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Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von beliebig langen
Formlingen Stangenförmige Profilkörper aus Kunststoffen mit engem Schmelzbereich, z. B. aus linearen Polymeren wie Polyamiden, Polyestern, Poly- äthylen etc., werden bis jetzt meist in diskontinuierlicher Arbeitsweise hergestellt, indem der geschmolzene Kunststoff in eine dem gewünschten Querschnitt entsprechende geschlossene Form eingepresst und unter Pressdruck gehal. ten wird, bis der Kunststoff sich durch Abkühlen verfestigt.
Die beim Füllen der Form auftretenden Schwierigkeiten werden beispielsweise umgangen, indem an die Maschine, die das geschmolzene Material unter Druck in eine Form presst, mehr als eine geschlossene Form angebaut wird, wobei die Zufuhrleitung zu der einen Form mit einem Sicherheitsventil versehen ist zur Abführung der nicht durch eine Form aufgenommenen Schmelze in eine zweite Form (deutsche Patentschrift Nr. 883062).
Durch diese Änderung gestaltet sich wohl das Verfahren kontinuierlich, doch ist die Länge der Profilkörper durch die Verwendung geschlossener Formen beschränkt.
Es wurde auch schon vorgeschlagen, das Verfahren zur Herstellung länglicher Profilkörper kontinuierlich zu gestalten, wobei die Länge der Profilkörper nicht beschränkt wird, indem an eine Strangpresse ein offenes Kühlrohr angebaut wird, durch das die Schmelze geführt wird, wobei sie allmählich erstarrt. Durch die Abkühlung schrumpft das verformte Material und der verfestigte Formkörper löst sich von den Wänden der rohrförmigen Form (Schweizer Patentschrift Nr. 297508). Es zeigt sich aber, dass auf Polykondensatschmelzen wegen ihrer Dün, nflüssigkeit zuerst ein Gegendruck in der genannten Form ausgeübt werden muss, bis sich die zuerst in das Rohr eingeleitete Schmelze verfestigt hat.
Dadurch wird aber bewirkt, dass die immer auftretende Schrumpfung durch das durch die Schneckenpresse nachgedrückte Material wieder kompensiert wird, so dass der verfestigte Formkörper an der Rohrwand klebt.
Eine kontinuierliche Herstellung von Stäben aus Polykondensaten lässt sich nach einem wei' teren Vorschlag erreichen, wenn sogenannte gleitende Formen an einer Strangpresse verwen- det werden, die den stabförmigen Formkörpet so lange abstützen, bis er verfestigt ist. Eine solche Form besteht aus zwei Teilen : Der eine ist als Rohr fest mit dem Düsenmund der Strangpresse verbunden, während der zweite Teil als äusseres Rohr über das erste koaxial verschiebbar montiert ist. Der verschiebbare Teil wird bei Fabrikationsbeginn mit einem Deckel geschlossen.
Wenn sich die Form mit Material füllt, lässt man den verschiebbaren Teil, der eventuell mit einer Kühlvorrichtung versehen ist, nach Massgabe der Schmelzliefe- rung in die Form und unter deren Druck vom Düsenmund weggleiten.
Die Schmelze verfestigt sich in diesem Formteil, worauf das verschiebbare Rohr wieder gegen den Düsenmund zurückgeschoben wird.
Da auch nach diesem Verfahren ein Verkleben des Formlings mit der Formwand nicht zu vermeiden ist, wird der verschiebbare Teil in Gestalt von zwei sich zu einem Rohr ergänzenden Schalen ausgebildet, so dass das Ablösen vom verfestigten Stück des Formlings möglich wird.
Dieses Verfahren ist jedoch ziemlich umständlich. Zudem erhält man keine saubere Oberfläche des Formlings, so dass eine Nachbearbeitung nötig ist.
Es wurde auch schon vorgeschlagen, Teile der Pormwand als Filter auszubilden und durch diese Filter Schmiermittel auf den Formling zu pressen. Diese bekannten Verfahren verwenden jedoch Filter, welche nur einen geringen Druck, abfall erzeugen, so dass Druckschwankungen der Schneckenpresse sich durch Schwankungen der Schmiermittelmenge ungunstig auf den Formling auswirken.
Es wurde nun gefunden, dass sich die Herstellung von beliebig langen Formlingen wie Stangen oder Hohlkörpern aus thermoplastschen Kunststoffen mit engem Schmelzbereich auf einfache Weise kontinuierlich gestalten lässt, ohne dass die Formlinge an der Formwand kleben bleiben.
Erfindungsgemäss wird nun ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von beliebig langen Formlingen aus thermoplastischen Kunststoffen mit engem Schmelzbereich durch
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Auspressen der plastifizierten Kunststoffe in eine offene Form mittels einer Strangpresse vorgesehen, wobei durch ein Filter hindurch, das einen querschnittsförmigen Teil der Form- wand bildet, ein flüssiges Schmiermittel auf den Formling in Gestalt eines Filmes aufgebracht wird und wobei die Temperatur des Formlings in der Form in an sich bekannter Weise geregelt wird, welches Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass das Schmiermittel durch ein Filter gepresst wird, das im Schmiermittel einen Druckabfall erzeugt, der grösser ist als der Auspressdruck der Strangpresse.
Die Temperatur des Kunststoffes in der Form wird beispielsweise so geregelt, dass der Kunststoff zwischen dem Mundstück der Strangpresse und dem Filter in plastischem Zustand gehalten wird, falls dies nötig ist. Nach dem Passieren des Filters kann der Formling gekühlt werden.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, bestehend aus einer Strangpresse und anschliessender offener Form, von welcher Form ein querschnittförmiger Teil als Filter ausgebildet ist, aus bekannten Vorrichtungen zur Temperaturregulierung der Form und aus bekannten Vorrichtungen zum Durchpressen eines Schmiermittels durch das Filter ins Innere der Form ist dadurch gekennzeichnet, dass das Filter im Schmiermittel einen Druckabfall erzeugt, der grösser ist als der Auspressdruck der Strangpresse. Beispielsweise kann dabei zwischen dem Mundstück der Strangpresse und dem Filter eine Heizvorrichtung und nach dem Filter eine Kühlvorrichtung angebracht sein.
Es wäre an und für sich denkbar, den Schmiermittelfilm, der das Kleben des Formlings an der Formwand bei der Verfestigung verhindert, durch einen Spalt in der Innenwand der Form aufzubringen. Bekanntlich treten aber an der Düse von sogenannten Schneckenpressen grosse Druckschwankungen auf, so dass eine gleichmässige Schmiermitteldosierung durch einen Spalt nur schwer zu bewerkstelligen ist. Durch die Verwendung von Filtermaterial mit einem Filterwiderstand, der grösser ist als der Auspressdruck, wird erreicht, dass Druckschwankungen am Strangpressen-Austritt auf die Schmiermittelzufuhr praktisch keinen Einfluss haben. Als Filter verwendet man vorzugsweise gesintertes Material, das temperaturbeständig, gegen die austretende Schmelze inert und gegen das Schmiermittel korrosionsbeständig ist, wie etwa Sintereisen, Sinterkorund, Sinterglas usw.
Die Erfindung soll an Hand der Zeichnung, welche einen Längsschnitt durch die Vorrich- tung zeigt, erläutert werden.
Die Schmelze 1 fliesst, gefördert durch die Schnecke 3, durch das Gehäuse 2 und durch das Mundstück 4. Am Mundstück ist mittels des Flansches 13 die Vorrichtung zur Formgebung angeschlossen. Diese umfasst zunächst ein Filter 5 mit hohem Filterwiderstand, das über eine Druckausgleichskammer 6 mit einer
Zahnradpumpe 7 in Verbindung steht. Durch die Zahnradpumpe 7 wird der Druckausgleichs- kammer 6 und von hier über das Filter 5 dem am Mundstück austretenden, noch schmelz- flüssigen Strang öl in Gestalt eines die Ober- fläche deckenden Filmes zugeführt. Das öl wird dem Vorratsbehälter 8 entnommen. Unter
Umständen ist es vorteilhaft, zwischen. Filter und Mundstück ein Zwischenstück 9, das mit einer Heizeinrichtung 10 versehen ist, anzu- bringen, um der Gefahr des Einfrierens der
Schmelze in der Düse entgegenwirken zu kön- nen.
Anschliessend an das Filterstück ist die
Form 11 mit einem Doppelmantel 12 versehen, damit die Verfestigung durch Kühlen beschleu- nigt werden kann.
Da die Liefermenge der Schneckenpresse unab- hängig vom Querschnitt des hergestellten Profils konstant bleibt, ändert sich mit dem Querschnitt nur die Vorschubgeschwindigkeit, so dass die
Menge des zugeführten Schmiermittels praktisch konstant bleiben kann. Der Druck der Schmelze am Mundstück schwankt normalerweise zwischen
20 und 50 at. Der Filterwiderstand soll unter diesen Umständen etwa 50-60 at betragen, so dass der Schmiermitteldruck in der Ausgleichs- kammer etwa 100--110 at erreichen soll. Als
Schmiermittel werden vorzugsweise Öle ver- wendet. Praktisch können alle öle benützt werden, die bei der Arbeitstemperatur stabil bleiben und eine Viskosität aufweisen, die bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck die
Schmierung sicherstellen.
Das benützte Schmier- mittel soll bei den in der Form herrschenden
Bedingungen sich mit dem geschmolzenen
Kunststoff nicht vermischen und diesem gegen- über inert sein. Selbstverständlich ist eine ge- ringe Absorption des Schmiermittels im Kunst- stoff nicht zu verhindern.
Beim Beginn der Herstellung von länglichen
Formlingen muss selbstverständlich in der Form mittels eines Kolbens, der möglichst genau in die Form passt und der sich möglichst nahe am
Mundstück befindet, ein Gegendruck auf die
Schmelze ausgeübt werden. Dieser Kolben wird nach Massgabe des Vorrückens des Formlings in die Form zurückgedrängt und endlich entfernt.
Beispiel 1
EMI2.1
das Filter wird Paraffinöl in einer Menge von zirka 0, 1-0, 4 ml/min zugeführt. Der Druck der Schmelze beträgt an der Düse 50 at, der Filterwiderstand beträgt 60 at, so dass der Schmiermitteldruck im Druckausgleichsgefäss 110 at erreicht. Nach dem gleichen Verfahren können natürlich auch Hohlkörper wie Rohre
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usw. hergestellt werden. Dabei muss selbstverständlich eine Form mit einem Kern verwendet werden, wobei sowohl die äussere Wand der Form wie auch der Kern selbst möglichst auf gleicher Höhe nach dem Mundstück als Filter ausgebildet sind und beiden Filtern das Schmiermittel unter Druck zugeführt wird, so dass je ein Schmiermittelfilm die äussere und innere Oberfläche des entstehenden Kunststoffrohres bedeckt.
Beispiel 2
Ein Polystyrol-Formpulver wird zu einer Stange von 10 mm Durchmesser geformt, indem es in einer Schneckenpresse auf 2250 C erhitzt wird und durch das Mundstück in eine Form, deren Wand teilweise aus einem Filter aus Sintereisen besteht, eingeführt wird. Die Länge der Form beträgt 8 m. Das Schmiermittelin diesem Falle Silikonöl-wird mit einem Druck von 65 at aus dem Sintereisenfilter gepresst, und zwar in einer Menge von etwa 0, 6 ml/min, so dass der Schmiermittelfilm die innere Oberfläche der Form dauernd bedeckt.
Die Temperatur im Doppelmantelrohr beträgt 770 C und wird mit Hilfe von Wasser aufrechterhalten. Die Stange wird mit einer Geschwindigkeit von 1, 03 m/min, was 5 kgjh entspricht, ausgepresst.
Beispiel 3
Schnitzel aus Poly-hexamethylenadipamid (Nylon 66) werden auf einer Schneckenpresse bei 2700 C plastifiziert und kontinuierlich durch eine Form von 6 m Länge und 20 mm Innendurchmesser mit einem Vorschub von 13 m/h augestossen. Zwischen dem Mundstück der Schneckenpresse und der Form, die mit Wasser gekühlt ist, ist ein Sintermetallring angebracht, durch den man mit einem Druck von 80 at Paraffinöl in einer Menge von 0, 3-0, 5 ml Imin einpresst. Das Paraffinöl umhüllt den Stab mit einem Schmiermittelfilm und verhindert so dessen Kleben an der Formwandung.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von beliebig langen Formlingen aus thermoplastischen Kunststoffen mit engem Schmelzbereich durch Auspressen der plastifizierten Kunststoffe in eine offene Form mittels einer Strangpresse, wobei durch ein Filter hindurch, das einen querschnittförmigen Teil der Formwand bildet, ein flüssiges Schmiermittel auf den Formling in Gestalt eines Filmes aufgebracht wird und wobei die Temperatur des Formlings in der Form geregelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Filter verwendet wird, das im Schmiermittel einen Druckabfall erzeugt, der grösser als der Auspressdruck der Strangpresse ist.