DE102014210375A1

DE102014210375A1 - Plastic processing apparatus and plastics processing method

Info

Publication number: DE102014210375A1
Application number: DE102014210375.4A
Authority: DE
Inventors: Thorsten Tschritter
Original assignee: ALFONS TSCHRITTER GmbH
Current assignee: ALFONS TSCHRITTER GmbH
Priority date: 2014-06-02
Filing date: 2014-06-02
Publication date: 2015-12-03

Abstract

Die Erfindung betrifft u.a. eine Kunststoffverarbeitungsvorrichtung für eine Plastifiziervorrichtung mit mindestens einer Plastifizierschnecke, gekennzeichnet durch mindestens zwei Materialzuführungen (1, 2) für Feststoffpartikel (21, 22) zu der mindestens einen Plastifizierschnecke (3), wobei eine erste Eintrittszone (5) für die ersten Feststoffpartikel (21) einer ersten Materialzuführung (1) und eine zweite Eintrittszone (6) für die zweiten Feststoffpartikel (22) einer zweiten Materialzuführung (2) jeweils in einem Kanal (15) der mindestens einen Plastifizierschnecke (3) liegen. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren.The invention relates, inter alia. a plastic processing device for a plasticizing device with at least one plasticizing screw, characterized by at least two material feeds (1, 2) for solid particles (21, 22) to the at least one plasticizing screw (3), wherein a first entry zone (5) for the first solid particles (21) a first material feed (1) and a second inlet zone (6) for the second solid particles (22) of a second material feed (2) in each case in a channel (15) of the at least one plasticizing screw (3). Furthermore, the invention relates to a method.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kunststoffverarbeitungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 oder 3 und ein Kunststoffverarbeitungsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 13. The invention relates to a plastic processing device having the features of claim 1 or 3 and a plastic processing method having the features of claim 13.

Bei der Verarbeitung von Kunststoffen z.B. in Spritzgussmaschinen oder Extrudern ist es notwendig, Feststoffpartikel z.B. in Form von Granulaten einer Plastifiziervorrichtung zuzuführen. In the processing of plastics e.g. In injection molding machines or extruders, it is necessary to use solid particles, e.g. in the form of granules to a plasticizer supply.

Die Plastifiziervorrichtung weist eine oder mehrere Plastifizierschnecken auf, mit denen die Feststoffpartikel unter Wärmezufuhr aufgeschmolzen werden, wobei die Schmelze dann z.B. in eine Form oder durch ein Werkzeug gepresst werden kann. The plasticizing apparatus comprises one or more plasticizing screws, with which the solid particles are melted under heat, the melt then being e.g. can be pressed into a mold or by a tool.

Dabei besteht das Problem, dass die Schüttgutmenge aus den Festkörperpartikeln in diesem vertikalen Bereich nicht homogen zur Plastifizierschnecke absinkt. Vielmehr bewirkt die Einzugscharakteristik der Plastifizierschnecke Bewegungen in den Festkörperpartikeln oberhalb der Plastifizierschnecke, die Entmischungen und Akkumulationen von Feststoffpartikeln bewirken kann. Speziell bei kleinen Durchsätzen kann dies zu Qualitätsschwankungen (z.B. Farbschwankungen) im Endprodukt führen. Die Distanz zwischen bereitgestelltem Gemenge und der Plastifizierschnecke kann von 2 bis 3 cm bis hin zu 40 bis 50 cm betragen. Dies führt je nach Durchsatz der Plastifizierschnecke zu Durchlaufzeiten in diesem Bereich von wenigen Sekunden bis hin zu 20 bis 30 Minuten. In dieser Zeitspanne besteht keinerlei Kontrolle über die Verteilung von Farbgranulat im Gemenge der Farbstoffpartikel. There is the problem that the bulk material from the solid particles in this vertical range does not decrease homogeneously to the plasticizing screw. Rather, the intake characteristic of the plasticizing screw causes movements in the solid particles above the plasticizing screw, which can cause segregation and accumulation of solid particles. Especially at low flow rates, this can lead to quality variations (e.g., color variations) in the final product. The distance between the provided batch and the plasticizing screw may be from 2 to 3 cm up to 40 to 50 cm. Depending on the throughput of the plasticizing screw, this leads to throughput times in this range of a few seconds up to 20 to 30 minutes. In this period, there is no control over the distribution of color granules in the mixture of dye particles.

Es besteht daher die Aufgabe, eine effiziente arbeitende Kunststoffverarbeitungsvorrichtung und entsprechende Verfahren zu schaffen. It is therefore the object to provide an efficient working plastic processing device and corresponding methods.

Dabei werden mindestens zwei Materialzuführungen für Feststoffpartikel zu mindestens einer Plastifizierschnecke verwendet. Dabei liegt eine erste Eintrittszone für die ersten Feststoffpartikel einer ersten Materialzuführung und eine zweite Eintrittszone für die zweiten Feststoffpartikel einer zweiten Materialzuführung jeweils in einem Kanal der mindestens einen Plastifizierschnecke. At least two material feeds for solid particles are used for at least one plasticizing screw. In this case, a first entry zone for the first solid particles of a first material supply and a second entry zone for the second solid particles of a second material supply each lie in a channel of the at least one plasticizing screw.

Die Eintrittszonen liegen somit nicht oberhalb der Plastifizierschnecke, sondern direkt in den Kanal der Plastifizierschnecke. Damit ist ausgeschlossen, dass sich die Feststoffpartikel vor dem Eintritt in die Plastifiziervorrichtung vermischen können. The entry zones are thus not above the plasticizing screw, but directly into the channel of the plasticizing screw. This precludes the possibility that the solid particles may mix before entering the plasticizer.

Dadurch können Entmischungen oder Akkumulationen oberhalb der Plastifizierschnecke den Prozess nicht auftreten. Auch werden z.B. Änderungen der zudosierten Menge an Farbgranulat unmittelbar in der Plastifizierschnecke wirksam. As a result, segregation or accumulation above the plasticizing screw, the process can not occur. Also, e.g. Changes in the metered amount of color granules immediately effective in the plasticizing screw.

Dies hat zur Folge, dass Änderungen der Rezeptur unmittelbar Wirkung zeigen. Daher kann die Dosierung z.B. der Additivgranulate optimal der Plastifizierschnecke zugeführt werden, was die Farbverteilung in der Plastifizierschnecke optimiert. Auch befindet sich oberhalb der Plastifizierschnecke kein Gemenge aus Feststoffpartikeln. Eine Reinigung und auch ein Farbwechsel können sehr schnell durchgeführt werden. Es ist sogar ein fliegender Farbwechsel möglich, ohne die Notwendigkeit, die Zuführzone der Plastifizierschnecke leerzufahren. As a result, changes to the recipe have an immediate effect. Therefore, the dosage can be e.g. the additive granules are optimally supplied to the plasticizing screw, which optimizes the color distribution in the plasticizing screw. Also, there is no mixture of solid particles above the plasticizing screw. A cleaning and a color change can be done very quickly. Even a flying color change is possible without the need to empty the feeding zone of the plasticizing screw.

Dabei kann eine Eintrittszone mindestens teilweise im Raum unterhalb einer Flanschtrennebene angeordnet ist. In this case, an entry zone is at least partially disposed in the space below a flange separation plane.

Die Aufgabe wird auch durch eine Kunststoffverarbeitungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 3 gelöst. The object is also achieved by a plastic processing device having the features of claim 3.

Dabei sind mindestens zwei Materialzuführungen für Feststoffpartikel zu mindestens einer Plastifizierschnecke so angeordnet, dass mindestens eine Mischzone für die ersten Feststoffpartikel einer ersten Materialzuführung und für die zweiten Feststoffpartikel einer zweiten Materialzuführung unterhalb einer Flanschtrennebene angeordnet ist. In this case, at least two material feeds for solid particles to at least one plasticizing screw are arranged so that at least one mixing zone for the first solid particles of a first material supply and for the second solid particles of a second material supply is arranged below a Flanschtrnenbene.

In einer vorteilhaften Ausführungsform enthält ein erster Vorratsbehälter, der mit der ersten Materialzuführung gekoppelt ist, erste Feststoffpartikel, insbesondere ein Kunststoffgranulat. Ein zweiter Vorratsbehälter, der mit der zweiten Materialzuführung gekoppelt ist, enthält zweite Feststoffpartikel, insbesondere ein Farbstoffgranulat. In an advantageous embodiment, a first storage container, which is coupled to the first material supply, contains first solid particles, in particular a plastic granulate. A second reservoir, which is coupled to the second material supply, contains second solid particles, in particular a dye granules.

Um z.B. die korrekte Dosierung von Farbstoffen zu ermöglichen, ist der zweite Vorratsbehälter mit einer Dosiervorrichtung zur Dosierung der zweiten Feststoffpartikel gekoppelt. For example, to allow the correct dosage of dyes, the second reservoir is coupled to a metering device for metering the second solid particles.

Eine effiziente Bauform liegt vor, wenn die Feststoffpartikel in die Eintrittszonen und / oder die die mindestens eine Mischzone über Förderkanäle, insbesondere miteinander lösbare Förderkanäle und / oder räumlich benachbarte Förderkanäle eintreten. An efficient design is present when the solid particles enter the entry zones and / or the at least one mixing zone via conveying channels, in particular releasable conveying channels and / or spatially adjacent conveying channels.

Auch ist es vorteilhaft, wenn die Förderkanäle die Flanschtrennebene von oben nach unten durchdringen, so dass die eigentliche Zufuhr dicht über dem Kanal der Plastifizierschnecke angeordnet ist. It is also advantageous if the conveying channels penetrate the flange separating plane from top to bottom, so that the actual feed is arranged closely above the channel of the plasticizing screw.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn die mindestens eine Eintrittszone und / oder die mindestens eine Mischzone für die Feststoffpartikel ausschließlich im Kanal der mindestens einen Plastifizierschnecke angeordnet ist. Furthermore, it is advantageous if the at least one entry zone and / or the at least one mixing zone for the solid particles exclusively in the channel of at least one plasticizing screw is arranged.

Für eine gute Verarbeitung ist es vorteilhaft, wen die mindestens eine Eintrittszone und / oder die mindestens eine Mischzone mindestens teilweise dort angeordnet sind, wo bei einer Drehbewegung der Plastifizierschnecke ein neuer und noch leerer Schneckengang vorliegt. For a good processing, it is advantageous if the at least one entry zone and / or the at least one mixing zone are arranged at least partially where there is a new and still empty flight path during a rotary movement of the plasticizing screw.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn die zweite Eintrittszone für eine volumenmäßig geringere erste Materialzufuhr stromaufwärts der ersten Eintrittszone für eine volumenmäßig größere erste Materialzufuhr liegt. It is advantageous if the second inlet zone for a volume lower first material supply upstream of the first inlet zone for a larger volume first material supply.

Eine vorteilhafte Anwendung liegt vor, wenn die mindestens eine Plastifizierschnecke Teil einer Spritzgussmaschine oder eines Extruders ist. An advantageous application is when the at least one plasticizing screw is part of an injection molding machine or an extruder.

Die Aufgabe wird auch durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. The object is also achieved by a method having the features of claim 13.

Dabei werden aus mindestens zwei Materialzuführungen Feststoffpartikel zu der mindestens einen Plastifizierschnecke transportiert, wobei aus mindestens zwei Materialzuführungen Feststoffpartikel zu der mindestens einen Plastifizierschnecke transportiert werden, wobei der mindestens einer Punkt der Zusammenführung der Feststoffpartikel unterhalb der Flanschtrennebene liegt. Je näher über der Plastifzierschnecke die Zusammenführung von dosiertem Granulat und Material im Rückstau erfolgt; umso besser. Mindestens jedoch sollte die Zusammenführung direkt am oder unterhalb des Maschinenflansches erfolgen. In this case, solid particles are transported to the at least one plasticizing screw from at least two material feeds, solid particles being transported from at least two material feeds to the at least one plasticizing screw, wherein the at least one point of merging the solid particles lies below the flange separating plane. The closer the plasticizing screw is to the merging of metered granulate and material in the backwater; all the better. At least, however, the merge should be done directly on or below the machine flange.

Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnungen beispielhaft beschrieben. Dabei zeigt Embodiments of the invention will be described by way of example with reference to the drawings. It shows

1 eine Ausführungsform einer Kunststoffverarbeitungsvorrichtung in einer schematischen Seitenansicht; 1 an embodiment of a plastic processing device in a schematic side view;

2 die Ausführungsform gemäß 1 in einer Draufsicht. 2 the embodiment according to 1 in a top view.

In 1 ist in einer Seitenansicht eine Kunststoffverarbeitungsmaschine für eine Plastifizierschnecke 3 dargestellt. Solche Plastifizierschnecken 3 werden z.B. in Extrudern oder Spritzgussmaschinen 30 verwendet. Dabei können eine – wie in 1 und 2 dargestellt – oder auch mehrere Plastifizierschnecken 3 gleichzeitig im Einsatz sein. In 1 is a side view of a plastic processing machine for a plasticizing screw 3 shown. Such plasticizing screws 3 eg in extruders or injection molding machines 30 used. This can be a - as in 1 and 2 shown - or even several plasticizing screws 3 be in action at the same time.

Festkörperpartikel 21, 22 – hier Kunststoffgranulate und Farbstoffgranulate – werden aus Vorratsbehältern 11, 12 über Materialzufuhren 1, 2 der Plastifizierschnecke 3 zugeführt. Solid particles 21 . 22 - here plastic granules and dye granules - are from storage tanks 11 . 12 about material supplies 1 . 2 the plasticizing screw 3 fed.

In der darstellten Ausführungsform ist ein erster Vorratsbehälter 11 mit Kunststoffgranulat 21 befüllt, der zweite Vorratsbehälter 12 mit Farbgranulat 22. Das Farbgranulat 22 wird über eine Dosiervorrichtung 14 in kontrollierter oder fest eingestellter Weise dem Prozess zugeführt, d.h. es tritt in die zweite Materialzufuhr 2 ein, um schließlich zur Plastifizierschnecke 3 zu gelangen. In the illustrated embodiment, a first reservoir 11 with plastic granules 21 filled, the second reservoir 12 with color granules 22 , The color granules 22 is via a metering device 14 fed into the process in a controlled or fixed manner, ie it enters the second material supply 2 and finally to the plasticizing screw 3 to get.

In alternativen Ausführungsformen können die Feststoffpartikel 21, 22 auch zwei verschiedenfarbige Granulate oder Kunststoffgranulate unterschiedlicher Sorten umfassen. In alternative embodiments, the solid particles 21 . 22 Also include two different colored granules or plastic granules of different grades.

Die beiden Materialzuführungen 1, 2 münden jeweils in getrennten Zuführkanälen 4, 7, die auch getrennt in Eintrittszonen 5, 6 eines Kanals 15, in dem die Plastifizierschnecke 3 angeordnet ist, münden. The two material feeders 1 . 2 each open in separate feed channels 4 . 7 which are also separated in entry zones 5 . 6 a channel 15 in which the plasticizing screw 3 is arranged, open.

Die Mischzone 10 – die die Eintrittszonen 5, 6 umfasst – der Feststoffpartikel 21, 22 liegen somit ausschließlich in dem Kanal 15, da die Feststoffpartikel vor dem Eintreten in den Kanal 15 keine Kontaktmöglichkeit haben. The mixing zone 10 - the entry zones 5 . 6 includes - the solid particle 21 . 22 lie thus exclusively in the channel 15 because the solid particles are in the channel before entering 15 have no contact.

Die Eintrittszonen 5, 6 liegen somit in dem Kanal 15 unterhalb der Zuführkanäle 4, 7. Damit ist es möglich, Feststoffpartikel 21, 22 zu der Plastifizierschnecke 3 zu transportiert, wobei der Eintritt der Feststoffpartikel 21, 22 jeweils unvermischt in den Kanal 15 der mindestens einen Plastifizierschnecke 3 erfolgt. The entry zones 5 . 6 are thus in the channel 15 below the feed channels 4 . 7 , This makes it possible to use solid particles 21 . 22 to the plasticizing screw 3 transported, with the entry of solid particles 21 . 22 each unmixed in the channel 15 the at least one plasticizing screw 3 he follows.

In der dargestellten Ausführungsform werden zwei Vorratsbehälter 11, 12 verwendet, die zwei unterschiedliche Arten von Feststoffpartikel 21, 22 dem Prozess zuführen. In the illustrated embodiment, two reservoirs 11 . 12 used two different types of solid particles 21 . 22 to the process.

In alternativen Ausgestaltungen werden mehr als zwei Vorratsbehälter 11, 12 und entsprechend mehr Zufuhrkanäle 4, 7 und Eintrittszonen 5, 6 verwendet. Mindestens zwei, bevorzugt aber alle Zufuhrkanäle 4, 7 und / oder Mischzonen 10 sind dabei so ausgebildet, dass die Mischzone 10 der Feststoffpartikel 21, 22 nur in dem Kanal 15 der Plastifizierschnecke 3 liegt. In alternative embodiments, more than two reservoirs 11 . 12 and correspondingly more supply channels 4 . 7 and entry zones 5 . 6 used. At least two, but preferably all supply channels 4 . 7 and / or mixing zones 10 are designed so that the mixing zone 10 the solid particles 21 . 22 only in the channel 15 the plasticizing screw 3 lies.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform liegt vor, wenn die dosierten Komponenten in den Teil der Plastifizierschnecke 3 geleitet werden, in dem bei der Drehbewegung einen neuer und noch leeren Schneckengang erzeugt wird. Da die Dosierrate der Nebenkomponente (hier der Farbkomponente) kleiner als der Gesamtdurchsatz ist, bleibt der neu gebildete Schneckengang nur teilweise gefüllt. Erst durch weitere Drehung erreicht das nur teilgefüllte Volumenelement einen Bereich in dem es dann vollständig mit der frei zulaufenden Hauptkomponente aufgefüllt wird. A particularly advantageous embodiment is when the metered components in the part of the plasticizing screw 3 are passed, in which during the rotary motion a new and still empty flight is generated. Since the dosing rate of the secondary component (in this case the color component) is smaller than the total throughput, the newly formed screw path only remains partially filled. Only by further rotation of the only partially filled volume element reaches an area in which it is then completely filled with the free-flowing main component.

In der Ausführungsform gemäß 1 und 2 liegen die Eintrittszonen 5, 6 im Kanal 14 der Plastifizierschnecke 3. In einer alternativen Ausgestaltung münden die Förderkanäle 4, 7 unterhalb der Flanschtrennebene 8. Je näher über der Plastifzierschnecke 3 die Zusammenführung von dosiertem Granulat und Material im Rückstau erfolgt; umso besser. Mindestens jedoch sollte die Zusammenführung direkt am oder unterhalb des Maschinenflansches erfolgen. In the embodiment according to 1 and 2 are the entry zones 5 . 6 in the canal 14 the plasticizing screw 3 , In an alternative embodiment, the delivery channels open 4 . 7 below the flange separation plane 8th , The closer to the plasticizing screw 3 the merging of metered granules and material is carried out in the backwater; all the better. At least, however, the merge should be done directly on or below the machine flange.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: erste Materialzufuhr first material feed
2 2: zweite Materialzufuhr second material supply
3 3: Plastifizierschnecke plasticizing
4 4: Förderkanal der zweiten Materialzufuhr Delivery channel of the second material supply
5 5: Eintrittszone der ersten Materialzufuhr Entry zone of the first material supply
6 6: Eintrittszone der zweiten Materialzufuhr Entry zone of the second material supply
7 7: Förderkanal der ersten Materialzufuhr Delivery channel of the first material supply
8 8th: Flanschtrennebene Flanschtrennebene
10 10: Mischzone zwischen erster und zweiter MaterialzufuhrMixing zone between first and second material feed
11 11: erster Vorratsbehälter first storage tank
12 12: zweite Vorratsbehälter second reservoir
14 14: Dosiervorrichtung metering
15 15: Kanal Plastifizierschnecke Channel plasticizing screw
21 21: erster Festkörperpartikel first solid particles
22 22: zweiter Festkörperpartikel second solid particles
30 30: Spritzgussmaschine, Extruder Injection molding machine, extruder

Claims

Plastic processing device for a plasticizing device with at least one plasticizing screw, characterized by at least two material feeds ( 1 . 2 ) for solid particles ( 21 . 22 ) to the at least one plasticizing screw ( 3 ), with a first entry zone ( 5 ) for the first solid particles ( 21 ) a first material supply ( 1 ) and a second entry zone ( 6 ) for the second solid particles ( 22 ) a second material supply ( 2 ) each in a channel ( 15 ) of the at least one plasticizing screw ( 3 ) lie.

Plastic processing device according to claim 1, characterized in that at least one entry zone ( 5 . 6 ) at least partially in the space below a flange separation plane ( 8th ) is arranged.

Plastic processing device for a plasticizing device with at least one plasticizing screw, characterized by at least two material feeds ( 1 . 2 ) for solid particles ( 21 . 22 ) to the at least one plasticizing screw ( 3 ), wherein at least one mixing zone ( 10 ) for the first solid particles ( 21 ) a first material supply ( 1 ) and for the second solid particles ( 22 ) a second material supply ( 2 ) below a flange separation plane ( 8th ) is arranged.

Plastic processing device according to at least one of the preceding claims, characterized in that a first storage container ( 11 ) with the first material feeder ( 1 ), first solid particles ( 21 ), in particular contains a plastic granules.

Plastic processing device according to at least one of the preceding claims, characterized in that a second storage container ( 12 ) connected to the second material feeder ( 2 ), second solid particles ( 22 ), in particular a dye granules.

Plastic processing device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the second storage container ( 12 ) with a metering device ( 14 ) for metering the second solid particles ( 22 ) is coupled.

Plastic processing device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the solid particles ( 21 . 22 ) into the entry zones ( 5 . 6 ) and / or the at least one mixing zone ( 10 ) via funding channels ( 4 . 7 ), in particular detachable conveying channels ( 4 . 7 ) and / or spatially adjacent funding channels ( 4 . 7 ) enter.

Plastic processing device according to at least one of the preceding claims, characterized in that conveying channels ( 4 . 7 ) the flange separation plane ( 8th ) penetrate from top to bottom.

Plastic processing device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the at least one entry zone ( 5 . 6 ) and / or the at least one mixing zone ( 10 ) for the solid particles ( 21 . 22 ) exclusively in the channel ( 15 ) of the at least one plasticizing screw ( 3 ) is arranged.

Plastic processing device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the at least one entry zone ( 5 . 6 ) and / or the at least one mixing zone ( 10 ) are at least partially arranged where, during a rotary movement of the plasticizing screw ( 3 ) there is a new and still empty flight.

Plastic processing device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the second entry zone ( 6 ) for a volume lower first material supply ( 2 ) upstream of the first entry zone ( 5 ) for a larger volume first material supply ( 1 ) lies.

Plastic processing device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the at least one plasticizing screw ( 3 ) Is part of an injection molding machine or an extruder.

Plastic processing method with at least one plasticizing screw, wherein at least two material feeds ( 1 . 2 ) Solid particles ( 21 . 22 ) to the at least one plasticizing screw ( 3 ), wherein the at least one point of the merger of the solid particles ( 21 . 22 ) below the flange separation plane ( 8th ) lies.