DE102015001392A1

DE102015001392A1 - Method and device for feeding an additive into a melt stream of a polymer melt

Info

Publication number: DE102015001392A1
Application number: DE102015001392.0A
Authority: DE
Inventors: Jörg Alexander; Wolfgang Imping
Original assignee: BB Engineering GmbH
Current assignee: BB Engineering GmbH
Priority date: 2015-02-04
Filing date: 2015-02-04
Publication date: 2016-08-04

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einspeisen eines Zusatzstoffes in einen Schmelzstrom einer Polymerschmelze. Dabei wird der Schmelzstrom unter einem Überdruck geführt wobei der Zusatzstoff über eine Einspeisestelle direkt dem Schmelzstrom zugeführt wird. Um den Zusatzstoff unverändert einspeisen zu können, wird der Zusatzstoff erfindungsgemäß über ein bewegliches Schubmittel dem Schmelzstrom zugeführt, wobei das Schubmittel innerhalb der Einspeisestelle quer durch den Schmelzstrom geführt wird.The invention relates to a method and a device for feeding an additive into a melt stream of a polymer melt. The melt stream is passed under an overpressure, wherein the additive is fed directly to the melt stream via a feed point. In order to be able to feed the additive unchanged, the additive according to the invention is fed to the melt stream via a movable pushing means, wherein the pushing means is guided transversely through the melt stream within the feed point.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einspeisen eines Zusatzstoffes in einen Schmelzstrom einer Polymerschmelze gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zum Einspeisen eines Zusatzstoffes in einen Schmelzstrom einer Polymerschmelze gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 8.The invention relates to a method for feeding an additive into a melt stream of a polymer melt according to the preamble of claim 1 and to a device for feeding an additive into a melt stream of a polymer melt according to the preamble of claim 8.

Bei der Verarbeitung von Kunststoffen insbesondere bei der Extrusion von strangförmigen Faserprodukten ist es allgemein bekannt, dass die Polymereigenschaften durch Hinzugabe von Zusatzstoffen beeinflusst werden. So wird beispielsweise zum Einfärben einer Polymerschmelze ein Farbstoff der Polymerschmelze zugegeben. Die Einspeisung derartiger Zusatzstoffe wird im Stand der Technik je nach Beschaffenheit des Zusatzstoffes in zwei verschiedenen Varianten vorgenommen.In the processing of plastics, in particular in the extrusion of rope-shaped fiber products, it is generally known that the polymer properties are influenced by the addition of additives. Thus, for example, a dye is added to the polymer melt for coloring a polymer melt. The feeding of such additives is made in the prior art, depending on the nature of the additive in two different variants.

Bei einer ersten Variante, die im wesentlichen für feste Zusatzstoffe eingesetzt wird, werden eine Teilmenge des Polymers und der Zusatzstoff gemeinsam einem Nebenextruder aufgegeben und zu einem Masterbatch extrudiert. Das Masterbatch wird dann in einen Hauptschmelzstrom eingespeist und mit diesem vermengt. Ein derartiges Verfahren und derartige Vorrichtung sind beispielsweise in der EP 0 837 161 A2 beschrieben.In a first variant, which is used essentially for solid additives, a subset of the polymer and the additive are fed together to a secondary extruder and extruded to a masterbatch. The masterbatch is then fed into a main melt stream and mixed with it. Such a method and such device are for example in the EP 0 837 161 A2 described.

Bei Einsatz von flüssigen Zusatzstoffen wird der Zusatzstoff bevorzugt direkt über eine Dosierpumpe in den Schmelzstrom eingespeist. Ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung zum Einspeisen eines Zusatzstoffes gehen beispielsweise aus der WO 2004/013386 hervor.When using liquid additives, the additive is preferably fed directly via a metering pump in the melt stream. Such a method and apparatus for feeding an additive, for example, from the WO 2004/013386 out.

Wenn pulverförmige Zusatzstoffe in Polymerschmelze eindosiert werden sollen, ist dies im Stand der Technik nur dort möglich, wo die Schmelze in einer dafür vorgesehenen Zone eines Extruders drucklos gefördert wird. Die zur Verfügung zu stellende Dosiermenge wird dabei zumeist mit einer Dosierschnecke geliefert.If pulverulent additives are to be metered into polymer melt, this is only possible in the prior art where the melt is conveyed without pressure in a zone provided for this purpose by an extruder. The amount of dosing available is usually supplied with a dosing screw.

Bei den bekannten Verfahren und den bekannten Vorrichtungen ist es jeweils erforderlich, den Zusatzstoff aufzubereiten und unter hohem Überdruck dem Schmelzstrom zuzuführen. Dabei können bereits physikalische Veränderungen an dem Zusatzstoff auftreten. Desweiteren können Umstellungen in der Zugabe eines Zusatzstoffes beispielsweise aufgrund von Farbwechsel nur nach vorherigen intensiven Spülen- und Reinigungsarbeiten der Dosiereinrichtungen erfolgen.In the known methods and the known devices, it is necessary in each case to prepare the additive and to supply under high pressure to the melt stream. This may already occur physical changes to the additive. Furthermore, changes in the addition of an additive, for example, due to color change can only be done after previous intensive rinsing and cleaning of the dosing.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einspeisen eines Zusatzstoffes in einen Schmelzstrom einer Polymerschmelze zu schaffen, bei welchem bzw. welcher der Zusatzstoff möglichst ohne Aufbereitung dem Schmelzstrom zuführbar ist.It is therefore an object of the invention to provide a method and apparatus for feeding an additive in a melt stream of a polymer melt, in which or which of the additive is fed to the melt stream as possible without treatment.

Ein weiteres Ziel der Erfindung liegt darin, ein gattungsgemäßes Verfahren und eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Einspeisen eines Zusatzstoffes in einen Schmelzstrom einer Polymerschmelze bereitzustellen, mit dem bzw. mit der ein Wechsel von Zusatzstoffen schnell und ohne Prozessunterbrechung möglich ist.Another object of the invention is to provide a generic method and a generic device for feeding an additive in a melt stream of a polymer melt, with or with which a change of additives is possible quickly and without process interruption.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 1 und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 8 gelöst.This object is achieved by a method with the features of claim 1 and by a device having the features of claim 8.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen der jeweiligen Unteransprüche definiert.Advantageous developments of the invention are defined by the features and feature combinations of the respective subclaims.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass beim Filtrieren eine in einer Schmelzeleitung geführten Schmelzstroms die Filterelemente als Schubelemente von außen in das Innere des Schmelzstromes geführt werden. In diesem Fall werden Fremdpartikel und Verunreinigungen aus dem Schmelzstrom herausgefiltert. Der Erfinder fand nun heraus, dass eine Zufuhr eines Zusatzstoffes in Analogie zu der Schubtechnik möglich ist. Hierzu wird der Zusatzstoff über ein bewegliches Schubmittel dem Schmelzstrom zugeführt, wobei das Schubmittel innerhalb der Einspeisestelle quer durch den Schmelzstrom geführt wird.The invention is based on the finding that during filtration, a melt stream guided in a melt line, the filter elements are guided as thrust elements from the outside into the interior of the melt stream. In this case, foreign particles and impurities are filtered out of the melt stream. The inventor has now found out that it is possible to supply an additive analogously to the pusher technique. For this purpose, the additive is fed to the melt stream via a movable pushing means, the pushing means being guided transversely through the melt stream within the feed point.

Zu diesem Zweck weist die Dosiereinrichtung ein bewegliches Schubmittel auf, das in der Einspeisestelle quer zum Schmelzstrom der Schmelzeleitung druckdicht geführt ist. So lässt sich der Zusatzstoff ohne Behandlung und Veränderung unmittelbar von außen in den Schmelzstrom einspeisen.For this purpose, the metering device on a movable pushing means, which is guided in the feed point transversely to the melt flow of the melt line pressure-tight. Thus, the additive can be fed directly from outside into the melt stream without treatment and modification.

Zur Dosierung des Zusatzstoffes ist vorgesehen, dass der Zusatzstoff in zumindest einer Teilmenge in zumindest einer Dosiermulde des Schubmittels dosiert ist und dass die Dosiermulde an dem Schubmittel ins Innere des Schmelzstromes geführt wird. So können die dem Schmelzstrom zugegebenen Zusatzstoffe in vorbestimmten Mengen dosiert zugeführt werden.For dosing the additive is provided that the additive is dosed in at least one subset in at least one Dosiermulde the pusher and that the Dosiermulde is performed on the pusher into the interior of the melt stream. Thus, the additives added to the melt stream can be metered in predetermined amounts.

Eine kontinuierliche Dosierung des Schmelzstroms wird dabei bevorzugt durch die Verfahrensvariante ausgeführt, bei welcher der Zusatzstoff in einer Mehrzahl von Teilmengen in einer Mehrzahl in einer Reihe angeordneter Dosiermulden des Schubmittels dosiert ist und bei welchem die Dosiermulden an dem Schubmittel nacheinander ins Innere des Schmelzstroms geführt werden. So lässt sich ein kontinuierlicher Dosierstrom realisieren, wobei die Teilmengen des Zusatzstoffes nacheinander dem Schmelzstrom zugeführt werden.A continuous metering of the melt stream is thereby preferably carried out by the process variant in which the additive is metered in a plurality of subsets in a plurality of metering wells of the pushing means arranged in a row and in which the metering wells on the pushing means are successively guided into the interior of the melt stream. Thus, a continuous dosing flow can be realized, with the subsets of the additive are fed sequentially to the melt stream.

Die Dosierung des Zusatzstoffes lässt sich dadurch noch verbessern, indem das Schubmittel mit einer vorbestimmten Dosiergeschwindigkeit den Schmelzstrom kontinuierlich oder diskontinuierlich durchquert. So können die Zeitintervalle zur Einbringung der Dosiermulden in den Schmelzstrom in Abhängigkeit von der gewünschten Dosiermenge durch die Dosiergeschwindigkeit verkürzt oder verlängert werden.The dosage of the additive can be further improved by the pusher at a predetermined metering rate passes through the melt stream continuously or discontinuously. Thus, the time intervals for introducing the dosing troughs into the melt stream can be shortened or lengthened as a function of the desired metering quantity by the metering rate.

Die Dosiergeschwindigkeit des Schubmittels wird dabei bevorzugt durch einen elektrischen Antrieb bestimmt und eingestellt. So ist es möglich, das Schubmittel schrittweise oder kontinuierlich durch den Schmelzstrom zu führen.The metering speed of the pusher is preferably determined and adjusted by an electric drive. Thus, it is possible to pass the pusher gradually or continuously through the melt stream.

Da die Dosiermulden des Schubmittels nach dem Durchqueren des Schmelzstroms mit der Polymerschmelze gefüllt sind, ist die Verfahrensvariante besonders vorteilhaft, bei welcher das Schubmittel nach einem Durchqueren des Schmelzstromes gereinigt wird. Somit kann das Schubmittel je nach Ausgestaltung fortlaufend zur weiteren Dosierung des Zusatzstoffes genutzt werden.Since the metering wells of the pusher are filled after passing through the melt stream with the polymer melt, the process variant is particularly advantageous in which the pusher is cleaned after passing through the melt stream. Thus, the pusher can be used depending on the configuration continuously for further dosing of the additive.

Da die Polymerschmelze auf ein relativ hohes Temperaturniveau gehalten werden muss, um als Schmelzstrom geführt zu werden, ist die Verfahrensvariante besonders vorteilhaft, bei welcher das Schubmittel vor dem Durchqueren des Schmelzstromes erwärmt wird. Damit können Wärmeverluste beim Dosieren des Zusatzstoffes auf ein Minimum reduziert werden.Since the polymer melt must be maintained at a relatively high temperature level to be passed as a melt stream, the process variant is particularly advantageous in which the pusher is heated before passing through the melt stream. This allows heat losses when dosing the additive to be reduced to a minimum.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Einspeisen eines Zusatzstoffes in einen Schmelzstrom einer Polymerschmelze zeichnet sich insbesondere durch eine einfache und robuste Dosiereinrichtung aus.The inventive device for feeding an additive into a melt stream of a polymer melt is characterized in particular by a simple and robust metering device.

Zur Gewährleistung einer kontinuierlichen Dosierung des Zusatzstoffes ist die Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen, bei welcher die Dosiereinrichtung eine der Einspeisestelle zugeordnete Füllvorrichtung zur Bereitstellung des Zusatzstoffes aufweist und bei welcher das Schubmittel ein oder mehrere Dosiermulden zur Aufnahme des Zusatzstoffes aufweist und bei welcher die Dosiermulden durch das Schubmittel zwischen der Füllvorrichtung und der Einspeisestelle führbar sind. Damit lassen sich die Zusatzstoffe in ihrer Ursprungsform ohne jegliche chemische oder physikalische Änderung in den Schmelzstrom der Polymerschmelze führen.To ensure a continuous metering of the additive, the development of the device according to the invention is provided, in which the metering device has a feeding point associated filling device for providing the additive and wherein the pushing means one or more Dosiermulden for receiving the additive and in which the Dosiermulden by the Pushing means between the filling device and the feed point are feasible. This allows the additives in their original form without any chemical or physical change in the melt flow of the polymer melt lead.

Desweiteren ist die erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch ergänzt, dass die Dosiereinrichtung eine der Einspeisestelle in Schubrichtung des Schubmittels nachgeordnete Reinigungsvorrichtung zum Reinigen der Dosiermulden aufweist.Furthermore, the device according to the invention is supplemented by the fact that the metering device has a cleaning device downstream of the feed point in the thrust direction of the pushing means for cleaning the metering wells.

Die Einspeisestelle weist bevorzugt einen Führungsblock auf, welcher einen Schmelzeinlass und einen Schmelzauslass zur Anbindung der Schmelzeleitung und einen zwischen dem Schmelzeeinlass und dem Schmelzauslass ausgebildete Schubführung zur Aufnahme des Schubmittels enthält.The feed point preferably has a guide block, which contains a melt inlet and a melt outlet for connecting the melt line and a push guide formed between the melt inlet and the melt outlet for receiving the push means.

Der Führungsblock wird dabei bevorzugt aus einem Oberteil mit dem Schmelzeinlass und einem Unterteil mit dem Schmelzauslass gebildet, wobei die Schubführung zwischen dem Oberteil und dem Unterteil ausgebildet ist. Damit kann eine passgenaue Schubführung realisiert werden, in welcher das Schubmittel dichtend nach außen hin geführt ist.The guide block is preferably formed from an upper part with the melt inlet and a lower part with the melt outlet, wherein the push guide is formed between the upper part and the lower part. Thus, a tailor-made push guide can be realized, in which the pushing means is guided sealingly outwards.

Um einen kontinuierlichen möglichst unbeeinflussten Schmelzstrom innerhalb der Einspeisestelle zu realisieren, ist desweiteren vorgesehen, dass der Schmelzeinlass und der Schmelzauslass an dem Führungsblock konzentrisch gegenüberliegend angeordnet sind. Damit lassen sich insbesondere die Dosiermulden kontinuierlich dem Schmelzstrom zuführen. Das Ausspülen der Dosiermulden beginnt somit direkt bei Eintritt in den Schmelzstrom, wobei die innerhalb des Zusatzstoffes mit eingelagerte Luft nach außen entgegen der Schubrichtung entweichen kann. Hierzu ist die Schubführung luftdurchlässig ausgeführt.In order to realize a continuous, preferably uninfluenced melt stream within the feed point, it is further provided that the melt inlet and the melt outlet are arranged concentrically opposite to the guide block. In particular, the dosing troughs can thus be continuously fed to the melt stream. Rinsing the Dosiermulden thus begins directly upon entry into the melt stream, which can escape within the additive with embedded air outward against the thrust direction. For this purpose, the push guide is made permeable to air.

Zur Temperierung des Schubmittels bzw. zur Temperierung der Schubstellen zur Abdichtung gegen der Umgebung ist die Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen, bei welcher der Führungsblock an einem Schubeinlass ein Heizmittel zum Erwärmen und/oder an einem Schubauslass ein Kühlmittel zum Kühlen aufweist.For tempering the pushing means or for controlling the temperature of the thrust points for sealing against the environment, the development of the device according to the invention is provided, in which the guide block has at a push inlet a heating means for heating and / or at a thrust outlet a coolant for cooling.

Ein kontinuierlicher Dosierbetrieb lässt sich insbesondere durch die erfindungsgemäße Weiterbildung der Vorrichtung realisieren, bei welcher das Schubmittel durch ein endloses Band gebildet ist, das mit einem Bandantrieb verbunden ist. Damit können lange und andauernde Betriebszeiten zum Dosieren des Schmelzstroms realisiert werden.A continuous metering operation can be realized in particular by the development of the device according to the invention, in which the pushing means is formed by an endless belt, which is connected to a belt drive. This allows long and continuous operating times for metering the melt flow can be realized.

Die Dosiermulden sind in diesem Fall bevorzug durch Aussparungen des Bandes oder durch Maschen eines Drahtgewebes des Bandes gebildet. Die Aussparungen können ohne oder mit einem Siebboden ausgeführt sein.The Dosiermulden are formed in this case Favor by recesses of the band or by meshing a wire mesh of the band. The recesses can be designed without or with a sieve bottom.

Bei einer diskontinuierlichen Dosierung des Zusatzstoffes in dem Schmelzstrom ist die erfindungsgemäße Vorrichtung bevorzugt verwendet, bei welcher das Schubmittel durch mehrere Kassetten oder mehrere Stangen gebildet ist, die mit einem Schubantrieb verbunden sind.In a discontinuous metering of the additive in the melt stream, the device according to the invention is preferably used, in which the pusher through several cassettes or more rods is formed, which are connected to a linear actuator.

Die Steuerung der Dosiergeschwindigkeit erfolgt dabei bevorzugt durch die Weiterbildung der Erfindung, bei welcher der Antrieb des Schubmittels mit einer Steuereinrichtung verbunden ist. So könnte beispielsweise der Steuereinrichtung kontinuierlich ein Volumenstrom des Schmelzstroms zugeführt werden, so dass die Einspeisung des Zusatzstoffes mit einer dem Schmelzstrom angepassten Dosiergeschwindigkeit erfolgt.The control of the metering speed is preferably carried out by the development of the invention, in which the drive of the pushing means is connected to a control device. For example, the control device could be continuously supplied with a volume flow of the melt stream, so that the feed of the additive takes place with a metering rate adapted to the melt stream.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung sind insbesondere zum Einspeisen feinkörniger Zusatzstoffe wie beispielsweise Pulver, Gries oder Granulat geeignet. Grundsätzlich können jedoch auch Flüssigkeiten wie beispielsweise Farbe oder Schmelze in den unter Druck stehenden Schmelzstrom eindosiert werden.The inventive method and apparatus according to the invention are particularly suitable for feeding fine-grained additives such as powder, semolina or granules. In principle, however, liquids such as paint or melt can be metered into the pressurized melt stream.

Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand einiger Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung unter Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert.The invention will now be explained in more detail below with reference to some embodiments of the device according to the invention with reference to the accompanying figures.

Es stellen dar:They show:

1 schematisch eine Querschnittsansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Einspeisen eines Zusatzstoffes in einen Schmelzstrom 1 schematically a cross-sectional view of a first embodiment of the inventive device for feeding an additive into a melt stream

2 schematisch eine Draufsicht der Einspeisestelle des Ausführungsbeispiels aus 1 2 schematically a plan view of the feed point of the embodiment 1

3 schematisch eine Querschnittsansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Einspeisen eines Zusatzstoffes in einen Schmelzstrom 3 schematically a cross-sectional view of another embodiment of the inventive device for feeding an additive into a melt stream

In den 1 und 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Einspeisen eines Zusatzstoffes in einen Schmelzstrom einer Polymerschmelze in mehreren Ansichten schematisch dargestellt. 1 zeigt das Ausführungsbeispiel in einer Querschnittsansicht und in 2 ist das Ausführungsbeispiel in einer Draufsicht gezeigt. Insoweit kein ausdrücklicher Bezug zu einer der Figuren gemacht ist, gilt die nachfolgende Beschreibung für beide Figuren.In the 1 and 2 a first embodiment of the inventive device for feeding an additive into a melt stream of a polymer melt is shown schematically in several views. 1 shows the embodiment in a cross-sectional view and in 2 the embodiment is shown in a plan view. Unless an explicit reference is made to one of the figures, the following description applies to both figures.

Das Ausführungsbeispiel weist eine an einer Schmelzeleitung 2 ausgebildete Einspeisestelle 1. Der Einspeisestelle 1 ist eine Dosiereinrichtung 3 zugeordnet. Die Dosiereinrichtung 3 weist eine Füllvorrichtung 8 zur Bereitstellung eines Zusatzstoffes und ein Schubmittel 4 auf. Das Schubmittel 4 ist in diesem Ausführungsbeispiel durch ein Band 5 gebildet, das die Füllvorrichtung 8 durchquert und eine Mehrzahl in einer Reihe angeordnete Dosiermulden 6 aufweist. In der Füllvorrichtung 8 werden die Dosiermulden 6 an dem Band 5 mit einem Zusatzstoff 7 befüllt.The embodiment has one on a melt line 2 Trained entry point 1 , The feed-in point 1 is a metering device 3 assigned. The metering device 3 has a filling device 8th for providing an additive and a pusher 4 on. The pushing means 4 is in this embodiment by a band 5 formed, which is the filler 8th traverses and a plurality of arranged in a row Dosiermulden 6 having. In the filling device 8th become the Dosiermulden 6 on the tape 5 with an additive 7 filled.

Die mit der Dosiereinrichtung 3 zusammenwirkende Einspeisestelle 1 besteht aus einem zweiteiligen Führungsblock 11, der an einem Oberteil 11.1 einen Schmelzeeinlass 12 und an einem Unterteil 11.2 einen Schmelzauslass 13 aufweist. Das Oberteil 11.1 und das Unterteil 11.2 des Führungsblockes 11 sind druckdicht miteinander verbunden und schließen zwischen sich eine Schubführung 14 ein. Die Schubführung 14 weist auf einer der Füllvorrichtung 8 zugewandten Seite einen Schubeinlass 26 auf und auf der gegenüberliegenden Seite einen Schubauslass 27. Die Schubführung 14 ist derart ausgelegt, dass das Schubmittel 4 in diesem Fall das Band 5, gleitend führbar ist.The with the metering device 3 co-operating feed-in point 1 consists of a two-piece leader block 11 standing at a shell 11.1 a melt inlet 12 and on a lower part 11.2 a melt outlet 13 having. The top 11.1 and the lower part 11.2 of the leader block 11 are pressure-tight connected to each other and close between a push guide 14 one. The push guide 14 points to one of the filling device 8th facing side of a push inlet 26 on and on the opposite side a thrust outlet 27 , The push guide 14 is designed so that the pushing means 4 in this case the band 5 , sliding is feasible.

Die Schmelzeleitung 2 ist durchtrennt und mit einem Ende einem Schmelzeeinlass 12 des Oberteils 11.1 und mit dem anderen Ende an dem Schmelzauslass 13 des Unterteils 11.2 befestigt. Der Schmelzeeinlass 12 und der Schmelzauslass 13 sind konzentrisch zueinander in dem Führungsblock 11 ausgebildet und durchdringen das Oberteil 11.1 und das Unterteil 11.2 bis zur Schubführung 14.The melt line 2 is severed and with one end a melt inlet 12 of the top 11.1 and with the other end at the melt outlet 13 of the lower part 11.2 attached. The melt inlet 12 and the melt outlet 13 are concentric with each other in the guide block 11 trained and penetrate the shell 11.1 and the lower part 11.2 to the push guide 14 ,

Der Führungsblock 11 weist auf der Schubeinlassseite 26 mehrere Heizpatronen 15 auf, um das Oberteil 11.1 und das Unterteil 11.2 zu erwärmen.The leader block 11 points to the thrust inlet side 26 several heating cartridges 15 on to the top 11.1 and the lower part 11.2 to warm up.

Zwischen dem Schubeinlass 26 des Führungsblockes 11 und der Füllvorrichtung 8 ist eine Bandführung 10 vorgesehen, durch welches das Band 5 von der Füllvorrichtung 8 in die Schubführung 14 des Führungsblockes 11 überführbar ist.Between the push inlet 26 of the leader block 11 and the filling device 8th is a band guide 10 provided by which the band 5 from the filling device 8th in the push guide 14 of the leader block 11 is convertible.

Auf der Seite des Schubauslasses 27 ist eine weitere Bandführung 10 vorgesehen, die den Schubauslass 27 mit einer nachgeordneten Reinigungsvorrichtung 9 verbindet. Hierdurch lässt sich das Band 5 in die Reinigungsvorrichtung 9 überführen. Die Reinigungsvorrichtung 9 weist in diesem Ausführungsbeispiel einen Dampfanschluss 20 auf, um einen Heißdampf zum Reinigen der Dosiermulden 6 an dem Band 5 zuzuführen. Die beim Reinigen anfallenden gelösten Polymerteile werden über einen Ablauf 21 aus der Reinigungsvorrichtung 9 abgeführt.On the side of the thrust outlet 27 is another band guide 10 provided that the thrust outlet 27 with a downstream cleaning device 9 combines. This allows the tape 5 in the cleaning device 9 convict. The cleaning device 9 has a steam connection in this embodiment 20 on to a superheated steam to clean the Dosiermulden 6 on the tape 5 supply. The obtained during cleaning dissolved polymer parts are via a drain 21 from the cleaning device 9 dissipated.

In diesem Ausführungsbeispiel weist die Dosiereinrichtung 3 ein endloses Band 5 auf, das über die Transportrollen 17.1 und 17.2 geführt wird. Die Transportrolle 17.1 ist der Füllvorrichtung 8 vorgeordnet und die Transportrolle 17.2 ist der Reinigungsvorrichtung 9 nachgeordnet. Der Transportrolle 17.2 ist ein Bandantrieb 16 beispielsweise ein Elektromotor zugeordnet, durch welcher eine Bandgeschwindigkeit einstellbar ist. Der Bandantrieb 16 ist mit einer Steuereinrichtung 18 verbunden. Die Steuereinrichtung 18 ist mit einer Volumenstrommesseinheit 19 gekoppelt, die der Schmelzeleitung 2 auf der Seite des Schmelzauslasses 13 zugeordnet.In this embodiment, the metering device 3 an endless band 5 on top of that, the transport wheels 17.1 and 17.2 to be led. The transport role 17.1 is the filler 8th upstream and the transport role 17.2 is the cleaning device 9 downstream. The transport role 17.2 is a tape drive 16 For example, associated with an electric motor through which a belt speed is adjustable. The tape drive 16 is with a control device 18 connected. The control device 18 is with a volume flow measuring unit 19 coupled to the melt line 2 on the side of the melt outlet 13 assigned.

Wie aus der Darstellung in 2 hervorgeht, wird das Schubmittel 4 zur Dosierung des Zusatzstoffes quer zum Schmelzstrom bzw. zur Schmelzeleitung 2 geführt. Das als Schubmittel ausgebildete Band 5 weist eine Mehrzahl von Dosiermulden 6 in einer reihenförmigen Anordnung auf. Dabei besitzt das Band 5 eine Bandbreite, die kleiner ist als der Strömungsquerschnitt des Schmelzstromes. Diese Relation zwischen Strömungsquerschnitt und Bandbreite ist beispielhaft. Grundsätzlich besteht jedoch die Möglichkeit, das Band breiter auszuführen, so dass der gesamte Strömungsquerschnitt des Schmelzstromes erfasst ist.As from the illustration in 2 shows, the thrust is 4 for metering the additive across the melt stream or to the melt line 2 guided. The designed as a pushing means band 5 has a plurality of Dosiermulden 6 in a row-shaped arrangement. It owns the tape 5 a bandwidth smaller than the flow area of the melt stream. This relation between flow cross section and bandwidth is exemplary. In principle, however, it is possible to make the band wider, so that the entire flow cross-section of the melt stream is detected.

Die in der 1 und 2 dargestellte Vorrichtung ist zur kontinuierlichen Einspeisung eines Zusatzstoffes beispielsweise in Pulverform in einem Schmelzstrom einer Polymerschmelze geeignet. Die Polymerschmelze ist in diesem Ausführungsbeispiel mit dem Bezugszeichen 28 gekennzeichnet und befindet sich innerhalb der Schmelzeleitung 2. Innerhalb der Schmelzeleitung 2 wird die Polymerschmelze unter einem Überdruck geführt und in Flussrichtung, die durch jeweils einen Doppelpfeil gekennzeichnet ist, gefördert. Dabei durchströmt die Polymerschmelze 28 den Schmelzeeinlass 12 und den Schmelzauslass 13 in dem Führungsblock 11.The in the 1 and 2 The apparatus shown is suitable for the continuous feeding of an additive, for example in powder form in a melt stream of a polymer melt. The polymer melt is in this embodiment by the reference numeral 28 and is located within the melt line 2 , Within the melt line 2 the polymer melt is passed under an overpressure and in the flow direction, which is characterized by a double arrow, promoted. The polymer melt flows through 28 the melt inlet 12 and the melt outlet 13 in the guide block 11 ,

Dabei wird ein an dem Band 5 in den Dosiermulden 6 enthaltener Zusatzstoff 7 ausgespült. Hierzu wird zunächst an dem Band 5 die Dosiermulden 6 durch die Füllvorrichtung 8 mit einem Zusatzstoff beispielweise einem Farbpulver gefüllt. Das Band wird kontinuierlich durch den Bandantrieb 16 angetrieben und führt die Dosiermulden 6 nacheinander über den Schubeinlass 26 ins Innere des Schmelzstromes. Sobald die Dosiermulde 6 in den offenen Strömungsquerschnitt des Schmelzeinlasses 12 und des Schmelzauslasses 13 eintaucht, wird der Zusatzstoff 7 aus dem Band 5 ausgespült und in den Schmelzstrom eingespeist. Die möglicherweise eingebundene Luft wird dabei zurückgedrückt entgegen der Schubrichtung des Bandes 5. Die Schubführung 14 und das Band 5 bilden somit eine Flüssigkeitsdichtheit jedoch keine Luftdichtheit nach außen hin. Die Luft kann über dem Schubeinlass 26 nach außen gelangen.This is one on the tape 5 in the dosing troughs 6 contained additive 7 rinsed out. This is done first on the tape 5 the dosing troughs 6 through the filling device 8th filled with an additive, for example, a color powder. The tape is continuously through the tape drive 16 driven and leads the Dosiermulden 6 one after the other via the push inlet 26 inside the melt stream. Once the Dosiermulde 6 in the open flow cross-section of the melt inlet 12 and the melt outlet 13 dips, becomes the additive 7 from the tape 5 rinsed and fed into the melt stream. The possibly integrated air is pushed back against the thrust direction of the belt 5 , The push guide 14 and the band 5 thus form a liquid-tightness but no airtightness to the outside. The air can be above the push inlet 26 get outside.

Das Band 5 durchquert mit der Dosiermulde 6 den Schmelzstrom, wobei sich die Dosiermulde 6 mit einer Schmelze füllt. Das Band 5 wird dann mit den gefüllten Dosiermulden 6 über den Schubauslass 27 zur Reinigungsvorrichtung 9 geführt. Innerhalb der Reinigungsvorrichtung 9 wird das Band 5 gereinigt, so dass die Dosiermulden 6 wieder bereit zur Aufnahme eines Zusatzstoffes sind. Dieser Vorgang wiederholt sich kontinuierlich, so dass dem Schmelzstrom der Polymerschmelze 28 kontinuierlich der Zusatzstoff beigemengt wird.The ribbon 5 passes through the dosing trough 6 the melt stream, with the Dosiermulde 6 filled with a melt. The ribbon 5 is then filled with Dosiermulden 6 over the thrust outlet 27 to the cleaning device 9 guided. Inside the cleaning device 9 becomes the band 5 cleaned so that the Dosiermulden 6 ready to receive an additive again. This process is repeated continuously so that the melt flow of the polymer melt 28 continuously the additive is added.

Zur Steuerung der Dosierung des Zusatzstoffes ist innerhalb der Steuereinrichtung 18 ein Programm hinterlegt, welcher die Bandgeschwindigkeit 5 in Abhängigkeit von einem Volumenstrom der Polymerschmelze einstellt. Der Volumenstrom des Schmelzstroms wird hierzu kontinuierlich durch die Volumenstrommesseinheit 19 erfasst.To control the dosage of the additive is within the control device 18 a program is stored, which determines the tape speed 5 as a function of a volume flow of the polymer melt. The volume flow of the melt stream is for this purpose continuously through the volume flow measuring unit 19 detected.

Bei dem in 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Dosiermulden 6 in dem Band 5 durch Aussparungen gebildet. Dabei kann die Aussparung als eine durchgehende Öffnung oder mit einem siebförmigen Boden ausgeführt sein. Alternativ besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Dosiermulden 6 durch ein Drahtgewebe zu bilden, so dass jede Masche eine Dosiermulde darstellt. So lässt sich das Band 5 aus einem metallischen Gewebeband herstellen, um den in den Maschen des Gewebebandes aufgenommenen Zusatzstoff in der Einspeisestelle dem Schmelzstrom zuzuführen.At the in 1 and 2 illustrated embodiment, the Dosiermulden 6 in the band 5 formed by recesses. In this case, the recess can be designed as a continuous opening or with a sieve-shaped bottom. Alternatively, however, it is also possible, the Dosiermulden 6 to form by a wire mesh, so that each mesh represents a Dosiermulde. That's how the tape works 5 made of a metallic fabric tape to supply the received in the mesh of the fabric tape additive in the feed to the melt stream.

Desweiteren sei erwähnt, dass bei dem in 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel die Einspeisung des Zusatzstoffes auch diskontinuierlich erfolgen kann. So lässt sich das Band 5 schrittweise derart antreiben, dass beispielsweise eine der Dosiermulden für eine Zeitspanne innerhalb des Schmelzstromes gehalten wird. Die Impulszeiten zwischen zwei Einspeisezyklen bestimmt dabei die Dosiermenge an Zusatzstoffen, die dem Schmelzstrom zugeführt werden soll.Furthermore, it should be mentioned that in the in 1 and 2 illustrated embodiment, the feed of the additive may also be discontinuous. That's how the tape works 5 such that, for example, one of the metering wells is kept within the melt flow for a period of time. The pulse times between two feed cycles determines the metered amount of additives that is to be supplied to the melt stream.

In 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Einspeisen eines Zusatzstoffes in einen Schmelzstrom einer Polymerschmelze dargestellt. Das Ausführungsbeispiel in 3 ist in einer Querschnittsansicht gezeigt. Auch hierbei wirken eine Dosiereinrichtung 3 mit einer Einspeisestelle 1 an einer Schmelzeleitung 2 zusammen. Die Einspeisestelle 1 ist im wesentlichen identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach 1 ausgeführt. Der aus einem Oberteil 11.1 und einem Unterteil 11.2 gebildete Führungsblock 11 schließt im mittleren Bereich eine Schubführung 14 ein. Die Schubführung 14 ist durch einen Schmelzeinlass 12 im Oberteil 11.1 und ein Schmelzauslass 13 im Unterteil 11.2 unterbrochen. An dem Schmelzeinlass 12 und dem Schmelzauslass 13 sind die Enden der Schmelzeleitung 2 angeordnet. An einer einen Schubeinlass 26 aufweisenden Seite wird der Führungsblock 11 durch eine Heizmanschette 24 und auf einer dem Schubauslass 27 bildenden Seite wird der Führungsblock 11 durch einen Kühlmantel 25 gekühlt. Der Kühlmantel 25 umschließt hierzu das Oberteil 11.1 und das Unterteil 11.2. Die Heizmanschette 24 auf der gegenüberliegenden Seite des Führungsblockes 11 dient zum Erwärmen sowohl der Ober- und Unterteile als auch zum Erwärmen des Schubmittels 4.In 3 a further embodiment of the inventive device for feeding an additive is shown in a melt stream of a polymer melt. The embodiment in 3 is shown in a cross-sectional view. Again, a metering device act 3 with a feed-in point 1 on a melt line 2 together. The feed-in point 1 is essentially identical to the embodiment according to 1 executed. The one from a top 11.1 and a lower part 11.2 formed leadership block 11 closes in the middle area a push guide 14 one. The push guide 14 is through a melt inlet 12 in the upper part 11.1 and a melt outlet 13 in the lower part 11.2 interrupted. At the melt inlet 12 and the melt outlet 13 are the ends of the melt line 2 arranged. At one of a push inlet 26 exhibiting side becomes the leader block 11 through a heating jacket 24 and on one of the thrust outlet 27 forming side becomes the leader block 11 through a cooling jacket 25 cooled. The cooling jacket 25 encloses the upper part 11.1 and the lower part 11.2 , The heating sleeve 24 on the opposite side of the leader block 11 serves to heat both the upper and lower parts as well as to heat the pusher 4 ,

Das Schubmittel 4 ist in diesem Ausführungsbeispiel durch eine Mehrzahl von einzelnen Kassetten 22 gebildet, die nacheinander über den Schubauslass 27 in die Schubführung 14 einschiebbar sind. Den Kassetten 12 ist hierzu ein Schubantrieb 23 zugeordnet. Jeder der Kassetten 22 weist in diesem Ausführungsbeispiel eine Dosiermulde 6 auf. Grundsätzlich besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass jede Kassette 22 mehrere Dosiermulden enthält.The pushing means 4 is in this embodiment by a plurality of individual cartridges 22 formed one after the other via the thrust outlet 27 in the push guide 14 are insertable. The cassettes 12 this is a shear drive 23 assigned. Each of the cassettes 22 has a Dosiermulde in this embodiment 6 on. In principle, however, there is also the possibility that each cassette 22 contains several Dosiermulden.

Auf der Schubeinlassseite ist eine Füllvorrichtung 8 vorgesehen, um einen Zusatzstoff bereitzuhalten und um die an den Kassetten ausgebildeten Dosiermulden 6 mit dem Zusatzstoff zu füllen. Die Kassetten 22 sind hierzu auf einem Kassettenträger 29 gehalten und lassen sich nach dem Befüllen durch den Schubantrieb 23 in die Schubführung 14 des Führungsblockes 11 hineinführen.On the thrust inlet side is a filling device 8th provided to hold an additive and the dosing troughs formed on the cassettes 6 to fill with the additive. The cassettes 22 are on a cassette carrier 29 held and can be filled after filling by the linear actuator 23 in the push guide 14 of the leader block 11 usher.

Die Funktion zur Einspeisung des Zusatzstoffes ist bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach 1, so dass an dieser Stelle keine weitere Erläuterung erfolgt und Bezug zu der vorgenannten Beschreibung genommen wird.The function for feeding the additive is in the in 3 illustrated embodiment identical to the embodiment according to 1 , so that at this point no further explanation and reference is made to the above description.

Auf der Seite des Schubauslasses 27 wird die Kassette 22 manuell abgenommen und einer Reinigung zugeführt. Die Reinigungsvorrichtung kann hierbei am beliebigen Ort angebracht sein, so dass beispielsweise mehrere Kassetten gleichzeitig gereinigt werden können. Unabhängig von dem Reinigungszyklus der Kassetten lässt sich die in 3 dargestellte Vorrichtung vorzugsweise diskontinuierlich betreiben. So ist es erforderlich, dass nach Einschieben einer der Kassetten zunächst der Schubantrieb 23 in eine Ruhestellung geführt werden muss, damit eine neue Kassette 22 an dem Kassettenträger 29 einlegbar ist. Erst nach dem Einlegen und Befüllen der neuen Kassette 22 lässt sich der Schubantrieb 23 erneut starten.On the side of the thrust outlet 27 becomes the cassette 22 manually removed and fed to a cleaning. The cleaning device can be mounted at any location, so that, for example, several cassettes can be cleaned at the same time. Regardless of the cleaning cycle of the cassettes, the in 3 preferably operate discontinuously shown device. So it is necessary that after inserting one of the cassettes of the first drive 23 in a rest position must be done so a new cassette 22 on the cassette carrier 29 can be inserted. Only after inserting and filling the new cassette 22 can the thrust drive 23 restart.

Die in 1 und 3 dargestellten Schubmittel 4 sind grundsätzlich beispielhaft. So können als Schubmittel auch Stangen oder Platten verwendet werden. Wesentlich hierbei ist, dass jedes der Schubmittel ein oder mehrere Dosiermulden zur Aufnahme des Zusatzstoffes aufweisen.In the 1 and 3 shown pushing means 4 are basically exemplary. So can also be used as a pushing means rods or plates. It is essential that each of the thrust means have one or more Dosiermulden for receiving the additive.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung sind besonders geeignet, um feinkörnige Zusatzstoffe wie Pulver, Gries oder Granulate oder aber auch Flüssigkeiten wie Farbe oder Schmelze in eine unter Druck stehenden Polymerschmelze hinein zu dosieren. Die Dosiermenge wird hierbei im wesentlichen durch einen Vorschub des Schubmittels in Verbindung mit der Geometrie der Dosiermittel gesteuert. Der Vorschub des Schubmittels kann dabei kontinuierlich oder diskontinuierlich ausgeführt sein, wobei der Vorschub vorzugsweise durch einen Elektroantrieb gesteuert wird.The process of the invention and the device according to the invention are particularly suitable for metering fine-grained additives such as powders, semolina or granules or else liquids such as paint or melt into a polymer melt under pressure. The metered amount is controlled in this case essentially by a feed of the pusher in conjunction with the geometry of the dosing. The advance of the pushing means can be carried out continuously or discontinuously, wherein the feed is preferably controlled by an electric drive.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 0837161 A2 [0003]
WO 2004/013386 [0004]

Claims

A method for feeding an additive into a melt stream of a polymer melt in which the melt stream is passed under an overpressure and wherein the additive is fed to the melt stream via a feed point, characterized in that the additive is fed to the melt stream via a mobile pusher, the Pusher is guided within the feed point across the melt stream.

A method according to claim 1, characterized in that the additive is metered in at least one subset in at least one Dosiermulde the pushing means and that the Dosiermulde is guided at the pushing means into the interior of the melt stream.

A method according to claim 2, characterized in that the additive is metered in a plurality of subsets in a plurality arranged in a row Dosiermulden the pusher and that the Dosiermulden be performed on the pusher successively into the interior of the melt stream.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the pusher passes through the melt stream continuously or discontinuously at a predetermined metering speed.

A method according to claim 4, characterized in that the metering speed of the pushing means is determined and adjusted by an electric drive.

Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the pusher is cleaned after passing through the melt stream.

Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the pusher is heated before passing through the melt stream.

Device for feeding an additive into a melt stream of a polymer melt with a metering device ( 3 ) via a feed-in point ( 1 ) with a melt line ( 2 ), characterized in that the metering device ( 3 ) a movable pushing means ( 4 ), which in the feed point ( 1 ) across the melt stream of the melt line ( 2 ) is guided pressure-tight.

Apparatus according to claim 8, characterized in that the metering device ( 3 ) one of the feed point ( 1 ) associated filling device ( 8th ) for providing the additive that the pusher ( 4 ) one or more dosing troughs ( 6 ) for receiving the additive and that the Dosiermulde / n ( 6 ) by the pushing means ( 4 ) between the filling device ( 8th ) and the feed point ( 1 ) is / is feasible.

Apparatus according to claim 8 or 9, characterized in that the metering device ( 3 ) one of the feed point ( 1 ) in the thrust direction of the pushing means ( 4 ) downstream cleaning device ( 9 ) for cleaning the dosing troughs ( 6 ) having.

Device according to one of claims 8 to 10, characterized in that the feed point ( 1 ) a guide block ( 11 ) having a melt inlet ( 12 ) and a melt outlet ( 13 ) for connecting the melt line ( 2 ) and one between the melt inlet ( 12 ) and the melt outlet ( 13 ) trained push guide ( 14 ) for receiving the pusher ( 4 ) having.

Device according to claim 11, characterized in that the guide block ( 11 ) from an upper part ( 11.1 ) with the melt inlet ( 12 ) and a lower part ( 11.2 ) with the melt outlet ( 13 ) is formed and that the push guide ( 14 ) between the upper part ( 11.1 ) and the lower part ( 11.2 ) is trained.

Device according to claim 11 or 12, characterized in that the melt inlet ( 12 ) and the melt outlet ( 13 ) on the guide block ( 11 ) are arranged concentrically opposite one another.

Device according to one of claims 11 to 13, characterized in that the guide block ( 11 ) at a push inlet ( 26 ) a heating means ( 15 ) for heating and / or at a thrust outlet ( 27 ) a coolant ( 25 ) for cooling.

Device according to one of claims 8 to 14, characterized in that the pushing means ( 4 ) through an endless band ( 5 ) formed with a belt drive ( 16 ) connected is.

Apparatus according to claim 15, characterized in that the Dosiermulden ( 6 ) through recesses of the band ( 5 ) or by meshing a wire mesh of the band ( 5 ) are formed.

Device according to one of claims 8 to 14, characterized in that the pushing means ( 4 ) through a cassette ( 22 ) or rod formed with a linear actuator ( 23 ) connected is.

Apparatus according to claim 15 or 17, characterized in that the drive ( 16 . 23 ) of the pushing means ( 4 ) with a control device ( 18 ) connected is.