用于挤出粘弹性材料的喷嘴装置以及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于挤出粘弹性材料特别是聚合物、糊状物等的喷嘴装置（１），其具有多个相互平行设置的相同形式的喷嘴通道（２），所述通道沿着材料的轴向输送方向（Ｆ）延伸通过喷嘴装置（１）。根据本发明专利技术，入口区域从内部区域朝着入口方向相反于轴向的输送方向（Ｆ）沿着长度ＬＥ扩展，其中，入口扩展部在轴向的输送方向和通道－入口区域的内壁之间测得的扩展角度至少在轴向分区内处在５°至４５°特别是在８°至２５°的范围内。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种如权利要求1前序部分和权利要求17前序部分所述的用于挤出粘弹性材料的喷嘴装置以及方法。
技术介绍
用于挤出粘弹性材料特别是聚合物、糊状物等的喷嘴装置本身是已知的。通常，其配置有多个相互平行排列的相同形式的喷嘴通道，这些通道穿过喷嘴分别从入口延伸到出口，并且各个喷嘴通道沿着材料的轴向输送方向分别在喷嘴通道上游侧的端部具有一个入口区域，并且在喷嘴通道的下游侧的端部具有一个出口区域。入口可设置为相互相邻。在用于挤出粘弹性材料例如糊状物、聚合物时使这些材料发生成形。但是该成形要求材料的流动。在某些位置上所述材料也会发生撕裂。由于粘弹性材料的弹性性质，在成形时和在这种粘弹性材料中形成裂缝时也产生机械的材料应力，这种应力传入到已成形的材料中。接着，这能在成形之后在已成形的材料中造成进一步的、可视的自发变形。相关地，人们通常称之为“形状记忆”，因为从成形装置中出来的具有其机械材料应力的材料唤起“记忆”先前形状并且要回复到该先前的形状的印象。在利用喷嘴装置挤出(Strangbildung形成条状物)糊状物或聚合物的过程中，这会造成从各个喷嘴通道出来的条状物起皱。在将材料分配和分开到不同的喷嘴通道上并且另一方面在材料在喷嘴通道内伸长时，所述应力被导入到材料中。这种由于分配和分开材料而在材料中产生的应力由于其关于所形成条状物的不对称性可能产生最不利的影响。由于材料应力和由此存在的条状物在喷嘴通道内方向变化的趋势，也会出现一种非对称的壁摩擦，该摩擦还有可能会增强该材料应力。无论如何，这种由粘弹性材料形成的条状物在其以喷嘴装置排出时容易形成上述的起皱。此外，在由粘弹性材料成条的过程中必须耗费相对多的能量或在喷嘴装置上高的压差，以便分开材料，将材料分配到成形的喷嘴通道上并最后通过成形的喷嘴通道挤压材料，其中材料被拉伸。换句话说，常规的用于使粘弹性材料成形的喷嘴装置对于这种材料具有相对较高的喷嘴阻力。这对糊状材料特别成问题，因为不同于传统的聚合物如聚酯或橡胶，在这里只存在有限的可能性，通过在喷嘴装置内一个至少局部的、即使主要只限于在材料表面的温度升高使其喷嘴阻力和导入到材料中的应力减小。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，在粘弹性材料成形为材料条状物时使粘弹性材料中的这种材料应力最小化，以及使用于挤出所需的能量消耗或为此所需的压差即喷嘴阻力降低。根据本专利技术，该目的在开头所述的喷嘴装置中通过以下措施达到，即喷嘴通道的入口区域从内部区域向着入口逆着轴向的输送方向沿着长度LE扩展，其中入口扩展部的在轴向的输送方向和通道-入口区域的内壁之间测得的扩展角度至少在5°至45°的范围内，但优选在8°至25°的范围内。由此即使在材料通过喷嘴装置相对高的输送速度时，可以实现一种“平缓的”、即对于粘弹性材料足够缓慢的伸长，从而使得粘弹性材料的松弛时间小于材料在入口扩展部内伸长的持续时间。在此，在制造技术上特别简单的是，从内部区域到入口的扩展角度保持恒定，即存在锥形的入口扩展部。合乎目的地，这样地设计喷嘴装置，使得喷嘴通道沿着其整个长度具有圆形的横截面。因此在壁上到处都具有相同的边界条件，这导致均匀的且尽可能对称的伸长。喷嘴装置一种紧凑的结构方式的特征在于，通道-入口区域的轴向长度在喷嘴通道总长度的50％至80％之间。喷嘴通道的内壁至少在部分区域内由特氟隆或类似材料组成，以便减小粘弹性材料在内壁上的附着和减小其上的滑动摩擦。在一特别优选的实施方式中，在喷嘴体的上游侧端部在两个相邻的入口之间分别设置一个平行于轴向输送方向F延伸的分隔壁，该分隔壁在其上游侧端部具有切割边。当粘弹性材料例如聚合物材料或糊状材料冲到本专利技术的喷嘴装置上时，因此在壳体内沿着输送方向F流过的产品流被分成多股分流，其中每股分流分别流经多个喷嘴通道中的一个。通过锋利的切割边，流到喷嘴装置上的产品流在其进入多个喷嘴通道内时已经被切割成多股分流。由于对于产品每个切割边只是一个很小的作用面，在切割边上一个很大的力局部地作用到冲出的粘弹性产品上。由此，沿着切割边产生一个局部集中的、使产品分开的剪切力。但是在流过切割边的粘弹性产品在切割边上被撕断之前，其发生变形直至达到断裂应力和断裂伸长，同时在粘弹性材料中存储势能，该势能继续传递到多股分流上。但总体上，在借助切割边将粘弹性材料分开和分配到多个喷嘴通道上时导入材料中的应力明显小于在没有锋利切割边的传统喷嘴装置中产生的应力，从而在将流过本专利技术的喷嘴装置的粘弹性材料分成多股分条状物时，少得多的内容物已经达到粘弹性材料的形变记忆中，由此大大减少产品条状物在从喷嘴通道流出时的变形倾向(起皱等)以及大大减少喷嘴阻力。这种有益作用在糊状物-喷嘴装置的情况下特别明显。优选地在每个相邻入口的入口区域上游侧设置的区域完全被平行于轴向的输送方向延伸的分隔壁包围，该分隔壁的上游侧端部分别设计成切割边。进入各个喷嘴通道中的材料实际上在任何必须分开的地方被切割，使得非常少的应力导入到材料中。切割边相对于轴向的材料输送方向可以构成一个不同于90°的角度。例如切割边可以相对于材料输送方向倾斜一个约30至60°的角度地延伸。但优选是锐角。即相对于输送方向的角度越锐利，区域沿输送方向测得的长度LS也就越大，在该区域中材料的切割过程可在垂直于输送方向的径向上例如从径向外部朝着径向内部进行。然后材料的在径向内部流动的区域例如首先切割，而材料的在径向内部流动的区域以后切割。但是，接着在径向外部的区域已经有时间来消除其在剪切过程中导入材料中的应力。因此，通过该切割过程，导入到分配到喷嘴通道的材料中的应力比其在垂直于流动方向延伸的切割边的情况下总体上小得多(简单的“冲模”-原理)。优选出口区域从喷嘴通道-内部区域朝出口方向在长度LA上沿轴向输送方向F钟形地扩展，其中优选出口扩展部的在轴向的输送方向和通道-出口区域的内壁之间测得的扩展角沿轴向的输送方向持续增大。特别地，扩展角度的增加可以沿着轴向的输送方向持续增大，其中，例如扩展角可以从喷嘴内部的0°增大到喷嘴体下游侧端部处的90°。在此，扩展部在纵剖图上可以是例如一圆弧，其曲率半径RA大于喷嘴通道-内部区域的半径RK。弯曲扩展的出口区域通过从在喷嘴通道内部区域中的垂直切线向着倾斜于垂线延伸的、在极端情况下是水平的切线的一弯曲的连续的过渡而在出口区域下游侧端部代替传统的出口的棱边。当粘弹性材料例如聚合物材料或糊状物等碰到本专利技术喷嘴装置的喷嘴通道上时，被分成多股分流的产品流被挤压通过多个喷嘴通道。当进入喷嘴通道中和在入口区域内成形时，在材料中出现应力。接着，在切割边上切割的过程中和/或在喷嘴通道内伸长的过程中，在材料中产生的且还未松弛的应力在扩展的出口区内实际上完全地放松。由此，在这种喷嘴几何构造下，多股小的产品条状物实际上无应力地离开各个喷嘴通道。扩展的出口区域能够在轴向和在径向上实现产品的松弛(Rexalation)。由此避免从喷嘴通道流出的粘弹性产品条状物的表面的皱纹(“鲨鱼皮”)。在一特别的实施方式中，喷嘴通道内壁在出口区域内在长度LR上沿轴向的输送方向具有比喷嘴通道内壁其余部分都更高的表面粗糙度。由此，通过选择粗糙度和/或粗糙区的材料就能有针对性地影响产品的表面。在使用上述的喷嘴装置的情况下，在用于挤出所述粘本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于挤出粘弹性材料特别是聚合物、糊状物等的喷嘴装置，其包括至少一个穿过喷嘴从一入口延伸到一出口的喷嘴通道，该喷嘴通道沿材料的轴向输送方向穿过喷嘴在喷嘴通道上游侧端部具有一个入口区域、在喷嘴内部具有一个内部区域而且在喷嘴通道的下游侧端部具有一个出口区域，其特征在于，入口区域从内部区域朝着入口相反于轴向输送方向（Ｆ）沿一长度Ｌ↓［Ｅ］扩展，其中入口扩展部的在轴向输送方向和通道－入口区域的内壁之间测得的扩展角度至少在轴向各分区中处在５°至４５°特别是８°至２５°的范围内。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：B奥利弗，
申请(专利权)人：比勒股份公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]