185150. lajstromszámú szabadalom • Eljárás nagy viszkozitású, lineáris poliolefin anyag extrudálására
1 185 150 2 addig marad fenn, míg a polimer legnagyobb része e! nem éri az olvadt állapotot. Miután a polimer mintegy 40-70 %-ban megolvadt, a szilárd polimerágy széttöredezik, és ekkor a szilárd állapotban levő polimer részecskéi diszpergálódnak a polimerolvadékban. Ezen a ponton általában előnyös, ha alaposan összekeverjük a polímerolvadékot a még meg nem olvadt anyaggal, hogy ily módon meggyorsítsuk az olvadási folyamatot és csökkentsük a helyi egyenetlenségeket. A csigaprés „adagoló” szakaszának az a speciális feladata, hogy mintegy szivattyúzó hatást fejtsen ki a megolvadt polimerre. Általában a csiga által végzett munkát úgy tekintik, mint a „vonszoló áramlás” és a „nyomás alatti áramlás” kombinációját, amelyet az adagoló szakasz fejt ki. Vonszoló áramlásnak tekinthető alapvetően az az áramlás, amely a csiga és az extrudáló henger belső felülete közötti relatív mozgás folytán jön létre. Úgy tekinthető, hogy ez arányos az átlagos relatív sebesség és a csatorna keresztmetszeti felületének szorzatával. Ez a vonszolásos áramlási komponens a csiga kiömlés! vége felé irányul. Ez növelhető a csiga sebességének növelésével és/vagy a csiga áramlási csatornája mélységének növelésével. A vonszoló áramlattal szemben hat egy nyomás alatti áramlási komponens, amely onnan származik, hogy az anyag bizonyos ellenállást fejt ki az extrudáló szakasz végén levő szűk nyíláson való átáramiással szemben. A csiga sebessége nem fejt ki közvetlen hatást a nyomás alatti áramlási komponensre, de természetesen kihatással lehet az olyan tényezőkre, mint az ellennyomás és az anyag viszkozitása, ezek a tényezők viszont igen nagy hatással vannak a nyomás alatti áramlási komponensre. Másrészt viszont a nyomás alatti áramlásra közvetlen hatást gyakorol a csigacsatorna mélysége és hoszszúsága. Ha növeljük a csatorna mélységét, nagy mértékben növekedni fog a nyomás alatti áramlási komponens, ugyanakkor ha növeljük a csatorna hosszát, úgy az ellennyomás fog csökkenni. Az alapot képező „betöltő” és „adagoló” szakaszok mellett a csigaprés még további, egymástól megkülönböztethető szakaszokat foglalhat magában. Majdnem minden csigaprés pl. magában foglal egy ún. „átmeneti” szakaszt. Igen előnyös lehet továbbá egy végső, az áramlás irányában fekvő keverési szakasz. Évek óta arra irányulnak a törekvések, hogy nagy teljesítményű extrudereket alkalmazzanak. Igen sok alkalmazási esetben igen gazdaságos megoldások érhetők el a termelésben, ha megbízható bázisú, magas extrudálásí kapacitások biztosíthatók. Habár az alacsony nyomáson előállított, kis sűrűségű polietilén gyanták extrudálhatók a nagy nyomás alatt előállított, kis sűrűségű polietilén gyanták extrudálására szolgáló berendezéseken, mint amelyeket az előbbiekben ismertettünk, a berendezéseken mégis bizonyos módosításokat kell eszközölni ahhoz, hogy optimális feltételek mellett lehessen alacsony nyomáson előállított, kis sűrűségű, nagy viszkozitású gyantákat extrudálni, éspedig olyan sebességekkel, amelyek összehasonlíthatók a nagy nyomás alatt előállított gyanták extrudálásí sebességével. Ez különösképpen igaz abban az esetben, ha kis nyomás alatt előállított, kis sűrűségű polietilént extrudálunk, amelyet fűmmé dolgozunk fel oly módon, hogy az anyagot az extruder aprítóiemezén és a filmalakító formákon átbocsátjuk, ahogy az a szakember előtt ismeretes. Az extruderben levő kopásnak kitett felületeknél az igen gyors tönkremenetel nem egyszerűen kopási probléma, sokkal inkább berágódásról van szó, ami a fémnek fémmel való érintkezésénél következik be. A csigaanyag és a hengeres tartálytest anyaga között finom hegesztések vannak. Ezeket a hegesztéseket a csiga forgása széttöri és kis részecskék hullanak ki mind a csigából, mind pedig a tartálytestből. Ezek a részecskék igen hamar megfigyelhetők és jól mutatják a kopással kapcsolatos komoly problémákat. A másik, a nagymértékű kopásra utaló tünet az, hogy a csiga egy megadott sebességénél hirtelen lecsökken a kapacitás, ami arra vezethető vissza, hogy nagy rés jön létre a csiga és a tartály között, amit a kopáí idéz elő, ez lecsökkenti a szivattyúzó képességet és csökenti az egy fordulatszámra eső kapacitást. Feltételezhetően a berágódást előidéző erők a csiga körül uralkodó nyomáskülönbségek folytán jönnek létre és ezek eredményeképpen a csiga oldalirányba tolódik el. Ezek az oldalirányban történő eltolódások többnyire az átmeneti szakaszban lépnek fel, mert itt a nyomáskülönbségek még nagyobbak. Normál esetben egy olvadékfilm van a csiga vége és a tartály között, de ez a kenő hatás megszűnhet pl. az alábbi okok folytán:- Ha az oldalirányban ható erő elég nagy ahhoz, hogy áttörjön a filmrétegen;- Ha az olvadék megtörik, aminek következtében megszakad a film folytonossága;- Ha a polimer nem felel meg kenőanyagként. Ha a film törik, akkor igen fontos, hogy milyen típusú fémet használunk a csiga-palástfelületen és a házhoz, mert csak ezek gondos megválasztásával lehet a berágódást elkerülni. A tapasztalat azt mutatja, hogy ha komoly berágódási problémák jelentkeznek, akkor ezek rögtön az extruder beindítása után fellépnek, és még hozzá olyan mértékben, hogy az 4-12 órás üzemelés után már szabad szemmel is észlelhető. A gyakorlati tapasztalatok azt mutatják, hogy a jelenleg alkalmazott extruderek nem tekinthetők kielégítőnek, és így fennáll annak az igénye, hogy olyan tökéletesített extruder álljon rendelkezésre, amely fokozott kompressziós hatást biztosít, ugyanakkor mentes a fent em'ített káros mechanikai problémáktól. A jelen találmánnyal célunk a fent említett hiányosságok kiküszöbölése, azaz olyan extruder létrehozása, amely fokozott kompresszióra képes, de a berágódásra nem érzékeny. A találmány szerinti extruder tehát kis sűrűségű, nagy viszkozitású lineáris poliolefin anyagok extrudálására szolgál, amelynek háza van, ebben hengeres belső tér van kialakítva, a hengeres belső térben helyezkedik el az extrudálást végző csiga, amely csavarmenetszerű palástfelületekkel rendelkezik. A csiga működő palástfelülete töltő, átmeneti és adagoló szakaszokra oszlik. A találmány lényege, hogy a csiga palástfelülete legalább a betöltő, átmeneti és adagoló szakaszokon berágódásnak ellenálló bevonattal van ellátva, továbbá a csigamenetek külső homlokfelülete a háztól ezeken a szakaszokon legalább részben viszonylag növelt távközzel helyezkedik el. A találmány célszerű kiviteli alakjánál a betöltő, át-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
