Способ двуосной молекулярной ориентации пластического материала и устройство для его осуществления Советский патент 1986 года по МПК B29C49/08 

112

Изобретение относится к переработке пластмасс, а более конкретно к способу для двуосной ориентации пластического материала и устройству для его осуществления, и может быть испапьзов.ано для повьппения механической прочности материала, при изготовлении упаковок , обеспечивающих обжатие содержимого, в частности для изготовления бутылок для пива из термопластического материала.

Цель изобретения - обеспечение ориентации листового материала толщиной более одного миллиметра и улучшекие качества за счет повьшения одно- родно.сти ориентации путем обеспечения одинаковой температуры по толщине заготовки,

На фиГ . 1 схематично дано устройство, продольньй разрез; на фиг, 2. - материал, которьй подвергают ориентир о в анию.

. Устройство для двуосной молекулярной ориентации пластического материала в виде листа содержат магазин-- .бобину 1 с предварительно обработан-- ньм листовым пластическим MaTepHaj joM неориентированным, или же ориентированным лишь в продольном направлении 5 например слоистый листовой плас- тик о -Пистовой пластический материал формуют в виде трубчатой заготовки с помощью формующего устройства, яе показанного на чертеже. Трубчатую заготовку делают таким образом, что- бы участки кронок листового пластического материала соединялись мелдг У собой посредством перекрывающего ива

Запаивание упомянутого шва, образованного перекрывающими одна другую кромками, производят с помощью герметизирующего устройства 2, с помощью .которого участки перекрывающих едка другую Кромок нагревают до поверх

ностного расплавления и одновремешю пр1-1жимают для образования совместного соединения, В участ.ок трубчатой заготовки, расположенный между ее кромками,.помещают наполнительную трубку 3, служащую для подачи жид-- -кости под избыточным давлением. Упомянутая трубка 3 проходит через труб .чатую заготовку в камеру 4 через входное отверстие 5, выполненное в боковой стенке камеры. Трубчатую заготовку пропускают через упомянутое входное отверстие 5 в боковой ст.енке камеры с таким расчетом, что- . бы обеспечить установку эластичног о

5

0

5 0 j

0

5

0

5

92

герметизирующего элемента в виде кольцевой уплотнительной манжеты, закрепленной в передней боковой ; стенке камеры 4 по окружности отверстий 5 и обеспечивающей герметичное уплотнение наружной поверхности трубчатой заготовки 3. Более тбго, вокруг пег -Днего участка напол-нитель- ной трубки 3 предусмотрено наличие уплотняющего кольца 7, образующего герметизирующее уплотнение с внешней ловерхностью наполнительной трубки 3, а также с внутренней поверхностью трубчатой заготовки.

Полость камеры 4 заполнена жидкостью 8, предпочтительно водой. Камера 4 снаблсена приспособлениями (яе показаны на чертеже) для нагревания упомянутой жидкости до температуры, находящейся в пределах УО-ЮО С, предпочтительно около 80-9.0°С, а также термостатом (не показанном на черте лда) , расположенным таким образом, чтобы обеспечивался .контроль, и регулирование температуры жидкости 8 на желательном уровне. Выходное отверг- ти е 9 камеры 4 образовано двумя параллельными валками 10, расположенными в задней боковой стенке 11 и образующими смыкающее удлиненный щеЛевой за- зазор, через которьв может, быть пропущена ориентированная .посредством растяжения трубчатая заготовка в сложенном виде. Для придания определенного местоположе.чия и направления движения раздутой ч.асти трубчат ой заготовки, расположенной в жидкости 8, в камере 4 у входного отверстия 5 расположена охватывающая трубчатуто заготовку направляющая сет-ка или поверхность 13, которая имеет предпочтительно рас 1шряющуюся коцичес.кую форму, а со стороны выходного отверстия 9 в ка:. ере 4 - направляющие по- i epxHocTK 13, предпочтите.льно кони- , которые сходятся по направлению к вь ходному отверстию 8. в стек- ке 11. Для охлаждения ориентированной и сложекной в виде плоской ленты трубчатой заготовки служит второй, отсек камеры 14, которая также заполнена жидкостью 15, но. с более низкой температурой, приблизительно равной 10 - 20°Со В упомянутой второй камере 14, кроме того, предусмотрены совместно-действующие спаренные прижимные выводящие валки 16, между которыми складывается охлажденная трубчатая заготовка, после кото-

рых ее выводят по направлению снизу вверх из жидкости 15 к накопителю- бобине 17, расположенной вне камеры 4.

Способ, соответствующий рассматриваемому изобретению, осуществляют на описанном устройстве, которое работает следующим образом.

От магазина - бобины 1 сматывают полотнище 18 листового пластичного материала, который в описанном здесь случае принимается неориентированньм Примером служит ламинат.на основе сложного полиэфира, изображенный на фиг. 2. Неориентированный листовой материал 18 складывают в виде труб- чаТой/заготовки 19, которую запаиваю по продольному шву с помощью устрой- . ства 2 и подают через отверстие 5 в камеру 4. Наружную поверхность трубчатой заготовки 19 герметически замыкают относительно входного от- .вер.стия 5 посредством эластичной уплотняющей мак;кеты, закрепленной по периферии отверстия 5.

Камера 4, которая в надлежащем случае имеет тепловую изоляцию на стенках, заполнена жидкостью 8, пред- почтр тельно водой, нагретой до тег-шературы, пригодной для ориентации материала путем растяжения. Для случая сложного полиэфира такая температура равна .приблизительно 80 -90 С.

Если трубчатую заготовку 19 подают в жидкость о в камере 4. то пластн- ческий материал, образующий трубчатую заготовку, разогревают таким образoi-s, что он постепенно приобретает ту жу температуру, что у жидкости 8, и таким путем его. доводят до условий проведения ориентирующего растяжения. Через заполня.ющую трубку 3, которая введена в трубчатую заготовку 19, и конец которой проникает в участок .трубчатой заготовки 19, расположе - ньй внутри камеры 4, .подаюч ж.идкость, находящуюся под повьаненньм давлением, которая предпочтительно может быть водой. Для обеспечения достаточного разогревания внутренней поверхности трубчатой заготовки 19 из пластического материала, находящаяся под избыточным давлением, жидкость должна быть нагрета приблизительно до 90 С. Давление жидк.ости должно соответствовать диаметру трубчатой заготовки 19 и, в практических условиях, може.т варьироваться з пределах от. 2

f5 20- 25

д

о

5

0

до 15 кг/см. Для обеспечения поддержания давления жидкости на раздуваемом участке 20 трубчатой заготов- ки 19 из пластического материала, 5 расположенной внутри камеры 4, трубчатая заготовка должна бьггь герметически уплотнена. Достигают этого с помощью уплотняющего кольца 7, которое располагают вокруг наполнитель- to ной трубки 3 таким образом, чтобы одновременно достигалось уплотнение относительно внутренней поверхности трубчатой заготовки 19. Для достижения лучшего герметизирующего уплотнения целесообразно располагать уплотняющее кольцо 7 как раз на участке отверстия 5 и притом таким образом, чтобы уплотняющее кольцо 7 могло получать опору от внутренней части отверстия 5. Однако приходится иметь ввиду и соглашаться с некоторой утечкой..

Благодаря тому, что пластический материал на спреде.пеннок участке трубчатой заготовки разогревается приблизительно до 80-90 С, и подвергается воздействию внутреннего давления, в материале возникают растягивающие усилия, под воздействием которых трубчатая заготовка 19 расши.- ряется, как показано на фиг. 1. Расширение трубы организуется и направляется с помощью опорных поверхностей 12 определен гой конригурадии, В результате расширения трубчатой заготовки 19 при определенно -; темпера- .туре, в пластическом материале возникает молекулярная ориентация в направлении, поперечном относительно продольной оси трубчатой заготовки. Это означает, что прочность материала на разрыв (или на растяжение) в указанном вьпие направлении возрастает, Одн.овреме шо материал стано15 т- ся более тонким в результате растяжения .

Помимо упомянутой поперечной ориентации .трубчатой заготовки 19, происходит ориентация в продольном направлении. Заготовку, начиная с участка 20, по выходе из камеры 4 складывают в виде плоской ленты и выводят между двух, предпочтительно вращаю- . щихся валков 16. Валки 10 в стенке 11, разделяющей камеры 4 и 14 захватывает трубу после участка 20. Совместно расположенные валки 10 образуют удли- ренный щелевой зазор в разделительной стенке 11 камеры 4. Складывание участ5

кй 20 трубчатой заготовки 19 организуется с помощью сходящихся направляющих поверхностей 13. Вращение выводящих валков 16 регулируют таким образом, чтобы обеспечить желаемое растяжение трубчатой заготовки, начиная от участка 20, в продольном направлении, Биаксиально ориентированную, сложенную в виде плоской ленты, вькодящую через удлиненный щелевой зазор между валками 10, направляют во вторую камеру 19, содержащую

в виде воды Благодаря наличию некоторой утечки между валками 10, часть 21 трубчатой заготовки.

12

охлаждакщую жидкость 15 температуры около 10°С.

19

размещенная в камере 14, будет не

сколько раздута, однако это не оказывает влияния на ход процессов охлаждения и стабилизации. В заключение, ориентированную трубу после участка 21 наматывают на накопитель - бобину 17.

Теперь обработка двуосно растя- нутой трубы из пластического материала закончена и трубу, если это желательно, можно раскрыть, разрезая по продольной оси, что образует однородный листовой материал. Далее цикл работы устройства повторяется.

1. Способ двуосной молекулярной ориентации пластического материала путем на1доева с одновременным раздувом трубчатой заготовки подачей во. внутрь нее под давлением рабочей среды, охлаждения и продольного растяжения с помощью валков или цилиндров, сжимаюн1Их заготовку, отличающ. и и с я тем, что, с целью обеспечения ориентации листового материала толщиной более 1 мм и улучшения качества за счет повьшения однородности ориентации путем обеспечения одинаковой температуры по заготовки, перед раздувом образуют трубчатую заготовку из листа путем уплотнения перекрываюгдих друг друга кромок листа, а нагрев и раздув трубчатой заготовки осуществляют при подаче ее в камеру, заполненную нагретой жидкостью, подавая во внутрь трубы в качестве рабочей среды нагретую жидкость, причем первая и вторая жидкости имеют температуру ZO-IOO C, и охлаждение заготовки осуществляют при вводе ее во вторую камеру, заполненную жидкостью, имеющей более низкую температуру, чем первая и вторая указанные жидкости, при зто« про.- дольную вытяжку заготовки осуществляют перед ее охлаждением. 2.Способ ПОП.1, отличающий с я тем, что в качестве первой, второй и третьей жидкостей используют воду. 3.Устройство для двуосной молекулярной ориентации пластического материала, содержащее средства для раз ду- ва заготовки, средства для организованного направления расширенной трубы, выполненные в виде направляющих Пластинок или направляющих поверхнос- . тей, и средство для продольной вытяж- йи трубы, выполненное в виде совместно действующих валков, отличающееся тем, что оно снабжено, заполненной нагретой жидкостью, предпочтительной водой, камерой, имеющей входное кольцевое отверстие, снабженное эластичной кольцевой уплотнякяцей манжетой, и выходное отверстие, в котором установлены валки для продольной вытяжки трубы. W с IS ел 00 до to см

}8

19

L.

/ /i

а-«I

efttjiff.l

Редактор А.Долинич

Составитель И.Фролова

Техред М.Ходанич Корректор Т.Колб.

Зака-з 5044/60 Тираж 640 Подписное ВНИИПИ Государственного кo rитeтa СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Узргород, ул.Проектная, 4