NO115511B

NO115511B -

Info

Publication number: NO115511B
Application number: NO66164230A
Authority: NO
Inventors: Leif F Neraal
Original assignee: Leif F Neraal
Priority date: 1966-08-08
Filing date: 1966-08-08
Publication date: 1968-10-14
Also published as: FI42159B; NL6710950A; DK138302C; DE1692174B2; DE1692174A1; DK138302B

Description

Fremgangsmåte og apparat for kontinuerlig fremstilling av staver, profiler, rør og lignende lange gjenstander av termoplastiske kunststoffer. Method and apparatus for the continuous production of rods, profiles, pipes and similar long objects of thermoplastic plastics.

Foreliggende oppfinnelse angår en The present invention relates to a

fremgangsmåte og apparat for kontinuerlig fremstilling av staver, profiler, rør og method and apparatus for the continuous production of rods, profiles, pipes and

liknende lange gjenstander av termoplastiske kunststoffer som har et kort smelteområde, idet det smeltede stoff kontinuerlig presses ved hjelp av en mateanordning similar long objects of thermoplastic plastics which have a short melting range, the molten material being continuously pressed by means of a feeding device

gjennom en kanal inn i en avkjølt støpe-anordning og idet det størknede stoff kontinuerlig fjernes fra støpeanordningen. through a channel into a cooled casting device and as the solidified material is continuously removed from the casting device.

Ved termoplastiske stoffer som har et In the case of thermoplastic substances that have a

kort smelteområde hvor overgangen fra short melting range where the transition from

fullstendig væskeform til fast form oppstår innen et temperaturområde på noen complete liquid to solid state occurs within a temperature range of some

få grader, slik som tilfellet er for super-polyamider og polyestere (polymetylen-tereftalat), f. eks. i et område på mindre few degrees, as is the case for super-polyamides and polyesters (polymethylene terephthalate), e.g. in an area of less

enn 20° C, støter man på betydelige vanskeligheter. Stoffet kleber i formen og than 20° C, considerable difficulties are encountered. The fabric sticks to the shape and

gjenstandene viser varierende form eller the objects show varying shape or

deres overflate er ikke glatt. Det kan også their surface is not smooth. It can too

oppstå indre hulrom. Når det anvendes internal cavities occur. When used

stoffer slik som celluloseacetat hvor det substances such as cellulose acetate where it

oppstår en gradvis mykning over et meget a gradual softening occurs over a long period of time

stort temperaturområde støter man ikke a large temperature range is not encountered

på disse vanskeligheter. on these difficulties.

Det er allerede blitt foreslått å presse It has already been suggested to push

smøremidler under høyt trykk inn i støpe-anordningen således at det dannes en lubricants under high pressure into the casting device so that a

smørefilm mellom veggen i støpeanordnin-gen og det smeltede termoplastiske materiale. Skjønt vanskelighetene for en stor lubricating film between the wall of the casting device and the molten thermoplastic material. Although the difficulties for a large

del unngås på denne måte, har et slikt part is avoided in this way, has such

system imidlertid den ulempe at det er system, however, the disadvantage that it is

vanskelig å beregne doseringen av oljen, difficult to calculate the dosage of the oil,

således at det en gang innføres for meget so that once too much is introduced

olje og en annen gang for lite olje. oil and another time too little oil.

Foreliggende oppfinnelse lærer at det er mulig å fjerne de ovenfor nevnte vanskeligheter på en forholdsvis enkel måte og å oppnå gjenstander uten sprekker. The present invention teaches that it is possible to remove the above-mentioned difficulties in a relatively simple way and to obtain objects without cracks.

Fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse karakteriseres ved at trykket i det smeltede stoff ved slutten av tilfør-selskanalen reduseres til en konstant verdi i området 3—25 atmosfærer, avhengig av formen for den dannede gjenstand og pro-duksjonshastigheten, samtidig som temperaturen i det smeltede materiale holdes konstant på det i det enkelte tilfelle ønskede nivå. The method according to the present invention is characterized by the fact that the pressure in the molten material at the end of the supply channel is reduced to a constant value in the range of 3-25 atmospheres, depending on the shape of the object formed and the production speed, while the temperature of the molten material is maintained constant at the level desired in the individual case.

Ifølge en foretrukket utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, fø-res det smeltede stoff, før det kommer inn i støpeanordningen, gjennom et rom omgitt av et dårlig varmeledende materiale. According to a preferred embodiment of the method according to the invention, the molten substance is fed, before it enters the casting device, through a space surrounded by a poorly heat-conducting material.

Trykkreguleringen kan utføres ved hjelp av et overløp anordnet i kanalen, idet denne overløpsanordning trer i funk-sjon ved et bestemt trykk, men det foretrekkes å anvende en reduksjonsventil anbrakt i kanalen, idet denne reduksjonsventil er egnet for operasjon ved de temperaturer og det trykk som anvendes. The pressure regulation can be carried out by means of an overflow arranged in the channel, as this overflow device comes into operation at a certain pressure, but it is preferable to use a reduction valve placed in the channel, since this reduction valve is suitable for operation at the temperatures and pressure that are used.

Temperaturreguleringen utføres fortrinsvis ved hjelp av en temperaturanord-ning anbrakt i kanalen. The temperature regulation is preferably carried out by means of a temperature device placed in the channel.

Anordningen ifølge oppfinnelsen omfatter en matningsanordning forbundet ved en kanal til en avkjølt støpeanordning, og uttrekningsvalser for uttrekning av det støpte produkt av støpeanordningen, og den karakteriseres ved at det mellom kanalen som fører til støpeanordningen og den nevnte støpeanordning er anordnet et forbindelsesstykke som er fremstilt fra et dårlig varmeledende materiale. The device according to the invention comprises a feeding device connected by a channel to a cooled casting device, and extraction rollers for extracting the cast product from the casting device, and it is characterized by the fact that between the channel leading to the casting device and said casting device there is a connecting piece made from a poorly heat-conducting material.

Fortrinsvis har forbindelsesstykket mellom tilførselskanalen og støpeanord-ningen innvendig samme profil som støpe-anordningen. Preferably, the connecting piece between the supply channel and the casting device internally has the same profile as the casting device.

Som dårlig varmeledende materiale kan man f. eks. anvende glass, polytetra-fluoretylen etc. Det foretrekkes imidlertid å anvende asbestprodukter, slik som Syn-danyo som markedsføres av Turners As-bestos Cement Company. As a poorly heat-conducting material, you can e.g. use glass, polytetrafluoroethylene, etc. However, it is preferred to use asbestos products, such as Syn-danyo marketed by Turner's Asbestos Cement Company.

Oppfinnelsen forklares i det følgende under henvisning til tegningene, hvor The invention is explained in the following with reference to the drawings, where

fig. 1 skjematisk viser en utførelse av apparatet ifølge oppfinnelsen og fig. 1 schematically shows an embodiment of the device according to the invention and

fig. 2 og 3 viser utførelseseksempler på trykkreguleringsanordningen. fig. 2 and 3 show design examples of the pressure regulation device.

I fig. 1 er 1 en trakt for tilføring av termoplastisk materiale til en utpresnings-maskin 2, omfattende en matningsskrue 3 som fører kornene til en sone hvor disse korn smeltes. Den nødvendige varme til-føres via en konsentrisk kanal 4. Denne oppvarmning kan også fremkalles ved hjelp av oppvarmningselementer eller på annen kjent måte. Det smeltede material presses inn i en kanal 5. I den første del av kanalen 5 kontrolleres temperaturen i det smeltede materiale ved hjelp av et termometer 6 som viser veggtemperaturen i kanalen 5. In fig. 1, 1 is a funnel for supplying thermoplastic material to an extrusion machine 2, comprising a feed screw 3 which leads the grains to a zone where these grains are melted. The necessary heat is supplied via a concentric channel 4. This heating can also be induced by means of heating elements or in another known way. The molten material is pressed into a channel 5. In the first part of the channel 5, the temperature in the molten material is checked using a thermometer 6 which shows the wall temperature in the channel 5.

Etter termometeret 6 er det anordnet en trykkreguleringsanordning i kanalen 5 og denne anordning indikeres generelt ved nummer 7. After the thermometer 6, a pressure regulating device is arranged in the channel 5 and this device is generally indicated by number 7.

Fig. 2 viser en trykkreguleringsfrem-gangsmåte hvor en pumpe 8 er forsynt med en etterfølgende overløpsventil 9, idet virk-ningen av pumpen reguleres således at trykket etter pumpen alltid er noe høyere enn trykket ved hvilket overløpet 9 er regulert, således at det alltid passerer en li-ten mengde smeltet materiale gjennom dette overløp 9. Det trykk som er nødven-dig i kanalen 5 måles ved hjelp av en måle-anordning 10. Fig. 2 shows a pressure regulation method where a pump 8 is provided with a subsequent overflow valve 9, the effect of the pump being regulated so that the pressure after the pump is always somewhat higher than the pressure at which the overflow 9 is regulated, so that it always passes a small amount of molten material through this overflow 9. The pressure that is necessary in the channel 5 is measured using a measuring device 10.

Overskuddet av smelte som kommer fra overløpet 9 kan opparbeides igjen til korn eller kan mates tilbake til transport-skruen 3. The surplus of melt that comes from the overflow 9 can be worked up again into grains or can be fed back to the transport screw 3.

En annen fremgangsmåte for trykk-regulering er vist i fig. 3. I dette tilfelle omfatter reguleringsanordningen 7 en væskereduksjonsventil 11 som egner seg for de trykk og temperaturer ved hvilken operasjonen utføres. Når det anvendes en slik reduksjonsventil er det ikke nødvendig med noen overløpsanordning og man unn-går derfor nødvendigheten av tilbakefø-ring eller gjentatt smelting av materialet. I reduksjonsventilen 11 er anbragt et ek-sempel 12 som er forsynt med en gjennom-gående boring 13 og i kommunikasjon med dette en boring 14 i lengderetningen av stemplets 12 akse. Den tversgående boring 13 står i forbindelse med en ringformet utsparing i legemet for ventilen 11 idet den nevnte ringformede utsparing 15 kommu-niserer med kanalen 5 for tilførsel av smeltet material. Utsparingen 14 står i forbindelse med kanalen 5 for utladning av smeltet material fra reduksjonsventilen 11. Ventilen 11 er regulert således at så snart som trykket i kanalen 5 etter reduksjonsventilen blir for høyt, beveger stemplet 12 seg oppover og som et resultat lukkes den ringformede utsparing fullstendig eller delvis av stemplet 12. Det trykk ved hvilket stemplet beveger seg oppover er regulert og reguleres ved hjelp av en fjær 16 som ved hjelp av en ring 17 forbundet til en pinne 18 regulerer stillingen av et ek-stra stempel 19. Bevegelsen av stemplet 12 overføres til hjelpestemplet 19 ved hjelp av en varmemotstandsdyktig olje i rom-met mellom de to stempler. En slik varmemotstandsdyktig olje kan f. eks. bestå av organiske polysiloksaner. Trykket måles her også ved hjelp av måleanordningen 10. Another method for pressure regulation is shown in fig. 3. In this case, the regulation device 7 comprises a liquid reduction valve 11 which is suitable for the pressures and temperatures at which the operation is carried out. When such a reduction valve is used, there is no need for an overflow device and the necessity of return or repeated melting of the material is therefore avoided. In the reduction valve 11 is placed an example 12 which is provided with a through bore 13 and in communication with this a bore 14 in the longitudinal direction of the piston 12 axis. The transverse bore 13 is in connection with an annular recess in the body for the valve 11, the aforementioned annular recess 15 communicating with the channel 5 for the supply of molten material. The recess 14 is in connection with the channel 5 for the discharge of molten material from the reduction valve 11. The valve 11 is regulated so that as soon as the pressure in the channel 5 after the reduction valve becomes too high, the piston 12 moves upwards and as a result the annular recess closes completely or partly by the piston 12. The pressure at which the piston moves upwards is regulated and regulated by means of a spring 16 which by means of a ring 17 connected to a pin 18 regulates the position of an extra piston 19. The movement of the piston 12 is transferred to the auxiliary piston 19 by means of a heat-resistant oil in the space between the two pistons. Such a heat-resistant oil can, e.g. consist of organic polysiloxanes. The pressure is also measured here using the measuring device 10.

Fra kanalen 5 kommer det smeltede material inn i en tempereringsanordning 20 omgitt av et hus 21. Ved hjelp av denne From the channel 5, the molten material enters a tempering device 20 surrounded by a housing 21. By means of this

tempereringsanordning 20 reguleres materialet nøyaktig til den ønskede temperatur. Temperaturen i det smeltede materiale måles før og etter tempereringsanordningen ved hjelp av termometre .22 resp. 23. I dette tilfelle måles også veggtemperaturen. Termometrene 6, 22 og 23, så vel som trykkmåleanordningen 10, kan være regi-streringsanordninger. tempering device 20, the material is precisely regulated to the desired temperature. The temperature in the molten material is measured before and after the tempering device using thermometers .22 resp. 23. In this case, the wall temperature is also measured. The thermometers 6, 22 and 23, as well as the pressure measuring device 10, can be recording devices.

Etter å ha forlatt tempereringsanordningen 20, kommer den smeltede masse inn i et rør 24 som er laget av et dårlig varmeledende asbetsmaterial. Etter forbindelsesstykket 24 følger det en sylindrisk støpe-anordning 25, idet denne støpeanordning avkjøles av en kjølevæske som strømmer gjennom en kappe 26. Den størknede stang 27 trekkes ut av smelteanordningen 25 ved hjelp av valser 28 og 29. Diameteren av stangen 27 som forlater støpeanordningen 25 er litt mindre enn diameteren av støpe-anordningen på grunn av krympning ved størkning. After leaving the tempering device 20, the molten mass enters a pipe 24 which is made of a poorly heat-conducting asbestos material. After the connecting piece 24, there follows a cylindrical casting device 25, this casting device being cooled by a coolant flowing through a jacket 26. The solidified rod 27 is pulled out of the melting device 25 by means of rollers 28 and 29. The diameter of the rod 27 that leaves the casting device 25 is slightly smaller than the diameter of the casting device due to shrinkage during solidification.

Virkningn av målingene ifølge oppfinnelsen er at på det sted hvor smeltet material størkner i forbindelsesstykket 24 oppstår det ingen gradvis temperaturover-gang. På det sted hvor den første størk-ning finner sted dannes det ikke noen ek-stremt tynn film eller fast material som ville bli presset mot veggen av det smeltede material. Som vist i fig. 1 danner det en relativt tykk overtrekning på det sted hvor den første størkning finner sted( det størknede material i forbindelsesstykket og i støpeanordningen er skravert i fig. 1), idet denne overtrekning beveger seg langsetter støpeanordningen mens den gradvis øker. Dette tykke lag hindrer det smeltede material fra å stoppes mot veggen og i ethvert tilfelle hvis trykket ikke er for høyt. Ved høye trykk beveger den størk-nede masse seg langsetter i rykk og det dannes ikke noe jevnt produkt. Når trykket er for lavt er formen ikke tilstrekkelig fylt og det oppstår sprekker etc. The effect of the measurements according to the invention is that at the place where molten material solidifies in the connecting piece 24, no gradual temperature transition occurs. At the place where the first solidification takes place, no extremely thin film or solid material is formed which would be pressed against the wall by the molten material. As shown in fig. 1, it forms a relatively thick coating at the place where the first solidification takes place (the solidified material in the connecting piece and in the casting device is shaded in fig. 1), as this coating moves along the casting device while it gradually increases. This thick layer prevents the molten material from being stopped against the wall and in any case if the pressure is not too high. At high pressures, the solidified mass moves along in jerks and no uniform product is formed. When the pressure is too low, the mold is not sufficiently filled and cracks etc. occur.

Når det ble fremstilt staver av Nylon 6, utgjorde temperaturen nær termometeret 6 i alminnelighet 260° C, idet denne temperatur er betydelig høyere, i forbindelse med en glatt operasjon av reguleringsanordningen 7, enn nødvendig for å oppnå et flytende material som egner seg for støpning. Ved termometeret 23 utgjorde temperaturen 225° C og ved termometeret 23 var temperaturen 230° C. Trykket før tempereringsanordningen 20, regulert ved hjelp av reguleringsanordningen 7, avhen-ger av tykkelsen av den stang som skal fremstilles. Følgende tabell viser de betin-gelser som ble anvendt for stenger av for-skjellige størrelser. When rods of Nylon 6 were produced, the temperature near the thermometer 6 was generally 260° C., this temperature being considerably higher, in connection with a smooth operation of the regulating device 7, than necessary to obtain a liquid material suitable for casting . At thermometer 23 the temperature was 225° C and at thermometer 23 the temperature was 230° C. The pressure before the tempering device 20, regulated by means of the regulating device 7, depends on the thickness of the rod to be produced. The following table shows the conditions that were used for rods of different sizes.

Kjølevannet i kjølekappen 26 ble generelt holdt ved ca. 10° C, og temperaturen i stangen 27 som kommer fra støpeanord-ningen 25 var i alminnelighet ca. 60° C. The cooling water in the cooling jacket 26 was generally kept at approx. 10° C, and the temperature in the rod 27 coming from the casting device 25 was generally approx. 60°C.

Også ved fremstilling av stenger fra Also when producing rods from

andre termoplastiske materialer med et kort smelteområde ble det oppnådd gode resultater når det anvendtes fremgangsmåte og apparatur ifølge oppfinnelsen. other thermoplastic materials with a short melting range, good results were obtained when the method and apparatus according to the invention were used.

Claims

1. Process for the continuous production of rods, profiles, pipes and similar objects from a thermoplastic material that has a short melting range, the thermoplastic being continuously fed at a constant temperature of 15-50° C above its melting point through a supply channel to a molding zone with a temperature that lies below the melting point of the thermoplastic substance and from which the solidified substance is continuously removed from the casting zone, characterized by the fact that the pressure in the molten substance at the end of the supply channel is reduced to a constant value in the range of 3-25 atmospheres, depending on the shape of the formed object and the production rate, while the temperature in the molten material is kept constant at the desired level in the individual case.

2. Device for carrying out the method according to claim 1, comprising an extrusion machine which is connected by means of a supply channel to a cooled mold, and pull-off rollers for removing the cast object from the mold, characterized in that the supply channel is provided with a pressure reduction valve and a tempering device and that the connecting piece between the supply channel and the mold is made of a poorly heat-conducting material.