DD239355A1 - Verfahren zum schnellen farbwechsel bei der verarbeitung eingefaerbter thermoplastischer formmassen und reinigungsmasse zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Reinigungsmasse zum schnellen und rationellen Farbwechsel bei der Verarbeitung eingefaerbter thermoplastischer Formmassen, insbesondere beim Extrudieren und Spritzgiessen. Das Verfahren zur Beseitigung eingefaerbter Schmelzerueckstaende bei der Farbumstellung thermoplastischer Formmassen erfordert keinen Verfahrensteilwechsel, wie z. B. Zylinder, Schnecke, Werkzeug oder dergleichen und erfolgt durch Verdraengen der eingefaerbten Schmelzerueckstaende aus dem Extruder oder der Spritzgiessmaschine mittels faserverstaerkter Thermoplastverbundwerkstoffe, vorzugsweise auf Basis von Polyamid bzw. Polyolefinen und Glasfasern, auch in Verbindung mit nichtfaserfoermigen globularen und/oder pulverfoermigen anorganischen Zusatzstoffen.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum schnellen und rationellen Farbwechsel bei der Verarbeitung eingefärbter thermoplastischer Formmassen, insbesondere beim Extrudieren und Spritzgießen sowie eine dabei vorteilhaft einsetzbare Reinigungsmasse. Das Verfahren zur Beseitigung eingefärbter Schmelzrückstände bei der Farbumstellung thermoplastischer Formmassen erfordert keinen Verfahrensteilwechsel, wie z. B. Zylinder, Schnecke, Werkzeug oder dgl.. Das Verfahren und die Reinigungsmasse sind in der plastverarbeitenden Industrie bei der Herstellung farbiger Halbzeuge bzw. Formteile anwendbar.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es sind verschiedene Verfahren zum Säubern von mit Polymerschmelze verunreinigten Metallteilen bekannt. Allgemein üblich ist es, bei einem erforderlichen Farbwechsel eine thermoplastische Formmasse durch Einfüllen der nachfolgenden andersfarbigen Formmasse bei Fortführung des Verarbeitungsprozesses aus den Verfahrensteilen langsam zu verdrängen. Dies ist ein sehr langwieriger Prozeß, wobei bis zur Erzielung einer Farbreinheit aus hochwertigen Materialien eine große Menge an mehrfarbigem Werkstoff mit Regeneratcharakter, der oft keiner Verwendung zugeführt werden kann, entsteht. Neben diesem Materialverlust kann in dieser Zeit die Maschine nicht produktionswirksam eingesetzt werden. Gemäß DE-OS 2900581 erfolgt die Reinigung von mit Polymerschmelze verunreinigten Metallteilen mittels drucklosem Auskochen in Triglykol. Dazu werden die Metallteile in einer ersten Stufe in dem Trigiykol ohne weitere Zusätze in einem Auskochgefäß mit Brüdenkühler bei einer Sumpftemperatur von mindestens 280⁰C unter kontinuierlicher destillativer Entfernung niedriger siedender Anteile behandelt, wobei am Kopf des Brüdenkühlers eine Temperatur von 220⁰C nicht überschritten und im Dampfraum des Auskochgefäßes nicht unterschritten wird. Im Anschluß daran werden die Metallteile einer alkalisch-oxidativen Nachreinigung bei erhöhter Temperatur unterzogen. Dieses Verfahren erfordert den Ausbau der mit Polymerschmelze verunreinigten Metallteile und ist für die Verfahrensteile industriell genutzter Extruderaggregate und Spritzgießmaschinen nicht geeignet.

Aus der DE-OS 2230878 ist bekannt, die an der Innenwandung von Polymerisationsbehältern haftenden mechanischen Abscheidungen aus der Polymerisation von Vinylchlorid, Vinylacetat, Acrylsäurealkylestern und anderen Monomeren und Monomergemischen durch Einwirkung von biszu 50%igen wäßrigen Alkalihydroxidlösungen zu entfernen. Dabei wird die zu reinigende Oberfläche eingesprüht oder andersartig benetzt und nach einer längeren Verweilzeit mechanisch abgeschabt. Diese Methode hat den Nachteil, daß die Verfahrensteile ausgebaut werden müssen und daß die Oberflächenglätte durch die mechanische Bearbeitung stark im Mitleidenschaft gezogen wird.

In der DE-OS 3146316 wird ein Verfahren zum Entfernen von Kunststoffverkrustungen an metallischen Oberflächen, die durch Polymerrückstände nach längerer Einwirkung von Temperaturen um oder über 10O⁰C entstanden sind, beschrieben. Dabei ist die chemische Zusammensetzung der durch Einbrennen von Kunststoff- und/oder Präparationsrückständen auf den Metalloberflächen gebildeten Verkrustungen nicht mehr definierbar. Ausgangsprodukte auf Basis von verschiedenen Polyacrylsäurealkylestern, Polyvinylazetat, Polyacrylnitril und diversen Butadien-Styren-Polymerisaten sowie einer großen Palette von textlien Präparationsmitteln ergeben durch einen thermischen Abbau über längere Zeiträume chemisch nicht mehr identifizierbare, dunkelbraune bis schwarze Verkrustungen, die durch keinerlei Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemische wieder entfernt werden können. Dieses Problem wird dadurch gelöst, daß die Kunststoffverkrustungen durch eine 5 bis 50%ige Lösung eines Alkalihydroxides in einem mit Wasser mischbarem primären Alkohol chemisch abgebaut und die Spaltprodukte durch Nachwaschen entfernt werden. Dazu wird mit der Behandlungsflüssigkeit ein saugfähiger Baumwollstoff getränkt, mit diesen die zu reinigende metallische Oberfläche bedeckt und anschließend mit einer alkohol- und alkalibeständigen Folie umhüllt. Nach erfolgter chemischer Zersetzung der Verkrustung durch die Abbaureaktion im alkoholischen Medium werden die Spaltprodukte, wie bereits angeführt, abgewaschen. Das dargestellte Verfahren ist insbesondere geeignet für Verunreinigungen auf metallischen Oberflächen von Walzen, Trommeln oder dgl. funktionellen Teilen von Maschinen und Anlagen der Textil- und Kunstlederindustrie. In anderen Verfahren (DD-PS 59670; DD-PS 79904) werden zur Reinigung von mit Kunststoffschmelzen verunreinigte Vorrichtungen und Apparaturen Kunststofflösungsmittel oder Depolymerisationsmittel verwendet, wobei die an den Vorrichtungen und Apparaturen vorhandenen Heizungen und Antriebseinrichtungen mitgenutzt werden. Nach Behandlung mit Lösungsmitteln schließt sich eine Nachreinigung mit Wasser bzw. Wasserdampf an. Die DD-PS 79904 beschreibt ein Verfahren zum Reinigen von Extruderaggregaten, unabhängig von dem zu entfernenden Rohstoff, durch Verwendung von polymeren Schmelzen als Reinigungsmittel, wobei die Plastrückstände im Extruder durch Formaldehydhomo- und/oder Copolymerisate verdrängt werden und der im Zylinder verbleibende Polyformaldehydrest durch Aufheizen des Extruders auf Temperaturen bis zu 35O⁰C zersetzt wird. Die Zersetzungsrückstände des Polyformaldehyds werden beim Wiederanfahren des Extruders mit der neuen Kunststoffschmelze herausgespült oder nach Ausbau von Schnecke und Zylinder mechanisch entfernt. Bei dieser Methode ist eine Unterbrechung des technologischen Prozesses durch Aufheizen des Zylinders, Zudosierung der Formaldehydpolymerisate und deren Zersetzung sowie Abkühlung des Zylinders bzw. Ausbau der Verfahrensteile und mechanische Nachreinigung notwendig.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, ohne mechanische und chemische Hilfsmittel einen schnellen und rationellen Farbwechsel bei der Verarbeitung eingefärbter thermoplastischer Formmassen zu erreichen, wobei auch ein Wechsel der Verfahrensteile beim Extrudieren und Spritzgießen vermieden werden soll.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Reinigungsmasse zu schaffen; durch deren Anwendung während des laufenden Verarbeitungsprozesses bei Extruderaggregaten bzw. Spritzgießautomaten ein Farbwechsel eingefärbter thermoplastischer Formmassen in kürzester Zeit bei geringstem zusätzlichen Materialeinsatz möglich ist. Diese Aufgabenstellung wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Rückstände eingefärbter thermoplastischer Formmassen, insbesondere an funktionellen Verfahrensteilen von Extrudern und Spritzgießmaschinen wie Zylinder, Schnecke, Werkzeug oder dgl. durch faserverstärkte Thermoplastverbundwerkstoffe aus der Verarbeitungsmaschine verdrängt werden. Die Verfahren und die verwendeten Plastformmassen weisen einen überraschend guten Säuberungsgrad beim Beseitigen eingefärbter thermoplastischer Polymerschmelzerückstände bei der Extrusions- bzw. Spritzgießverarbeitung auf und ermöglichen eine schnelle und rationelle Farbumstellung im laufenden technologischen Prozeß ohne Wechsel der Verfahrensteile wie Schnecke, Zylinder, Werkzeug oder dgl.. Vor der Umstellung von einem Farbton auf einen anderen (z. B. schwarz auf weiß) wird im technologischen Prozeßablauf die spezielle Plastformmasse über die an der Verarbeitungsmaschine installierten Zuführ-und/oder Dosiereinrichtungen zugesetzt. Nach dem vollständigen und schnellen Verdrängen der eingefärbten thermoplastischen Polymerschmelzerückstände aus den Verfahrensteilen der Verarbeitungsmaschine ist eine rationelle Farbumstellung problemlos möglich. Vorteilhaft ist es, als spezielle Plastformmasse einen faserverstärkten Thermoplastverbundwerkstoff aus Polyamid bzw. Polyolefinen oder eines anderen Thermoplastwerkstoffes zu verwenden, der bis zu 75 Ma.-%, vorzugsweise 25 bis 60 Ma.-%, Glaskurzfasern, enthält. Die speziellen Plastformmassen können erfindungsgemäß neben den faserförmigen Verstärkungsmaterialien bis zu 50 Ma.-%auch nichtfaserförmige anorganische Zusatzstoffe, wie Kreide, Talkum, Kaolin oder dgl., enthalten. Der wesentliche Vorteil der Lösung besteht in der Einsparung von hochwertigen Primär-Plastmaterial durch Wegfall eines bisher notwendigen, den technologischen Ablauf über einen längeren Zeitraum unterbrechenden'Spülprozesses. Ein weiterer Vorteil ergibt sich durch die Möglichkeit, für die polymere Matrix der faserverstärkten Thermoplastverbundwerkstoffe Thermoplastabfälle und für die Verstärkungs- bzw. Füllmaterialien Abprodukte zu verwenden.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Es wird dabei von einem Plastspritzautomaten mittlerer Baugröße mit einem durchschnittlichen Schußgewicht von ca. 500 g ausgegangen. Bei einem Farbwechsel nach der im Stand derTechnik als erstes beschriebenen Verfahrensweise wurden dazu

bisher ca. 6Std. und mehr als 100kg Thermoplastwerkstoff benötigt. Bei Anwendung der erfindungsgemäßen Verfahrensweise sind dazu nur noch ca. 10 kg eines faserverstärkten Thermoplastverbundwerkstoffes und ca. 15 Min. Spülzeit erforderlich. Dabei wird im technologischen Prozeßablauf eine aus Polyamid und zu ca. 30 Ma.-% aus Glaskurzfasern bestehende Reinigungsmasse über die an der Verarbeitungsmaschine installierten Zuführ- und/oder Dosiereinrichtungen in einer vom Schußvolumen der Maschine abgeleiteten Menge zugesetzt. Die aus 3 Bereichen bestehende Heizzone wird dabei in der Temperatur gestaffelt. Nach dem vollständigen Verdrängen der eingefärbten thermoplastischen Formmasse ist nach kurzer Zeit eine Farbumstellung problemlos möglich.

Claims (8)

1. Patentansprüche:

   1. Verfahren zum schnellen Farbwechsel bei der Verarbeitung eingefärbterthermoplastischer Formmassen, insbesondere an funktionellen Verfahrensteilen von Extrudern und Spritzgießmaschinen, wie Zylinder, Schnecke, Werkzeug oder dgl., dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstände eingefärbterthermoplastischer Formmassen durch faserverstärkte Thermoplastverbundwerkstoffe aus der Verarbeitungsmaschine verdrängt werden.
2. 2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdrängen der eingefärbten thermoplastischen Polymerschmelze im laufenden Verarbeitungsprozeß kurzfristig bei Zudosierung einer geringen Menge des faserverstärkten Thermoplastverbundwerkstoffes erfolgt.
3. 3. Reinigungsmasse zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 1 und ^dadurch gekennzeichnet, daß die faserverstärkten Thermoplastverbundwerkstoffe als polymere Matrix Polyamid, Polyolefine, Styren-Polymerisate, Styren-Copolymerisate oder Pfropfcopolymerisate, halogenhaltige Homo- oder Copolymerisate, Polyvinylacetate, Polyacrylate oder Polymethacrylate, Polymere mit gemischten Kettenaufbau, Cellulosederivate, Mischungen aus verschiedenen Polymeren, vorzugsweise jedoch Polyamide und/oder Polyolefine enthalten.
4. 4. Reinigungsmasse nach Punkt 3, dadurch gekennzeichnet, daß die faserverstärkten Thermoplastverbundwerkstoffe als faserförmiges Verstärkungsmaterial Glaskurzfasern bis zu 75 Ma.-%, vorzugsweise 25 bis 60 Ma.-%, enthalten.
5. 5. Reinigungsmasse nach Punkt 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die faserverstärkten Thermoplastverbundwerkstoffe anorganische Zusatzstoffe, wie Kreide, Talkum, Kaolin oder dgl., enthalten.
6. 6. Reinigungsmasse nach Punkt 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die faserverstärkten Thermoplastverbundwerkstoffe bis zu 50 Ma.-% pulverförmige und/oder globulare anorganische Zusatzstoffe enthalten.
7. 7. Reinigungsmasse nach Punkt 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die faserverstärkten Thermoplastverbundwerkstoffe als polymere Matrix Thermoplastabfälle enthalten.
8. 8. Reinigungsmasse nach Punkt 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die faserförmigen und/oder nichtfaserförmigen Verstärkungsmaterialien und/oder Zusatzstoffe Abprodukte sind.