RS63352B1 - Postupak za ekstrudiranje folije ekspandiranog polimera - Google Patents

Description

Opis

Predmetni pronalazak se odnosi na postupak za ekstrudiranje folije ekspandiranog polimera, kao što je zaštitni sloj za pakovanje ili zaštitu od udara ili prigušivanje vibracija ili koji se koristi kao toplotni i zvučni izolator.

Sadašnje i najrasprostranjenije zaštitne folije za pakovanje se obično dobijaju ekstrudiranjem polimera, kao što je, na primer, ekspandirani poliolefin napravljen od polietilena ili polipropilena.

Takav materijal ima tehnološka ograničenja u pogledu određivanja težine proizvoda dobijenog ekstruzijom, pri čemu je ta težina velika.

Nedostatak koji se može pripisati stanju tehnike je taj što omogućava dobijanje folije koja je preterano velika za potrebe za koje je namenjena.

Ekspandirani proizvod dobijen uz pomoć datog stanja tehnike u stvari karakteriše ne samo data debljina i visina, već i gustina koja se meri u kilogramima po kubnom metru, a takve gustine mogu da budu i do 10 kg/m<3>.

Ekspandirani polimer u stvari karakterišu mikroćelije koje su ravnomerno raspoređene u poprečnom preseku; takav proizvod, za ujednačenu formulaciju (glavni polimer i odgovarajući aditivi) karakterišu mehanički zahtevi koji zavise isključivo od broja ćelija po jedinici površine i od njihove veličine.

Ovo dovodi do ograničenog raspona intervencija za prilagođavanje proizvoda karakteristikama potrebnim za njegovu upotrebu.

Prethodno stanje tehnike, koje čine US3372920A, US2010/000753A1, US3274315A, WO2007/003717A1, GB2045674A i EP2089211A2 je poznato.

Naročito, US3372920A stavlja na uvid javnosti kanale 20 za emisiju vazduha, dimenzija reda milimetara, raspoređene unutar kanala 60, sa dimenzijama reda centimetra, koji se koriste za ekstrudiranje termoplastičnog materijala, koji nužno nije ekspandiran ili nije ćelijski, koji se izbacuje na izlaznim otvorima 13 postavljenim iza kraja kanala 20.

Kao što je poznato, ekstruzija termoplastičnog polimera podrazumeva njegov ubacivanje, sa bilo kojim aditivima, pomoću rezervoara, u ekstruzioni cilindar, unutar kojeg se materijal omekšava i meša i, kada dostigne temperature i pritiske koji omogućavaju njegovo oblikovanje, ubacuje se u ekstruzionu glavu, gde poprima oblik koji, uz hlađenje nakon ekstruzije, može da pretrpi varijacije povezane sa termičkim širenjem materijala nakon njegovog hlađenja.

Međutim, proces koji određuje oblik uspostavlja isključivo ekstruziona glava; iz tog razloga, kanali 20 leže u potpunosti unutar ekstruzionog kanala 60, inače bi konačni oblik mogao biti ugrožen.

Zbog toga se čini da ovo rešenje nije pogodno za dobijanje folije od ekspandiranog polimera ili ćelijskog polimera, kao što predmetno rešenje nastoji da uradi, kao što je zaštitni sloj za pakovanje ili zaštitu od udara ili prigušivanje vibracija ili se koristi kao toplotni i zvučni izolator, pošto se u stanju tehnike, zbog vrste proizvoda koji se želi obezbediti, ubrizgava vazduh kada je još uvek prisutan unutar kanala 60.

Osim toga, u prethodnom stanju tehnike, glavne realizacije, s obzirom na raspored i dimenzije izlaznih kanala 20, stvaraju cev koja se naduvava vazdušnim pritiskom, što stvara neprekidan tok vazdušnih kanala koji se pruža duž pravca ekstruzije, dajući talasast efekat ekstrudiranoj foliji, pri čemu se ovaj efekat primenjuje u svrhe predložene u stanju tehnike ako je postavljen između dva kontinualna spoljna sloja.

Rešenje prikazano na slici 5, ako se koriste ćelijski polimeri, izgleda da nije tehnički izvodljivo, pošto se proces ekspanzije završava izvan ekstruzionog kanala 60 isparavanjem ekspandirajućeg gasa sadržanog u termoplastičnom materijalu, kao posledica razlika pritiska između unutrašnjeg i spoljašnjeg ekstrudera, što bi sprečilo dobijanje različitih, ujednačenih i ekvidistantnih kanala.

Isparavanje ekspandirajućeg gasa i njegova migracija ka spolja određuju dimenzionalnu nestabilnost u filmu, što stoga sprečava formiranje različitih, ujednačenih i jednako udaljenih kanala.

U preostalim dokumentima pomenutog stanja tehnike, takođe, postoje kanali za ekstruziju koji se završavaju unutar ili na kraju ekstruzione glave.

Konkretno, prethodno stanje tehnike u EP2089211A2, pored toga što ima cev 42 za dovod komprimovanog vazduha 44 postavljenu unutar kalupa 14 koji ima otvor 36 na svom kraju, omogućava dobijanje samo ravne folije.

Cilj predmetnog pronalaska je stoga da reši opisane tehničke probleme, eliminisanjem nedostataka citiranog stanja tehnike i na taj način osmišljavajući postupak koji omogućava da se obezbedi folija napravljena od ekspandirane polimerne folije, ili ćelijskog polimera kao što je ekspandirani poliolefin obično napravljen od polietilena ili polipropilena, kao što je zaštitna folija za pakovanje ili zaštitu od udara ili prigušivanje vibracija ili toplotnu i akustičnu izolacija, koja omogućava da se smanji količina po težini materijala koji se koristi za njegovo obezbeđivanje, kako bi se postigla ušteda u smislu upotrebe sirovina.

U okviru ovog cilja, cilj postupka je da se brzo i jednostavno i uz niske troškove obezbedi ekspandirana polimerna folija, kao što je zaštitna folija za pakovanje ili zaštitu od udara ili prigušivanje vibracija ili toplotnu i akustičnu izolaciju, koja ima ujednačene zaštitne karakteristike na čitavoj svojoj površini.

Drugi cilj je da se osmisli postupak koji omogućava da se ima zaštitni sloj za pakovanje ili zaštitu od udara ili prigušivanje vibracija ili toplotnu i akustičnu izolaciju koja zahteva nisku potrošnju materijala i omogućava postizanje manjeg uticaja na životnu sredinu i niže troškove.

Drugi cilj je da se osmisli postupak koji omogućava da se zaštitni sloj za pakovanje ili zaštitu od udara ili prigušivanje vibracija ili toplotnu i akustičnu izolaciju koja ima visoku čvrstoću pogodnu da izbegne bilo kakve perforacije i/ili lomove kompresijom.

Ovaj cilj i ovi i drugi ciljevi koji će u daljem tekstu postati jasniji se postižu postupkom za ekstrudiranje ekspandiranog polimera izvedenom prema patentnom zahtevu 1 i, poželjno, ali ne nužno, u bilo kom od zavisnih zahteva.

Dalje, karakteristike i prednosti pronalaska će postati jasnije iz detaljnog opisa određene, ali ne i isključive realizacije istog, ilustrovanog neograničavajućim primerom u pratećim crtežima, gde:

Slika 1 je pogled sa strane na ekstruzionu glavu i na ekstrudiranu cev;

Slika 2 je presek glave;

Slika 3 je pogled s prednje strane na dobijenu cev;

Slika 4 je pogled na foliju dobijenu iz cevi nakon što je rasečena;

Slika 5 je udaljeni pogled na delimični presek ženskog kalupa;

Slika 6 je presek ženskog kalupa sa slike 5;

Slika 7 je pogled na prvu varijaciju ekstruzione glave;

Slika 8 je prikaz druge varijacije za ekstruzione glavu.

U primernim realizacijama koje slede, pojedinačne karakteristike, date u vezi sa specifičnim primerima, mogu zapravo biti zamenjene drugim različitim karakteristikama koje postoje u drugim primerima realizacije.

Uz upućivanje na slike, broj 1 označava zaštitnu foliju za pakovanje ili zaštitu od udara ili prigušivanje vibracija ili toplotnu i akustičnu izolaciju.

Postupak predviđa upotrebu ekstruzione glave 2 koja se sastoji od ženskog kalupa (matrice) 3 i muškog kalupa (matrice) 4, između kojih je predviđen kanal za ekstruziju polimera, posebno ekspandiranog poliolefina obično napravljenog od polietilena ili polipropilena, koji omogućavaju da se dobije visoka fleksibilnost, odnosno sposobnost prilagođavanja oblicima, nizak modul elastičnosti, odnosno sposobnost deformisanja na osnovu primenjenih opterećenja, i niska dinamička krutost, odnosno sposobnost apsorpcije udaraca i vibracije.

Na ženskom kalupu 3 postoji više otvora 5 koje prihvataju veći broj igala ili kanila 6 koje su aksijalno perforirane i imaju prečnik od nekoliko desetih delova milimetra.

Igle ili kanile 6 mogu imati izabrani poligonalni poprečni presek.

Otvori 5 su povezani kanalom za ekstruziju polimera.

Igle ili kanile 6, koje se mogu postaviti na datom kanalu za ekstruziju polimera, vire iz njega i iz ženskog kalupa 3 odabranom dužinom.

Na veći broj igala ili kanila 6 utiče ekspandujuća tečnost 7 tokom ekstruzije polimera.

Tečnost 7 može biti sastavljen od gasa ili od tečnosti; tako, na primer, može biti sastavljen od struje vazduha ili ugljen-dioksida ili od tečnosti koja ima željene hemijske/fizičke karakteristike, kao što je voda.

Postupak dalje omogućava dobijanje cevi 8 koja kontinuirano izlazi iz ekstruzione glave 2; kada film termoplastičnog materijala izađe iz glave 2, proces ekstruzije se završava isparavanjem gasa koji se nalazi unutar termoplastičnog materijala i tako film ima dobru dimenzionu stabilnost.

Zatim, u oblasti koja se, međutim, nalazi iza kraja otvora 5 povezanih sa kanalom za ekstruziju polimera, tečnost 7 je nateran da teče unutar svake igle ili kanile 6: međutim, zato što svaka igla ili kanila 6 zaista viri izvan kraja otvora 5 za ekstruziju polimera, a samim tim i glave 2, polimer je već stabilizovan i stoga se može odvojiti od tečnosti 7 tako da definiše aksijalnu šupljinu ili sedište 9 koje je dimenziono stabilno.

Tako se dobija veći broj aksijalnih šupljina 9 koje su međusobno razdvojene i ujednačene.

Bilo bi nemoguće dati filmu oblik na koji se ovaj pronalazak odnosi ako bi se igle ili kanile 6 završavale unutar ili na kraju otvora 5 povezanih sa kanalom za ekstruziju polimera, kao što je prikazano u stanju tehnike.

Oblik svake aksijalne šupljine ili sedišta 9 može da varira u zavisnosti od oblika igala ili kanila 6; tako, na primer, može biti kružni ili kvadratni ili pravougaoni ili eliptični.

Tako dobijena cev 8 ima više aksijalnih šupljina ili sedišta 9 koja su međusobno postavljna na izabranom rastojanju u zavisnosti od broja i položaja igala ili kanila 6.

Aksijalna sedišta ili šupljine 9 se, takođe, mogu dobiti tako da budu međusobno jednako udaljene.

Cev 8, jednom uzdužno rasečena, definiše foliju 1, koja tako ima odvojene aksijalne šupljine ili ležišta 9 koja imaju izabrani poligonalni oblik i čija veličina zavisi od količine tečnosti koja se ubrizgava i/ili od brzine ekstruzije i/ili od vrste korišćenog polimera.

Film koji izlazi iz ekstruzione glave 2 može imati visinu između 500 i 3000 mm sa debljinama između 2 i 50 mm i može se namotati u rolne ili seći direktno u panele; različite visine se mogu dobiti postavljanjem ženskih kalupa 3 i muških kalupa 4 između kojih se nalaze kanile 6 različitih prečnika.

Folija 1 se može naknadno transformisati pomoću različitih procesa, kao što je spajanje više slojeva ekstrudiranog proizvoda (panela).

Utvrđeno je da je pronalazak postigao zadata svrhu i ciljeve, osmišljen je postupak koja omogućava da se brzo i jednostavno i uz niske troškove obezbedi folija od ekspandiranog polimera, kao što je zaštitna folija za pakovanje ili zaštitu od udara ili prigušivanje vibracija ili toplotnu i akustičnu izolaciju, koja ima veoma malu težinu po kubnom metru zbog smanjene upotrebe materijala zahvaljujući prisustvu aksijalnih šupljina ili sedišta 9.

Prisustvo aksijalnih šupljina ili sedišta 9 u stvari omogućava smanjenje količine materijala koji se koristi za proizvodnju proizvoda koji ima iste dimenzije i karakteristike zapremine, za jednaku debljinu, visinu i dužinu predmeta.

Količina upotrebljenog materijala je procenjena na 40-70% manje u odnosu na proizvod dobijen uz pomoć prethodnog stanja tehnike; primećuje se da smanjenje svega za 1% predstavlja konkurentsku prednost proizvoda i sa ekonomskog i sa ekološkog stanovišta.

Štaviše, dobijena folija ima ujednačene zaštitne karakteristike po celoj svojoj površini, pošto su aksijalne šupljine ili sedišta 9 međusobno identične i ravnomerno raspoređene duž cele folije 1.

Postupak, takođe, omogućava obezbeđivanje zaštitnog sloja za pakovanje ili zaštitu od udara ili prigušivanje vibracija ili toplotnu i akustičnu izolaciju koja ima niske troškove proizvodnje i samim tim smanjuje troškove, na primer, za pakovanje proizvoda.

Aksijalne šupljine ili sedišta 9, za jednake karakteristike ekspandiranog polimera, na taj način povećavaju fleksibilnost dobijenog proizvoda, smanjuju modul elastičnosti i dinamičke krutosti, čime se povećava sposobnost apsorpcije udaraca i vibracija.

Očigledno, pronalazak je podložan brojnim modifikacijama i varijacijama, od kojih su sve u okviru obuhvata priloženih patentnih zahteva.

Očigledno, korišćeni materijali, kao i dimenzije koje čine pojedinačne komponente pronalaska, mogu biti značajnije u skladu sa specifičnim zahtevima.

Tako, na primer, folija 1 može imati debljinu koja može da varira od 2 do 50 milimetara, a aksijalna sedišta ili šupljine 9 mogu biti međusobno jednako udaljene.

Na primer, cev 8 može imati prečnik između 300 milimetara i 3000 milimetara (visina filma).

Slike 5 i 6 prikazuju ženski kalup 3 koji ilustruje prisustvo komore 10 unutar koje se vazduh ubrizgava kroz jedan ili više prvih kanala 11; komora 10 je povezana sa otvorima ili kanalima 5.

Slika 7 prikazuje prvu varijaciju, u kojoj je veći broj drugih kanala 112 obezbeđeno na muškom kalupu 104 i koji su povezani sa jednim ili više trećih kanala 113 koji štrče ka spolja u odnosu na muški kalup 104 i unutar kojih teče tečnost 107.

Unutar svakog od drugih kanala 112 nalazi se igla ili kanila 106, koja viri iz svakog drugog kanala 112 sve dok ne zahvati otvor 105 za dovod polimera; svaka igla ili kanila 106 se zatim zakrivi tako da zahvata kanal za ekstruziju plastičnog materijala koji je definisan između muškog kalupa 104 i ženskog kalupa 103 sve dok ne viri iz njega za izabranu dužinu.

Ovim rešenjem se, takođe, postižu zadata svrha i ciljevi.

Slika 8 prikazuje drugu varijantu, u kojoj se na muškom kalupu 204 nalaze, na osovini za držanje kalupa 214, četvrti kanali 215 koji štrče ka spolja i frontalno u odnosu na osovinu 214 za držanje kalupa i unutar kojih teče tečnost 207.

Unutar svakog od četvrtih kanala 215 nalazi se igla ili kanila 206, koja viri iz svakog četvrtog kanala 215 dok ne zahvati otvor 205 za dovod polimera; svaka igla ili kanila 206 se zatim zakrivi tako da zahvata kanal za ekstruziju polimera koji je definisan između muškog kalupa 204 i ženskog kalupa 203 sve dok ne viri iz njega za izabranu dužinu.

Ovim rešenjem se, takođe, postižu zadata svrha i ciljevi.

Tamo gde su tehničke karakteristike pomenute u bilo kom zahtevu praćene pozivnim oznakama, te pozivne oznake su uključene isključivo u svrhu povećanja razumljivosti patentnih zahteva i shodno tome, takve pozivne oznake nemaju nikakav ograničavajući efekat na tumačenje svakog elementa identifikovanog pomoću primera takvim pozivnim oznakama.

Claims (14)

Patentni zahtevi

1. Postupak za ekstrudiranje folije (1) ekspandiranog polimera, kao što je ekspandirani poliolefin napravljen od polietilena ili polipropilena, pomoću ekstruzione glave (2) koja se sastoji od ženskog kalupa (3, 103, 203) i muškog kalupa (4, 104, 204) koji definišu kanal za ekstruziju datog polimera, pri čemu

dati muški ili ženski kalupi (3, 103, 203, 4, 104, 204) imaju više otvora (5, 105, 205) koji prihvataju veći broj igala ili kanila (6, 106, 206) koje su aksijalno perforirane i mogu biti postavljene na datom kanalu za ekstruziju pomenutog polimera i izlaze iz njega, postupak naznačen time:

pomenuti veći broj igala ili kanila (6, 106, 206) štrče izvan kraja navedenih otvora (5, 105, 205) i pomenute glave za ekstruziju (2);

izvođenje koraka ekstruzije, pri čemu, pomenuta glava za ekstruziju (2) ekstrudira polimer da bi se dobila cev (8);

tokom pomenute ekstruzije, utičući na pomenuti veći broj igala ili kanila (6, 106, 206) pomoću tečnosti (7, 107, 207) koja se širi tokom ekstruzije navedenog polimera, kako bi se odvojio navedeni polimer na izlazu iz pomenute glave (2) tako da se definišu aksijalne šupljine ili sedišta (9) u ekstrudiranoj cevi (8);

sečenje uzdužno pomenute ekstrudirane cevi (8) da bi se definisala pomenuta folija (1) sa navedenim različitim aksijalnim šupljinama ili sedištima (9).

2. Postupak prema zahtevu 1, naznačen time, veći broj otvora (5) je predviđen na pomenutom ženskom kalupu (3) i u njima se nalazi veći broj igala ili kanila (6), koje su perforirane aksijalno i imaju prečnik od nekoliko desetina milimetra, pomenuti otvori (5) koji su povezani sa navedenim kanalom za ekstruziju datog polimera, a pomenute igle ili kanile (6) izlaze iz datog kanala za ekstruziju datog polimera i iz pomenutog ženskog kalupa (3) za odabranu dužinu.

3. Postupak prema zahtevu 1, naznačen time, omogućava da se dobije cev (8) koja ima, po svojoj debljini, više aksijalnih šupljina ili sedišta (9) koja su međusobno raspoređena u zavisnosti od broja i položaja navedenih igala ili kanila (6), data cev ( 8) naknadno se seče uzdužno tako da definiše datu foliju (1) sa posebnim aksijalnim šupljinama ili sedištima (9) koja imaju poligonalni oblik.

4. Postupak prema jednom ili više prethodnih zahteva, naznačen time, pomenuti ženski kalup (3) ima komoru (10) u koju se uvodi tečnost kroz jedan ili više prvih kanala (11), pri čemu je pomenuta komora (10) povezana sa navedenim otvorima (5).

5. Postupak prema jednom ili više prethodnih zahteva, naznačen time, veći broj drugih kanala (112) obezbeđen je na pomenutom muškom kalupu (104) i povezani su sa jednim ili više trećih kanala (113) koji vire izvan pomenutog muškog kalupa (104) i u koje se uvodi tečnost (107), a igla ili kanila (106) koja je prisutna unutar svakog od drugih kanala (112) i viri iz svakog od navedenih drugih kanala (112) sve dok ne zahvati otvor (105) za dovod pomenutog polimera, svaka od pomenutih igala ili kanila (106) se zatim savija tako da zahvata kanal za ekstruziju datog polimera definisan između muškog kalupa (104) i ženskog kalupa (103) sve dok ne izađe iz ovog drugog za izabranu dužinu.

6. Postupak prema jednom ili više prethodnih zahteva, naznačen time, u pomenutom muškom kalupu (204) postoje, na osovini za držanje kalupa (214) četvrti kanali (215) koji vire ka spolja i frontalno u odnosu na pomenutu osovinu (214) za držanje kalupa i unutar kojih je uvedena tečnost (207), igla ili kanila (206) je prisutna unutar svakog od četvrtih kanala (215) i viri iz svakog od navedenih četvrtih kanala (215) sve dok ne zahvati otvor (205) za dovod pomenutog polimera, svaka od pomenutih igala ili kanila (206) se zatim savija tako da zahvata dati kanal za ekstruziju datog polimera definisan između muškog kalupa (204) i ženskog kalupa (203) sve dok ne izađe iz datog kanala odabranom dužinom.

7. Postupak prema jednom ili više prethodnih zahteva, pri čemu, igle ili kanile (6) su raspoređene na datom kanalu za ekstruziju polimera, i vire iz njega i iz ženskog kalupa (3) odabranom dužinom.

8. Postupak prema jednom ili više prethodnih zahteva, pri čemu, pomenuta tečnost (7) može se sastojati od gasa ili od tečnosti.

9. Postupak prema jednom ili više prethodnih zahteva, od 1 do 7, pri čemu pomenuta tečnost (7) može da čini protoka vazduha ili ugljen-dioksida ili vode.

10. Postupak prema jednom ili više prethodnih zahteva, pri čemu, u oblasti koja se nalazi iza kraja otvora (5, 105, 205) povezanoj sa kanalom za ekstruziju polimera, utiče se na tečnost (7) da teče unutar svake igle ili kanile 6.

11. Postupak prema jednom ili više prethodnih zahteva, pri čemu, pomenute igle ili kanile 6 imaju prečnik u suštini od nekoliko desetina milimetra.

12. Postupak prema jednom ili više prethodnih zahteva, pri čemu, kada film termoplastičnog materijala izađe iz glave (2), proces ekstruzije se završava isparavanjem gasa koji se nalazi unutar termoplastičnog materijala a film na taj način ima dimenzionu stabilnost.

13. Postupak prema jednom ili više prethodnih zahteva, pri čemu, polimer koji je već stabilizovan, odvojen je od tečnosti (7) tako da definiše aksijalnu šupljinu ili sedište (9) koje je dimenziono stabilno.

14. Postupak prema jednom ili više prethodnih zahteva, pri čemu, oblik igala ili kanila (6) može biti kružni ili kvadratni ili pravougaoni ili eliptični.