Способ непрерывного формования изделий из термопластичного материала

 

Изобретение может быть использовано для непрерывного формования изделий расширенной номенклатуры из термопластичных вспененных материалов, для изготовления профильных изделий типа теплоизоляционных прокладок, уплотнительных шнуров в строительной и др. отраслях промышленности . Способ заключается в экструзии материала через формующий инструмент с подводом под давлением нагретой газообразной смазки. При этом охлаждение заготовки изделия осуществляют газообразной смазкой за счет свободного ее расширения до величины атмосферного давления на выходе из формующего инструмента . Температуру нагрева газообразной смазки на входе в формующий инструмент выбирают в диапазоне от температуры окружающей среды до температуры переработки материала для регулирования степени охлаждения и вспенивания материала . 1 табл., 1 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5I)5 В 29 С 67/20, 47/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

LA

С: (21) 4762921/05 (22) 27.11.89 (46) 07,03.92. Бюл. ¹ 9 (71) Институт механики сплошных сред

Уральского отделения АН СССР (72) Е.В,Славнов, С.В.Шахов и А.Б.Шахова (53) 678.027.3(088.8) (56) Заявка Франции ¹ 2271918, кл. В 29 FЗ/08,,опублик, 1976.

Авторское свидетельство СССР № 1214457, кл. В 29 С 47/94, 1984, (54) СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО ФОРМОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ТЕРМОПЛАСТИЧНОГО МАТЕРИАЛА (57) Изобретение может быть использовано для непрерывного формования изделий расширенной номенклатуры иэ термопластичных вспененных материалов, для изгоИзобретение относится к способам непрерывного получения вспененных профильных изделий из термопластичных материалов, используемых в различных областях техники, например, для получения теплоизоляционных прокладок, декоративных элементов, уплотнительных шнуров в строительной п ромы шлен ности.

Известен способ экструзии термопластичных материалов, согласно которому изделие формуется инструментом и в дальнейшем охлаждается в калибраторе без изменения формы изделия, причем для уменьшения трения по стенкам калибра и охлаждения поверхности иэделия холодную жидкость или газ подают в область калибра, имеющего сечение, близкое к желаемому сечению изделия.

Недостатки способа — он позволяет. вйпускать изделия только одного типоразме„5U„„ 1717398 А1 товления профильных изделий типа теплоизоляционных прокладок, уплотнительных шнуров в строительной и др. отраслях промышленности. Способ заключается в экструзии материала через формующий инструмент с подводом под давлением на"ретой газообразной смазки. При этом охлаждение заготовки изделия осуществляют газообразной смазкой за счет свободного ее расширения до величины атмосферного давления на выходе из формующего инструмента. Температуру нагрева газообразной смазки на входе в формующий инструмент выбирают в диапазоне от температуры окружающей среды до температуры переработки материала для регулирования степени охлаждения и вспенивания материала. 1 табл„1 ил. ра, поскольку для получения изделий с различными размерами по этому способу необходимо к формующему инструменту присоединять сменные калибры нужного сечения, что сужает номенклатуру выпускаемых изделий.

Наиболее близким к предлагаемому является способ непрерывного формования изделий из термопластичного материала, включающий экструзию материала через формующий инструмент с подводом в формующий канал под давлением нагретой газообразной смазки и .последующее охлаждение заготовки изделия. В указанном способе благодаря созданию смазочного эффекта в формующем канале повышается производительность процесса.

Однако при экструзии изделий-из вспененных термопластичных материалов из-эа отсутствия элемента регулирования степе1717398 ни охлаждения поверхности изделия и вспенивания материала возможно получение на одном формующем инструменте только одного вида изделия, Цель изобретения — расширение номенклатуры выпускаемых изделий из вспененного материала.

Поставленная цель достигается тем, что охлаждение заготовки изделия осуществляют газообразной смазкой за счет свободного ее расширения до величины атмосферного давления на выходе из формующего инструмента, при этом температуру нагрева газообразной смазки на входе в формующий инструмент выбирают в диапазоне от температуры окружающей среды до температуры переработки материала для регулирования степени охлаждения и вспенивания материала, На чертеже приведено устройство для осуществления способа, разрез.

Устройство содержит шнековый экструдер 1 со шнеком 2, формующий инструмент

3 с фильерой 4 из пористого материала, имеющей выходное отверстие 5. Формующий инструмент 3 снабжен трубопроводом

6 и нагревателем 7 для подачи под давлением нагретой газообразной смазки в формующий канал фильеры 4.

Сущность способа заключается в следующем.

Расплав полимера 8, смешанный со вспенивающим агентом, шнеком 2 экструдера 1 подают в полость формующего инструмента З,через выходное отверстие 5 фильеры 4 экструдируют изделие 9, которое разбухает под действием вспенивающего агента до диаметра О. В формующий инструмент 3 по трубопроводу 6 подводят газ от источника высокого давления (не.показан), который через пористые стенки фильеры 4 попадает на внутреннюю поверхность фильеры 4 и создает разделительную смазочную пленку 10 между стенкой и потоком расплава полимера 8. Создание смазочной пленки 10 уменьшает гидродинамическое сопротивление формующего канала фильеры 4, что позволяет повысить скорости экс, трузии. Нагрев подводимого сжатого газа производится нагревателем 7, На выходе из формующего инструмента

3 сжатый газ расширяется до величины атмосферного давления и создает вокруг экструдата среду с пониженной температурой, определяемой степенью расширения и и редшествующей расширению начал ьной температурой. В результате изменения начальной температуры подводимого газа можно с разной степенью охлаждать поверхность экструдата. Так, при низких температурах газа экструдат имеет гладкую

Газовые смазки с температурой выше тем .пературы переработки при прохождении пористого массива повышают температуру.

45 стенок формующего канала, что изменяет выбранный температурный режим формующего инструмента, Пример. Через пористую фильеру 4 с выходным диаметром 4.8 мм экструдируют

50 полиэтилен марки 153 — 14. наполненный вспенивающим агентом (фреон -+ дибутилфтала), Температуры (.С) по зонам экструдера

139-78-78-86, температура формующего

55 инструмента 70 . Нагреватель 7 позволяет нагреть поток газа до 150 .С, Результаты эксперимента сведены в таблицу.

Как видно из таблицы, изменение температуры подводимого газа влияет не только на производительность и изменение

25 !

40 поверхность с закрытой пористостью и сквозным внутренним отверстием d {т.е, получается трубка из вспененного полимера на бездорновом формующем инструменте). С повышением температуры газа сквозное отверстие исчезает, но пористость центральных слоев намного выше, чем у внешних. Изменяя температуру газа в диапазоне от окружающей среды до переработки полимера, можно получать спектр экструдатов с различной пористостью, ее распределением по сечению вплоть до трубки, а поверхность экструдата.от плотной и гладкой до пористой и "мохнатой", Подвод под давлением газообразной смазки позволяет охладить поверхность вспененного экструдата после его выхода из формующего инструмента 3 за счет изменения температуры окружающей среды при расширении сжатой смазки. Регулирование степени охлаждения изделия 9 при свобод.ном расширении газообразной смазки про- . изводится в результате подбора температур входящей в формующий инструмент 3 смазки в.диапазоне температур от окружающей среды до температуры переработки материала, Нижний предел (от температуры окружающей среды) связан с тем, что при более низких температурах происходит переохлаждение стенок пористого массива фильеры 4, чтб нарушает нормальный.процесс экструзии. Кроме того, более низкие температуры требуют дополнительных устройств охлаждения газа, что не всегда экономически целесообразно. Верхний предел температурного диапазона (температура переработки материала) выбран из условий сохранения качественной поверхности изделия и ненарушения выбранного температурного режима формующего инструмента

1717398 т Давление газа, МПа

4й

Плотность . экструд., кг/мз.

Обра зец

Скорость экструд., м/мин

Наружный диаметр

D мм зкс.

Температура газа, С

Внутренний диаметр

2,7 (макси-. мально достижимая скорость) С калиб- без газорато ром вой смазки

0,8

20 без ка" Без газо" либрато" вой ра.Ох- смазки уи жде" ние на воздухе

0,6

10 1.5

Нарушения геометрии изделия ло длине

1,17-0,8

1,1-0,7

1,05 "0,7

0,57

8

8.. 17,5

20

1,5

Нарушения

1 ° 5

1,5 :25 геометрии изделия по длине

° ° наружного диаметра изделия, но и позволяет получить сквозной внутренний диаметр в изделии на бездорновой оснастке. Кроме того, возможно получение изделий с переменной пористостью по сечению изделия.

Использование изобретения обеспечивает изготовление широкого спектра вспененных изделий на одном формующем инструменте, получение изделий со сквозными полостями на бездорновом формующем инструменте, получение изделий с переменной плотностью по сечению, а также повышение скорости экструзии.

Формула изобретения

Способ непрерывного формовайия изделий из термопластичного материала, включающий экструзию материала..через формующий инструмент с подводом в формующий канал под давлением нагретой газообразной смазки и последующее охлаждение заготовки изделия, о т л и ч а ю5 шийся тем, что, с целью расширения номенклатуры выпускаемых изделий из вспененного материала, охлаждение заготовки изделия осуществляют газообразной смазкой за счет свободного.ее расширения

10 до величины атмосферного давления на выходе из формующего инструмента, при этом температуру нагрева газообразной смазки на входе в формующий инструмент выбирают в диапазоне от температуры окружаю15 щей среды до температуры переработки материала для регулирования степени охлаждения и вспенивания материала.

1717398

Составитель Л.Кольцова

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор M. Максимишинец

Редактор А.Мотыль

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 841 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5