DD225952A1

DD225952A1 - Stau- und mischelement fuer doppelschneckenextruder

Info

Publication number: DD225952A1
Application number: DD84262872A
Authority: DD
Inventors: Dieter Andersch
Original assignee: Karl Marx Stadt Maschf
Priority date: 1984-05-10
Filing date: 1984-05-10
Publication date: 1985-08-14

Abstract

Das Stau- und Mischelement wird zum Mischen und Dispergieren von Zusatzstoffen bei der Aufbereitung von Kunststoffen in Doppelschneckenextrudern mit kaemmenden Schneckenwellen angewendet. Das Ziel und die Aufgabe der Erfindung besteht darin, mit geringem technischem Aufwand beim Einmischen von Zusatzstoffen, beispielsweise Farbpigmenten, durch zusaetzliche intensive Scherung beim Dispergieren und Mischen die stoffliche Homogenitaet der Masse zu verbessern und eine gute Extrudatqualitaet zu gewaehrleisten. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass in Extrusionsrichtung der foerderaktiven Zone der Schneckenbuchsen auf den Schaftwellen nachfolgend eine Intensivscherzone angeordnet ist. Diese Scherzone wird aus einer Kobination von einem Nocken-Mischelementepaar und einem im kaemmenden Eingriff stehenden Scheiben-Ringnuten-Stauelementepaar gebildet. Der Intensivscherzone nachgeordnet ist eine Zone mit einer Kombination von glatten Stau- und Mischelementepaaren. Fig. 1

Description

Die Dreieckknetscheibe 4, die vor der rechten verschlossenen Kammer angeordnet ist, lenkt die aus der Extrusionsrichtung 13 kommende Masse in die linke freie Kammer um, dabei wird der gesamte Massestrom von der freien Zylinderkarr.mer aufgenommen, wo er durch das in dieser Zylinderkammer befindliche Nocken-Mischelement 5 durchgemischt wird. Gleichzeitig erfolgt die Umlenkung des Massestromes in die gegenüberliegende frei werdende Zylinderkammer, in der das zweite Nocken-Mischelement 5 vorhanden ist. Durch diesen Masseaustausch erfolgt vor allem eine Längsmischung, die die Schmelze thermisch und stofflich vergleichmäßigt. Rezepturschwankungen, bedingt durch quasikontinuierliches Dosieren von Zusätzen werden ausgeglichen.

Der Schmelzestrom verläßt das Nocken-Mischelementepaar 5 und wird auf das Scheiben-Stauelement 6 geleitet, das in kämmenden Eingriff mit den Ringnuten-Stauelement 7 steht. Der gesamte Schmelzestrom wird von Element 6 in das Element 7 eingelenkt. Dabei wirken die mit dem Element 7 im Eingriff befindlichen Lückenstauscheiben 8 als Stau-, Misch- und Knetsegment. Die Lückenstauscheiben 8 lagern die Schmelze zusätzlich um und beanspruchen diese durch einen äußerst intensiven Knet- und Scherprozeß. Durch die im Eingriff mit dem Ringnuten-Staueiement 7 stehenden Lückenstauscheiben 8 wird ein hoher Schmelzanteil im Knetspalt 11 der nachfolgenden Stau- und Mischelementenpaare 10 einem Knetprozeß unterzogen, so daß beispielsweise noch vorhandene Pigmentagglomerationen zerteilt werden.

Die Plastschmelze tritt aus dem Element 7 aus und gelangt in die Stau-und Mischelementepaare 10, wo sie thermisch schonend weitergemischt wird.

Die nunmehr thermisch und stofflich homogenisierte hochwertige Plastschmelze mitgutdispergierten Pigmenten wird durch die nachfolgenden Schneckenbuchsen 12 zum Austrag gefördert.

Die Fig. 2 zeigt den Schnitt A-A nach Fig. 1 durch den Zylinder 2. Auf den Schaftwellen 1 ist das Nocken-Mischeiementepaar 5 angeordnet. Im Übergangsbereich der Zylinderbohrungen 2 ist zwischen den Nocken-Mischelementen Sein Spalt vorhanden, in dem die strömende Masse intensiv durchwirbelt und gemischt wird.

Die Fig.3 zeigt den Schnitt B-B nach Fig. 1 durch den Zylinder 2. Den Nocken-Mischelementen ist auf den Schaftwellen 1 das Scheiben-Stauelement mit den Lückenstauscheiben 8 und das Ringnuten-Stauelement 7 als Elementepaar nachgeordnet. Im Übergangsbereich der Zylinderbohrungen 2 stehen die Lückenstauscheiben 8 mit dem Ringnuten-Stauelement 7 im kämmenden Eingriff, wodurch die strömende Masse einer starken Scherbeanspruchung unterworfen wird.

Claims

Patentanspruch:

Stau- und Mischelement für Doppelschneckenextruder, das kegelstumpfartig ausgeführt und in einer Kombination von mehreren Elementepaaren entgegengesetzt in einer Ebene liegend zwischen förderaktiven Zonen von Schneckenbuchsen auf Schaftwellen angeordnet ist, gekennzeichnet dadurch, daß in Extrusionsrichtung (13) der förderaktiven Zone der Schneckenbuchsen (3) auf den Schaftwellen (1) nachfolgend eine aus einer Kombination von einem Nocken-Mischelementepaar (5) und einem im kämmenden Eingriff stehenden Scheiben-Ringnuten-Stauelementepaar (6; 7) gebildete Intensivscherzone angeordnet ist, der eine Zone mit einer Kombination von glatten Stau- und Mischelementepaaren (10) nachgeordnet ist.

Hierzu
2 Blatt Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Stau- und Mischelement, das in Doppelschneckenextrudern mit kämmenden Schneckenwellen zum Mischen und Dispergieren von Zusatzstoffen bei der Aufbereitung von Kunststoffen angewendet wird.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist ein Stau- und Mischelement nach DD-WP 159836 bekannt, das als Kegelstumpfkörper mit glatter Mantelfläche ausgeführt und in einer Kombination von mehreren Elementenpaaren auf den Schaftwellen eines Doppelschneckenextruders zwischen förderaktiven Zonen von Schneckenbuchsen angeordnet ist.

Zur Regelung der Knet- und Mischwirkung ist der Knetspalt zwischen den Elementenpaaren durch auswechselbare Distanzscheiben auf den Schaftwellen axial einstellbar.

Dieses bekannte Stau- und Mischelement in der Kombinationsanordnung weist eine materiaischonende Knet- und Mischwirkung auf und gelangt bei solchen Verfahrensaufgaben zum Einsatz, wo niedrige Massetemperaturen bei der Aufbereitung von Kunststoffen und ein guter Selbstreinigungseffekt der Wirkelemente gefordertwerden.

Ausgehend von den vielfältigen Verfahrensaufgaben bei der Kunststoffaufbereitung, insbesondere bei der Einmischung von Zusatzstoffen zum Beispiel Farbpigmenten, ist feststellbar, daß die Knet- und Mischwirkung des-bekannten Stau- und Mischelementes verbessert werden muß. Die Dispergierung von Farbpigmenten erfordert eine stärkere Scherung und Mischung der Masse und für diesen Fall erweisen sich die bekannten Elemente als nicht wirkungsvoll genug.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, mit geringem technischen Aufwand beim Einmischen von Zusatzstoffen die stoffliche Homogenität der Masse zu verbessern und eine gute Qualität des Extrudates zu gewährleisten.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Stau- und Mischelement für Doppelschneckenextruder zu entwickeln, das beim Einmischen von Zusatzstoffen, beispielsweise Farbpigmente, die Dispergierung und Mischung der Masse durch zusätzliche Scherung intensiviert.

Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß der förderaktiven Zone der Schneckenbuchsen auf den Schaftwellen nachfolgend eine Intensivscherzone angeordnet ist. Diese Scherzone wird aus einer Kombination von kegelstumpfförmigen Elementenpaaren gebildet, deren erstes ein Nocken-Mischelementenpaar ist. Das zweite Elementenpaar besteht aus einem Ringnuten-Stauelement, das mit einem Scheiben-Stauelement im kämmenden Eingriff steht.

Der Intensivscherzone nachgeordnet ist eine Zone, die aus einer Kombination an sich bekannter Stau- und Mischelementenpaare mit glatten Kegelmantelflächen besteht. Die Intensität der Scherung der Masse in dieser Zone ist einerseits durch die Anzahl der in der Kombination angeordneten Elementepaare und andererseits durch deren geometrische Gestaltung und Dimensionierung beeinflußbar.

Beispielsweise sind durch die Wahl der Kegelwinkelgröße, der Form und Anzahl der Nocken auf dem Kegelmantel sowie der Abmessung der Ringnuten- und Scheibenstauelemente, insbesondere der Anordnung von peripheren Lücken in den Stauscheiben, besondere Verwirbeiungs- und Schereffekte des Massestromes in dieser Zone zu erzielen.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigt:

Fig. 1: den Längsschnitt des Extruderzylinders mit auf den Schneckenwellen angeordneten Stau- und Mischelementepaaren Fig. 2: den Schnitt A-A nach Fig. 1
Fig.3: den Schnitt B-B nach Fig. 1

Die Darstellung nach Fig. 1 zeigt die Anordnung der Elementepaare auf den Schaftwellen 1 im Zylinder 2. In Extrusionsrichtung 13 der förderaktiven Zone der Schneckenbuchsen 3 und der Knetscheibe 4 nachfolgend ist das Nocken-Mischelementepaar 5 und das in kämmenden Eingriff stehende Scheiben-Ringnut-Stauelementepaar 6; 7 angeordnet. Diese E!ementekombination»bildet die Intensivscherzone, in der die Masse einer intensiven Mischung, Knetung und Scherung unterzogen wird.

An die Intensivscherzone schließt sich eine Zone an, in der mehrere Stau- und Mischelementepaare 10 mit glatten Kegelmantelflächen kombiniert sind. Zwischen den Kegelmantelflächen der Elemente 10 im Eingriffsbereich der Schneckenweilen ist der Knetspalt 11 vorhanden, der zur Regelung des Knetprozesses durch axiales Einordnen von Distanzscheiben 9 zwischen die Elemente 10 in seiner Größe verändert werden kann. Die Wirkungsweise der Stau- und Mischelementekombination stellt sich folgendermaßen dar:

im Zylinder 2 fördern in Richtung 13 die im kämmenden Eingriff stehenden Schneckenbuchsen 3 die plastische Masse in die Intensivscherzone. Dieser Abschnitt besteht aus zwei Kammern (linke Zylinderbohrung; rechte Zylinderbohrung), wobei die plastische Masse von der in Extrusionsrichtung 13 betachteten linken offenen Kammer aufgenommen wird.