DD147648A1

DD147648A1 - Verfahren und vorrichtung zum homogenisieren auf spritzgiessmaschinen

Info

Publication number: DD147648A1
Application number: DD21740379A
Authority: DD
Inventors: Hartmut Engel; Gerhard Richter
Original assignee: Hartmut Engel; Gerhard Richter
Priority date: 1979-12-06
Filing date: 1979-12-06
Publication date: 1981-04-15

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Plastizierung, Homogenisierung und zum Direkteinfaerben von Polymeren auf Spritzgiessmaschinen. Das Ziel der Erfindung ist es, durch Reduzierung von Massetemperaturdifferenzen im plastizierten Material und Einfluss von Mischwirkung homogenes Einfaerben naturfabenen Materials auf der Spritzgiessmaschine zu ermoeglichen und den Anwendungsbereich von Spritzgiessmaschinen mit kleinem L/D-Verhaeltnis zu erweitern. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei der Verarbeitung und dem Direkteinfaerben naturfarbener Polymere auf Spritzgiessmaschinen eine stoffliche und thermische Homogenitaet zu erreichen. Die Aufgabe wird dadurch geloest, dass das plastizierte Material auf einem gegen den Sammelraum im vordersten Teil des Plastizierzylinders relativ abgeschlossenen Abschnitt des Plastizierzylinders unter der Wirkung eines eine Struckturverfeinerung und Homogenisierung bewirkenden Misch- und Homogenisiertorpedos als Teil der Plastizierschnecke thernisch homogenisiert und gemischt wird. Der als Misch- und Homogenisierelement gestaltete Teil der Plastizierschnecke ist an seinem vorderen Ende mit einer die Schneckenspitze bildenden Rueckstromsperre versehen und auf der Mantelflaeche der Schneckenspitze sind dem Konus des Duesenstockes entsprechende Schabekanten angeordnet. - Fig. 1 -

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Plastizierung und Homogenisierung von Polymeren auf Spritzgießmaschinen, insbesondere für das Direkteinfärben und Verarbeiten verschiedener Materialien mit Schneckenkolben_o

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Nach dem Spritzgießverfahren erfolgt eine Verarbeitung von Polymeren fast ausschließlich mit Schneckenkolben-Plastiziereinheiten. Diese Piastiziereinheiten an Spritzgießmaschinen sind rationellen Verarbeitung von Polymeren allgemein mit Dreizonen-Plastizierschnecken ausgerüstet* Wegen

der laminaren Strömung im Schneckenkanal v/eisen solche konventionellen Piastizierschnecken eine relativ schlechte Mischwirkung aufβ Spritzgießmaschinen sind auch teilweise mit relativ kurzem Plastizierzylinder, also mit kleinem L/D-Verhältnis ausgerüstet, wobei eine Erhöhung der Piastiziermenge durch Drehzahlerhöhung infolge auftretender Inhomogenitäten der Schmelze oft nicht wirksam wird*

Zu dem Zweck, niedrige Schmelzeviskosität durch dissipative Erwärmung zu erhalten, sind Schnecken von kleinem L/D-Verhältnis mit relativ langer Meteringzone ausgeführt, was zwangsläufig zu ungünstiger Verkürzung der Kompressions- oder Umwandlungszone und infolge hohen Druckanstieges einmal zur Reduktion der Piastiziermenge und zum anderen bei gewöhnlich geringer Gangtiefe zu nicht kontrollierbarer, die Zylindertemperatur oft um 20 ··« 30 & übersteigenden Massetemperatur führte

Zur Vermeidung dieser Nachteile sind verschiedene Verfahren und Vorrichtungen bekannt, bei denen die Piastizierschnecken, speziell Extruderschnecken mit den üblichen geometrischen Proportionen, in der Ausstoßzone auf dem Umfang nocken- oder zahnkranzartige Erhebungen aufweisen bzw· eine rautenförmige Oberfläche bilden, so daß sich die Schmelze in entstandenen Nuten vermischen kann. Diese Lösungen finden Anwendung bei Extruderschnecken, wo im wesentlichen keine Druckströmungen entgegengesetzt zur Förderrichtung auftreten. Beim Spritzgießen entsteht durch den zyklischen Prozeß und der Bildung von Staumengen eine in Ausdehnung und Lage undefinierbare Zone zwischen vollständig aufgeschmolzenem Granulat und der vorausgegangenen Phase einer stofflichen und thermischen Inhomogenität, die sich je nach Material und Verarbeitungsbedingungen bis in den Sammelraum hinein erstrecken kann

Daraus ergibt sich eine relative Unsicherheit im Spritzprozeß, insbesondere beim Direkteinfärben naturfarbener Plastmaterialien und es kann zu einem erheblichen Teil von fehlerhaften Spritzlingen, insbesondere beim Direkteinfärben auf Spritzgießmaschinen kommen.

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Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist es, durch Reduzierung von Massetemperaturdifferenzen in plastiziertem Material und Einfluß von Mischwirkung homogenes Einfärben naturfarbenen Materials auf der Spritzgießmaschine und davon hergestellte Erzeugnisse zu ermöglichen und den'·Anwendungsbereich von Spritzgießmaschinen mit kleinem L/D-Verhältnis zu erweitern«»

Wesen der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei der Verarbeitung und dem Direkteinfärben naturfarbener Polymere auf Spritzgießmaschinen bei vorhandenem oder veränderbarem L/D-Verhältnis im Übergangsbereich zum Sammelraum vor der Spritzdüse eine stoffliche und thermische Homogenität zu erreichenο

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das plastizierte Material auf einem gegen den Saminelraum im vordersten Teil des Piastizierzylinders relativ abgeschlossenen Abschnitt des Piastizierzylinders unter der Wirkung eines eine Strukturverfeinerung und Homogenisierung bewirkenden Misch- und Homogenisiertorpedo als Teil der Plastizierschnecke thermisch homogenisiert und gemischt wird» · Der als Homogenisier- und Mischelement gestaltete Teil der Piastizierschnecke ist an seinem vorderen Ende mit einer die Schneckenspitze bildenden Rückstromsperre versehen und auf der Mantelfläche der Schneckenspitze sind dem Konus des Düsenstockes entsprechende Schabekanten angeordnet·' Der mit Misch- und Homogenisiersegmenten versehene Teil der Piastizierschnecke für Spritzgießmaschinen ist als Baugruppe im Austausch mit einem Normalabschnitt der Plastizierschnecke zum Direkteinfärben auf Spritzgießmaschinen, Mischen und Homogenisieren mit entsprechenden Anschlußelementen versehen«

Der mit Misch- und Homogenisiersegmenten versehene Teil der Piastizierschnecke für Spritzgießmaschinen ist in Verbindung

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mit einem entsprechenden Verlangerungsteil für den Plastizierzyiinder und mit erforderlichen Verbindungselementen als Baugruppe zur Vergrößerung des L/D-Verhältnisses gestaltete

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden

Die zugehörige Zeichnung zeigt in

Fig. 1: eine Piastiziereinheit für Spritzgießmaschinen mit Misch- und Homogenisiereinrichtung und entsprechend aufgerüsteten Piastizierzylinder

Fig. 2: die Schneckenspitze mit beispielsweise auszuführender einstellbarer Ring-Rückstromsperre und Schabekanten am vorderen Konus der Schneckenspitze.

Die in der Zeichnung dargestellte Piastiziereinheit besteht im wesentlichen aus einem Piastizierzylinder 1 mit einem am düsenseitigen Ende gekoppelten Zusatzzylinder 2, einer darin dreh- und axial verschiebbarer Plastiziersohnecke 3j cLie mit einem Misch- und Homogenisiertorpedo 4 gekoppelt ist_o Die Homogenisiereinrichtung wird gebildet ais einem Mischabschnitt auf der Piastizierschnecke 3 bzw,, dem Misch- und Homogenisiertorpedo 4 und einer daran angeordneten Schneckenspitze die mit einer Rückstromsperre, beispielsweise einer Ringrückstromsperre 6 versehen ist, an deren vorderen Konus 7 dem Konus 8 des Düsenstockes 9 angepaßte Schabekanten 10 angeordnet sind»

Der Arbeitsgang nach der Erfindung läuft wie folgt ab: Während der Plastizierung und Homogenisierung ist einem durch die Ringrückstromsperre 6 zum Sammelraum 11 hin abgeschlossenen System wird unter der Wirkung eines in der Schmelze im Sammelraum 11 über einen nachgeschalteten Hydraulikzylinder erzeugten einstellbaren Druck der lisch- und Homogenisiertorpedo 4 mit der Piastizierschnecke 3 gegen diesen gedrückt, wobei sich die Piastizierschnecke 3 im Verhältnis

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von vor die Schneckenspitze 5 geförderten Polymermaterials nach, hinten verschiebt und somit Platz frei gibt für das Schußvolumen_o Das Material durchströmt dabei den über Zwischenring 12 einstellbaren Spalt 13 der Ringrückstromsperre 6· Dabei erfolgt zum Zwecke des Ausgleiches axialen Massetemperaturgefälles bei notwendiger geringer Anhebung des Massetemperaturniveaus unter Mitwirkung eines konstanten oder regelbaren Staudruckes die weitere thermische Homogenisierung. Beim EinspritzVorgang versperrt die Ringrückstromsperre 6 den Materialfluß aus dem Sammelraum 11 in die Nuten des Misch- und Homogenisiertorpedos 4 und in der dahinter liegenden Schneckengang. Die durch Scherung auf dem Misch- und Homogenisiertorpedo 4 und in der Ringrückstromsperre 6 hervorgerufene Dissipation reicht aus, um den Piastizierzylinder 1 bzw· den Misch- und Homogenisiertorpedo 4 kurz halten zu können, so daß die dort installierte Heizleistung nur zum Aufheizen und zur Überbrückung von WärmestrahlungsVerlusten benötigt wird; ein thermischer Abbau des Materials wird vermieden₀ Nach erfolgtem Einspritzen der Schmelze in das Formwerkzeug und Nachdrücken einer Restmenge zum Zwecke des Ausgleichs in erkaltender Schmelze sich vollziehenden Materialschwundes kommen nach weiterer Vorwärtsbewegung der Plastizierschnecke 3 in ihrer vorderen Endstellung die Schabekanten 10 an der Schneckenspitze 5 nahezu zur Anlage an den Konus 8 des Düsenstockes 9o Dadurch wird erreicht, daß bei neu beginnender Schneckenrotation das dort haftende Restmaterial bei einem über die Höhe des Staudruckes zu regelnden Rücklaufes der Piastizierschnecke 3 restlos abgeschabt und von der im Sammelraum 11 angestauten Schmelze als erstes aus der Düse 14 befördert wird«

Claims

Erfindungsansprüche:

1, Verfahren und Vorrichtung zum Homogenisieren auf Spritzgießmaschinen mit Piastizierzylinder und Schneckenkolben, der aus Einzugs-Plastizier- und Mischzone besteht und der während des Plastizierens durch den Stau der plastizierten Masse vor einer Verschlußdüse mit dem Plastizierzylinder durch Rücklauf gegen einen Staudruck einen Sammelraum bildet und das auf einem ersten Abschnitt des Schneckenkolbens plastizierte, mit zunehmenden Durchsatz inhomogene Material auf einem folgenden Abschnitt mit dafür gestalteter Schneckengeometrie durch Scher- und Mischwirkung thermisch und stofflich homogenisiert wird, dadurch gekennzeichnet} daß das plastizierte Material auf einem gegen den Sammelraum (11) im vordersten Teil des Piastizierzylinders (1) relativ abgeschlossenen Abschnitt des Plastizierzylinders (1) unter der Wirkung eines eine Strukturverfeinerung und Homogenisierung bewirkenden Misch- und Homogenisiertorpedos (4) als Teil der Piastizierschnecke (3) homogenisiert wird»

2· Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß der als Mischelement gestaltete Teil der Piastizierschnecke (3) an seinem vorderen Ende mit einer die Schneckenspitze (5) bildende Ringrückstromsperre (6) versehen ist und auf der Mantelfläche der Schneckenspitze (5) dem Konus (8) des Düsenstockes (9) entsprechende Schabekanten (10) angeordnet sind,

3· Vorrichtung gemäß Punkt 2, dadurch gekennzeichnet, daß der mit Misch- und Homogenisierelementen versehene Teil der Piastizierschnecke (3) für Spritzgießmaschinen als Baugruppe im Austausch mit einem Normalabschnitt der Piastizierschnecke (3) zum Direkteinfärben auf Spritzgießmaschinen, Mischen und Homogenisieren mit entsprechenden Anschlußelementen versehen ist·

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Vorrichtung gemäß !Punkt 2, dadurch gekennzeichnet, daß der mit Misch- und Homogenisierelementen versehene Teil der Piastizierschnecke (3) für Spritzgießmaschinen in Verbindung mit einem entsprechenden Zusatzzylinder (2) für den Piastizierzylinder und mit; erforderlichen Verbindungselemente]! als Baugruppe zur Vergrößerung des L/D Verhältnisses gestaltet ist.

HierziL.2 Seiten Zeichnungen