DK160813B

DK160813B - Flerlagsekstrudermundstykke

Info

Publication number: DK160813B
Application number: DK141783A
Authority: DK
Inventors: Yukio Honda; Hitoshi Komatsu; Yoshiyuki Mihara
Original assignee: Idemitsu Petrochemical Co
Priority date: 1982-06-07
Filing date: 1983-03-28
Publication date: 1991-04-22
Also published as: EP0096179A3; DK141783D0; CA1196459A; EP0096179A2; IE54292B1; FI831060A0; DK141783A; FI831060L; JPS58212919A; DK160813C; IE830714L; US4484883A; DE96179T1

Description

DK 160813 B

Opfindelsen angår et flerlagsekstrudermundstykke til at ekstrudere rørformede flerlagsfolier af termoplastisk harpiks og omfattende to eller flere harpiksstrømningsbaner, der bringes i tæt forbindelse med hinanden i mund-5 stykket, og en temperaturreguleringsmekanisme til termisk regulering af temperaturen for en harpiks, som strømmer langs en strømningsbane.

Rørformet flerlagsharpiks, såsom en flerlagsfolie, udformes således, at flere harpikser, der opfører sig på indbyrdes 10 forskellig måde, kombineres for frembringelse af et produkt, der opfører sig på en ny måde, og i hvilken de respektive harpiksers egenskaber udnyttes effektivt. De respektive harpikser, der skal kombineres, har forskellige smeltepunkter og forskellig termisk modstandsevne.

15 Det konventionelle flerlagsekstrudermundstykke, der er vist i fig. 1, og som anvendes til fremstilling af flerlagsfolier og lignende som beskrevet ovenfor, har en harpiksstrømningspassage 1 for det inderste lag og en for det yderste lag bestemt harpiksstrømningspassage 2, der om-20 slutter strømningspassagen 1 for det inderste lag. Både det inderste harpikslag og det yderste harpikslag opvarmes fra ydersiden af en opvarmningsindretning 4, der er anbragt på den ydre periferi af en mundstykkelegeme 3. En harpiks med et højt smeltepunkt bringes fx til at strømme gennem 25 den nærmest ved opvarmningsindretningen 4 beliggende strømningspassage 2 for det yderste harpikslag, og en harpiks med et lavt smeltepunkt bringes til at strømme gennem den fjernere fra opvarmningsindretningen 4 beliggende strømningspassage 1 for det inderste harpikslag.

30 Anvendelsen af det ovenfor beskrevne konventionelle flerlagsekstrudermundstykke indebærer imidlertid den ulempe, at det sker, at harpiksen brænder, at der fremstilles et produkt med en utilfredsstillende overfladeprofil, eller at der undertiden er tale om en manglende formningsevne, fordi 35 det inderste harpikslag, der har et lavt smeltepunkt,

DK 160813 B

2 opvarmes til en for høj temperatur. I tilfælde af, at der dannes en lamineret folie ved anvendelse af en harpiks med et højt smeltepunkt som det inderste harpikslag og en harpiks med et lavt smeltepunkt som det yderste harpikslag, 5 må man foretage en høj grad af overopvarmning af det yderste harpikslag for det opvarme det inderste harpikslag, hvilket giver anledning til et endnu større problem.

For at overvinde dette problem har man truffet den foranstaltning, at strømningsbanen for den harpiks, der har et 10 lavt smeltepunkt (en harpiks, der har en ringe varmemod-standsevne), gøres snævrere, og at opholdstiden for det inderste harpikslag i mundstykket gøres kortere. Der er imidlertid tale om begrænsninger med hensyn til formningen, hvilket gør det umuligt at opnå tilfredsstillende resul-15 tater.

Det er blevet foreslået at cirkulere et opvarmende varme-overføringsmedium gennem en del beliggende mellem strømningsbanen for det inderste harpikslag og strømningsbanen for det yderste harpikslag (japansk patent "Kokoku (Post-20 Exam. Publikation)" nr. 5833/79 og japansk brugsmønster "Kokoku (Post-Exam. Publikation)" nr. 22622/80), og at der mellem et mundstykke for det inderste lag og et mundstykke for det yderste lag dannes et varmeisolerende mellemrum, idet temperaturen for de to mundstykker reguleres uafhæn-25 gigt af hinanden (japansk brugsmønster "Kokoku (Post-Exam. Publikation)" nr. 4555/79).

I forbindelse med de således foreslåede flerlagsekstruder-mundstykker er det imidlertid vanskeligt at simplificere konstruktionen, og temperaturreguleringen kan ikke nødven-30 digvis foretages på en nem måde.

Formålet med den foreliggende opfindelse er at tilvejebringe et flerlagsekstrudermundstykke, hvis konstruktion kan simplificeres, og som muliggør en let temperaturregulering

DK 160813 B

3 og eliminerer mulighederne for, at der kan optræde brænding af harpiks og lignende.

Dette opnås ifølge opfindelsen ved, at temperaturreguleringsmekanismen er afkølingsorganer og/eller opvarmnings-5 organer, der hver især er anbragt inden for mindst en af strømningsbanerne for at afkøle eller opvarme harpiksen.

Ifølge opfindelsen kan den del af mundstykket, der ligger inden for strømningsbanen for det inderste harpikslag, udnyttes. Eksempelvis kan temperaturreguleringsmekanismen 10 være et opvarmningsorgan anbragt inden for strømningsbanen for det inderste harpikslag, og en harpiks med et højt smeltepunkt kan bringes til at strømme gennem strømningsbanen for det inderste harpikslag, medens en harpiks med et lavt smeltepunkt kan bringes til at strømme gennem strøm-15 ningsbanen for det yderste lag, så at den harpiks, der har et lavt smeltepunkt, ikke bliver opvarmet for kraftigt af den varme, der spredes ud fra den harpiks, der har et højt smeltepunkt, og som ligger i nærheden af mundstykkets ydre periferi. Alternativt kan temperaturreguleringsmekanismen 20 have form af et køleorgan, der er anbragt inden for strømningsbanen for det inderste harpikslag, og en harpiks med et lavt smeltepunkt kan bringes til at strømme gennem strømningsbanen for det inderste harpikslag, medens en harpiks med et højt smeltepunkt kan bringes til at strømme 25 gennem strømningsbanen for det yderste harpikslag, hvorved opvarmningen foretages fra mundstykkets yderside. I dette tilfælde afkøles det inderste harpikslag passende ved hjælp af køleorganet, så at det inderste harpikslag ikke opvarmes for kraftigt, hvorved det ovenfor omtalte formål opnås.

30 Opfindelsen vil i det følgende blive nærmere beskrevet under henvisning til tegningen, på hvilken fig. 1 viser et snit i et konventionelt flerlagsekstrudermundstykke, fig. 2 et snit i en udførelsesform for flerlagsekstruder-35 mundstykket ifølge opfindelsen, og

DK 160813 B

4 fig. 3 et snit i en ændret udførelsesform for ekstruder-mundstykket ifølge opfindelsen.

Fig. 2 viser en udførelsesform for flerlagsekstrudermundstykket ifølge opfindelsen. I denne figur er der i et 5 mundstykkelegeme 11, som har en i hovedsagen søjleformet indre perifer overflade monteret et mellemmundstykke 12, og en strømningsbane 13 for et yderste harpikslag dannes af et mellemrum mellem den nævnte indre perifere overflade af mundstykkelegemet og den ydre perifere overflade af mellem-10 mundstykket 12. Denne strømningsbane 13 for det yderste harpikslag står i forbindelse med en i mundstykkelegemet 11's sidevæg udformet, gennemgående indstrømningsåbning 14 for det yderste harpikslag, og en harpiks med et lavt smeltepunkt, fx polyethylen med lille massefylde, tilføres 15 kontinuerligt til strømningsbanen 13 for det yderste harpikslag gennem denne indstrømningsåbning 14.

Der findes endvidere en hjælpeopvarmningsindretning 15, fx en båndopvarmer, ligesom der på den ydre perifere overflade af mundstykkelegemet 11 findes en temperaturregulerings-20 mekanisme. Denne hjælpeopvarmningsindretning 15 er indrettet til at hindre temperaturen for det yderste harpikslag i at blive sænket for meget som følge af varmetab på den ydre perifere overflade af mundstykkelegemet 11. Principielt foretrækkes det at foretage denne temperaturregu-25 lering, men denne hjælpeopvarmningsindretning 15 er afhængigt af de typer af de ydre harpikslag, der anvendes, i sig selv ikke nødvendig.

Når det ydre harpikslag har et meget lavt smeltepunkt sammenlignet med det inderste harpikslag, kan hjælpeop-30 varmningsindretningen 15 endvidere erstattes af afkølingsorganer.

Det mellemliggende mundstykke 12 er udformet med en cylindrisk indre perifer overflade, der som vist på tegningen udmunder ved mundstykkets øverste ende. En dorn 16 er 5

DK 160313 B

anbragt inden for denne indre perifere overflade og en strømningsbane 17 for et inderste harpikslag dannes af et mellemrum mellem dornen 167s ydre perifere overflade og den ovennævnte indre perifere overflade. Strømningsbanen 17 for 5 det inderste harpikslag står i forbindelse med en for det inderste harpikslag beregnet indstrømningsåbning 18, der er udformet i den nederste ende af det mellemliggende mundstykke 12, som det er vist på tegningen. En harpiks, der har et højt smeltepunkt, som fx polyethylen med stor tæt-10 hed, indføres kontinuerligt i strømningsbanen 17 for det inderste harpikslag gennem denne indstrømningsåbning 18.

Strømningsbanen 17 for det inderste harpikslag og strømningsbanen 13 for det yderste harpikslag mødes på et sted, der ligger tæt ved en ekstruderingsspalte 19, hvorved det 15 inderste harpikslag og det yderste harpikslag forenes i mundstykket og i rørform ekstruderes gennem extruderings-spalten 19.

Dornen 167s perifere overflade, der danner ekstruderings-spalten 19, og den øverste endeflade af dornen 16 ved 20 ekstruderingsspalten 19 er påført en eutectoidfolie 20 af korn af en fluorholdig sammensætning og om nødvendig et overfladebelægningsstof. Denne folie 20 kan hindre harpikser, forskellige additiver, nedbrudte stoffer og lignende i at hænge fast eller bygge sig op. De korn af den fluor-25 holdige sammensætning, der anvendes i eutectoidfolien 20, indbefatter tetrafluorethylen, tetrafluorethylen-hexafluor-propylencopolymer, grafitfluorid, etc. De overfladebelægningsstoffer, der anvendes i den eutectoide film 20 indbefatter nikkel, en nikkel-cobalt-legering, en nikkel-phosp-30 horlegering, en nikkel-borlegering, kobber, tin, etc., og det foretrækkes især at anvende nikkellegeringer. De fluor-holdige korn, der indgår i overfladebelægningen, kan udgøre 5-50 vægtprocent og udgør fortrinsvis 10-40 vægtprocent.

Det foretrækkes endvidere, at overfladebelægningen er 35 blødgjort, smeltet og helt dækket af fluorcarbonharpiks.

DK 160313 B

e

Som temperaturreguleringsmekanisme findes der inde i dornen 16 en opvarmningsindretning 21. Opvarmningsindretningen 21 er med andre ord anbragt inde i strømningsbanen 17 for det inderste harpikslag, så at det inderste harpikslag af 5 opvarmningsindretningen 21 kan opvarmes fra indersiden. Opvarmningsindretningen 21 kan indbefatte en opvarmningspatron, i hvilken der er anvendt én af forskellige varmeelementer, og en enhed, i hvilken et opvarmende fluidum cirkuleres.

10 Da strømningsbanen 13 for det yderste harpikslag ved den netop beskrevne udførelsesform er anbragt i en position, hvor varmen let forsvinder, kan man opnå sådanne fordele som, at den harpiks, der har det lave smeltepunkt, som strømmer gennem strømningsbanen 13 for det yderste harpik-15 slag, kan undgå at blive så kraftigt opvarmet, at den bliver brændt, at overfladeprofilen for den fremstillede folie bliver tilfredsstillende, at kassationsprocenten bliver formindsket, at det bliver muligt at foretage en kontinuerlig produktion i en lang tidsperiode, og at pro-20 duktiviteten forbedres. Ved eksempelvis at anvende polyet-hylen med en stor tæthed eller densitet (densitet = 0,955 g/cm3 og smelteindex =0,05 g/10 min) som det inderste harpikslag og polyethylen med lav densitet (densitet = 0,920 g/cm3 og smelteindex = 3,0 g/10 min) som det yderste 25 harpikslag og ved at indstille mundstykketemperaturen på det i fig. 2 med A betegnede sted i nærheden af strømningsbanen 17 for det inderste harpikslag på 200°C og mundstykketemperaturen på et sted, der i fig. 2 er betegnet med B, og som ligger i nærheden af strømningsbanen 13 for det 30 yderste harpikslag, på 160°C blev der kontinuerligt fremstillet en dobbeltlaget folie med en tykkelse på 50 mikrometer (inderlag : yderlag =4:1) i seks måneder uden serviceeftersyn af mundstykket, og uden at der forekom brænding af harpiksen. Ved ekstrudering af den samme harpiks som 35 beskrevet ovenfor og ved anvendelse af det i fig. 1 viste konventionelle flerlagsekstruderingsmundstykke begyndte brænding af harpiks i modsætning hertil at indtræffe inden

DK 160813 B

7 for 2 uger, og brænding af harpiks optrådte hyppigt i 2 måneder, hvorefter det blev umuligt at fortsætte fabrikationen.

Selv om den beskrevne udførelsesform er af en meget simpel 5 konstruktion, kan den foretage ekstrudering af en flerlagsfolie bestående af forskellige harpikser med forskellige smeltepunkter og indbyrdes forskellig varmemodstandsdygtig-hed. Når der anvendes en hjælpeopvarmningsindretning 15, bliver det særlig let nøjagtigt at opretholde det yderste 10 harpikslag på en passende temperatur. Hvis hjælpeopvarmningsindretningen 15 erstattes af en afkølingsindretning, kan de forskellige harpikser, selv når der fremstilles en flerlagsfolie af harpikser med indbyrdes forskellige smeltepunkter og varmemodstandsdygtigheder, som det er til-15 fældet med en expanderbar harpiks og en ikke-expanderbar harpiks, holdes på den mest egnede temperatur (fx en dekompositionstemperatur for et opblæsende stof), så at der ud fra forskellige harpikser, som hidtil kun med vanskelighed er blevet formet til en flerlagsfolie, kan fremstilles en 20 flerlagsfolie af høj kvalitet. Hjælpeopvarmningsindretningen 15 eller afkølingsindretningen, der erstatter denne, er anbragt på den ydre perifere del af mundstykkelegemet 11, hvorved betjeningen bliver simpel, og temperaturreguleringen lettes.

25 Ved den i fig. 3 viste udførelsesform findes der en varmei-solation 22, der består af et varmeisolerende mellemrum, et varmeisolerende organ og cirkulation af et varmeover-føringsmedium, der har en konstant temperatur. Derved kan man opnå den fordel, at strømningsbanen 17 for det inderste 30 harpikslag og strømningsbanen 13 for det yderste harpikslag ikke så let udsættes for termiske indvirkninger fra hinanden, og det inderste og det yderste harpikslag kan derfor let termisk reguleres uafhængigt af hinanden.

Ved udøvelse af opfindelsen kan den som temperaturregu-35 leringsmekanisme tjenende opvarmningsindretning 21 erstat-

DK 160813B

δ tes af en afkølingsindretning, der udgøres af et cirkulerende fluidum eller lignende. Hvis den harpiks, der har et højt smeltepunkt, i dette tilfælde bringes til at strømme gennem strømningsbanen 13 for det ydre harpikslag, brin-5 ges den harpiks, der har et lavt smeltepunkt, til at strømme gennem strømningsbanen 17 for det inderste harpikslag, og mundstykkelegemet 11 opvarmes af opvarmningsindretningen fra ydersiden. Selv hvis den harpiks, der har et lavt smeltepunkt, har et meget lavt smeltepunkt og en meget 10 lille varmemodstandsdygtighed, kan man uden at foretage brænding af harpiksen opnå en flerlagsfolie af høj kvalitet.

Den ovenfor beskrevne udførelsesform er af den type, hvor det inderste harpikslag bringes til at binde til det yder-15 ste harpikslag inde i mundstykket, men der kan også være tale om den type, hvor det inderste harpikslag bringes til at binde til det yderste harpikslag uden for mundstykket.

Den ovenfor beskrevne udførelsesform behøver ikke nødvendigvis at være begrænset til fremstilling af en dobbeltla-20 get folie, men der kan være tale om'en flerlaget folie bestående af tre eller flere lag, hvis man forøger antallet af strømningsbaner i mundstykket. Endvidere omfatter de produkter, der kan fremstilles, ikke blot folier, men også rørformede harpiksprodukter, såsom slanger og rør.

25 Den eutectoide folie 20 af korn af en fluorholdig sammensætning og et overfladebelægningsstof skal ikke nødvendigvis anvendes. Imidlertid gør anvendelsen af folien 20 det muligt at opnå den fordel, at harpikser, additiver, nedbrudte stoffer og lignende effektivt hindres i at hæfte 30 sig fast eller danne ansamlinger.

Ved den foreliggende opfindelse er der som beskrevet ovenfor blevet tilvejebragt et flerlagsekstruderingsmundstykke, der er af en simplificeret konstruktion og let at temperaturregulere, og ved hvilket mulighederne for brænding af 35 harpiks og lignende elimineres.

Claims

1. Flerlagsekstrudermundstykke til at ekstrudere rørformede flerlagsfolier af termoplastisk harpiks og omfattende to eller flere harpiksstrømningsbaner (13,17), der bringes i 5 tæt forbindelse med hinanden i mundstykket, og en temperaturreguleringsmekanisme (21) til termisk regulering af temperaturen for en harpiks, som strømmer langs en strømningsbane (13,17), kendetegnet ved, at temperaturreguleringsmekanis-10 men (21) er afkølingsorganer og/eller opvarmningsorganer, der hver især er anbragt inden for mindst en af strømningsbanerne (13,17) for at afkøle eller opvarme harpiksen.

2. Ekstrudermundstykke ifølge krav 1, kendetegnet ved en yderligere temperaturregu-15 leringsmekanisme, der er anbragt uden for strømningsbanen (13) for et yderste harpikslag.

3. Ekstrudermundstykke ifølge krav 2, kendetegnet ved, at nævnte yderligere tempera-20 turreguleringsmekanisme omfatter opvarmningsorganer (15).

4. Ekstrudermundstykke ifølge et hvilket som helst af kravene 1-3, kendetegnet ved, at der mellem strømningsbanen (17) for et indre harpikslag og strømningsbanen (13) for et 25 ydre harpikslag findes varmeisolerende midler (22).

5. Ekstrudermundstykke ifølge krav 4, kendetegnet ved, at der er flere par af harpiksstrømningsbaner og at de varmeisolerende midler er anbragt mellem mindst et par af disse harpiksstrømningsbaner, mellem 30 hvilke temperaturreguleringsmekanismen ikke er anbragt.

6. Ekstrudermundstykke ifølge et hvilket som helst af kravene 1-5, DK 160813 B 10 kendetegnet ved, at en del af den perifere overflade af strømningsbanen (17) for et indre harpikslag er påført en eutectoid film med korn af en fluorholdig sammensætning og et overfladebelægningsstof. 5

7. Ekstrudermundstykke ifølge et hvilket som helst af kravene 1-6, kendetegnet ved, at temperaturreguleringsmeka-nismer (21) er anbragt inden for strømningsbanen (17) for det inderste harpikslag. 10