CH353165A - Verfahren zur Herstellung thermoplastischer Erzeugnisse und Schneckenextruder zur Ausführung des Verfahrens - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren zur Herstellung thermoplastischer Erzeugnisse und Schneckenextruder zur Ausführung des Verfahrens
Das Patent betrifft ein Verfahren zur Herstellung thermoplastischer Erzeugnisse, wie Folien, Profile und Rohre, unmittelbar aus pulverförmigem Ausgangsmaterial mittels eines Schneckenextruders sowie einen Schneckenextruder zur Ausführung des Verfahrens und ein nach diesem Verfahren hergestelltes Erzeugnis.



   Bisher war es üblich, thermoplastische Trockenpulver mit oder ohne beigemischte Weichmacher, Stabilisatoren und Farbstoffe in einem   Ein- oder    Doppelschneckenextruder miteinander zu verkneten und daran anschliessend zunächst zu granulieren.



  Erst in einem weiteren Arbeitsgang wurde dieses Granulat dann mittels eines anderen Extruders zu Folien, Profilmaterial oder Rohren verarbeitet.



   Man hat auch schon versucht, die Zwischenstufe des Granulierens wegzulassen und das pulverförmige Ausgangsmaterial unmittelbar zu Folien, Profilmaterial oder Rohren zu verarbeiten. Dies führte jedoch meist zu einem Endprodukt, dessen Gleichmässigkeit nicht befriedigt; denn in den be  kannten    Extrudern, welche mit dem für die Herstellung des Endproduktes erforderlichen Druck arbeiten, wird das Material nicht genügend homogenisiert.



   Zur Vermeidung dieses Nachteils wird bei dem Verfahren nach der Erfindung das pulverförmige Ausgangsmaterial nach dem Passieren der Förder-,   Kompressions- und    Aufschmelzzone einer ersten Schnecke mittels einer zweiten Schnecke entgegengesetzter, jedoch geringerer Förderwirkung weiter homogenisiert. Auf diese Weise wird sowohl der zum Extrudieren des Endproduktes erforderliche Druck als auch die geforderte Homogenisierung erreicht.



   Bei dem Schneckenextruder zur Ausführung dieses Verfahrens ist einer ersten Schnecke eine zweite Schnecke mit entgegengesetzter, jedoch kleinerer Förderwirkung nachgeschaltet. Beide Schnecken sind in axialer Ausfluchtung zueinander angeordnet.



   Beide Schnecken sitzen vorzugsweise auf einer gemeinsamen Welle, wobei die eine Schnecke linksund die andere rechtsgängig ist. Es können jedoch auch beide Schnecken links- oder rechtsgängig sein, also gleichen Windungssinn haben und mit einander entgegengesetzten Drehrichtungen rotieren.



   Um in den Gängen der zweiten Schnecke die erforderliche Knetwirkung zu erzielen, ohne dass die Temperatur durch die Reibung im Material unzulässig ansteigt, kann es zweckmässig sein, der zweiten Schnecke eine andere Steigung zu geben als der ersten. Die Entscheidung hierüber hängt von der Art des verarbeiteten Materials ab.



   Das Kammervolumen der zweiten Schnecke ist zweckmässig höchstens gleich dem Kammervolumen der ersten Schnecke zu wählen, damit intensive Umlaufströmungen in den Gängen der zweiten Schnecke entstehen.



   Der Erfindungsgegenstand wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt einen schematischen Längsschnitt durch eine beispielsweise Ausführung der wesentlichen Teile des neuen Schneckenextruders.



   In der Zeichnung ist das Gehäuse 1 des Schnekkenextruders nur teilweise dargestellt. Dieses Gehäuse hat eine Öffnung 2, durch welche die Schnekkenwelle 3 hindurchgeht, eine Öffnung 4 für die Zufuhr des pulverförmigen Ausgangsmaterials und eine die Austrittsdüse 5 bildende Öffnung. Das Gehäuse trägt einen nicht dargestellten Heizkörper. Im Hohlraum des Gehäuses 1 befindet sich eine erste   Schnecke 6 mit einer Förderzone 7, einer Kompressionszone 8 und einer Aufschmelzzone 9 sowie eine zweite, kürzere Schnecke 10. Die Gänge der ersten Schnecke verlaufen im Sinne eines Linksgewindes, die der zweiten Schnecke 10 im Sinne eines Rechtsgewindes. Beide Schnecken 6 und 10 sitzen auf der gemeinsamen Schneckenwelle 3.



   Rotiert die Schneckenwelle 3 in Richtung des Pfeils 11, so fördert die erste Schnecke 6 das durch die Öffnung 4 zugeführte, pulverförmige Ausgangsmaterial in der mit dem Pfeil 12 bezeichneten Förderrichtung durch die Zonen 7, 8, 9 und presst es weiter in die Gänge der zweiten Schnecke 10. Da die Gänge dieser zweiten, kürzeren Schnecke 10 eine Schraubenlinie bilden, welche zur ersten Schnecke 6 gegenläufig verläuft, hat die zweite Schnecke 10 eine entgegengesetzt zum Pfeil 12 gerichtete Förderwirkung. Sie ist jedoch kleiner als die Förderwirkung der ersten Schnecke 6. Es überwiegt deshalb die Förderwirkung der ersten Schnecke 6, und das Material wird schliesslich durch die Düse 5 extrudiert. Dabei ist die erste Schnecke 6 so dimensioniert, dass sie trotz der Gegenwirkung der zweiten Schnecke 10 den erforderlichen Druck an der Düse 5 erzeugt.



   Es hat sich gezeigt, dass das Material in den Gängen der zweiten Schnecke 10 einer hohen Knetwirkung ausgesetzt ist und dementsprechend homogenisiert wird; denn es wird gegen die bis in die Gänge der zweiten Schnecke 10 reichende Förderwirkung der ersten Schnecke 6 zurückgedrückt. Dabei verläuft der Knetvorgang hauptsächlich im Innern des Materials und nicht an den Flächen der zweiten Schnecke 10 bzw. an den Wänden des Gehäuses 1, welche die Schnecke 10 umschliessen.



   Die Anordnung beider Schnecken 6 und 10 auf einer gemeinsamen Welle 3 ermöglicht es, mit einer einzigen Wellendurchführung 2 auszukommen, welche überdies in der Zone des geringsten Druckes liegt. Grundsätzlich kann der Schneckenextruder jedoch auch   zwei    Schnecken besitzen, wobei die Welle der zweiten Schnecke durch die hohl ausgeführte Welle der ersten Schnecke hindurchgeführt ist. Dabei können beide Schnecken entgegengesetzt zueinander rotieren und übereinstimmenden Windungssinn haben.



   Die zweite Schnecke ist besonders bei empfindlichen Materialien so zu dimensionieren, dass die erforderliche Homogenisierung erreicht wird, ohne dass die im Material entstehende Reibungswärme die zulässige Grenze überschreitet. Dabei kann für die zweite Schnecke eine andere Steigung zweckmässig sein als für die erste.



   An Stelle der in der Zeichnung dargestellten, kernprogressiven ersten Schnecke kann auch eine Schnecke anderer Art, beispielsweise eine gangprogressive Schnecke der zweiten Schnecke, vorgeschaltet sein.



   In jedem Falle ist die Dimensionierung beider Schnecken und deren Umlaufgeschwindigkeit den Eigenschaften des zu verarbeitenden pulverförmigen Ausgangsmaterials sowie der Art und Grösse der Austrittsdüse zweckentsprechend anzupassen.



  Die Heizung des Extruders erfolgt nach bekannter Art, beispielsweise progressiv längs des Förderweges.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zur Herstellung thermoplastischer Erzeugnisse unmittelbar aus pulverförmigem Ausgangsmaterial mittels eines Schneckenextruders, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangsmaterial nach dem Passieren der Förder-, Kompressionsund Aufschmelzzone einer ersten Schnecke (6) mittels einer zweiten Schnecke (10) entgegengesetzter, jedoch geringerer Förderwirkung weiter homogenisiert wird.

   II. Schneckenextruder zur Ausführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass seiner ersten Schnecke (6) eine zweite Schnecke (10) entgegengesetzter, jedoch geringerer Förderwirkung nachgeschaltet ist und beide Schnekken in axialer Ausfluchtung zueinander angeordnet sind.

   III. Thermoplastisches Erzeugnis, hergestellt nach dem Verfahren gemäss Patentanspruch I.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Schneckenextruder nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die eine der beiden Schnecken (6, 10) links- und die andere rechtsgängig ist und beide Schnecken auf einer gemeinsamen Welle (3) sitzen.

   2. Schneckenextruder nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass beide Schnecken gleichen Windungssinn aufweisen und mit einander entgegengesetzten Drehrichtungen rotieren.

   3. Schneckenextruder nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Schnecken (6, 10) unterschiedliche Ganghöhen haben.

   4. Schneckenextruder nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass das Kammervolumen der zweiten Schnecke (10) höchstens gleich dem Kammervolumen der ersten Schnecke (6) ist.