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

(51) 4 С 47/22// 23: 00 г ЕН л ОСУДАРСТНЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ САНИЕ ИЗОБР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Всесоюзный научно- исследовате ьский и проектный институт химическойпромышленности(56) Басов Н.И, и др. Оборудованиедля производства объемных изделийиз термопластов. М.: Машиностроение,1972, с. 246,Авторское свидетельство СССРВ 233881, кл. В 29 С 47/22, 1966.(54) СПОСОБ ФОРМОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ЭКСТРУЗИОННАЯГОЛОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к областипереработки полимерных материалов визделия, именно к процессам Аормования объемных изделий. Цель изобретения - расширение технологическихвозможностей зкструзионной головкиза счет получения граненых изделийи повышение их качества путем обеспечения их равнотолщинности. Длячего на стадии Аормования трубчатойзаготовки ее охлаждение ведут путемподачи хладагента вдоль ее образующей противотоком с расплавом полимер-ного материала. Экструзионная головка содержит кольцевую матрицу с вход" ным и выходным отверстиями, Аормующей 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 Аормующей поверхности кольцевой матрицы выбрано в пределах от 5 до 10. Во входное отверстие кольцевой матрицы подается расплав полимерного материала. Он заполняет дюрмующий канал. Для обеспечения изготовления граненых изделий в кольцевой матрице выполняют не" сколько каналов. Подачу хладагента осуществляют только,в те каналы, которые расположены вдоль ребер граненого изделия. В выходном отверстии кольцевой матрицы Аормуется трубчатая заготовка цилиндрической дюрмы. Ее участки, соответствующие ребрам АорМуемого граненого изделия, имеют бо- . лее низкую температуру. Далее трубл чатая заготовка раздувается до получения граненого изделия нужной Огормы, 2 с.п. Ь-лы, 2 ил., 3 табл.Изобретение относится к переработке полимерных материалов в изделия, а именно к процессам Формования объемных полимерных изделий методом экст 5 рузии с последующим раздувом в Форму, и может быть использовано в химическом машиностроении.Цель изобретения - расширение техГнологических возможностей экструзи онной головки за счет получения граненых изделий и повышение их качества путем обеспечения их равнотолщинности.На Фиг. 1 изображена экструзионная 15 головка для Формования изделий из полимерных материалов, продольное сечение; на Фиг. 2 - сечение А-А на Фиг.1 (кольцевая матрица с каналами для подачи хладагента).20Способ Формования изделий из полимерных материалов включает подачу расплава полимерного материала в го" ловку и Формование трубчатой заготовки с одновременным ее охлаждением. 25Охлаждение трубчатой заготовки ведут путем подачи хладагента вдоль ее образующей противотоком с расплавом полимерного материала, причем температуру подаваемого хладагента определяют по ФормулеТ, =КхТо где Т в , температура хладагента, С;К - коэФФициент пропорциональности, равный 0,06- 0,1;Т - температура расплава полиомерного материала, С.Способ может быть реализован с Помощью экструзионной головки для Формования изделий иэ полимерных ма териалов.Экструзионная головка содержит кольцевую матрицу 1 с входным 2 и выходным 3 отверстиями Формующей поверхностью 4 и каналами 5 для пода чи хладагента. Головка содержит дорн 6, смонтированный соосно коль" цевой матрицс 1 с образованием Формующего канала 7. Оси каналов 5 для подачи хладагента параллельны оси головки, Каналы 5 для подачи хлад- агента 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" го отверстия 3 кольцевой матрицы 1,а штуцер 9 для вывода хладагента -со стороны входного отверстия 2 .кольцевой матрицы 1. Отношение длиныканала 5 к расстоянию его поверхности 10 от дюрмующей поверхности 4,кольцевой матрицы 1 выбрано в пределах 5 - 10, Кольцевая матрица смонтирована в корпусе 11,Экструзионная головка работаетследующим образом.Во входное отверстие 2 кольцевойматрицы 1 подается расплав полимерного материала. Последний заполняетФормующий канал 7. Через выходноеотверстие 3 из кольцевой матрицы 1выходит трубчатая заготовка 12.Для обеспечения изготовления гра"неных изделий 13 с различным числомграней (ребер) с использованием одной кольцевой матрицы 1 в ней выполняют несколько каналов 5 ( в качестве 2,3,4,6,8), которые равномернорасполагают по периметру кольцевойматрицы 1. Подачу хладагента осуществляют только в те каналы 5, которыерасположены вдоль ребер граненогоизделия 13. Таким образом, получаемые граненые изделия 13 различнойконФигурации (треугольные, прямоугольные многогранные) определяют выборканалов 5 для подачи хладагента. Припрохождении хладагента через указанные каналы 5 происходит съем тепла скольцевой матрицы 1 на участках ихрасположения, что в свою очередь вы"эывает отвод тепла от поверхностиэкструдируемой трубчатой заготовкиЫ в зоне расположения каналов 5. Понижение температуры приводит к увеличению вязкости и изменению характера вытяжки трубчатой заготовки 12 приФормировании граненого изделия 13.На частично охлажденных участкахтрубчатая заготовка 12 при раздувевытягивается с меньшей скоростью,что гарантирует запас полимерногоматериала для Формирования ребер граненого изделия 13, которые наиболееудалены от центра граненого изделия13, В выходном отверстии 3 кольцевойматрицы 1 Формуется трубчатая заготовка 12 цилиндрической Формы, участки которой, соответствующие ребрамФормуемого граненого изделия 13,имеют более низкую температуру, Далее трубчатая заготовка 12 раздувается до получения граненого изделия13 нужной Формы.П р и м е р 1. На экструэионновыдувном агрегате "Ходос 04728"(ЧССР) оснащенном зкструзионной головкой с диаметром дорна 23 мм идиаметром кольцевой матрицы 26 ммФормуют трубчатую заготовку из ПВХкомпозиции марки "ВистанУ"(ТУ 6-01-997-79) при температуре расплава (Т ) 180 С. При последующем 10раздуве в форме получают четырехгранное иэделие (флакон) емкостью0,5 л (имеющее в сечении прямоугольник со сторонами 4 х 6 см). Производительность агрегата 240 шт/ч, Вкольцевой матрице головки выполненыканалы для подачи хладагента диаметром 6 мм, протяженность каналоввдоль оси головки 30 мм, расстояниеот формующей поверхности кольцевой 20матрицы до поверхности канала 4 мм.В качестве хладагента используютводу с температурой (е) 14,4 С, подаваемую под давлением 2 ат в противотоке.с расплавом полимерного материа" 25ла.П р и м е р 2. Аналогично примеру1, но температура охлаждающей воды10,8 С,П р и м е р 3. Аналогично примеру1, но температура охлаждающей воды18,0 С.П р и м е р 4, Аналогично примеру 1, но температура охлаждающейводы 9 С.П р и м е р 5. Аналогично примеру1, но температура охлаждающей воды20 С.П р и м е р 6, Аналогично примеру 1, но длина каналов для подачи 40хладагента 20 мм,П р и м е р 7. Аналогично примеру 1, но длина каналов для подачихладагента 40 мм.П р и м е р 8. Аналогично примеру 1, но длина каналов для пода"чи хладагента 10 мм.П р и м е р 9, Аналогично примеру 1, но длина каналов для подачихладагента 50 мм,50П р и м е р 1 О. 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 пределахо10, 8 - 10,0 С, что составляет 0,06 - О, 1 от температуры расплава полимерного материала.Понижение температуры хладагентаодо 9 С приводит к утолщению стенкиграненого изделия на ребрах, что приводит к общей раэнотолщинности. Повышение температуры хладагента доо20 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 выбранном соотношении диаметров формующе го инструмента. Количество бракованных изделий достигает 40 Х 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 каналадля 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 граненого изделия и образованию повышенного количества брака. Исходя из сказанного, оптимальным является превьппение длины канала в 5- 10 разЬ по сравнению с толщиной стенки между формующей поверхностью кольцевой матрицы и поверхностью канала.В табл, 3 показана зависимость качества граненых изделий от направления 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 способпозволяет за счет обеспечения равнотолщинности граненыхизделий повыситькачество получаемых граненых изделий,уменьшить их материалоемкость, расши1395523 рить технологические возможностиэхструзионной головки. Формула изобретения 25 Т=КхТ,1где Т -К температура хладагента,С; коэффициент пропорциональности, равный 0,06"0,1, температура расплава поли" Зцомерного материала, С. Т а блица 1 1 атр, С Т, С Минимальная толщина стенки граненогоизделия Пример по способув ценгре ко" на ребрероткой грани в центредлиннойграни Предлагаемому 1 180 14,4 0,3 0,3 0,29 0,28 10,8 0,31 180 0,30 0,26 18,0 180 0,25 0,33 9,0 0,27 180 0,24 0,31 20,0 0,33 180 0,26 0,20 0,38 Известному 180 Б р и м е ч а н и е. Минимально допустимая толщина стенки граненого иэделия по ОСТ 6-15-608-83 составляет 0,25 мм. Способ формования иэделий иэ полимерных материалов, включающий подачу расплава полимерного материала в головку и формованиетрубчатой за . готовки с одновременным ее охлажденйем, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения технологическйх возможностей экструзионной голОвки за счет получения граненых из" джулий и повышения их качества путем обеспечения их равнотолщинносги, ОХлаждение трубчатой заготовки ведут путем подачи хладагенга вдоль еа образующей противотоком с распла вом полимерного материала, причем тампературу подаваемого хладагента ОПределяют по формуле 62. Экструзионная головка для 4 юрмования иэделий 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 Аормующего канала, причем оси каналов для подачи хладагента параллельны оси головки, о т л и ч а ю щ а я с я 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 вывода 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 а Меам Юа и гран ример Минимальная толщина стного изделия, мм в центре гран брах льшей меньшей 3 0,26 0,3 0,29 4,4 27 0,31 14 0 0,34 10 0,22 3 180 50 24 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 ечение Минимальная толцина стенки гранехладаген- ного изделия, см а ентре гране на ребрах 8 0 3 ротивоток 0 ямоток 80 80 14,4 14,4 14,4 14,4 Длина калачнала, мм льшей меньшей 3 01395523 аева Корректор В.Гирня ставитель В.Дохред И, Ходанич едактор И,Петро Закаэ 2455 19 9 ир енно тений РаФичес венно ои ВНИИПИ Государст по делам изобр13035, Иосква, Ж-З Подписноекомитета СССРи открытийская наб д, 4 О дприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4