kanalerna innefattar en första fördelningskanal mellan huvud- blocket och den första stomsektionen, varigenom det första po- lymermaterialet strömmar, och-åtminstone en andra fördelnings- 10 15 20 25 30 35 457 425 3 kanal mellan huvudblocket och den andra stomsektionen, vari- genom àtminstone nämnda andra polymermaterial strömmar, var- vid fördelningskanalernas inre väggytor är åtkomliga för ren- göring genom isärtagning av stomelementet; att läpp-passagen är definierad av de första och andra borttagbara stomsektio- nerna, varvid läpp-passagens inre väggytor är åtkomliga genom borttagning av stomsektionerna och varvid avståndet mellan stomsektionerna är inställbart för variation av tjockleken på den strängsprutade filmen; och att insatsen är placerad i ett längsgående spår i huvudblocket och tillsammans med ytor i stomelementet bildar separata, longitudinellt alternerande passager för förbindelse mellan fördelningskanalerna och läpp- -passagen i och för nämnda sammanblandning av polymermateria- len, varvid insatsen har en längsgående axel parallell med den strängsprutade filmens plan och tvâ plana ytor med longitudi- nell utsträckning och med ett flertal slitsar i var och en där- av, vilka plana ytor samverkar med plana ytor på stomsektio- nerna för avgränsning däremellan av ett flertal av nämnda för- bindelsepassager, vilka öppnar sig mot fördelningskanalerna och longitudinellt avsmalnar nedströms om fördelningskanalerna för att underlätta ett svepande flöde av materialen genom an- ordningen.

- Ovannämnda och andra syften och särdrag kommer att fram- gå tydligare av följande beskrivning av utföringsexempel under hänvisning till bifogade ritning.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGEN Ritningen illustrerar föredragna, icke begränsande utfö- ringsformer av uppfinningen, vari lika hänvisningsbeteckningar avser lika delar och vari: Pig. 1 är en schematisk presentation illustrerande steg i en process för tillverkning av termoplastisk film och till- verkning av garn därav; Fig. 2 är en tvärsektionsvy av en mun- stycksanordning enligt en föredragen utföringsform av förelig- gande uppfinning; Pig. 3 är en beskrivande vy av en insatsstäng, som kan utnyttjas i munstycksanordningen enligt Pig. 2; Pig. 4 är en tvärsektionsvy av munstycksanordningen enligt Pig. 2, tagen längs planets I-I i Pig. 2, vilken illustrerar fördel- 457 425 10 15 20 25 30 35 ningskanalstrukturen i munstycksanordningen; Fig. S är en tvärsektionsvy av en munstycksanordning enligt en föredragen utföringsform av föreliggande uppfinning anordnad för samti- dig hantering av tre polymermatningsmaterial; Fíg. 6a är en tvärsektionsvy av ett par insatsstänger, som kan utnyttjas i munstycksanordningen enligt Fig. 5; Pig. ób är en sidovy av paret av insatsstänger enligt Fig. óa; samt Fig. 6c är en be- skrivande vy av en av insatsstängerna i Pig. 6a.

DETALJERAD BESKRIVNING AV RITNINGEN Med hänvisning först till Pig. 1 visas däri ett schematiskt schema som illustrerar steg ingående i en process för tillverk- ning av en termoplastisk film och åstadkommande av garn därav. En dylik process beskrivs mera i detalj i den amerikanska patent- Skriften 3 761 S52.

I arrangemanget enligt Fig. l kan olika termoplastiska poly- mermatningsmaterial införas i respektive tillhörande smältskruv- strängsprutníngsapparater 10 och 12. Det polymeriska matningsmate- rialet smälts i apparaterna 10 och 12 och tvingas vid i förväg be- stämt tryck och temperatur genom rörledningar 14 till en mun- stycksanordning 16. Uvervakande anordningar 18 och 20 (t.ex. in- kluderande unmoelement och tryckkänsliga strömställare) är anord- nade för att kontinuerligt övervaka det smälta polymermatnings- material som avgesav apparaterna 10 och 12. Doserande pumpar med absolut deplacement kan också utnyttjas för attstyra flödet av polymermaterialet till munstycksanordníngen 16. I alla händelser måste temperaturen på polymermaterialet vara tillräckligt hög för att ligga över materialets smältpunkt och tillräckligt hög för att reducera materialets viskositet, så att materialet enkelt kan transporteras och strängsprutas. Temperaturen bör dock icke vara så hög, att man får en termisk försämring av polymermaterialet.

Temperaturen hos varje polymerström styrs med fördel så att mate- rialens smältkarakteristika är mycket lika, därigenom underlät- tande bildandet av strimlor eller remsor av den önskade bredden i den färdiga filmen. Eftersom tillsättandet av pigment eller sta- biliserare kan ändra en polymers smältkarakteristika, kan det vara nödvändigt att hålla matningsmaterialen vid olika temperaturer i syfte att uppnå önskade smältkarakteristika. 10 15 20 25 30 35 5 457 425 En sammanflytning av de smälta polymermaterialen sker i munstycksanordningen 16, och en flerkomponents film 22 sprutas ut från en långsträckt läppöppning 24 i munstycksanordningen 16 i den riktning som anges av pilen. Bildandet av strimlor eller remsor i filmen genom sammanflytningen av de olika smälta poly- mermaterialen diskuteras mera i detalj under hänvisning till de återstående figurerna.

Den strängsprutade filmen 22 kan tagas upp på en gjutnings- rulle 26. Filmens tjocklek kan variera från 0,025 mm till 0,25 mm eller mer, beroende på önskad denier, och styrs genom hastigheten för flödet av polymermaterial och inställning av strängsprut- ningsläppen, såsom diskuteras i detalj nedan. Flerkomponentsfil- men kan därefter behandlas i enlighet med den procedur, som be- skrivs i den amerikanska patentskriften 3 761 S52. En dylik be- handling kan innefatta åstadkommande av tunna strimlor eller rem- sor 28 av filmen, som kan uppsplíttras och snos för att göra garn 30.

Fig. 2 är en tvärsektionsvy av en munstycksanordning 16, vilken kan utnyttjas i samband med den process som allmänt be- skrivits i anslutning till Fig. 1. Munstycksanordningen l6 inklu- derar ett långsträckt stomelement 40 och en insats 42. Såsom de används här avser uttrycken "longitudinell" och "långsträckt" till en riktning allmänt sett vinkelrätt mot strängsprutningsriktningen för filmen. Munstyckets stomelement 40 kan i sig innefatta ett huvudblock 44 och tvâ motsatta sektioner 46 och 48. Dessa varandra motsatta sektioner 46 och 48 kan hållas mot blocket 44 medelst en eller flera skruvar S0. För att förenkla illustrationen visas endast en enda skruv för fasthållande av vardera av sektionerna vid huvudblocket, varvid dock då det inses att ett tillräckligt antal skruvar utnyttjas för att hålla de olika sektionerna i tä- tande kontakt med varandra.

Huvudblocket 44 kan vara utformad med en första ledning 52 (visad med streckade linjer) för att leda ett första smält termo- plastiskt polymermaterial (schematiskt antytt genom pilen utmärkt med A). Huvudblocket kan likaledes utformas med en andra ledning 54 (visad med streckade linjer) för att leda ett andra smält ter- moplastiskt material (schematiskt antytt genom pilen B).

Smält termoplastiskt polymermaterial kan tvingas att ström- ma in i ledningarna 52 och S4 under tryck i de riktningar som an- 10 15 20 25 30 35 457 425 6 ges av pilarna. Från ledningarna strömmar materialen till respek- tive fördelningskanaler S6 och S8.

Den första stomsektionen 46 är utformad med en fördelnings- yta 6D för att tillsammans med en yta 62 på huvudblocket 64 av- gränsa en första fördelningskanal för longitudinell fördelning av det termoplastiska polymermaterialet A. Pâ likartat sätt är den andra, motsatta stomsektionen 48 utformad med en fördelningsyta 64 för att tillsammans med en annan yta 66 på stomblocket avgränsa en andra fördelningskanal för longitudinell fördelning av det andra termoplastiska polymermaterialet B. Nämnda första och andra stomsektioner 46 och 48 avgränsar tillsammans en läppassage 68 för att genomföra sammanflytningen av de termoplastiska polymer- materialen A och B till den làngsträckta läppöppningen 24, vari- genom filmen strängsprutas. Tjockleken på den strängsprutade fil- men kan styras genom avståndet mellan läppdelarna 70 och 72 på de varandra motsatta sektionerna 46 och 48. Detta avstånd kan varie- ras med hjälp av en skruv 74, vilken kan utnyttjas för att tvinga botten pâ läppdelen 70 mot botten på läppdelen 72. Skruven kan vridas med hjälp av huvudet 76.

Insatsstángen 42 kan vara placerad i ett längsgående spår 78 i huvudblocket 44. En utföringsform av insatsstángen beskrivs mera i detalj i anslutning till Pig. 3. Insatsstàngen 42 bildar tillsammans med ytor på de motsatta stomsektionerna 46 och 48 se- parata, longitudinellt alternerande passager, som ger förbindelse mellan fördelningskanalerna S6 och 58 och läppassagen 68. Då det smälta termoplastiska polymermateríalet tvingas från samlings- eller fördelningskanalerna genom nämnda passager, tvångsstyrs ma- terialet av läppdelarna på de varandra motsatta stomsektionerna.

Det sammanflytande kontinuerliga flödet av termoplastiskt polymer- material från passagerna bildar en kontinuerlig flerkomponents- film. Temperaturen i munstycksanordningen kan styras för att upp- rätthålla rätta smältkarakteristika för polymermaterialen som passerar därigenom med hjälp av elektriska uppvärmningspatroner 80 och 82 ínrymda i stomsektionerna 46 respektive 48.

I Pig. 3 visas på ett beskrivande sätt en utföringsform av en insatsstång 42, vilken kan utnyttjas i anordningen enligt Fig. 2. Insatsstången är utformad med en första yta 100 och en andra yta 102, vilka möts vid en gemensam, urtags- eller spårförsedd longítudinell kant 104. Ett flertal utsprång är utformade i var- 10 15 20 ZS 30 35 7 457 425 dera av ytorna eller sidorna 100 och 102, vilka har till funk- tion att uppsplittra flödet av polymermaterialen i separata strömmar, vilka sammanblandas invid kanten 104 till bildande av den uppstrimlade, strängsprutade filmen. Utsprângen 106 på den första ytan 100 definierar spår eller slitsar 108 mellan sig, genom vilka det smälta termoplastiska polymermaterialet kan strömma. Pa samma sätt tjänar utsprángen 110 på ytan 102 till att definiera spår eller slitsar 112, varigenom ett annat polymer- material kan strömma separat. Slitsarnas dimensioner är valda på basis av det önskade mönstret för den färdiga filmen. I en utfö- ringsform är exempelvis slitsbredden a 5 mm och slitbredden b 10 mm. De strimlor eller remsor som bildas av dessa slitsar har approximativt samma bredd som slitsarna. Polymerströmmarna som 'produceras av slitsarna behöver följaktligen icke spridas ut för att bilda en kontinuerlig film.

Utsprángen 106 och 110 kan vara utformade med triangulärt avsmalnande delar, såsom 114, för att ge en femhörnig tvärsektion och ge en gradvis strypning uppströms om nämnda gemensamma longi- tudínella kant 104. Detta ger ett svepande flöde genom fördel- ningskanalens longítudínella utsträckning, vilket bídrager till att reducera tids- och temperaturförsämríng av polymermaterialet genom minskning av stagnations- och döda områden. _ I Fig. 4 visas en tvärsektionsvy av munstycksanordníngen enligt Fig. 2, varvid sektionen är tagen längs planet I-I i Fig. 2. Fig. 4 visar samlíngs- eller fördelningskanalstrukturen hos munstycksanordningen enligt Fig. Z. Figuren visar arrange- manget av insatsstången 42 och huvudblocket 44 med insatsstàngen í läge. Munstycksanordningens fördelningskanalstruktur kan inklu- dera vidgade bendelar 120 och 122 för mottagande av smält termo- plastískt polymermateríal från ledningen 54. Smält polymermateri- al från bendelarna 120 och 122 kan tvingas att passera genom en smalare slitsdel 124 av fördelníngskanalen. Insatsstàngen 42 av- gränsar slutligen tillsammans med stomelementet passager 126, ge- nom vilka det termoplastiska polymermaterialet B strömmar innan det sammanblandas med strömmar av materialet A från longitudinellt alternerande passager 128 till bildande av strimlor eller remsor i den färdiga filmen.

Bendelarna 120 och 122 i fördelningskanalen och den smalare delen 124 är dimensionerade och utformade så att tryckskillnaden 10 15 20 25 30 35 457 425 8 i det termoplastiska materialet mellan ledningen 54 och passagerna 126 är approximativt konstant. Alternativt kan djupet av slitsarna på insatsstángen varieras för uppnáende av önskade flödeskarak- teristika i läppassagen.

Fig. 5 är en tvärsektíonsvy av en munstycksanordning 200 enligt en föredragen utföringsform av föreliggande uppfinning, anordnad för att samtidigt hantera tre smälta termoplastiska poly- mermaterial A, B och C och strängspruta dessa material till en kon- tinuerlig flerkomponentsfilm. Det torde inses, att ett munstycke för hantering av godtyckligt antal olika polymermaterial kan till- verkas i enlighet med de allmänna anvisningarna enligt förelig- gande uppfinning. Munstycksanordningen innefattar en första stom- sektion 202 och en andra stomsektion 204, vilka tillsammans av- gränsar en första ledning 206 (visad med streckade linjer) och en första fördelnings- eller samlingskanal 208 för det första termo- plastiska materialet A. Munstycksanordningen innefattar även en tredje stomsektion 210, vilken tillsammans med den andra stomsek- tionen 204 avgränsar en andra ledning 212 (visad med streckade linjer) och en andra samlings- eller fördelningskanal 214 för det andra termoplastiska materialet B. Slutligen är en fjärde stomsek- tion 216 anordnad, vilken tillsammans med den tredje stomsektionen 210 avgränsar en tredje ledning 218 (visad med streckade linjer) och en tredje samlings- eller fördelningskanal 220 för ett tredje termoplastiskt material C. De fyra sektionerna 202, 204, 210 'och 216 kan hållas ihop medelst en eller flera skruvar 221. Den förs- ta stomsektionen 2D2 och den fjärde stomsektionen 216 kan vara ut- formade med varandra motsatta läppdelar 222 och 224, genom vilka det.sammanflytande materialet av de tre termoplastiska polymer- materialen strängsprutas såsom ett filmark via läppassagen 226.

Tjockleken på den strängsprutade filmen kan varieras genom juste- ring av skruven 228.

De fyra stomsektionerna i munstycksanordningen enligt Fig. 5 innesluter en första insatsstång 230 och en andra insatsstång 232.

Den första insatsstången 230 avgränsar tillsammans med den första stomsektionen 202 ett första flertal av åtskilda passager, genom vilka det första termoplastiska polymermaterialet A flyter till läppassagen 226. Den andra insatsstången 232 avgränsar tillsammans med den första insatsstången 230 ett andra flertal av åtskilda passager, genom vilka det andra termoplastiska polymermaterialet B 10 15 20 25 30 35 457 425 9 flyter till läppassagen 226. Slutligen avgränsar den andra in- satsstàngen 232 tillsammans med den fjärde stomsektionen 216 ett tredje flertal av åtskilda passager, genom vilka det tredje ter- moplastiska polymermateríalet C flyter till läppassagen 226.

Uppbyggnaden av insatsstängerna 230 och 232, vilka visas i Fig. 5, kommer nu att beskrivas mera i detalj i anslutning till Pig. 6a till 6c. Pig. 6a är en tvärsektionsvy av de två insats- stängerna 230 och 232 och visar med streckade linjer däri utfor- made slitsar. Dessa slitsar avgränsar i samverkan med andra ytor alternerande passager, genom vilka polymermateríalen strömmar.

Fig. 6b är en sidovy av insatsstängerna i Fig. óa. En första yta eller sida 234 på insatsstången 230 och en första yta eller sida 236 på insatsstången 232 visas i Pig. ób. En andra yta eller sida 238 på insatsstången 230 möter den första ytan 234 vid en gemen- sam, spårförsedd kant 240. En andra yta eller sida 242 på den andra insatsstången 232 möter den första ytan eller sidan 236 vid en gemensam kant 244.

Ytorna eller sidorna 234, 238 och 236 på insatsstängerna är utformade med alternerande utsprång 246. I den utföringsform, som visas i Pig. 6a till 6c, är utsprången utformade med uppströms krökta tvärsektioner med en topp eller spets längst uppströms om sammanflytningen av de termoplastiska polymermaterialen. Längre nedströms bildar utsprángen parallella väggar, som avgränsar slitsar eller spår i insatsstängerna. Såsom diskuterats ovan bil- dar dessa slitsar tillsammans med andra samverkande ytor alterne- rande passager för de termoplastiska polymermaterialen.

Pig. 6c är en beskrivande vy av den första insatsstången 230 visande dennas andra yta eller sida 238 och relativlägena för utsprângen därpå. Det torde av Fig. 5, 6a-6c vara klart att de visade insatsstängerna är utformade att ge ett repetivt mönster av materialströmmar i ordningen BACBACB.... Andra sekvenser skulle dock kunna åstadkommas genom modifiering av arrangemanget av slitsar i insatsstängerna.

Ehuru uppfinningen har beskrivits i anslutning till före- dragna utföringsformer, är det uppenbart att ändringar och modi- fikationer är möjliga för fackmannen inom ramen för efterföljande patentkrav.

Claims (3)

457 425 PATENTKRAV

1. Munstycksanordning för strängsprutning av en strimlad flerkomponents tunn polymerfilm med en tjocklek av företrädes- vis mellan 0,025 mm och 0,25 mm, vilken film är avsedd att uppdelas i remsor för användning i garn, innefattande ett stomelement (40) inkluderande ett huvudblock (44), en första stomsektion (46) borttagbart fastsatt vid huvudblocket (44) och en andra stomsektion (48) borttagbart fastsatt vid huvudblocket, varvid stomelementet (40) har kanaler (S6,S8), genom vilka ett smält första polymermaterial och åtminstone 10 ett andra smält polymermaterial strömmar, och varvid stom- elementet (40) har en långsträckt läpp-passage (68), genom vilken ett skikt av polymerfilm bildat av nämnda material strängsprutas under tryck, varjämte en utbytbar insats (42) är anordnad i huvudblocket för att i alternerande arrangemang sammanblanda materialen före strängsprutningen genom läpp-passagen, k ä n n e t e c k n a d av att kanalerna innefattar en första fördelningskanal (56) mellan huvudblocket (44) och den första stomsektíonen (46), varigenom det första polymer- materialet strömmar, och åtminstone en andra fördelningskanal (58) mellan huvudblocket (44) och den andra stomsektionen (48), _ varigenom åtminstone nämnda andra polymermaterial strömmar, var- vid fördelningskanalernas inre väggytor är åtkomliga för ren- göring genom isärtagning av stomelementet (40); att läpp-passagen (60) är definierad av de första och andra borttagbara stomsek- tionerna (46,48), varvid läpp-passagens inre väggytor är åtkom- liga genom borttagning av stomsektionerna (46,48) och varvid avståndet mellan stomsektionerna (46,48) är inställbart för variation av tjockleken på den strängsprutade filmen; och att insatsen (42) är placerad i ett längsgående spår i huvudblocket (44) och tillsammans med ytor i stomelementet (40) bildar sepa- rata, longítudinellt alternerande passager för förbindelse mellan fördelningskanalerna (S6,S8) och läpp-passagen (68) i och för nämnda sammanblandning av polymermaterialen, varvid in- satsen (42) har en längsgående axel parallell med den sträng- sprutade filmens plan och tvâ plana ytor (100,102) med longitu- dínell utsträckning och med ett flertal slitsar (108,112) i var och en därav, vilka plana ytor (100,102) samverkar med plana ytor på stomsektionerna (46,48) för avgränsning däremellan av 11 457 425 ett flertal av nämnda förbindelsepassager, vilka öppnar sig mot fördelningskanalerna (S6,S8) och longitudinellt av- smalnar nedströms om fördelningskanalerna (56,58) för att underlätta ett svepande flöde av materialen genom anordníngen.

2. Z. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att fördelningskanalerna (56,58) är bildade av långsträckta urtagningar i huvudblocket (44) och motsvarande långsträckta urtagningar i respektive stomsektioner (46,48).

3. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att den innefattar uppvärmningsorgan (80,82) för uppvärmning av polymermateríalet för upprätthållande av lämpliga flödesegen- skaper.