185150. lajstromszámú szabadalom • Eljárás nagy viszkozitású, lineáris poliolefin anyag extrudálására
85 150 2 meneti és adagoló szakaszokban a csiga meneteinek szélessége a hagyományos extrudetekhez képest legalább 20 %-kal megnövelt, ezáltal növekszik a csiga felfekvési felülete. Előnyös továbbá, ha a csiga menet mélységét a betöltő szakaszon mintegy 10 %-kal csökkentjük az ismert kivitelekhez képest, mivel a csiga merevsége hatásosan növelhető. Olyan kivitel is lehetséges, amelynél a betöltő és az adagoló szakasz közötti átmeneti szakasz hossza mintegy 50 %-kal megnövelt, amivel sikerült csökkenteni az itt kialakuló nyomás mértékét. Előnyös továbbá, ha a hagyományos megoldásokhoz képest mintegy 100 %-kal növeljük a radiális hézagot a csiga palástfelülete és a ház belső hengeres tere között, mivel ezáltal csökkenthetjük a nyomást az extruderen bellii, ezáltal az extruder élettartama tovább növelhető. A találmány szerinti extruderrel végzett kísérleteink során megállapítottuk, hogy igen sok mechanikai probléma, többek között az extruder belső felületén fellépő berágódás, kiküszöbölhető azáltal, hogy a csigapeíást meneteinek homlokfelületét a háztól hézaggal, azaz „nyitott.” vezetőélekként alakítjuk ki, és a csigapalástot kopásálló, a berágódást meggálló bevonattal látjuk el. Ahogy már az előbbiekben említettük, a „nyitott” kifejezés alatt azt értjük, hogy a csigapaiást felületek vezető élei csökkentett átmérővel vannak kialakítva, ahogy az a 2a ábrán látható. Jelen leírásunkban a berágódás ellen védelmet nyújtó „kopásálló bevonat” alatt egy, a palástfelületre felvitt kemény ötvözetből készült bevonatot értünk, amely minden szakember előtt ismeretes, mint kopásálló tulajdonsággal rendelkező anyag. Példaképpen ezen ötvözetekre megemlíthetjük a nikkel alapú krőmöívózeíet, a szilíciumot, vasat vagy bort tartalmazó ötvözeteket, mint amilyeneket pl. a Wall Colmony Corporation of Detroit, Michigan, USA gyárt és forgalomba hoz erre a célra. Az ilyen ötvözeteket rendszerint vékony felületi réteg formájában viszik fel a rúd alakban vagy por formájában rendelkezésre álló anyagból gáz- vagy elektromos felüiethegesztéses eljárás során. Példaképpen megemlítjük a Colroonoy 56. elnevezés alatt forgalomba kerülő ötvözetet, melynek normál kémiai analízise a következő: Cr 12,5 %; Fe 4,5 %; Si 4,0 %; B 2,75 %; C 0,70 % és a fennmaradó mennyiség Ni. Egyéb, bár kisebb mértékben előnyös hatást kifejtő tényezők, amelyek a mechanikai problémák kiküszöbölésére szolgálnak, a következők: À betöltő, átmeneti és adagoló szakaszokban a csiga palástfelületének szélességét legalább 20 %-kal növeltük, ami által növeltük a csigának az extruderház belső felületével együttműködő felületét. A betöltőszakaszban - a szokványos megoldásokhoz képest -- csökkentettük a csiga tőmélységét legalább 10 %-kal, amiáltal nagyobb merevséget biztosítottunk és a minimumra csökkentettük az elhajlást, ami fokozott elhasználódáshoz vezetne a csigafelület és az extruder belső felülete közötti érintkezési pontokon. A jelenlegi hosszakhoz képest megnöveltük a csiga hosszát az átmeneti szakaszban legalább 50 %-kal, amivel sikerűiét lecsökkentenünk az itt fellépő nyomás kialakulásának mértékét, és végül növeltük a radiális hézagot a csigaprés spirál alakú palásja és az extruderház belső fala között, amiáltal nagyobb biztonsági tényezői sikerült kialakítani a gépi berendezés és a szintbeállítás tekintetében. A találmányt egy előnyös foganatosítási példa kap-, esán, a csatolt rajzmellékletekben ismertetjük, ahol az 1. ábra a technika jelenlegi állásának megfelelő, több szakaszos exírudálási eljárásra alkalmas csigaprés sematikus, részben metszeti függőleges nézete, a 2. ábra az í. ábrában ábrázolt megoldáshoz hasonló kivitelű, többszakaszos berendezés a találmány szerinti eljárás foganatosítására, a 2a ábra a 2. ábrán látható csigaprés élének metszeti ábrázolása (a 2. ábrán bekarikázott, rész) a 3. ábra a 2. ábra szerinti csiga sematikus nézete a 100 %-kaí meghosszabbított adagolószakasszal. Habár a rajzok elsődlegesen olyan csigapréseket rautanak be, amelyek a technika jelenlegi szintjének megfelelő eljáráshoz, ill. a találmány szerinti tök éle te si te ti eljáráshoz alkalmazhatók, teljesen egyértelmű, hogy a csigaprések szokásos környezetben kerülnek alkalmazásra, azaz a szokásos állványzattal, a vízszintes irányban elnyúló hengeres házzal, adagolóegységgel, bunkerrel, hajtóművel, törőlemezzel, amelyeket itt nem ábrázoltunk, de amelyek az ismertetett berendezések szerves részét képezik. Csak megemlítjük, hogy a csigaprés felhasználható a 4.155.655 és 4.053.143 sz. USA szabadalmakban ismertetett berendezésekben. A jelenleg alkalmazott extniderek, mint amilyet pl. az 1979. augusztus 8-ári 064.399 szám alatt beterjesztett szabadalmi bejelentésben ismertet, (az USA szabadalmi bejelentés címe: „Eljárás etilén polimerek extiudálására”), egy csigaprésse! vannak felszerelve, amelyeknél a hosszúság és az átmérő aránya kb. 15:1 és 21:1 között van, ilyen megoldás látható az 1. sz. ábrán. Az extruder egy 10 házból, valamint a több szakaszos felosztott 12 csígaprésbő! áll, amely a hátsó végen egy 14 meghajtással van ellátva; az áramlás irányában fekszik a 16 betöltő s?;akasz, és ettől lefele, az áramlás irányában található a 18 átmeneti és a 20 adagoíószakasz. Előnyösen - de tetszés szerint — egy végső 22 keverő szakasz alakítható ki az áramlási irányban nézve, a csigaprés végen. A csiga betöltő, átmeneti, és adagoló szakaszainak menetei azonos emelkedéssel vannak kialakítva (emelkedés = a menetek száma / a csiga palástfelületek számával), ahogy az a rajzon látható (Pp, Pj és Pm )• A lineáris poiíolefin anyagot extrudálás céljából szemcsés alakban vezetjük be (itt nem ábrázolt módon) az extruder 10 házán keresztül, a 16 betöltő szakasznak az áramlással ellentétes 24 végének környezetében. A szemcsés anyag áthalad a betöltő szakaszon, amely egységesen Hp mélységű; ebben a szakaszban az anyag összenyomódik és tömörödik, az anyagon belül hő fejlődik, és mire az anyag eljut a 18 átmeneti szakaszba, a szilárd anyag olvadása is megkezdődik. Az átmeneti szakaszban a csiga tőmélysége a Hp értékről fokozatosan Hm értékre csökken le, ami megfelel az adagolószakasz tőmélységének. Az átmeneti szakasz kiossza a normál csigaátmérő háromszorosa. Az ezen a szakaszon áthaladó anyag tovább olvad, kezdetben a már megolvadt polimer és a még szilárd állapotú, tömörített határfelületen -megy végbe az olvadás, majd eljut egy pontig, amikor a szilárd részecskék széttöredeznek és a szilárd polimer részecskéi diszpergáiódnak a már megolvadt polimertestben. Ahogy az 1. ábrában látható, a végső mechanikai munka és a megolvadt polimer szivattyúzása a csigaprés 20 adagoló szakaszában megy végbe, ahonnan a meg-5 10 16 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
