CS216179B2 - Method and facility for continuous extrusion of the mexture from the expansive plastic material - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu a zařízení pro kontinuální vytlačování směsi z rozpínavé plastické hmoty ve tvaru kontinuálních tyčí o konstantním mnohoúhelníkovém průřezu s přímočarými nebo zakřivenými stranami, přičemž tyče mají povrch značně hladký a kůru poměrně silnou a hustou na části svého povrchu.

V československém patentu č. 172 855 byl navržen způsob stejného druhu, umožňující získat kontinuální tyče nebo profilová tělesa s porézní vnitřní strukturou a po celém jejich obvodovém povrchu, s vnější tlustou, hustou kůrou, částečně neexpandovanou a s vnějším povrchem značně hladkým, vytlačováním směsi v ohřátém stavu pro expandování skrz průtlačnici s obrysem identickým s obrysem profilových těles, která se mají získat, za níž je umístěn tvarovač, otevřený na jeho obou koncích, jehož stěny, podélně rovnoběžné, jsou hladké, ochlazené na teplotu nižší než je bod tuhnutí vytlačované směsi, přičemž kolmý průřez tvarovače je identický s průřezem profilových těles, která se mají získat, a průtlačnice je opatřena axiálním trnem, který způsobuje vznik dutiny uvnitř vytlačované směsi bezprostředně u výstupu z průtlačnice, následkem čehož nastává vytlačování trubkovitých těles, jejichž vnější příčný průřez, bezprostředně u výstupu průtlačnice, je identický s průřezem profilových těles, která se mají získat.

Podle tohoto dřívějšího způsobu se směs vytlačuje za podmínek, kdy je směs částečně neexpandované během jejího výstupu z průtlačnice a tvarovač se ochlazuje do té míry, aby se zabránilo expandování vytlačované směsi v celé povrchové oblasti trubkovitých těles vytlačovaných z výstupu průtlačnice, přičemž směs zůstává volná, aby expandovala směrem к vnitřku a vyplnila více nebo méně vnitřní dutinu. S ohledem na skutečnost, že vnější povrch vytlačených trubkových těles tuhne od výstupu z průtlačnice, což umožňuje vytváření tlusté kůry částečně neexpandované, a že se současně rozpínavá směs nechává volně expandovat směrem к vnitřku profilového tělesa, do dutiny vytvořené v něm, je možné bez obtíží nechávat procházet profilová tělesa během tvarování skrz tvarovač bez rizika přerušení postupu nebo zlomení profilového tělesa působením tahu, kterému je normálně vystavováno pro jeho vytažení z tvarovače, protože okamžitým vytvářením tlusté a husté kůry, kombinovaným s expandováním hmoty do volného prostoru směrem к vnitřku profilového tělesa se vyhne přetlaku hmoty během expandování proti vnitřní stěně tvarovače, což nejčastěji nastávalo u dříve známých způsobů. Z druhé strany, získané profilové těleso má poměrně dobré vlastnosti mechanického odporu, s ohledem na vytvoření jeho vnitřního jádra z porézní hmoty. Na konec získá se výrobek se zvlášť dobrým vnějším vzhledem, s poměrně hladkým povrchem, často lesklým, a v každém případě vždy prostý stop po bublinách, jako opak toho, co se stávalo u výrobků dříve získávaných z rozpínavých směsí, ať formovaných, nebo vytlačovaných.

Nicméně existuje mnoho případů, kdy není žádoucí, aby po celém obvodě získaného profilového tělesa byla tlustá vnější kůra, zejména když jde o to, vyrobit profilová tělesa, jako jsou římsy, styčnice nebo analogické dekorativní prvky, určené к použití na povrchu a jejichž strana styku s tímto povrchem, která je schovaná, nemusí mít zvlášť pěkný vzhled, proti jiné nebo jiným stranám výrobku, které jsou pak dále vidět, a na druhé straně, realizace celku průtlačnice s trnem, který umožňuje vytlačování rozpínavé hmoty celkově ve tvaru trubky uzavřené na celém svém obvodě, způsobuje někdy dosti velké praktické potíže.

Předmětem vynálezu je způsob a zařízení umožňující výrobu vytlačováním rozpínavé plastické hmoty za obecných podmínek, uvedených v patentu č. 172 855, to jest kontinuálním vytlačováním této směsi v ohřátém stavu pro rozpínání, avšak částečně neexpandované, skrz průtlačnici, za níž je bezprostředně otevřený tvarovač, na jehož obou koncích jsou rovnoběžné stěny, v podélném směru hladké, ochlazené na teplotu dostatečně nižší než je bod tuhnutí směsi pro zamezení rozpínání vytlačené směsi do oblasti styku s vnitrní stěnou tvarovače z výstupu průtlačnice, přičemž tvarovač má příčný průřez identický s profilovými tělesy, která se mají získat, a průtlačnice je určena к tomu, aby směs vytlačovaná skrz ní přišla bezprostředně do styku s vnitřní stěnou tvarovače, aniž by к tomuto styku bylo třeba rozpínání směsi, a tvoří otvor, jehož šířka, to jest rozměr v radiálním směru v rovině kolmé к podélné ose tvarovače, je velmi malá v poměru к průměrnému rozměru tvarovače v rovině rovnoběžné ke zmíněné rovině. Podstata vynálezu spočívá v tom, že se délka průtlačnice skrz kterou se směs vytlačuje, omezí v tom smyslu, aby sledovala obvod vstupního průřezu tvarovače, na pouhý zlomek tohoto obvodu, kterýžto zlomek, odpovídá povrchové rozloze, v příčném směru, vnější tlusté a husté kůry, částečně neexpandované, která se má získat, a rozpínavá směs se nedá volně expandovat od tohoto zlomku, stěny směrem ke zbytku obvodu stěny tvarovače, dokud expandovaná směs nevyplní zcela průřez tvarovače.

Tímto způsobem se, bez zvláštních potíží při výrobě průtlačnice, získá profilové těleso s porézní vnitřní strukturou a které nemá tlustou a hustou vnější kůru, částečně expandovanou pouze na zlomku obvodu těchto těles, která na zbytku svého obvodu mají obvyklou kůru výrobků formovaných nebo vytlačovaných z rozpínavé hmoty, to jest kůru velmi tenkou, jejíž tloušťka není řádově větší než desetina milimetru, a má na svém povrchu nerovnoměrnosti a díry, způsobené praskáním bublin expanzního ·.· činidla.

Bylo zjištěno, že styk s ochlazenou stěnou tvarovače pouze zlomku povrchové oblasti takto získaného profilového tělesa v částečně neexpandovaném stavu je dostatečný pro zabránění poklesu nebo deformace proudu hmoty vytlačované do vnitřku tvarovače a směrem k jeho středové části, poklesu nebo deformace, které by způsobily výrobu tělesa s nepravidelným příčným průřezem a se zcela vadným povrchovým vzhledem.

Podle jedné varianty vynálezu, která se používá v obecnějším případě, kdy profil, který se má získat, a tudíž i tvarovač, má mnohoúhelníkový průřez s přímočarými nebo zakřivenými stranami, a má nejméně dva rohy vyčnívající směrem ven, omezuje . se vytlačování směsi na délku stran tohoto příčného průřezu, obsaženou mezi dvěma vyčnívajícími rohy.

Zařízení pro provádění způsobu podle prvního význaku vynálezu, obsahující vytlačovací lis, opatřený průtlačnící, prodlouženou tvarovačem, tvořeným trubkovitým kanálem, jehož stěny jsou rovnoběžné a hladké v podélném směru, které vymezují příčný konstantní průřez, identický s profilovými tělesy, která se mají získat, přičemž tvarovač je opatřen zařízením na ' chlazení svých stěn a průtlačnice, která má otvor, jehož rozměr v radiálním směru v rovině kolmé k podélné ose tvarovače je velmi malý v poměru k průměrnému . příčnému rozměru tvarovače, je umístěna tak, že hmota vycházející z průtlačnice přijde ihned do styku se stěnou tvarovače, podle vynálezu spočívá v tom, že délka průtlačnice měřená podle obvodu vstupního průřezu tvarovače tvoří pouze zlomek tohoto obvodu.

Podle dalšího význaku zařízení, u kterého tvarovač představuje mnohoúhelníkový průřez s přímočarými nebo zakřivenými ' stranami, obsahující nejméně dva rohy vyčnívající směrem ven, podle vynálezu spočívá v tom, že průtlačnice se rozprostírá podél zlomku obvodu vstupního průřezu tvarovače obsaženého mezi dvěma vyčnívajícími rohy.

Přiložené výkresy schematicky znázorňují, na příkladu, jeden tvar konstrukce zařízení pro realizaci vynálezu. Na výkresech představují:

Obr. 1 schematický pohled na podélný řez koncem vytlačovacího lisu s průtlačnící a tvarovačem, vhodnými pro provádění způsobu podle vynálezu, obr. 2 perspektivní pohled na výstup průtlačnice, která může být namontována na konec vytlačovacího lisu z obr. 1, obr. 3 pohled na řez výrobkem, získaným průtlačnící z obr. 2, obr. 4 perspektivní pohled na jinou průtlačnici, která může být namontována na vytlačovací lis z obr. 1, obr. 5 pohled na řez výrobkem, získaným průtlačnící z obr. 4, obr. 6 až 19 příklady četných možných různých tvarů výstupů průtlačnice a vstupů tvarovače ve shodě s vynálezem.

Jak je znázorněno na obr. 1 až 5, průtlačnice 301 může být jakéhokoliv obvyklého tvaru a se-stává z ' tělesa 302 a šroubového šneku 303, z nichž jsou znázorněny pouze jejích konce. Průtlačnice 301 je opatřena rovnou hlavou 304, která má protlačovaní matrici 305 o předepsaném průřezu. Přímo u výstupní strany matrice 305 je uspořádán tvarovač ' 306 s kanálem 307 s vnitřními stěnami. Kanál 307 ve vybraných a znázorněných příkladech má pravoúhlý průřez, avšak kanál 307 může mít jakékoliv rozměry a tvar. Tvarovač . 306 sestává z pláště 308 s dvojitou stěnou pro regulaci teploty, opatřeného dvěma trubkami 309, 310 pro zajištění oběhu média pro regulaci teploty v plášti 308, jak bylo popsáno výše. Na obr. 1 neexpandovaná nebo neúplně expandovaná hmota 311 je uložena do tělesa průtlačnice 302 a hmota 311 ' je protlačována skrz matrici 305 do kanálu 307 tvarovače 306, kde expanduje. Hmota 311 ve svém expandovaném stavu ve tvarovači 306 je označena jako expandovaná hmota 312.

Jak bylo ukázáno, ve zvláštním případě, . který je znázorněn na obr. 1, tvarovač 300 je vůči matrici 305 umístěn tak, že horní vnitřní plocha kanálu 3Ώ7 je vedle horní vnitřní plochy matrice . 305 a v . téže vodorovné rovině. Kanál 307 tvarovače 306 má ' větší průřez než je průřez matrice 305. Vzhledem k vytlačování hmota 311 expanduje do prázdného prostoru 313 kanálu 307.

Pro protahování výrobku z expandované hmoty 312 tvarovačem 306 je použito tažného housenkového pásu, který není znázorněn.

Vlastní výstup 305a matrice 305, znázorněné na obr. 1, je znázorněna na obr. 2 a má pravoúhlý průřez.

Výrobek vytvořený způsobem vytlačování podle obr. 1 je znázorněn v řezu na obr. 3. Hladká, silná, lesklá kůra 314 je vytvořena na vrchní ploše výrobku postupem podobným výše popsanému s odkazem na obr. 1 až 3. Vnitřek 315 výrobku je buňkovitý a ostatní plochy jsou bez lesku a hladké, bez tvrdé silné kůry na nich.

Výstup 305a matrice 305 a vstup kanálu 307 mohou mít jakékoliv rozměry a tvar, za předpokladu, že alespoň jedna strana obvodu jednoho z nich je vedle odpovídající strany obvodu druhého. Stranu vztaženého obvodu tvoří celá délka jedné strany mnohoúhelníkového tělesa, která končí na každém z jejich konců rohem mnohoúhelníku.

Další obměny rozměrů a tvarů matrice 305 a kanálu 307 jsou zobrazeny na obr. 4 až 19. Například výstup 305b matrice 305 na obr. 4 je ve tvaru U, a když se použije s pravoúhlým· kanálem, dostane se výrobek znázorněný v řezu na obr. 5. Výrobek 320 má tři lesklé, hladké plochy 316, 317, 318 se silnými kůrami. . Čtvrtá strana 319 je hladká, ale bez - lesku a nemá silnou kůru. Výrobek 320. má buňkovité jádro. Obr. 6, 7, . 9 a 12 až 19 ukazují další obměny ve tvarech matrice 305 a kanálu 307 a nemusí být podrobně popisovány.

Obr. 8, 10 a 11 znázorňují provedení ' vynálezu, u kterého výstupy matric jsou každý ze dvou částí. Výrobky vytvořené těmito matricemi budou mít silnou kůru s ' lesklým, hladkým povrchem na dvou opačných plochách. Je možno též vytlačit vícestěnný výrobek, například výrobek ve tvaru šestihranu, který má silnou kůru na kterékoliv straně nebo na více stranách.

Z výše uvedeného je zřejmé, že možné kombinace jednotlivých matric a tvarovacích kanálů podle tvaru průřezu jsou, neomezené. Je zřejmé, že rozsah . tohoto vynálezu pokrývá všechny tvary, které by kvalifikovaný odborník mohl vytvořit nebo vyvinout se zřetelem na význaky tohoto - vynálezu.

Rozpínavé plastické hmoty zpracované podle tohoto vynálezu . mohou být kteréhokoliv známého typu, ' například na bázi polystyrenu o malé nebo velké hustotě, polyvinylchloridu (PVC), acrylonitril-butadien-styrenu (ABS), směsi ABS a PVC, polyamidů, polykarbonátů, polyuretanů nebo kterýchkoliv jiných hmot na podobné bázi. Vynález se však dá použít výhodným způsobem pro výrobu výrobků z rozpínavých hmot, které jsou obsahem francouzského patentu č. 1 255 499.

Následující příklady popisují praktické provedení vynalezu a žádným způsobem neznamenají omezení rozsahu vynálezu.

Příklad I

Pro získání obdélníkového tělesa z rozpínavé hmoty byla vytlačena následující směs (rozměry průřezu 30 x 10 mmj:

Polystyrénové perly Hydrouhličitan sodný Kyselina stearová Vazelínový olej

1^C^0 hmot . dllů hmot, dílů

0,1 -hmot. dílu

0,1 hmot. dílu

Směs byla učiněna homogenní pomocí rychloběžného mixéru.

Vytlačování bylo provedeno pomocí průtlačnice 301 s jedním šnekem o průměru 40 milimetrů a délce rovné dvacetinásobnému průměru, jehož typ je znázorněn na obr. 1.

Velikost tlaku šneku byla 0,25 MPa.

Průtlačnice 301 byla opatřena rovnou hlavou 304 s matricí 305 o obdélníkovém průřezu průchodu, jeho výtokový průřez měl celkem plochu 44,7 mm². Průřez průchodu zmíněné matrice je na obr. 2 (výstup 305a matrice 305].

Tvarovač 306 ve tvaru obdélníku, který měl vnitřní rozměry 30 x 10 mm x 500 mm, byl umístěn těsně za matricí tak, že horní vnitřní stěna tvarovače 306 byla v téže rovině jako horní vnitřní povrch matrice 305.

Jak je znázorněno na obr. 1, který ukazuje uspořádání zařízení, vnitřek matrice ’ není opatřen trnem. Obvyklý housenkový pás je umístěn na výstupu z tvarovače 306.

Podmínky pro vytlačování byly následující:

Teploty nastavené na tělese vytlačovacího lisu, od násypníku směrem k hlavě průtlačnice: 135 — 155 — 160 — hlava 140 °C.

Rychlost šneku: 17 ot/min.

Šnek . nebyl chlazen.

Rychlost tahu tvarované části: 95 cm/min. Výkon: 8,5 kg/hod.

Teplota tvarovače: čelo 40 ^CC, zadní část 20 °C.

Tímto způsobem byl získán dobře dimenzovaný, plně tvarovaný výrobek obdélníkového tvaru, o' rozměrech 30 x 10 mm s buňkovitou vnitřní stavbou a hladkou a lesklou kůrou na horním povrchu tvarovaného ' tělesa, odpovídající hmotě při přímém styku s tvarovačem. Obr. 3 představuje průřez tvarovaným tělesem, s hladkou a lesklou vnější kůrou 314 a buňkovitým vnitřkem 315 tělesa.

Hustota tvarovaného výrobku, který byl získán, byla 0,49.

Příklad II

Pro získání tvarovaného výrobku obdélníkového průřezu 30 x 10 mm bylo použito směsi o stejném složení jako u příkladu I.

Vytlačování bylo provedeno za - použití stej ného zařízení jako bylo naznačeno v příkla du I, až na to, že průtlačnice 301 byla . vy bavena rovnou vytlačovací hlavou, která mě la matrici 305 s mnohoúhelníkovým průře zem průchodu, s výstupem o průřezové plo še 69,9 mm2. Výstup 305b matrice 305 použi té v tomto příkladu je znázorněn na obr. 4.

Tvarovač byl tentýž jako popsaný v pří kladu I. Byl rovněž uspořádán tak, že hor ní vnitřní stěna tvarovače 306 ležela ve vo dorovné rovině, ve které byla i horní část obrysu průřezu průchodu matrice.

Podmínky vytlačování byly následující:

Teploty: 135 — 155 — 160 — hlava 148 °C. Rychlost šneku: 16 ot/min.

Šnek nebyl chlazen.

Rychlost tažení: 79 cm/min, s hodinovým výkonem 8 kg.

Teplota tvarovače: čelo 40 °C, zadní část 20 °C.

Tímto způsobem byl získán profilový kus obdélníkového průřezu 30 x 10 mm, který byl dobře dimenzován, měl buňkovitou vnitřní strukturu a hladkou a lesklou vnější kůru na třech plochách, odpovídající částem hmoty v přímém styku s tvarovačem. Obr. 5 ukazuje plochy 316, 317, 318 tvarované části, na kterých byla získána hladká a lesklá plocha , a vnitřek 319 tělesa s buňkovitou strukturou..

Hustota tvarovaného výrobku byla získána 0,55.

Je zřejmé, že může být vytvořeno mnoho by se obešel duch a cíl následujícího předobměn podle výše popsaného vynálezu, aniž metu vynálezu.

Claims (4)

1. Způsob kontinuálního vytlačování směsi z rozpínavé plastické hmoty pro získání profilových těles s porézní vnitřní strukturou a pouze na části jejich povrchu, omezené postranně přímkami rovnoběžnými s podélnou osou profilu, se silnou, hustou vnější kůrou, částečně neexpandovanou, jejíž vnější povrch je značně hladký, kontinuálním vytlačováním této směái v ohřátém stavu pro rozpínání, avšak částečně neexpandované, skrz prňtlačnici, za kterou je bezprostředně otevřený tvarovač, na jehož obou koncích jsou rovnoběžné stěny, v podélném směru hladké, ochlazené na teplotu dostatečně ,nižší než bod tuhnutí směsi pro zamezení rozpínání vytlačené směsi do oblasti styku s vnitřní stěnou tvarovače z výstupu průtlačnice, přičemž tvarovač má příčný průřez identický s profilovými tělesy, která se mají získat, a průtlačnice je určena к tomu, aby směs vytlačená skrz ni přišla bezprostředně do styku s vnitřní stěnou tvarovače, aniž by к tomuto styku bylo třeba rozpínání směsi, a tvoří otvor, jehož šířka, tj. rozměr v radiálním směru v rovině kolmé к podélné ose tvarovače, je velmi malá v poměru к průměrnému rozměru tvarovače v rovině rovnoběžné se zmíněnou rovinou, vyznačující se tím, že se délka průtlačnice, skrz kterou se směs vytlačuje, omezí v tom směru, aby sledovala obvod vstupního průřezu tvarovače, na pouhý zlomek tohoto obvodu, zlomek odpovídá povrchové rozloze, v příčném směru, vnější tlusté, husté kůry, částečně neexpandované, která se má získat a rozpínavá směs se nechá volně expandovat od tohoto zlomku stěny směrem ke zbytku obvodu stěny tvarovače, dokud expandovaná směs nevyplní zcela průřez tvarovače.

2. Způsob podle bodu 1, pro případ, že výrobek, který se má získat, tedy i tvarovač, má mnohoúhelníkový průřez s přímočarými nebo zakřivenými stranami, obsahující nejméně dva rohy vyčnívající směrem к vnějšku, vyznačující se tím, že se vytlačování směsi omezí na délku stran tohoto příčného průřezu, obsaženou mezi dvěma vyčnívajícími rohy.

3. Zařízení pro provádění způsobu podle bodu 1, obsahující vytlačovací lis, opatřený průtlačnicí prodlouženou tvarovačem, tvořeným trubkovitým kanálem, jehož stěny jsou rovnoběžné, podélně hladké, které vymezují příčný konstantní průřez, identický s profilovými tělesy, která se mají získat, přičemž tvarovač je opatřen zařízením pro chlazení svých stěn a průtlačnice, která má otvor, jehož rozměr v radiálním směru v rovině kolmé к podélné ose tvarovače je velmi malý v poměru к průměrnému příčnému rozměru tvarovače, je umístěna tak, že hmota vycházející z průtlačnice přijde ihned do styku se stěnou tvarovače, vyznačující se tím, že délka průtlačnice (301) měřená podle obvodu vstupního průřezu tvarovače (306) tvoří pouze zlomek tohoto obvodu.

4. Zařízení podle bodu 3, u kterého tvarovač představuje mnohoúhelníkový průřez s přímočarými nebo zakřivenými stranami, obsahující nejméně dva rohy vyčnívající směrem ven, vyznačující se tím, že průtlačnice (301) se rozprostírá podél zlomku obvodu vstupního průřezu tvarovače (306) obsaženého mezi dvěma vyčnívajícími rohy.