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Dokumentenidentifikation DE69407461T2 28.05.1998
EP-Veröffentlichungsnummer 0617992
Titel Filter zur Filtrierung von geschmolzenem Harz und Filtriereinrichtung zur Bildung mehrschichtigen Harzes
Anmelder Mitsubishi Jukogyo K.K., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Miki, Toshio, c/o Nagoya Res. & Dev. Center, Nakamura-ku, Nagoya-shi, Aichi-ken, JP;
Kometani, Hideo, c/o Nagoya Res. & Dev. Cente, Nakamura-ku, Nagoya-shi, Aichi-ken, JP;
Fujimura, Hiroshi, c/o Nagoya Res. & Dev. Center, Nakamura-ku, Nagoya-shi, Aichi-ken, JP
Vertreter P. Meissner und Kollegen, 14199 Berlin
DE-Aktenzeichen 69407461
Vertragsstaaten DE, GB
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 30.03.1994
EP-Aktenzeichen 942500786
EP-Offenlegungsdatum 05.10.1994
EP date of grant 29.12.1997
Veröffentlichungstag im Patentblatt 28.05.1998
IPC-Hauptklasse B01D 29/21

Beschreibung[de]
2. GEBIET DER ERFINDUNG UND DARLEGUNG DES STANDES DER TECHNIK

Die Erfindung bezieht sich auf einen Filter für das Filtrieren von geschmolzenem Harz, der bei der Herstellung von Filmen oder Geweben aus Polypropylen, Polyester und ähnlichen Stoffen eingesetzt wird.

Bei der Herstellung von Filmen oder Geweben aus geschmolzenem Harz spielt die Abscheidung von Fremdstoffen und Verunreinigungen aus dem geschmolzenem Harz für die Qualitätskontrolle eine entscheidende Rolle. Dies hat zur Entwicklung verschiedener Filterarten geführt. Beispiele für zylindrische Filter für den konventionellen Einsatz sind in Fig. 15 bis 21 dargestellt.

Der in Fig. 15 bis 17 dargestellte zylindrische Filter besteht aus einem zylindrischen Filterelement 1a und einem pörosen Blech 14, und das zylindrische Filterelement hat einen ringförmigen oder faltenartigen Querschnitt. Die Filtereinrichtung besteht aus einer Vielzahl solcher zylindrischer Filter.

Das geschmolzene Harz gelangt über das Filterelement 1a und das poröse Blech in den Zylinder und fließt über die Öffnung 3a wieder ab. Während des Filterns wird das Filterelement 1a von innen durch das poröse Blech 14 gestützt, da das Element 1a selbst nicht steif genug ist, um den Filterdruck auszuhalten.

Fig. 18 und 19 zeigen einen Filter mit einem Filterelement 16, bei dem sich Vorsprünge 5b und Aussparungen 6b abwechseln, die durch Preßformung eines flachen Siebes 1b entstehen, wie in der vorläufigen Veröffentlichung der japanischen Patentanmeldung (Kokai) Nr.2-253812 beschrieben ist. Das geschmolzene Harz fließt über einen Zulauf 15 in das Filterelement 16, durchläuft dieses und verläßt das Filterelement 16 über den Ausgang 17.

Fig. 20 und 21 zeigen einen Filter, der in der japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichung (Kokoku) Nr.62-24502 beschrieben ist, bei dem eine Filterfläche 18 senkrecht zur Strömungsrichtung des geschmolzenen Harzes angeordnet ist und die Filterfläche 18 kurze und lange Vorsprünge 19 und 20 in Fließrichtung des geschmolzenen Harzes aufweist und ein Filter abwechselnd gitterartig angeordnet ist, so daß durch die unterschiedliche Vorsprungslänge eine ungleichmäßige Filterfläche entsteht. Das geschmolzene Harz fließt von der Filterfläche 18, die abwechselnd Vorsprünge aufweist ab, und wird gefiltert.

Die Erfindung bezieht sich des weiteren auf eine Filtervorrichtung für das Futrieren von geschmolzenem Harz, die in einer Extrusionsvorrichtung für die Filmbildung durch Laminierung von Harzen wie Polypropylen, Polyester usw. entsprechend den geforderten Filmeigenschaften oder -merkmalen eingesetzt wird. Der Filter für das geschmolzene Harz, der Gegenstand der Erfindung ist, kann in dieser Vorrichtung eingesetzt werden.

Beim Transport und bei der Lagerung von Harzstoffen wie auch bei der Verwendung im Extrusions- und ähnlichen Verfahren läßt sich im allgemeinen eine Verunreinigung durch Fremdstoffe nicht ganz vermeiden. Aus einem verunreinigten Ausgangsstoff hergestellte Preßstoffe weisen eine geminderte Qualität auf. Aus diesem Grund beinhaltet der Fertigungsprozeß im allgemeinen eine Filterstufe für die Abscheidung von Fremdstoffen. Mehrere Erfindungen betreffen Methoden für die Reinigung oder den Austausch von Sieben für solche Fertigungslinien, auf denen sich durch das Filtern Fremdstoffe abgelagert haben.

Fig. 22 bis 27 beschreiben eine universell einsetzbare Filterwechseleinrichtung sowie einen Extruder, der mit einer Haltevorrichtung für eine herkömmliche Mischform versehen ist.

In Fig. 22 und 23, Position 101, ist eine herkömmliche T-Mischform dargestellt. Die Harze werden über die Leitungen 102, 103 und 104, die bis zur T- Mischform 101 reichen, zugeführt. Diese Harze werden breit aufgetragen, anschließend erfolgt die Laminierung, und über einen Schlitz 105 im Ausgang 106 werden die Harze ausgetragen.

Die Leitungen für die Zuführung der geschmolzenen Harze von den jeweiligen Extrusionsvorrichtungen 110, 111 und 112 zur T-Mischform 101 sind mit den Ziffern 107, 108 und 109 bezeichnet. Die Leitungen 107, 108 und 109 sind an einer Seite mit den Vorderteilen der jeweiligen Extrusionseinrichtungen verbunden, und das andere Ende der jeweiligen Leitungen 107, 108 oder 109 ist mit der vorstehend genannten Leitung 102, 103 bzw. 104 verbunden, die mittels Schrauben usw. an die T-Mischform angeschlossen sind.

Die Extrusionsvorrichtungen 110, 111 und 112 sind herkömmliche Vorrichtungen, die Harze zu Folie oder Filmmaterial kneten und extrudieren. Die aus den drei Extrusionsvorrichtungen 110, 111 und 112 kommenden geschmolzenen Harze werden über die Leitungen 107 und 102, 108 und 103 bzw. 109 und 104 in die T-Mischform 101 eingeleitet.

Bei dieser Anordnung befindet sich zwischen der Rohrleitung 107, 108 oder 109 und der zugehörigen Extrusionsvorrichtung 110, 111 oder 112 ein auswechselbarer Filter für die Abscheidung der im geschmolzenen Harz enthaltenen Fremdstoffe. Der in Fig. 24 und 25 dargestellte Filter ist so aufgebaut, daß sich zwischen einem Zylinder 113 und einem Paßstück 114 eine Lochscheibe 115 und ein Sieb 116 befinden, die mittels Muttern 117 befestigt werden.

Die Lochscheibe 115 kann das Sieb 116 bei der Filterung unterstützen, damit dieses durch den Filterwiderstand oder -druck nicht verformt wird. Sie ist mit einer Vielzahl von Poren versehen, durch die das Harz fließt. Bei dieser Anordnung befindet sich das Sieb 116 auf der Einlaßseite.

Das aus dem Zylinder 113 mit Hilfe der Schnecke 118 ausgetragene geschmolzene Harz passiert das Sieb 116, wobei die im Harz enthaltenen Fremdstoffe ausgeschleden werden und auf der Oberfläche des Siebes 116 verbleiben. Somit ist das seitlich in das Paßstück 114 gelangende Harz völlig sauber.

Da die restlichen Verunreinigungsstoffe auf dem Sieb zurückbleiben, nimmt der Widerstand zu, was zu einer Verringerung der Strömungsrate des Harzes führt. In diesem Fall kommt die Extrusionsvorrichtung zum Stillstand, und der Siebfilter 116 wird durch einen neuen ersetzt.

Das Auswechseln erfolgt durch Lösen der Muttern 117, wodurch die Bolzen 120, die seitlich am Zylinder 113 an einem Stift 119 drehbar befestigt sind, nebeneinanderliegend freigegeben werden und das Paßstück 114 nach hinten schieben, so daß die Lochscheibe 115 mit dem daran befestigten Sieb 116 herausgenommen werden kann.

Im Anschluß daran wird die vormontierte Baugruppe, die aus dem Sieb 116 und der Lochscheibe 115 besteht, in umgekehrter Reihenfolge wieder eingebaut. Nach entsprechender Befestigung, die der Verhinderung des Harzaustritts dient, wird der Betrieb wieder aufgenommen.

Das Auswechseln der in Fig. 24 und 25 dargestellten Siebe wird dadurch erleichtert, daß der Aufbau unkompliziert ist und sich ein Harzaustritt leicht verhindern läßt. Bei dieser Konfiguration ist die Filterfläche jedoch klein, sie ist nur so groß wie die Extruderfläche. Folglich muß das Sieb häufig gewechselt und der Betrieb unterbrochen werden. Diese Betriebsunterbrechungen mindern die Betriebsrate.

Um dieses Problem zu lösen, kann eine in Fig. 26 und 27 dargestellte Siebwechselvorrichtung verwendet werden. Diese Siebwechselvorrichtung besteht aus: einem Wechselvorrichtungsgehäuse 121, das einen Durchgang für den Harzstrom schafft; einem Gleitblech 122, das in das Wechselvorrichtungsgehäuse 121 eingeschoben wird; einem Stellring 123 und einem Druckring 124, der sich im Gehäuse der Wechselvorrichtung 121 befindet und mit dem Gleitblech 122 in Druckkontakt kommt, wodurch ein Harzaustritt verhindert wird. Auf dem Gleitblech 122 befinden sich jeweils zwei Siebe 125 und Lochscheiben 126, von denen sich ein Paar in Betrieb befindet, und das zweite steht für das Wechseln zur Verfügung.

Das Wechseln von Sieb 125 und Lochscheibe 126 erfolgt mittels des Gleitblechs 122 in horizontaler Richtung mit Hilfe eines Hydraulikzylinders 127.

Befindet sich auf dem in Betrieb befindlichen Sieb 125 im Gehäuse der Wechselvorrichtung 121 eine bestimmte Menge an Verunreinigungsstoffen, wird das Gleitbiech 122 mittels des Hydraulikzylinders 127 nach rechts geschoben, so daß das außerhalb des Gehäuses befindliche verwendete Sieb durch ein neues ersetzt werden kann.

Auf ähnliche Art und Weise erfolgt das Wechseln der Siebe von einer Seite zu anderen in entsprechenden Intervallen, damit der Betrieb weitergehen kann. In diesem Fall wird das Gleitblech 122 durch ein handbetätigtes Ventil geschaltet, während für den Hydraulikzylinder 127 ein Elektromotor, eine Hydraulikpumpe usw. zur Verfügung stehen.

3. GEGENSTAND UND SUMMARISCHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Bei den in Fig. 15 bis 21 dargestellten Filtern wird ein poröses Blech 14 verwendet, das die Stabilität gegenüber dem Filterdruck gewährleistet. Dementsprechend müßte die effektive Filterfläche klein gehalten werden, was zu einer hohen Druckdifferenz vor und nach dem Filter führen würde. Bei dem in Fig. 18, 19A und 19B dargestellten Filter, der in der vorläufigen Veröffentlichung der japanischen Fatentanmeldung (Kokai) Nr.2-253812 beschrieben ist, wird lediglich eine Filtereinrichtung 16 verwendet, bei der abwechselnd Vorsprünge 5b und Aussparungen 6b durch Preßformung eines flachen Siebes 1b entstehen. Folglich ist das Widerstandsvermögen gegen den Filterdruck gering. Zudem ist eine große Filterfläche erforderlich, da die Strömungsrate des geschmolzenen Harzes pro Flächeneinheit beim thermoplastischen Schmelzformen thermoplastischer Harze kleingehalten werden muß.

Bei dem in Fig. 20 und 21 in der japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichung (Kokoku) Nr.62-24502 dargestellten Filter nimmt das geschmolzene Harz selektiv den Weg, der den geringsten Strömungsdruckverlust aufweist. Deshalb ist die Strömungsrate anfänglich in den Bereichen mit kurzen Vorsprüngen 19 groß, bis sich Fremdstoffe in diesen Bereichen ansammeln, und danach beginnt das Harz, in die Bereiche der langen Vorsprünge 20 zu fließen. Aus diesem Grund ist die effektive Filterfläche klein. Obwohl das Sieb mit Versteifungsdraht 21 verstärkt ist, reicht seine Festigkeit nicht aus, um den Filterdruck auszuhalten, da der Draht nur in einer Richtung eingebracht ist, was ein Nachteil ist.

Diese Filter müssen also dem hohen Filterdruck, der durch das thermoplastische geschmolzene Harz entsteht, widerstehen und eine große Filterfläche sichern.

Mit der Erfindung sollen die vorstehend beschriebenen konvenh.onelleri Probleme gelöst werden.

Damit die Erfindung dieser Aufgabenstellung gerecht wird, besteht der Filter für das geschmolzene Harz aus den folgenden Teilen: einem länglichen Filterelement, das bei Sicht in Querschnittsrichtung abwechselnd bogenförmige Vorsprünge und Aussparungen aufweist und das um eine Auflage herum gebildet wird, die das Filterelement an den Vorsprüngen stützt, sich die Aussparungen der Auflage näher zur Mitte der Baugruppe befinden als die bogenförmigen Aussparungen des Filterelements, damit Durchgänge zwischen den bogenförmigen Aussparungen des Filterelements und den Aussparungen in der Auflage geschaffen werden; einen oberen Deckel, der sich an einem Ende der Baugruppe befindet und an diesem Ende mit dem Filterelement verbunden ist; ein unterer Deckel, der sich am anderen Ende der Baugruppe befindet und an diesem Ende mit dem Filterelement verbunden ist, wobei der untere Deckel mit einer Öffnung für den Abfluß des geschmolzenen Harzes versehen ist. Das geschmolzene Harz, das durch die Aussparungen des Filterelements geflossen ist, durchfließt die Räume zwischen den Aussparungen des Filterelements und den Aussparungen in der Auflage in Längsrichtung des Zylinders. Die so aufgebaute Vorrichtung trägt zur Lösung der oben beschriebenen Probleme bei.

Die vorstehend genannte Auflage besteht aus: mehreren Stäben, die alle einen runden Querschnitt haben und mit einem entsprechenden Vorsprung im Filterelement in Kontakt sind; einem zylindrisch zentrierten Teil; mehreren Verbindungselementen, die in einem bestimmten Abstand in Längsrichtung des Zylinders für die Verbindung der Stäbe mit dem zylindrisch zentrierten Teil angeordnet sind. Die Deckel sind alle mit einer Nut versehen, die die gleiche Form wie der Querschnitt des Filterelements aufweist, so daß das Filterelement eingesetzt werden kann. Auch mit dieser Vorrichtung lassen sich die vorstehend genannten Probleme lösen.

Die Aussparungen 6 des Filterelements, in denen das geschmolzene Harz fließt, sind bogenförmig ausgebildet. Deshalb gilt die Gleichung T = R ΔP, wobei R der Krümmungsradius des Bogens ist, AP die Differenz zwischen dem Druck des geschmolzenen Harzes vor und nach dem Filter und T die Spannkraft, die über eine Längeneinheit auf das Filterelement wirkt. Wird eine zulässige Spannkraft Ts angenommen, kann der Krümmungsradius R des bogenförmigen Abschnittes in der Aussparung 6 des Filterelements aus einem Bereich ausgewählt werden, für den gilt: R < Ts/ΔP. Somit ist die poröse Platte, die bei den herkömmlichen zylindrischen Filtern eingesetzt wird, um die Widerstandskraft gegen den Filtrationsdruck zu erhöhen, nicht mehr erforderlich. Außerdem sichert diese Ausführungsform eine große effektive Filterfläche.

Mit der Erfindung läßt sich die Spannkraft, die im Filterelement als Widerstand zum Filtrationsdruck aufgebaut wird, verringern. Demgemäß kann dem höheren Filtrationsdruck, der sich durch die Ansammlung von Fremdstoffen erhöht, entgegengewirkt werden. Da sich zudem die poröse Platte erübrigt, die bei den herkömmlichen zylindrischen Filtern für die Aufnahme des Filtrationsdrucks eingebaut war, kann die effektive Filterfläche groß sein, so daß der Filter über einen längeren Zeitraum betrieben werden kann.

Da das zylindrische Filterelement 1a des in Fig. 15 und 16 dargestellten Filters einen einheitlichen Querschnitt aufweist, nimmt die Strömungsrate des geschmolzenen Harzes, das durch das Filterelement 1 a fließt, nach Durchströmung des Elements zu, was zu einer ungleichmäßigen Verteilung der Strömungsrate und somit zu einer großen Druckdifferenz führt.

Ähniich wird bei dem in Fig. 18 und 19 dargestellten Filter, der in der vorläufigen Veröffentlichung der japanischen Fatentanmeldung (Kokai) Nr.2- 253812 beschrieben wird, der Querschnitt des Strömungsweges des geschmolzenen Harzes nach dem Durchfließen des Filterelements 1a geringer, was zu einer ungleichmäßigen Verteilung der Strömungsrate des geschmolzenen Harzes und somit zu einer großen Druckdifferenz führt.

Bei dem in Fig. 15 dargestellten Filter ist ersichtlich, daß der sich oben am Filter befindende obere Deckel 12, das Filterelement 1a und der untere Deckel 13, der eine Öffnung für den Austritt des geschmolzenen Harzes hat, durch Schweißnähte an deren äußeren Begrenzungen verbunden sind. Wenn nun das Filterelelement 1a ersetzt werden muß, ist die gesamte Baugruppe einschließlich des oberen (12) und unteren (13) Deckels auszutauschen.

Die genannten Nachteile lassen sich durch die vorstehend aufgeführten Merkmale der Erfindung ausschalten.

Das genannte Filterelement besitzt entweder einen Mehrschichtmetallfilter, einen kalzinierten Mehrschichtmetallfilter, ein Sintermetallgewebe oder einen Sintermetallpulverfilter.

Die Erfindung beinhaltet mit einem Gewinde versehene Teile, die das Filterelement mittels Paßgewinde mit dem zylindrisch zentrierten Teil der Auflage verbinden, für die Befestigung des Filterelements, das zwischen dem oberen Deckel und dem unteren, mit einer Öffnung für den Austritt des geschmolzenen Harzes versehenen Deckel eingesetzt wird. Auch diese Konfiguration dient der Lösung der obigen Probleme.

Da bei der Erfindung das gesamte geschmolzene Harz nach dem Durchfluß durch das Filterelement zusammenfließt und den Durchgang für das geschmolzene Harz passiert, dessen Querschnitt stromabwärts größer wird, kann die Strömungsrate des geschmolzenen Harzes für jede Flächeneinheit in allen Abschnitten des Filterelements gleich und der Druckverlust gering sein, während die Filtrationsleistung steigt.

Da nun das Filterelement vom oberen und unteren Deckel festgehalten und bei der Montage mit Hilfe einer zylindrischen Welle rnit Gewindeabschnitten an beiden Enden der Auflage für die Aufnahme des Filterelements zwischen den genannten Deckeln eingesetzt wird, erfolgt der Wechsel des Filterelements einfach durch Herausziehen nach Demontage des oberen Deckels, wodurch die für den Wechsel des Filterelements erforderliche Zeit verkürzt wird.

Da das Filterelement bei der Erfindung, wie oben bereits beschrieben, mit einer Vielzahl von bogenförmigen Aussparungen und Vorsprüngen versehen ist, und der Querschnitt des Filterelements von oben nach unten zunimmt und das Filterelement durch eine Auflage gestützt wird, kann die Strömungsrate des geschmolzenen Harzes, das durch das Filterelement fließt, für eine Flächeneinheit des Filterelements vereinheitlicht werden. Dadurch kann der Filtrationsdruck verringert werden, und die Leistung bei der Abscheidung von Fremdstoffen wird erhöht. Zudem wird das Filterelement mit Hilfe von Gewindeteilen befestigt, die mittels Paßgewindeteilen verbunden sind, und der Querschnitt des Filterelements ändert sich, wie oben beschrieben, so daß das Filterelement problemlos gewechselt werden kann.

Was die in Fig. 26 und 27 dargestellte Siebwechselvorrichtung betrifft, so lassen sich dadurch deutliche zeitliche und arbeitskräftemäßige Einsparungen erreichen, aber die effektive Filterfläche selbst ändert sich dabei nicht. Folglich muß der Filter ebenso häufig wie vorher ersetzt werden, was häufige Stillsetzungen der Produktion bedeutet. Der Produktionsverlust infolge von Stillsetzungen läßt sich alsq nicht verhindern. Außerdem muß bei der beschriebenen Siebwechselvorrichtung ein verschiebbares Gleitblech 122 vorgesehen werden, während das Harz abzudichten ist. Dies ist offensichtlich ein Widerspruch. Folglich läßt sich ein Harzaustritt auch bei dieser Wechselvorrichtung nicht umgehen.

Die vorliegende Erfindung dient der Lösung solcher Probleme bei konventionellen Filtervorrichtungen. Die Erfindung bezieht sich auf Filtervorrichtungen für das Filtrieren von Harz bei der Herstellung von mehrschichtigem Harz, wobei ein zuverlässiger Filtrationsprozeß unter Verwendung gebräuchlicher Filterelemente für alle Filtereinrichtungen für die einzelnen Harzschichten Anwendung findet, wobei das Filterelement eine größere effektive Filterfläche bieten kann, ohne die Außenabmessungen der Extrusionsvorrichtung beim Filtern von Harz für die Herstellung von mehrschichtigem Harz zu verändern, wobei die Qualität des hergestellten Films durch Sicherung einer gleichmäßigen Harzqualität in allen Schichten verbessert wird, die Wechselintervalle des Filterelements in der Filtereinrichtung verlängert werden können und der Zuverlässigkeitsgrad aller Elemente vereinheitlicht werden kann, indem für das Wechseln der Elemente für die Filtervorrichtungen der einzelnen Harzschichten gebräuchliche Hilfsmittel und/oder Werkzeuge eingesetzt werden.

Erfindungsgemäß ist eine Filtereinrichtung für das Filtrieren von geschmolzenem Harz, die für den Einsatz bei der Herstellung von mehrschichtigem Harz bestimmt ist, so aufgebaut, daß ein Filter für die Filtration von geschmolzenem Harz in einem Durchgang, durch den das geschmolzene Harz fließt, zwischen einem Zylinder eines Extruders für geschmolzenes Harz und einer Rohrleitung, die zu einer T-Mischform führt, angeordnet ist.

Die Filtereinrichtung für das Filtrieren vom geschmolzenem Harz, die für den Einsatz bei der Herstellung von mehrschichtigem Harz bestimmt ist, umfaßt des weiteren die folgenden Teile: einen Hauptzylinder für die Zufuhr des geschmolzenen Harzes; Hilfszylinder für die Zufuhr der geschmolzenen Harze; eine T-Form, die über Rohrleitungen mit dem Hauptzylinder und den Hilfszylindern verbunden ist, die geschmolzenen Harze aufnimmt, die zugeführten geschmolzenen Harze in der Breite aufträgt, so daß ein geschichteter Harzstoff entsteht, wobei alle mit einem Hilfszylinder verbundenen Rohrleitungen mit einem zylindrischen Filterelement für das Filtrieren des geschmolzenen Harzes, das sich in koaxialer Richtung in der Leitung befindet, versehen sind; die mit dem Hauptzylinder verbundene Rohrleitung eine Vielzahl zylindrischer Filterelemente für die Futration von geschmolzenem Harz hat, die parallel zueinander im Harzdurchgang vom Hauptzylinder zur T-Form angeordnet sind und deren Anzahl von der Menge des zugeführten Harzes abhängt.

Der so aufgebaute zylindrische Filter, der eine sehr große effektive Filterfläche im Vergleich zu seinen Außenabmessungen aufweist, kann im Innern der Rohrleitung angebracht werden, durch die das geschmolzene Harz vom Hilfszylinder zur T-Form fließt, so daß die Filtereinrichtungen nicht an einem bestimmten Ort angebracht werden müssen.

Mehrere Filterelemente, deren genaue Anzahl von der Menge des zugeführten Harzes abhängt und die alle eine sehr große Filterfläche haben, werden parallel zueinander angeordnet, so daß eine Filtervorrichtung entsteht, und die so entstandene Filtervorrichtung wird nach dem Zylinder des Hauptzylinders angeordnet, und für die Filtervorrichtungen, die bei der Herstellung der einzelnen Harzschichten für eine mehrschichtige Harzstruktur eingesetzt werden, finden identische Filterelemente Anwendung. Mit dieser Ausführung läßt sich eine einheitliche Qualität aller Harze für die einzelnen Schichten sichern und somit die Qualität des hergestellten Films verbessern. Ebenso können die Lebensdauer oder die Austauschintervalle der Elemente der Filtereinrichtung verlängert werden. Zudem wird der Ersatz aller Elemente der Filtereinrichtungen, durch die die einzelnen Harzschichten gebildet werden, mit Hilfe gebräuchlicher Hilfsmittel ermöglicht, und der Zuverlässigkeitsgrad aller Filtereinrichtungen läßt sich vereinheitlichen.

Wie bereits an anderer Stelle ausführlich erläutert, kann mit Hilfe der Erfindung die Filterfläche des Satellitenextruders um das Fünfzehn- bis Dreißigfache des Wertes herkömmlicher Einrichtungen vergrößert werden. Dadurch läßt sich wiederum die Austauschhäufigkeit für den Filter um das Fünfzehn- bis Dreißigfache reduzieren. Da die Filtervorrichtung nicht an einer bestimmten Stelle montiert werden muß und sie gleichzeitig eine große Filterfläche schaffen kann, kann der zur Verfügung stehende Raum vergrößert werden, indem die Vorrichtüng in der Rohrleitung oder an einer anderen Stelle montiert wird.

Indem die gleichen Filter bei allen Extrudern Anwendung finden, läßt sich nicht nur die Qualität der Harze für die einzelnen Filmschichten vereinheitlichen, sondern auch der Austausch der Filter wirtschaftlicher gestalten, da nur ein Wechselfiltertyp vorbereitet werden braucht. Da bei allen Extrudern die gleichen Filter verwendet werden, können die für den Wechsel der Filter erforderlichen zusätzlichen Vorrichtungen oder Hilfsmittel gemeinsam verwendet und somit das Wechseln der Filter ökonomischer gestaltet werden.

4. KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine vertikale Schnittdarstellung durch einen Filter für das geschmolzene Harz gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 2 ist eine Schnittdarstellung entlang der Linie A-A in Fig. 1.

Fig. 3 ist eine Schnittdarstellung entlang der Linie B-B in Fig. 1.

Fig. 4 ist eine vertikale Schnittdarstellung durch einen Filter für das geschmolzene Harz gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 5 ist eine Schnittdarstellung entlang der Linie C-C in Fig. 4.

Fig. 6 ist eine vertikale Schnittdarstellung durch einen Filter für das geschmolzene Harz gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 7 ist eine Schnittdarstellung entlang der Linie A-A in Fig. 6.

Fig. 8 ist eine Schnittdarstellung entlang der Linie B-B in Fig. 6.

Fig. 9 ist eine vertikale Schnittdarstellung durch einen Filter für das geschmolzene Harz gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 10 ist eine Schnittdarstellung entlang der Linie C-C in Fig. 9.

Fig. 11 ist ein Grundriß einer Ausführungsform des Extruders für die Herstellung von mehrschichtigem Harz, bei der eine erfindungsgemäße Filtereinrichtung Anwendung findet.

Fig. 12 ist eine seitliche Ansicht von Fig. 11.

Fig. 13 ist eine vertikale Schnittdarstellung durch die in Fig. 11 dargestellte Filtereinrichtung.

Fig. 14 ist eine Schnittperspektive einer anderen in Fig. 11 dargestellten Filtereinrichtung.

Fig. 15 ist eine vertikale Schnittdarstellung eines herkömmlichen zylindrischen Filters.

Fig. 16 ist eine Schnittdarstellungdes in Fig. 15 dargestellten Filterelements in Ringform.

Fig. 17 ist eine Schnittdarstellung des in Fig. 15 dargestellten Filterelements in Faltenform.

Fig. 18 ist eine Schnittdarstellung durch ein herkömmliches Filtermaterial.

Fig. 19A ist eine perspektivische Ansicht eines Filterelements mit dem in Fig. 18 dargestellten Filtermaterial.

Fig. 19B ist eine Schnittdarstellung durch eine Filtervorrichtung, bei der das in Fig. 18 dargestellte Filtermaterial zum Einsatz kommt.

Fig. 20 ist eine Schnittdarstellung durch einen konventionellen Filterabschnitt.

Fig. 21 ist eine Vergrößerung des in Fig. 20 dargestellten Filtermaterials.

Fig. 22 ist ein Grundriß eines konventionellenöextruders für die Herstellung von mehrschichtigem Harz.

Fig. 23 ist eine Seitenansicht von Fig. 22.

Fig. 24 ist die Vorderansicht eines konventionellen Filters.

Fig. 25 ist eine Seitenrißdarstellung von Fig. 24.

Fig. 26 ist die Vorderansicht einer herkömmlichen mit Filtern ausgestatteten Siebwechselvorrichtung.

Fig. 27 ist eine Seitenrißdarstellung von Fig. 26.

5. BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Die Erfindung soll nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert werden.

Fig. 1 bis 3 stellen eine erste Ausführungsform der Erfindung dar. Die Ziffer 1 in den Abbildungen stellt ein aus einem Sintersieb bestehendes Filterelement dar. Die Ziffern 2 und 3 bezeichnen die Auflage 2 bzw. die untere Öffnung 3. Die Einsatznut, in die das Filterelement 1 eingesetzt wird, ist mit der Ziffer 4 bezeichnet. Fig. 2 und 3 sind Schnitte entlang der Linie A-A bzw. B-B in Fig. 1. Das Filterelement 1 ist mit bogenförmigen Vorsprüngen 5 und bogenförmigen Aussparungen 6 versehen. Alle Vorsprünge 5 befinden sich in Kontakt mit der Auflage 2, während die Aussparungen 6 als Durchgang für das geschmolzene Harz dienen. Der bevorzugte Krümmungsradius R der Aussparungen 6 wird nach der Gleichung R < Ts/ΔP bestimmt.

Die Auflage 2 besteht aus einer Vielzahl von Stäben 7, die sich alle mit einem Vorsprung 5 des Filterelements 1 in Kontakt befinden, einer zentralen zylindrischen Welle 8 und einer Vielzahl von Stäben 9, die mit einem bestimmten Abstand in zylindrischer Längsrichtung angeordnet sind und sich in radialer Richtung erstrecken, um die Verbindung zwischen den Stäben 7 und der zentralen zylindrischen Welle 8 herzustellen.

Das geschmolzene Harz fließt durch das Filterelement 1 von außen nach innen in die Aussparungen 6. Nunmehr gelangt das gefilterte geschmolzene Harz in die in der Mitte des Filters 10 befindlichen Durchgänge und wird durch die untere Öffnung 3 freigegeben.

Fig. 4 stellt eine zweite Ausführungsform der Erfindung dar, und Fig. 5 ist ein Schnitt entlang der Linie C-C in Fig. 4. Der Aufbau der Auflage 2 unterscheidet sich in diesem Fall von der ersten Ausführungsform Bei dieser Ausführungsform besteht die Auflage 2, wie in Fig. 5 dargestellt, aus einem Zylinder mit Vorsprüngen und Aussparungen, wodurch die Vorsprünge 46 entstehen. Die Auflage 2 besteht ganz konkret aus einer Vielzahl von Vorsprüngen 46, die sich alle mit einem Vorsprung 45 des Filterelements 41 in Kontakt befinden, einer Vielzahl von Aussparungen 49, die im Zusammenwirken mit den Aussparungen 47 des Filterelements 41 Räume 48 bilden, durch die das geschmolzene Harz in Längsrichtung des Zylinders fließen kann.

Das geschmolzene Harz fließt durch die Aussparungen 47 des Filterelements 41 in radialer Richtung von außen nach innen. Das so gefilterte geschmolzene Harz fließt in die Räume 48 zwischen den Aussparungen 47 des Filterelements 41 und den Aussparungen 49 der Auflage 42 und fließt durch die untere Öffnung 3 ab. Für den Krümmungsradius R der Aussparungen 6 des Filterelements 1 und die Aussparungen 47 des Filterelements 41 gilt die Gleichung T = R ΔP, wobei T die Spannkraft des Filterelements über eine Längeneinheit ist. Somit kann der Krümmungsradius des bogenförmigen Abschnitts der Aussparung des Filterelements aus dem mit R ( Ts/AP definierten Bereich ausgewählt werden. Auch hler ist R wieder der Krümmungsradius des bogenförmigen Abschnitts des Filterelements, Ts die zulässige Spannkraft (kp/cm) für das Filterelement und ΔP der Differentialdruck (kp/cm²) des geschmolzenen Harzes vor und nach dem Filter. Die zulässige Sparuikraft Ts für das Filterelement kann durch Wahl eines geeigneten R-Wertes entsprechend der Beziehung R ( Ts/ΔP erhöht werden. Folglich ist es möglich, die Widerstandskraft gegenüber dem Filterdruck ohne Einsatz von Verstärkungselementen zu erhöhen, wie das bei der herkömmlichen porösen Platte der Fall ist.

Die Filter der ersten und zweiten Ausführungsform sind mit einer Auflage 2 versehen, die Stäbe 7 oder Vorsprünge 46 aufweist, die radial angeordnet sind und sich in Längsrichtung erstrecken (axiale Richtung). Der Filter umfaßt des weiteren die Deckel 20 und 30, die beide Enden (das obere und untere Ende in der Abbildung) verschließen, so daß ein zylindrischer korbartiger Körper entsteht. Der untere Deckel 30 ist mit einer Öffnung 3 für den Abfluß des gefilterten geschmolzenen Harzes versehen. Der Harzfluß ist in den Abbildungen mit P gekennzeichnet. Der obere und untere Deckel 20 und 30 sind mit einer Nut 4, 4 versehen, deren Form dem Querschnitt des Filterelements 1 oder 41 entspricht, so daß das Filterelement in die Nuten eingesetzt werden kann. Diese Nuten gewährleisten eine sichere Befestigung des Filterelements.

Fig. 6 bis 8 stellen eine dritte Ausführungsform der Erfindung dar. Fig. 7 ist ein Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 6, und Fig. 8 ist ein Schnitt entlang der Linie B-B in Fig. 6.

Die Konfiguration der dritten Ausführungsform ist ähniich der bei der ersten Ausführungsform mit Ausnahme der Tatsache, daß die zylindrische Baugruppe bei der ersten Ausführungsform durch eine stumpfförmige Vorrichtung ersetzt wird, deren Querschnitt in Stromrichtung (von stromaufwärts nach stromabwärts) zunimmt.

Fig. 9 und 10 zeigen eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Fig. 10 ist ein Schnitt entlang der Linie C-C in Fig. 9.

Die Konfiguration der vierten Ausführungsform ist ähniich der bei der zweiten Ausführungsform mit Ausnahme der Tatsache, daß die zylindrische Baügruppe bei der zweiten Ausführungsform durch eine stumpfförmige Vorrichtung ersetzt wird, deren Querschnitt in Stromrichtung (von stromaufwärts nach stromabwärts) zunimmt.

Eine fünfte Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 11 bis 14 dargestellt. Wie aus den Fig. 11 und 12 ersichtlich ist, trägt die T-Mischform 51 die aus den Rohren 52, 53 und 54 kommenden Harze in der Breite auf und laminiert diese im Anschluß daran, der Austritt erfolgt über den Ausgang 56 mittels eines Schlitzes 55.

Die Ziffern 57, 58 und 59 sind Rohrleitungen, durch die das geschmolzene Harz vom Hauptextruder 60 und den Hilfsextrudern 61 und 62 in die T- Mischform 51 fließt. An die Rohrleitung 57 ist stromaufwärts eine Filtervorrichtung 63 angeschlossen, die sich vor dem Hauptextruder 60 befindet, während die Rohrleitungen 58 und 59 mit den Filtervorrichtungen 64 verbunden sind, die sich vor dem Extruder 61 bzw. 62 befinden. Alle vorstehend genannten Rohrleitungen 57, 58 und 59 sind stromabwärts mit entsprechenden Rohrleitungen 52, 53 oder 54 verbunden, die wiederum alle mit Hilfe von Befestigungsschrauben usw. an die T-Mischform angeschlossen sind.

Die Extrusionsvorrichtungen 60, 61 und 62 weisen alle eine bekannte Ausführungsart auf und sind dafür ausgelegt, Harze zu Folie oder Filmmaterial zu kneten und zu extrudieren. Die von den drei Extrusionsvorrichtungen 60, 61 und 62 extrudierten geschmolzenen Harze gelangen über die Rohrleitungen 57 und 52, die Rohrleitungen 58 und 53 bzw. die Rohrleitungen 59 und 54 in die T- Mischform 51.

Zur Abscheidung der im geschmolzenen Harz enthaltenen Fremdstoffe dient die in Fig. 14 dargestellte Filtereinrichtung 63 für den Hauptextruder 60, die mit einer Vielzahl sternförmiger zylindrischer Filter 65 versehen ist, sowie die in Fig. 13 gezeigte Filtereinrichtung 64 für den Hilfsextruder 61 oder 62, die mit einem sternförmigen zylindrischen Filter 65 ausgestattet ist. Für diese Filter 65 kann jeder der oben genannten sternförmigen zylindrischen Filter aus Fig. 1 bis 5 verwendet werden. Bei der Filtereinrichtung 63 für den Hauptextruder 60 werden mehrere sternförmige zylindrische Filter auf einer Platte 88 befestigt, während die Filtereinrichtung 64 für den Hilfsextruder 61 oder 62 nur mit einem Filter ausgerüstet ist. Alle diese Filter 65 werden mit Schrauben so befestigt, daß sie austauschbar sind.

Es finden einheitlich sternförmige zylindrische Filter 65 Anwendung, deren Aufbau einer der in Fig. 1 bis 5 dargestellten Ausführungen entspricht. Bei der Filtereinrichtung 63 für den Hauptextruder 60 wird eine Vielzahl von Filtern austauschbar im Innern eines externen Zylinders 86 angeordnet, wie aus Fig. 14 ersichtlich ist. Bei der Filtereinrichtung 64 für den Hilfsextruder 61 oder 62 wird hingegen ein Filter austauschbar in einem externen Zylinder 87 angebracht, wie in Fig. 13 zu sehen ist. Die in Fig. 1 und 4 dargestellten Filterelemente 1 und 41 können außer aus einem Sintermetallsieb, laminierten Metalisieb, kalzinierten Sieb, laminierten Metallschirm, Sintermetallfilzgewebe, Sintermetallpulver usw. bestehen. Der Buchstabe P in den obigen Abbildungen kennzeichnet das geschmolzene Harz.

Der sternförmige zylindrische Filter 65, der im Vergleich zu seinen Außenmaßen eine sehr große Filterfläche aufweist, kann im Innern der Rohrleitungen montiert werden, die zum Zwecke der Zufuhr von geschmolzenen Harzen ebenfalls der Abstimmung zwischen den Zylindern der Hilfsextruder 61 und 62 mit der T-Form dienen. Folglich ist kein besonderer Raum für die Filtereinrichtung 64 erforderlich.

Bei der Filtereinrichtung 63 werden mehrere sternförmige zylindrische Filter, die alle eine sehr große Filterfläche aufweisen und deren Anzahl vön der Menge des zugeführten Harzes abhängt, parallel zueinander angeordnet. Die so aufgebaute Filtervorrichtung 63 wird nach dem Zylinder des Hauptextruders 60 vorgesehen. Andererseits werden die gleichen stemförmigen zylindrischen Filterelemente für die Filtervorrichtungen 63 und 64 für die Harzschichten bei der Herstellung einer mehrschichtigen Harzstruktur verwendet. Mit dieser Konfiguration kann für alle Harze in den einzelnen Schichten eine einheitliche Qualität gesichert und die Qualität des hergestellten Films verbessert werden. Zudem lassen sich die Lebensdauer oder die Austauschintervalle der Elemente in den Filtervorrichtungen 63 und 64 verlängern. Außerdem sind alle Elemente der Filtereinrichtungen 63 und 64, mit deren Hilfe die einzelnen Harzschichten hergestellt werden, mittels derselben Hilfsmittel austauschbar, so daß sich alle Filtervorrichtungen durch eine einheitliche Zuverlässigkeit auszeichnen.


Anspruch[de]

1. Ein Filtereinrichtung für das Futrieren von geschmolzenem Harz, die folgendes umfaßt: ein Längsfilterelement (1), das bei Betrachtung in Querschnittsrichtung abwechselnd aus bogenförmigen Vorsprüngen (5) und bogenförmigen Aussparungen (6) gebildet wird, wobei das Filterelement um eine Auflage (2) herum angeordnet wird und diese Auflage (2) das Filterelement an den Vorsprüngen (5) stützt und sich die Aussparungen der Auflage näher zur Mitte der Vorrichtung befinden als die bogenförmigen Aussparungen (6) des Filterelements, damit Durchgänge (10) zwischen den bogenförmigen Aussparungen des Filterelements und den Aussparungen in der Auflage (2) entstehen; einen oberen Deckel (20), der sich an einem Ende der Vorrichtung befindet und an diesem Ende am Filterelement (1) befestigt ist; einen unteren Deckel (30), der sich am anderen Ende der Vorrichtung befindet und an diesem Ende am Filterelement befestigt und mit einer Öffnung (3) für die Abgabe des geschmolzenen Harzes versehen ist.

2. Die Filtereinrichtung für das Filtrieren von geschmolzenem Harz gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Auflage (2) mehrere stabförmige Teile (7) umfaßt, die alle einen runden Querschnitt und Kontakt mit einem entsprechenden Vorsprung (5) des Filterelements (1) haben, ein zylindrisch zentriertes Teil (8) und mehrere Verbindungselemente (9), die in Abständen in Längsrichtung der Auflage (2) für die Verbindung der stabförmigen Teile (7) mit dem zylindrisch zentrierten Teil (8) angeordnet sind.

3. Die Filtereinrichtung für das Filtrieren von geschmolzenem Harz gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Auflage (2) Vorsprünge und Aussparungen und einen sternförmigen Querschnitt aufweist.

4. Die Filtereinrichtung für das Filtrieren von geschmolzenem Harz gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die beiden Deckel (20, 30) eine Nut (4, 4) aufweisen, die die gleiche Form wie der Querschnitt des Filterelements (1) hat, so daß das Filterelement (1) in die Nut (4, 4) eingeführt werden kann.

5. Die Filtereinrichtung für das Futrieren von geschmolzenem Harz gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Filterelement (1) einen gleichmäßigen Querschnitt aufweist.

6. Die Filtereinrichtung für das Futrieren von geschmolzenem Harz gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß sich der Querschnitt des Filterelements (1) vom oberen Deckel zum unteren Deckel vergrößert.

7. Die Filtereinrichtung für das Filtrieren von geschmolzenem Harz gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Filterelement (1) aus der Gruppe ausgewählt wird, die Mehrschichtmetallfilter, kalzinierte Mehrschichtmetallfilter, Sintermetallgewebe und Sintermetallpulver umfaßt.

8. Die Filtereinrichtung für das Filtrieren von geschmolzenem Harz gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß sich wenigstens einer der Deckel (20, 30) an der Auflage (2) befindet und abnehmbar ist.

9. Die Filtereinrichtung für das Futrieren von geschmolzenem Harz mit einem Zylinder (87) und einer im Zylinder befindlichen Filtervorrichtung (65) gemäß einem der Ansprüche 1-8, gekennzeichnet dadurch, daß zwischen dem Zylinder und dem Filter Zwischenräume gebildet werden, damit das ungefilterte geschmolzene Harz fließen kann.

10. Die Filtereinrichtung für das Filtrieren von geschmolzenem Harz mit einem Zylinder (86) und zwei oder mehreren parallel angeordneten Filterelementen (65) gemäß einem der Ansprüche 1-8, gekennzeichnet dadurch, daß zwischen dem Zylinder und dem Filter Zwischenräume gebildet werden, damit das ungefilterte geschmolzene Harz fließen kann.

11. Eine Preßmaschine für den Einsatz bei der Herstellung von mehrschichtigem Harz, gekennzeichnet dadurch, daß sich die Filtervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1-8 in einem Hauptzylinder und die Filtervorrichtungen in Hilfszylindern befinden.







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