DE10223374B4 - Vorrichtung zum universellen Einfärben von kontinuierlich unter Druck strömenden, in einer Plastifiziereinheit plastifizierten viskosen Massen - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung zum universellen Einfärben von kontinuierlich unter Druck strömenden, in einem Extruder plastifizierten, viskosen Massen mit
– einer Dosier- und Mischeinrichtung, bestehend aus Farbbehältern (1), Förderpumpen (2), Kreisläufen (3), Magnetventilen (4), einer Steuerung (5) und einem Mischbehälter (6) zur Herstellung einer beliebigen Mischfarbe aus wenigen, flüssigen Grundfarben,
– einer Hochdruckpumpe (Kolben- oder Zahnradpumpe)(8), die die Mischfarbe nach dem Extruder (11) in den viskosen Massenstrom mit einem höheren als dem dort vorliegenden Druck zuführt,
– einer modifizierten, im Massestrom angeordneten Lochscheibe (10) mit Bohrungen, über die die Zuführung der Mischfarbe in den viskosen Massenstrom erfolgt, wobei die Bohrungen der Lochscheibe (10) entgegen der Strömungsrichtung des viskosen Massestroms in diesen münden,
– Rückschlagventilen (9), die in der von der Hochdruckpumpe (8) zur Lochscheibe (10) führenden Leitung (16) angeordnet sind,
– einem stromab von der Lochscheibe (10) angeordneten statischen Mischer (12).

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum universellen Einfärben von kontinuierlich unter Druck strömenden, in einer Plastifiziereinheit plastifizierten viskosen Massen.
  • Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, Kunststoffmassen (vorwiegend in Form von Granulat) vor oder während des Einfüllens in eine Plastifiziereinheit (Extruder) meist sehr aufwendig mittels diverser Misch- und Dosiervorrichtungen mit dem Farbmittel mechanisch zu vermischen. Der eigentliche Einfärbvorgang findet dann in der Plastifiziereinheit während des Plastifizierens statt.
  • Diese bekannte Technik hat folgende Nachteile:
    • – Bei einem Farbwechsel muss das gesamte vorgemischte Material entfernt werden.
    • – Außerdem muss die gesamte Plastifiziereinheit „sauber gefahren werden" werden, was mit einem erheblichen Aufwand an Personal, Material, und Zeit verbunden ist.
    • – Kosten für Farbmittel entstehen schon vor dem Start der jeweiligen Kunststoffverarbeitungsmaschine bis zum Produktionsbeginn, was unter Umständen sehr lange dauern kann.
    • – Der bei Produktionsstörungen sowie beim Start entstehende Ausschuss muss aufwendig nach Farben sortiert werden, um ihn recyceln zu können.
    • – Es müssen voreingestellte Farben verwendet werden, wodurch erhebliche Kosten durch Mindestabnahmemengen, Lagerhaltung und Personal entstehen.
    • – Farbeinstellungen sind nur mit kompletten Farbwechseln zu erreichen (Vorgang wie oben beschrieben) und können, z. B. beim Extrudieren, während der Produktion gar nicht oder nur mit großem Aufwand durchgeführt werden.
  • Diese Mängel werden durch den aus der DE 43 14 941 C2 und der DE 33 16 971 A1 hervorgehenden Stand der Technik zumindest teilweise abgestellt. Aus diesen Druckschriften sind bereits Vorrichtungen und Verfahren bekannt, bei denen unter Druck strömende, viskose Massen eingefärbt werden. Hierbei wird der Druck der viskosen Masse durch einen Extruder erzeugt und das Farbadditiv nach dem Extruder in die viskose Masse eingemischt.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine weitere Vorrichtung zum Einfärben von plastifizierten viskosen Massen zur Verfügung zu stellen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung gelöst, welche die Merkmale des Patentanspruchs aufweist.
  • Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann aus wenigen Grundfarben beinahe jeder beliebige Farbton erzeugt werden, ohne die Produktion langfristig zu unterbrechen. Dazu sind Dosier- und Mischvorrichtungen vorgesehen, in denen ein gewünschter Farbton in einem Mischbehälter gemischt wird. Aus dem Mischbehälter gelangt die Mischfarbe in eine Hochdruckpumpe (Kolben- oder Zahnradpumpe), die der Flüssigfarbe einen höheren Druck verleiht, als der in der viskosen Masse am Einbringungsort vorliegende Druck. Nach dem Austritt aus der Pumpe verhindern Rückschlagventile das Zurückströmen der Farbe. Durch die Pumpe wird die Farbe über eine modifizierte Lochscheibe in das Zentrum des Massestroms eingedrückt. Dabei erfolgt die Einspritzung entgegen der Strömung, wodurch ein erster Mischeffekt erreicht wird. Nach der Lochscheibe strömt die jetzt mit Farbe versetzte Masse in einen nachgeschalteten, statischen Mischer, wo eine endgültige Farbverteilung erzielt wird. Die nun gut homogenisierte Masse fließt dann durch ein Werkzeug und kann ausgeformt werden.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der dazugehörigen Zeichnung zeigt:
  • 1 eine schematische Gesamtdarstellung der Vorrichtung,
  • 2 eine Einzelheit X gemäß 1,
  • 3 eine Einzelheit Y gemäß 1 in einer ersten Ausführungsform, und
  • 4 eine Einzelheit Y gemäß 1 in einer zweiten Ausführungsform.
  • Zur Herstellung eines gewünschten Farbtons stehen im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Grundfarben schwarz, weiß, gelb, blau und rot zur Verfügung, die jeweils in separaten Farbbehältern 1 gelagert sind. Durch jeweils stetig fördernde Pumpen 2 werden diese Grundfarben jeweils in einem dauernden Kreislauf 3 gehalten. Magnetventile 4, die zwischen jedem Kreislauf 3 installiert sind, ermöglichen mittels einer Steuerung 5 eine genaue Dosierung der einzelnen Farbandteile in einen Mischbehälter 6. Dieser Mischbehälter 6 ist über mindestens eine Leitung 7 mit dem Einlass einer Hochdruckpumpe 8 verbunden. Nach dem Austritt der Mischfarbe aus der Hochdruckpumpe 8 verhindern in mindestens einer Leitung 16 angeordnete Rückschlagventile 9 das Zurückströmen der Farbe. Diese wird durch die Hochdruckpumpe 8 über die Leitung 16 durch eine modifizierte Lochscheibe 10 gedrückt. Die Lochscheibe 10 ist hinter einem Extruder 11 angeordnet, in dem Kunststoffgranulat unter Druck- und Hitzeeinwirkung plastifiziert und unter Druck weiter gefördert wird. Über die Lochscheibe 10 gelangt die Flüssigfarbe durch Bohrungen in das Zentrum des Massestroms. Sie wird entgegen der Strömung eingespritzt, wodurch ein erster Mischeffekt entsteht. Anschließend strömt die mit Farbe versetzte Masse in einen stromab von der Lochscheibe 10 angeordneten, statischen Schmelzmischer 12, in dem die Einmischung der Flüssigfarbe in dem Massestrom vollendet wird. Nach dem statischen Schmelzmischer 12 fließt die nun gut homogenisierte Masse einem nicht dargestellten Werkzeug zu, welches an einem Werkzeugflansch 13 befestigt ist.
  • Bei einem Farbwechsel werden über die Steuerung 5 sämtliche Magnetventile 4 geschlossen und der Mischbehälter 6 leer gefahren. Anschließend wird über die Steuerung 5 ein Magnetventil 4 geöffnet, welches in einer Leitung 14 angeordnet ist, die mit einem Vorratsbehälter 15 verbunden ist, in dem ein Reiniger gelagert ist. Dieser Reiniger besteht aus der Trägersubstanz der Flüssigfarbe und hat eine sehr gute Reinigungswirkung. Im Übrigen hat der Vorgang des Reinigens den gleichen Ablauf wie der des Einfärbens.

Claims (1)

  1. Vorrichtung zum universellen Einfärben von kontinuierlich unter Druck strömenden, in einem Extruder plastifizierten, viskosen Massen mit – einer Dosier- und Mischeinrichtung, bestehend aus Farbbehältern (1), Förderpumpen (2), Kreisläufen (3), Magnetventilen (4), einer Steuerung (5) und einem Mischbehälter (6) zur Herstellung einer beliebigen Mischfarbe aus wenigen, flüssigen Grundfarben, – einer Hochdruckpumpe (Kolben- oder Zahnradpumpe)(8), die die Mischfarbe nach dem Extruder (11) in den viskosen Massenstrom mit einem höheren als dem dort vorliegenden Druck zuführt, – einer modifizierten, im Massestrom angeordneten Lochscheibe (10) mit Bohrungen, über die die Zuführung der Mischfarbe in den viskosen Massenstrom erfolgt, wobei die Bohrungen der Lochscheibe (10) entgegen der Strömungsrichtung des viskosen Massestroms in diesen münden, – Rückschlagventilen (9), die in der von der Hochdruckpumpe (8) zur Lochscheibe (10) führenden Leitung (16) angeordnet sind, – einem stromab von der Lochscheibe (10) angeordneten statischen Mischer (12).
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