SE429941B - Sett och anordning for tillverkning av en materialbana av skummad termoplast - Google Patents

Description

a vsossav-z 2 Vid det beskrivna tillverkningsförfarandet är det av stor vikt att kylningen av materialet sker så snabbt och jämnt som ~ möjligt om materialet skall erhålla den önskade, honogena skum- strukturen. Vid ojämn eller alltför långsam kylning fortskrider materialets expansion delvis och medför att vissa materialpartier blir mer expanderade än andra och alltså får lägre densitet. Totalt sett blir materialet härvidlag också ojämnt och_“buckligt".' Vid användning för tillverkning av vätsketäta förpack- ,ningsbehållare förses skumfolien såsom tidigare nämnts med åtminstone ett ytskikt av homogent plastmaterial. Detta homogena _plastskikt appliceras på skumfoliens yta genom att skumfolien får passera ett extrudermunstycke medelst vilket den homogena filmen extruderas direkt på den plana skumfoliens yta. Härvid är det av stor praktisk betydelse att skumfilmens yta är så jämn som möjligt, eftersom man i annat fall för att erhålla det önskade, vätsketäta skumskiktet måste belägga skumplasten med ett förhållandevis tjockt, homogent skikt, vilket givetvis medför en oönskad ökning av materialåtgången. I Vid extruderingen erhåller skummaterialet oundvikligen en mer eller mindre ojämn yta som uppvisar ett stort antal kratrar och blåsor. Med ovan beskrivna tillverkningsmetod ökar dessutom materialets ytojämnhet på grund av att såväl det extruderade materialets anliggningstryck mot dornen som kylningen blir svår- reglerad och ojämn. Då man tillverkar ett förhållandevis tjockt skummaterial, (d.v.s. materialslangen utvidgas ej i någon högre grad efter utströmningen ur extrudermunstycket), kan den mekaniska bearbetningen och kylningen av den extruderade slangen ske i relativ närhet till extrudermunstycket, vilket medför både att be- arbetningen äger rum medan slangens temperatur ännu är förhållande- vis hög och att kylningen kan ske snabbt och på ett tämligen reglerbart sätt, varigenom ett homogent material med en relativt slät och jämn yta ändå kan erhållas. Vid tillverkningen av tunnare skummaterialbanor kräver materialslangens kraftiga diameterökning större utrymme och den mekaniska bearbetningen av materialet måste därför ske på större avstånd från extrudermunstycket. Eftersom materialet också blir tunnare kommer det att svalna något redan innan det når kalibreringsdornen, varför den önskade jämna och kontrollerade kylningen ej blir möjlig. Härigenom ger ej heller den efterföljande bearbetningen någon nämnvärd utjämning av ytan. Tvärt- * om kommer detta tunnare material att få en betydligt ojämnare yta, eftersom den kraftiga utvidgningen också betyder att kratrarna och 7808847-3 blåsorna i materialet blir större. Vid extruderingen av ett homogent plastskikt på detta skummaterials yta måste därför det homogena plastskiktets tjocklek ökas väsentligt för att ett laminat med god vätsketäthet skall erhållas. Vid strängsprutning av skum- plast som skall ha god jämnhet är det vidare väsentligt att kylningen av slangen efter strängsprutningen icke blott är jämn över slangens hela omkrets utan även igångsättes samtidigt runt hela omkretsen, så att den från munstycket utströmmande, skummande plastens utvidgning i ett givet ögonblick avbrytes genom snabbned- kylning till en temperatur understigande materialets mjuknings- temperatur.

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att ombesörja ett sätt att tillverka en materialbana av skummad termoplast som ej är behäftat med ovannämnda nackdelar.

Ett ytterligare ändamål med föreliggande uppfinning är att ombesörja ett sätt att tillverka en materialbana av skummad termo- plast med homogen struktur, vilket sätt gör det möjligt att till- verka även tunna materialbanor med jämn yta.

I Dessa och andra ändamål har enligt uppfinningen uppnåtts genom att ett sätt att tillverka en materialbana av skummad termo- plast genom extrudering av materialet till slangform, utvidgning av slangen medelst tryckfluidum till anliggning mot en utanför slangen anordnad kalibreringshylsa, kylning till en temperatur understigande materialets mjukningstemperatur samt axiell uppskär- ning av slangen och omformning av densamma till banform, getts kännetecknet, att tryckfluidet bringas att strömma utmed slangens inre yta från ett ställe i jämnhöjd med kalibreringshylsans i slangens rörelseriktning sett främre ände samt vidare i slangens rörelseriktning.

En ytterligare utföringsform av sättet enligt uppfinningen har vidare getts kännetecknet att fluidets strömningshastighet av- sevärt överstiger materialslangens hastighet.

En ytterligare utföringsform av sättet enligt uppfinningen har vidare getts kännetecknet, att tryckfluidet tjänstgör såsom kylmedium för slangens insida.

En ytterligare utföringsform av sättet enligt uppfinningen har vidare getts kännetcknet, att tryckfluidet är luft.

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är också att om- besörja en anordning för genomförande av sättet enligt uppfinningen.

Detta ändamål har enligt uppfinningen uppnåtts genom att en anordning för genomförande av sättet enligt något av föregående 'TSOSâÅNF-š i 4 patentkrav innefattande en extruder för extrudering av termo- plastmaterial till slangform, organ för kalibrering och kylning av materialslangen till önskad diameter och materialtjocklek, skärdon för axiell uppskärning av slangen samt organ för omform- ning av den uppskurna slangen till huvudsakligen plan banform varvid kalibreringsorganen innefattar en i materialslangen belägen formningskropp vars diameter något underskrider material- slangens önskade innerdiameter, samt en utanför materialslangen belägen kalibreringshylsa, kännetecknat därav, att en utströmnings- öppning för tryckfluidum är anordnad vid formningskroppens i ïmaterialslangens rörelseriktning sett främre ände, huvudsakligen i jämnhöjd med kalibreringshylsans motsvarande, främre ände.

En föredragen utföringsform av anordningen enligt upp- finningen har vidare getts kännetecknen, att utströmningsöppningen för tryckfluidum sträcker sig ringformigt runt formningskroppens mot extrudern vända ände. _ En ytterligare utföringsform av anordningen enligt uppfinningen har vidare getts kännetecknen att utströmmnings- öppningen är riktad i materialslangens rörelseriktning. i En ytterligare utföringsform av anordningen enligt upp- finningen har vidare getts kännetecknet, att kalibreringshylsans arbetsyta är profilerad.

En ytterligare utföringsform av anordningen enligt upp- efinningen har vidare getts kännetecknet att kalibreringshylsans arbetsyta innefattar skruvlinjeformigt runt hylsans insida lindade kylrör.

En ytterligare utföringsform av anordningen enligt upp- finningen har vidare getts kännetecknet, att kalibreringshylsans mot formningskroppen vända yta är försedd med öppningar för tryck- fluidum. _ Uppfinningen kommer att beskrivas närmare i det följande under särskild hänvisning till bifogade, schematiska ritning som visar en föredragen utföringsform av anordningen enligt uppfinningen. p Den visade anordningen för tillverkning av en materialbana av skummad termoplast innefattar en konventionell högtrycksextruder (icke visad) med en munstycksdel 1 som har en ringformig utloppe- öppning 2 för extrudering av det skummade termoplastmaterialet i form av en materialslang 3. Utloppsöppningens centrala parti upp- tages av en kärna 1' medelst vilken utloppsöppningens spaltbredd kan varieras. Omedelbart framför utloppsöppningen 2 sväller den extruderade materialslangen upp till en s.k. slangblâsa 3'. Pa 7808847-3 något avstånd från utloppsöppningen 2 uppvisar anordningen enligt uppfinningen organ för kalbrering och kylning av materialslangen, vilka organ innefattar en inne i materialslangen efter slangblåsan 3' belägen formningskropp 4 samt en vid materialslangens utsida i jämnhöjd med formningskroppen 4 belägen kalibreringshylsa 5.

Formningskroppen 4 och kalibreringshylsan 5 uppbäres av vagnar 6 respektive 7, vilka är förflyttbara i riktning mot eller bort från munstycksdelen1. Den formningskroppen 4 uppbärande vagnen 6 är vid sin främre, i riktning mot extrudern vända ände försedd med ett skärdon 8 för axiell uppskärning av materialslangen 3. I figuren visas slutligen också ett valspar 9 för planläggning av den uppslitsade materialslangen 3.

Formningskroppen 4 är såsom tidigare nämnts belägen inne i materialslangen 3. Formningskroppen är noggrant centrerad i linje med munstycksdelens 1 centrumaxel och har en diameter som är flera gånger större än utloppsöppningens 2 diameter. Vid sin mot munstycks- delen 1 vända ände uppvisar formningskroppens periferiyta en ring- formig utströmningsöppning 10, vilken sträcker sig runt formnings- kroppens hela omkrets och förses med tryckfluidum via en centralt i formningskroppen 4 löpande kanal 11. Kanalen 11 fortsätter i materialslangens 3 medströmsriktning genom en i formningskroppen 4 och vagnen 6 förenande bäraxel 12 för att via vagnen 6 och externa, icke visade ledningar vara förbunden med ett icke visat pump- eller reservoarorgan för tryckfluidumet. Den ringformiga utströmnings- öppningen 10 begränsas i riktning mot munstycksdelen 1 av en kåpa 13, vilken är strömlinjeformad och har en diameter som huvudsakligen överensstämmer med diametern av formningskroppens 4 cylindriska huvuddel.

Den i jämnhöjd med formningskroppen 4 anordnade kalibre- ringshylsan 5 är liksom formningskroppen 4 centrerad i förhållande till munstycksdelens 1 förlängda centrumaxel samt förflyttbar i 9 riktning mot eller från munstycket med hjälp av bärvagnen 7, vilken i likhet med bärvagnen 6 rullar på parallellt med munstycksdelens centrumaxel anordnade räler. Kalibreringshylsan 5 en inre diameter som överstiger formningskroppens 4 yttre diameter och kalibrerings- hylsan 5 kan därför fritt passera formningskroppen 4. Kalibrerings- hylsan 5 kan även fritt förflyttas in över munstycksdelens främre ände. Då kalibreringshylsan 5 och formningskroppen 4 befinner sig i det på ritningen visade läget bildas en ringformig spalt mellan formningskroppens 4 yttre, cylindriska yta och kalibreringshylsans 5 inre arbetsyta. Spaltens bredd anpassas efter det material som “ïßüßâíëïfßš gskall tillverkas, men uppgår normalt till cirka 3 ggr material- tjockleken. Materialslangen 3 befinner sig under tillverkningen i kontakt med kalibreringshylsans 5 inre arbetsyta 14, vilken är profilerad och företrädesvis består av skruvlinjeformigt runt hylsans insida lindade kylrör 15 av koppar êllernågot annat material med god värmeledningsförmåga. Kylrörets 15 båda ändar sträcker sig ut ur kalibreringshylsan 5 och bildar till- respektive frânlopp 16, 17 för kylfluidum. Det skruvlinjeformigt lindade kylröret 15 upp- bäres av en omgivande, hylsformig mantel 18, vilken är fast förbunden med_bärvagnen 7. Vid den visade utföringsformen av kalibrerings- hylsan 5 är kylröret 15 lindat så glest att ett utrymme med några millimeters bredd uppkommer mellan varje lindningsvarv, vilket möjliggör tillförsel av tryckfluidum mellan kylrören 15 mot materialslangens 3 utsida. Härvid utföres manteln 18 på så sätt att en ringformig kanal 19 uppkommer runt det skruvlinjeformiga kyl- rörets utsida, vilken kanal 19 kan tillföras tryckfluidum via en tilloppsledning 20.

Vid tillverkningen av en materialbana av skummad termo- plast i enlighet med sättet enligt uppfinningen tillföras extrudern den önskade termoplasten i granulform. Efter uppvärmning av granu- latet till smälttemperatur blandas termoplastenmed freongas till en homogen blandning, som via extruderns munstycksdel pressas ut genom utloppsöppningen 2 i form av en slang. Vid produktionsstarten är kalibreringshylsan 5 förskjuten åt höger på ritningen till ett läge i vilket den omger munstycksdelen 1, samtidigt som formningskroppen 4 har förflyttats åt vänster på ritningen så att den befinner sig på större avstånd från munstycksdelens 1 utloppsöppning 2. Då den kontinuerliga utpressningen av materialslangen genom utloppsöppningen 2 fortgått så länge att slangen huvudsakligen når fram till formnings- kroppens 4 kåpa 13 utvidgas slangen manuellt och träs över såväl kåpan 13 som formningskroppen 4. Därefter förflyttas formningskroppen 4 successivt i riktning mot munstycksdelen 1 till det läge som visas på ritningen, varvid samtidigt kalibreringshylsan 5 förflyttas åt - vänster på ritningen till sitt arbetsläge i jämnhöjd med formnings- kroppen 4. Med hjälp av via kanalen 11 tillfört tryckfluidum, före- trädesvis tryckluft, tillses dels att den ur utloppsöppningen 2 strömmande materialslangen 3 expanderar och bildar en s.k. slang- blåsa 3', dels att materialslangen 3 anligger mot den av det skruv- -linjeformigt lindade kylröret 15 bildade arbetsytan i kalibrerings- hylsan 5. Närmare bestämt tillföres tryckluft kontinuerligt den vid formningskroppens 4 främre ände belägne ringformiga utströmnings- 78088lß7-3 öppningen 10, vilken tryckluft bygger upp ett inre övertryck i slangblâsan 3' för att säkerställa en jämn och likformig expansion av materialslangen. Trycket i slangblâsan 3' hålles huvudsakligen konstant under hela extruderingsförloppet. Merparten av den via utströmningsöppningen 10 tillförda tryckluften strömmar när trycket i slangblåsan 3' väl har byggts upp genom den ringformiga spalten mellan formningskroppens 4 cylindriska arbetsyta och materialslangens 3 inre yta, varvid den ännu mjuka materialslangen under samtidig kylning pressas mot kalibreringshylsans profilerade arbetsyta 14, vilken bearbetar det passerade materialet så att blåsor och kratrar i materialytan utjämnas och materialet får en slätare yta. Genom att reglera tillförseln av tryckfluidum kan anliggningstrycket mot arbetsytan regleras. Samtidigt sker en kontinuerlig avkylning av materialslangen 3 inifrån med hjälp av den utmed slangens insida strömmande tryckluften och utifrån med hjälp av genom kylröret 15 strömmande kylvätska, vilken kan bestå av vatten som ledes in i kyl- röret 15 via tilloppet 16 och ledes bort via frånloppet 17 vid mantelns 18 motsatta ände.

Vid en utföringsform av uppfinningen är det såsom tidigare omtalats möjligt att via kalibreringshylsan 5 leda ett tryckfluidum mot materialslangens 3 utsida. Detta sker med hjälp av en tillopps- ledning 20 via vilken tryckfluidumet (företrädesvis tryckluft) ledes till den ringformiga kanalen 19, vilken_fördelar tryck- fluidumet runt mantelns 18 hela omkrets. Tryckfluidumet kan därför via mellanrummen mellan kylrörets 15 lindningsvarv strömma mot materialslangens 3 utsida och vidare ut i fria luften. Med hjälp av denna tryckluftstillförsel erbjudes dels en ytterligare möjlighet att noggrant reglera materialslangens 3 anliggningstryck mot kalibreringshylsans 5 arbetsyta (varigenom också kyleffekten kan regleras), dels en möjlighet att blåsa rent arbetsytan 14 från det pulverformiga plastavskrapsom vid kontinuerlig drift bildas genom materialslangens 3 anliggning mot kylrören 15.

Vid kontinuerlig drift kommer således den ur extruderns utloppsöppning 2 strömmande materialslangen 3 att medan den fort- farande har en temperatur som överstiger materialets mjuknings- temperatur utvidgas med hjälp av övertrycket i slangblåsan 3', varefter under fortsatt frammatning den vidgade materialslangen med hjälp av tryckluften pressas mot kalibreringshylsans 5 insida för att dels kalibreras till önskad diameter och godstjocklek, dels ytbearbetas på sin utsida så att de vid extruderingen och utvidgningen av materialslangen bildade blåsorna och kratrarna skall utjämnas. ovscmsliv-infz 8 När materialslangen 3 har passerat de båda kalibreringsorganen, d.v;s. formningskroppen 4 och kalibreringshylsan 5, har dess diameter noggrant definierats samtidigt som materialet avkylts likformigt från både ut- och insidan så att det befinner sig i ett stabilt tillstånd. Materialslangen 3 får därefter passera ett skärdon 8, vilket lämpligen är monterat på den formningskroppen 4 uppbärande vagnen 6. Skärdonet 8 består av en upprättstående kniv, som då materialslangen 3 passerar delar denna genom ett längsgående snitt. Den delade materialslangen plangöres därefter successivt (eventuelllt med hjälp av icke visade ledytor), varefter den får passera ett valspar 9 som dels ombesörjer den slutliga plangöringen, dels medverkar till framdrivningen av materialbanan. Materialbanan får därefter passera en icke visad ektruder för extrudering av det homogena, tätande skiktet på materialbanans med hjälp av sättet enligt uppfinningen slätgjorda sida. 7 Genom sättet och anordningen enligt uppfinningen möjliggöres en rationell tillverkning av tunt skummaterial av den typ som är lämpat för laminering med ett vätsketätt, homogent termo- plastskikt. Det expanderade skiktet blir homogent och får förutom en slät och tämligen kraterfri yta en mycket god inre kvalitet med jämn-porstorlek, eftersom kylningen av materialslangen från såväl utsidan som insidan kan regleras så att en optimal, före- trädesvis lika kraftig kylning erhålles från båda håll, varigenom materialets stelning sker huvusakligen samtidigt genom hela material- tjockleken. Metoden och anordningen enligt uppfinningen ger också möjlighet till en välavvägd anpassning av anliggningstrycket mellan materialet och kalibreringsorganen, vilket tidigare ej varit möjlig. Genom att mellan formningskroppens 4 cylindriska arbetsyta Woch materialslangens 3 insida bilda ett ringformigt utrymme med blott några få millimeters tjocklek skapas förutsättningar för en jämn och störningsfri anpressning av materialslangens utsida mot kalibreringshylsans arbetsyta med hjälp av den genom utrymmet strömmande tryckluften: Genom den härvid uppkomna relativt höga strömningshastigheten ökar också kyleffekten på materialslangens inre ytalr

Claims (9)

\O PATENTKRÃV' '
1. l. Sätt att tillverka en materialbana av skummad termoplast genom extrudering av materialet till slangform, utvidgning av slangen medelst tryckfluidum till anliggning mot en utan- för slangen anordnad kalibreringshylsa, kylning till en temperatur understigande materialets mjukningstemperatur samt axiell uppskärning av slangen och omformning av densamma till banform, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v,att tryck- fluidet bringas att strömma utmed slangens inre yta från ett ställe i jämnhöjd med kalibreringshylsans i slangens rörelseriktning sett främre ände samt vidare i slangens rörelseriktning.
2. 2. Sätt enligt patentkravet l, k ä-n n e t e c k n a t d ä r- a v, att fluidets strömningshastighet avsevärt överstiger materialslangens hastighet.
3. 3. Sätt enligt någon av föregående patentkrav, k ä n n e- t e c k n a t d ä r a v, att tryckfluidet tjänstgör såsom _kylmedium för slangens insida.
4. 4. Sätt enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e- t e c k n a t d ä r a v, att tryckfluidet är luft.
5. 5. Anordning för genomförande av sättet enligt något av före- gående patentkrav innefattande en extruder för extrudering av termoplastmaterial till slangform, organ (4,5) för kalibrering och kylning av materialslangen (3) till önskad diameter och materialtjocklek, skärdon (8) för axiell upp- skärning av slangen samt organ (9) för omformning av den uppskurna slangen till huvudsakligen plan banform varvid kalibreringsorganen (4,5) innefattar en i materialslangen (3) belägen formningskropp (4b vars diameter något underskrider materialslangens (3) önskade innerdiameterlsamt en utanför materialslangen belägen kalibreringshylsa (5), k ä n n e- t e c k n a d d ä r a v, att en utströmningsöppning (19) för tryckfluidum är anordnad vid formningskroppens (4) i materialslangens rörelseriktning sett främre ände, huvudsak- ligen i jämnhöjd med kalibreringshylsans (5) motsvarande, främre ände. I ~
6. 6. Anordning enligt patentkravet 5, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att utströmningsöppningen_(10) för tryckfluidum sträcker sig ringformigt runt formningskroppens (4) mot extrudern vända ände. vaoaaavëzc a lvsoansmfiz 10
7. 7. Anordning enligt patentkravet 5 eller 6, k ä n n e t e c k n a d id ä r a rf att utströmningsöppningen (10) är riktad i material- 7 slangens (3) rörelseriktning.
8. 8. Anordning enligt patentkravet 5;-k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att kalibreringshylsane (5) arbetsyta (14) är profilerad. "
9. 9. Anordning enligt patentkravet 8, k ä n n e t e c-k n a d d'ä r,a v, att kalibreringshylsans (5) arbetsyta (14) innefattar skruvlinjefbrmigt runt hylsans insida lindade kyl- rör (l5), - 7 7 10; Anordning enligt patentkravet 8 eller 9, k ä n n e- Kt e»c k n a_d d ä r a v, att kalibreringshylsans (5) mot formningškroppens (4) vända yta är försedd med öppningar för ~tryckfluidum.