181502. lajstromszámú szabadalom • Homogenizáló gröccs-csiga, fröccsöntőgépekhez
3 181502 4 terkeverékes festési, fénystabilizálási módszer előnye, hogy a mesterkeverék bekeverési teljesítménye legalább kétszerese mint ami a festékpor bekeverésénél elérhető. Ennek oka az, hogy itt nincs szükség az elektrosztatikus feltöltődés létrehozására. A mesterkeverékek alkalmazásakor a színátállás gyorsan elvégezhető, ellentétben a porfestéssel, ahol a keverőbe tapadt festékport csak idótrabló munkával lehet eltávolítani. A mesterkeverék bekeverése ugyan gyorsan, kis fajlagos beruházási költséggel megvalósítható, de hátránya az, hogy a keverék üzemen belüli mozgatása, közbenső tárolása ráfordítást igényel. Ezenkívül nagy probléma a megfelelő szín, ill. fénystabilizátor eloszlatás, a kellő homogenitás elérése. Különösen a nagyméretű termékeknél nehéz a festékporral azonos homogén hatás elérése. A nehézségek, illetve hátrányok ellenére a mesterkeverékkel való színezés technológiája mégis gazdaságosabb, és főképp kisebb egyszeri beruházással megvalósítható. A mesterkeverékek alkalmazását azért is kedvelik, mivel a keverék mozgatása, szállítása pneumatikus rendszer segítségével megoldható, tehát a granulátum szállítására, gépbe juttatására a már meglévő berendezések alkalmasak. A porfestékkel házilag színezett, vagy a szines alapanyag alkalmazása esetén elérhető homogén színhatás azonban a mesterkeverékek alkalmazásakor is alapvető minőségi igény, mivel a rosszul színezett termék csak alacsonyabb áron értékesíthető, nem beszélve az inhomogén fénystabilizálás élettartam rontó hatásáról. A mesterkeverék alkalmazása hagyományos gépeknél már korábban megkezdődött. Felhasználási területe azonban eddig a kisméretű termékekre korlátozódott, tehát olyan fröccsdarabok előállításánál volt alkalmazható, amelyek összefüggő sík felülete nem túl nagy, a termék súlya általában nem nagyobb mint maximum 500 gramm. A hagyományos gépeknél ezenkívül a 3—5% mesterkeverék alkalmazására legtöbbször szükség van. A hőre lágyuló műanyagok feldolgozása területén a csigás berendezések az extrudálásnál és a fröccsöntésnél alakultak ki. A technológiai sajátosságokból adódóan az extruderek csiga kialakításai az egyes konkrét speciális követelmények jobb elérése céljából nagyon sokféle kialakításban, ill. azok kombinációjában valósultak meg. A legismertebbek az állandó és növekvő magátmérőjü szalagos, szegmenses vagy kormos továbbító elemekkel, állandó vagy növekvő menetemelkedésű stb. kialakítások és ezek variációi. Az 552 453 ljsz-u svájci szabadalmi leírás pl. olyan keverő és homogenizáló berendezést ismertet, ahol a csiga első és harmadik szakasza hagyományos leveles kiképzésű azonos menetemelkedésű, míg a két rész közötti második szakasz sugárirányban változtatható méretű körmöket tartalmaz. Lehetséges kialakítások különböző változatait ismerteti a Kunstoffverarbeitung 1974 évi 9—10 számában „Maschinen und Prozesse der Kunstoffverarbeitung” cím alatt. Az ilyen csigáknak a fröccstechnikában való alkalmazása — e technika sajátosságai következtében — nem tekinthető kézenfekvőnek. Az eltérő alkalmazási terület, a más-más elven működő gép, különböző feltételeket biztosít és csak látszólag azonos feladatok megoldására. Az egycsigás extruderekben a csiga helyhez kötötten, folyamatos forgómozgást végez, a termelés egész ideje alatt. A fröccsgép csigája viszont az anyag megömlesztésén kívül, visszacsapó-szeleppel ellátva, csigadugattyúként is működik. A csiga dugattyúként működve nagy nyomással juttatja az anyagot a szerszámba. E két feladat végrehajtása időben egymástól elkülönülten váltakozva és szakaszosan valósul meg. A fröccs-csiga tengely mentén akkor is elmozdul amikor a plasztikálási folyamatot végzi. A tengelyirányú csigaelmozdulás a csiga különböző funkcionális szakaszainak — az extruderektől eltérően — más-más hatásfeltételt biztosít, ezért e szakaszok kialakításánál erre tekintettel kell lenni. A fröccsgépek csigái az összetett szilárdsági igénybevétel miatt lényegesen rövidebb (13—20 D) mint az egycsigás extrudereké (20—30 D). Ez a körülmény nem teszi lehetővé azt, hogy a keverő és nyíró csigaszakaszokat bármilyen kombinációban szabadon alkalmazzuk. Tapasztalataink szerint a keverő-homogenizáló szelepszakasz alkalmazása elengedhetetlen ahhoz, hogy a célul tűzött ömledékminőséget el lehessen érni. A fenti irodalmi helyen ismertetett extrudercsigacsúcs a csigával együtt csupán egyhelyben forog, az ellendarabja pedig a henger meghosszabbított darabjaként működik. A fröccs-csiga két 7,8 szelepszakasz eleme viszont a csiga axiális elmozdulásakor egymáshoz viszonyítva is elmozdulást végez. Ez a körülmény a kialakítást, az axiális illeszkedési hézagokat és e csigaszakasz feladatát alapvetően megváltoztatja. A fröccs-csiga 7 alkatrésze a hengerben illeszkedik és a célszerűen megválasztott illesztése és hosszúsága miatt, az illesztési hézagba befolyt anyag segítségével tapad a henger falához. Hozzáképest a 8 elem forog. Ennek alapján az ismert homogenizáló és a találmány szerinti szelepszakasz egymással nem azonosítható. A találmány célja: — a nagyfelületű termékek mesterkeverékes színezését a színes alapanyagokéval azonos minőségi szinten valósítsa meg, — a natúr alapanyagokhoz kevert mesterkeverék mennyiségének csökkentése ne okozzon szín-inhomogenitást. A mesterkeverék mennyiségének csökkentése csupán a szín erősségének csökkenését vonja magával. — a fénystabilizált mesterkeverékek alkalmazásával nagy (legalább 0,25 m2) oldalfelületű ládák is előállíthatok legyenek szigorú minőségi követelmény igénye esetén is, — a fénystabilizáltság elérése ne igényeljen gazdaságtalanul több fénystabilizátort, mint amennyit az alapanyaggyártók által festett és fénystabilizált anyagok tartalmaznak (kb. 0,5/0,05%), — a megoldás gazdaságosan megvalósítható legyen a hagyományos csigadugattyús fröccsgépeken. A kitűzött feladatot egy speciális felépítésű homogenizáló fröccs-csiga segítségével valósítottuk meg. A találmány szerinti fröccs-csigát a hossztengelye mentén több, különböző részfeladat megoldását biztosító szakaszra osztottuk. Az egyes szakaszok feladata az, hogy a beadagoló nyíláson keresztül, a kívülről fűtött hengerbe juttatott natúr alapanyag, valamint a festéket és esetleg fénystabilizátort tartalmazó mesterkeverék előkevert keveréke a csiga tengelye mentén úgy haladjon előre, hogy a fellépő keverő-gyúró hatás a lehető legnagyobb legyen. A csiga egyes szakaszait annak megfelelően alakítottuk ki, hogy a szakasz kezdetéhez érkező anyag milyen halmazállapotú, mennyire van megömlesztve, milyen viszkozitású. Ennek megfelelően a csiga: — behúzó szakasz (2) — kompressziós szakasz (3) — keverő-homogenizáló szakasz (4) — keverő-homogenizáló szelepszakasz (7,8) — keverő-homogenizáló csigacsúcs (10) részekből állítottuk össze. A 2 behúzó szakasz feladata a hagyományos csigák megfe5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
