Способ формования изделий из полимерных материалов и экструзионная головка для его осуществления

 

Изобретение относится к области переработки полимерных материалов в изделия, именно к процессам формования объемных изделий. Цель изобретения - расширение технологических возможностей экструзионной головки за счет получения граненых изделий и повышение их качества путем обеспечения их равнотолищнности. Для чего на стадии формования трубчатой заготовки ее охлаждение ведут путем подзчи хладагента вдоль ее образующей противотоком с расплавом полимерного материала. Экструзионная головка содержит кольцевую матрицу с входньм и выходным отверстиями, формующей поверхностью и каналами для подачи хладагента. Они выполнены в теле кольцевой матрицы со стороны ее выходного отверстия по ее периметру. Они снабжены штуцерами для ввода и вывода хладагента. Они расположены соответственно со стороны выходного и входного отверстий кольцевой матрицы . Отношение длины канала к расстоянию его поверхности от формуюп1ей поверхности кольцевой матрицы выбрано в пределах от 5 до 10. Во входное отверстие кольцевой матрицы подается расплав полимерного материала. Он заполняет формующий канал. Для обеспечения изготовления граненых изделий в кольцевой матрице выполняют несколько каналов. Подачу хладагента осуществляют только .в те каналы, которые расположены вдоль ребер граненого изделия. В выходном отверстии кольцевой матршда формуется трубчатая заготовка цилиндрической формы. Ее участки, соответствующие ребрам фор- Л1уемого граненого изделия, имеют бо- . лее низкую температуру. Далее трубчатая заготовка раздувается до получения граненого изделия нужной формы. 2 с.п. ф-лы, 2 ил., . с (Л СО со ел СП tsD GO

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ;

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4093942/28-05 (22) 18.07.86 (46) 15.05.88. Бюл. и 18 (71) Всесоюзный научно- исследовательский и проектный институт химической промышленности (72) В.Н.Кривошей, М.Г.Соломенко, П.В.Аникии, В.И.Залесский, P.È.Ñêëÿревский и А.В.Свобода (53) 678.057.374.6 (088.8) (56) Басов Н.И. и др. Оборудование для производства объемных изделий из термопластов. M.: Машиностроение, 1972, с. 246, Авторское свидетельство СССР

В 233881, кл. В 29 С 47/22, 1966. (54) СПОСОБ ФОРМОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ IIOЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ЭКСТРУЗИОННАЯ

ГОЛОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к области переработки полимерных материалов в изделия, именно к процессам формования объемных изделий. Цель изобретения — расширение технологических возможностей экструзионной головки за счет получения граненых изделий и повьппение их качества путем обеспечения их равнотолщинности. Для чего на стадии формования трубчатой заготовки ее охлаждение ведут путем подачи хладагента вдоль ее образующей противотоком с расплавом полимерSU 1395523 А1 (51)4 В 29 С 47/22// В 29 I, 23:00 ного материала. Экструзионная головка содержит кольцевую матрицу с вход" ным и выходным отверстиями, формующей поверхностью и каналами для подачи хладагента. Они выполнены в теле кольцевой матрицы со стороны ее выходного отверстия по ее периметру.

Они снабжены штуцерами для ввода и вывода хладагента. Они расположены соответственно со стороны выходного и входного отверстий кольцевой матрицы. Отношение длины канала к расстоянию его поверхности от формующей поверхности кольцевой матрицы выбрано в пределах от 5 до 10. Во входное отверстие кольцевой матрицы подается расплав полимерного материала. Он заполняет формующий канал. Для обеспечения изготовления граненых изделий в кольцевой матрице выполняют несколько каналов. Подачу хладагента осуществляют только . в те каналы, которые расположены вдоль ребер гране- фиий ного изделия. В выходном отверстии фф кольцевой матрицы формуется трубчатая заготовка цилиндрической формы. Ее участки, соответствующие ребрам фор. Муемого граненого изделия, имеют бо- . лее низкую температуру. Далее трубл чатая заготовка раздувается до полуФ чения граненого изделия нужной формы. 2 с.п. ф-лы, 2 ил., 3 табл.

1395523

Изобретение относится к переработке полимерных материалов в изделия, а именно к процессам формования объемных полимерных изделий методом экст5 рузии с последующим раздувом в форму, и может быть использовано в химическом машиностроении.

Цель изобретения - расширение техг нологических возможностей экструзи онной головки за счет получения граненых изделий и повышение их качества путем обеспечения их равнотолщинности.

На фиг. 1 изображена экструзионная 1головка для формования изделий из полимерных материалов, продольное сечение; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг.1 (кольцевая матрица с каналами для подачи хладагента).

2()

Способ формования изделий из полимерных материалов включает подачу расплава полимерного материала в го" ловку и формование трубчатой заготовки с одновременным ее охлаждением.

Охлаждение трубчатой заготовки ведут путем подачи хладагента вдоль ее образующей противотоком с расплаBoN полимерного материала, причем температуру подаваемого хладагента 30 определяют по формуле

Т„, =КхТ о где Т вЂ, температура хладагента, С;

К вЂ” коэффициент пропорциональности, равный 0,06 - 0,1;

Т вЂ” температура расплава полиР о мерного материала, С.

Способ может быть реализован с

Помощью экструзионной головки для формования изделий иэ полимерных ма- 40 териалов.

Экструзионная головка содержит кольцевую матрицу 1 с входным 2 и выходным 3 отверстиями, формующей поверхностью 4 и каналами 5 для пода- 45 чи хладагента. Головка содержит дорн 6, смонтированный соосно коль" цевой матрице 1 с образованием формующего канала 7. Оси каналов 5 для подачи хладагента параллельны оси головки. Каналы 5 для подачи хладагента выполнены в теле кольцевой матрицы 1 со стороны ее выходного отверстия 3 по ее периметру и снабжены.штуцерами 8 и 9 для ввода и вывода хладагента соответственно. штуцер 8 для ввода хладагента распо- ложен в канале 5 со стороны выходно .î отверстия 3 кольцевой матрицы 1, а штуцер 9 для вывода хладагентасо стороны входного отверстия 2.кольцевой матрицы 1. Отношение длины канала 5 к расстоянию его поверхности 10 от формующей поверхности 4 ,кольцевой матрицы 1 выбрано в пределах 5 - 10, Кольцевая матрица смонтирована в корпусе 11.

Экструзионная головка работает следующим образом.

Во входное отверстие 2 кольцевой матрицы 1 подается расплав полимерного материала. Последний заполняет формующий канал 7. Через выходное отверстие 3 из кольцевой матрицы 1 выходит трубчатая заготовка 12.

Для обеспечения изготовления граненых изделий 13 с различным числом граней (ребер) с использованием одной кольцевой матрицы 1 в ней выполняют несколько каналов 5 (в качестве 2,3,4,6,8), которые равномерно располагают по периметру кольцевой матрицы 1. Подачу хладагента осуществляют только в те каналы 5, которые расположены вдоль ребер граненого изделия 13. Таким образом, получаемые граненые изделия 13 различной конфигурации (треугольные, прямоугольные многогранные) определяют выбор каналов 5 для подачи хладагента. При прохождении хладагента через указанные каналы 5 происходит съем тепла с кольцевой матрицы 1 на участках их расположения, что в свою очередь вы" эывает отвод тепла от поверхности экструдируемой трубчатой заготовки

Ы в зоне расположения каналов 5. Понижение температуры приводит к увеличению вязкости и изменению характера вытяжки трубчатой заготовки 12 при формировании граненого изделия 13.

На частично охлажденных участках трубчатая заготовка 12 при раздуве вытягивается с меньшей скоростью, что гарантирует запас полимерного материала для формирования ребер граненого изделия 13, которые наиболее удалены от центра- граненого изделия

13. В выходном отверстии 3 кольцевой матрицы 1 формуется трубчатая заготовка 12 цилиндрической формы, участки которой, соответствующие ребрам формуемого граненого изделия 13, имеют более низкую температуру. Далее трубчатая заготовка 12 раздувается до получения граненого изделия

13 нужной формы.

1395523

Пример 1. На экструэионновыдувном агрегате "Ходос 04728" (ЧССР) оснащенном экструзионной головкой с диаметром дорна 23 мм и диаметром кольцевой матрицы 26 мм формуют трубчатую заготовку из ПВХкомпозиции марки "Вистан-2У" (ТУ 6-01-997-79) при температуре расплава (Тр) 180 С. При последующем раздуве в форме получают четырехгранное иэделие (флакон) емкостью

0,5 л (имеющее в сечении прямоуголь ник со сторонами 4 х 6 см). Производительность агрегата 240 шт/ч. В кольцевой матрице головки выполнены каналы для подачи хладагента диаметром 6 мм, протяженность каналов вдоль оси головки 30 мм, расстояние от формующей поверхности кольцевой 20 матрицы до поверхности канала 4 мм.

В качестве хладагента используют воду с температурой (t) 14,4 С, подаваемую под давлением 2 ат в противотоке с расплавом полимерного материа" 25 ла.

Пример 2. Аналогично примеру

1, но температура охлаждающей воды

10,8 С.

Пример 3. Аналогично примеру

1, но температура охлаждающей воды

18,0 С.

Пример 4. Аналогично примеру 1, но температура охлаждающей воды 9 С.

Пример 5. Аналогично примеру

1, но температура охлаждающей воды

20 С.

Пример 6. Аналогично примеру 1, но длина каналов для подачи 40 хладагента 20 мм.

Пример 7. Аналогично примеру 1, но длина каналов для подачи хладагента 40 мм.

П р и м e p 8. Аналогично при- 45 меру 1, но длина каналов для подачи хладагента 10 мм.

Пример 9. Аналогично примеру 1, но длина каналов для подачи хладагента 50 мм, 50

Пример 10. Аналогично примеру 1, но хладагент подают в прямотоке с расплавом полимерного материала.

В табл,1 показано влияние температуры хладагента (охлаждающей воды) на качество получаемых граненых изделий.

Иэ табл,1 видно, что качество получаемых граненых иэделий удовлетворяет требованиям ОСТ по показателю минимальной толщины стенки при температуре хладоагента в пределах о

10,8 — 10,0 С, что составляет 0,06—

О, 1 от температуры расплава полимерного материала.

Понижение температуры хладагента о до 9 C приводит к утолщению стенки раненого изделия на ребрах, что приводит к общей раэнотолщинности. Повышение температуры хладагента до о

20 С приводит к утонению стенок граненого изделия в ребрах (образуется брак). При работе в условиях по известному способу (без хладагента) невозможна стабильность ведения про" цесса изготовления флакона при выбран ном соотношении диаметров формующе го инструмента. Количество бракованных изделий достигает 40Õ по причине утонения ребер граненого изделия, В табл.2 показано влияние длины канала для подачи хладагента на качество получаемых граненых иэделий.

Из табл. 2 видно, что длина канала для подачи хладагента, лежащая в пределах 20-40 мм, при толщине стенки между формующей поверхностью кольцевой матрицы и поверхностью канала

4 мм, позволяет получить граненое изделие с минимальной разнотолщинностью при заданных диаметрах формующего инструмента. Уменьшение длины канала до 10 мм или увеличение ее до 50 мм приводит к образованию зна» чительной разнотолщинности стенок гра неного изделия и образованию повышенного количества брака. Исходя из сказанного, оптимальным является превьппение длины канала в 5- 10 раз

Ь по сравнению с толщиной стенки между формующей поверхностью кольцевой матрицы и поверхностью канала.

В табл. 3 показана зависимость качества граненых изделий от направ ления подачи хладагента.

Из табл.3 видно, что граненые изделия с минимальной разнотолщинностью получают при подаче хдадагента в противотоке с направлением движения расплава полимерного материала.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет sa счет обеспечения равнотолщинности граненых изделий повысить качество получаемых граненых изделий, уменьшить их материалоемкость, расши13 95523 рить технологические возможности эхструзионной головки.

Формула и зобретения

25 тко

1 где Т„

К температура хладагента, С; коэффициент пропорциональности, равный 0,06-0,1, температура расплава поли" 30 о мерного материала, С.

Т а блица 1

0 9 3и тр, С о т„„, с

Минимальная толщина стенки граненого изделия

Пример по способу в ценгре ко" на ребре роткой грани в центре длинной грани

Предлагаемому

1 180

14,4

0,3

0,3

0,28

10 8

0,29

0.31

180

О,ЗО

0,26

180

18,0

0 25

0,33

180

9,0

0,27

0,24

0,31

180

20,0

0,33

0,26

0,20

0,38

Известному 180

П р и м е ч а н и е. Минимально допустимая толщина стенки граненого иэделия по OCT 6-15-608-83 составляет 0,25 мм.

Способ формования иэделий иэ полимерных материалов, включающий подачу расплава полимерного материала в головку и формование трубчатой за- 10 . готовки с. одновременным ее охлажденйем, отличающийся тем, что, с целью расширения технологическнх возможностей экструзионной голОвки за счет получения граненых изделий и повышения их качества путем обеспечения их равнотолщинносги, оХлаждение трубчатой заготовки ведут путем подачи хладагента вдоль еа образующей противотоком с распла- 20 вом полимерного материала, причем тампературу подаваемого хладагента оПределяют по формуле

2. Экструзионная головка для формования изделий из полимерных материалов, содержащая кольцевую матрицу с входным и выходным отверстиями, формующей поверхностью и каналами для подачи хладагента, дорн, смонтированный соосно кольцевой матрице с образованием формующего канала, причем оси каналов для подачи хладагента параллельны оси головки, отличающаяся тем, что, с целью расширения технологических возможностей экструзионной головки эа счет пблучения граненых изделий и повышения их качества путем обеспечения их равнотолщинности, каналы для подачи хладагента выполнены в теле кольцевой матрицы со стороны ее выходного отверстия по ее периметру и снабжены штуцерами для ввода и вьвода хладагента, причем штуцер для ввода хладагента расположен в канале со стороны выходного отверстия кольцевой матрицы, штуцер для вывода хладагента расположен в канале со стороны входного отверстия кольцевой матрицы, а отношение длины канала к расстоянию его поверхности от формующей поверхности кольцевой матрицы выбрано в пределах 5 — 10.

1395523

Таблица 2 о

ТхОФ С

Пример. а ребрах большей меньшей

180

14,4

0,3

0,3

0,3

180

14,4

0,32

0 31

0,26

180

0,29

14,4

0,27

0,31

180

14,4

0,34

0,31

0,22

0,32

14,4

180

0,28

0,24

П р и м е ч а н и е. Минимально допустимая толщина стенки граненого изделия по ОСТ 6-15-608-83 составляет 0,25 мм.

Таблица 3

Пример

Т, 0 на ребрах ольшей меньшей

180

0,3

0,3

0,3

180

0,32

0,28

0,26

Длина ка нала, мм

Течение хладаген-. та

14,4 Противоток

14,4 Прямоток

Минимальная толщина стенки граненого изделия, мм

Минимальная толцина стенки граненого изделия, см

1395523

Составитель В.Докучаева

Техред N.Õîäàíè÷ Корректор В.Гирняк

Редактор N.Ïåòðîâà

Заказ 2455/19

Тираж 559 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб. ° д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r ° Ужгород, ул. Проектная, 4