DE1119501B

DE1119501B - Extrusion press for granulating thermoplastics

Info

Publication number: DE1119501B
Application number: DEC16877A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Dr Helmut Koenig; Anton Thielemann
Original assignee: Chemische Werke Huels AG
Current assignee: Huels AG
Priority date: 1958-05-20
Filing date: 1958-05-20
Publication date: 1961-12-14

Description

Strangpresse zum Granulieren von thermoplastischen Kunststoffen Es ist bekannt, pulverförmige thermoplastische Kunststoffe, wie Polyvinylchlorid, vor der Verarbeitung zu Rohren, Profilen usw. zu plastifizieren und zu granulieren. Die pulverförmigen Kunststoffe werden zu diesem Zweck beispielsweise, gegebenenfalls nach Zugabe von Stabilisatoren, Gleitmitteln, Farbstoffen, Füllstoffen usw., mittels einer zonenweise beheizten Schneckenpresse im warmen Zustand durch eine Siebplatte gepreßt und dann mit einer Zerteilvorrichtung in Granulate gewünschter Größe zerteilt. Extrusion press for granulating thermoplastics Es is known, powdered thermoplastics, such as polyvinyl chloride, before plasticizing and granulating them during processing into pipes, profiles, etc. The powdered plastics are for this purpose, for example, if necessary after the addition of stabilizers, lubricants, dyes, fillers, etc., by means of a zone-wise heated screw press in the warm state through a sieve plate pressed and then divided into granules of the desired size with a dividing device.

Die zum Erwärmen und Plastifizieren der Kunststoffe erforderliche Wärme wird dabei über einen meist in verschiedene Zonen unterteilten Heizmantel der Schneckenpresse zugeführt, wobei die Temperatur des Heizmantels bzw. der verschiedenen Zonen konstant gehalten wird. Dabei kann man die Temperatur durch in den Außenwandungen angebrachte Temperaturfühler feststellen und gegebenenfalls selbsttätig regeln. Die Regelung der Temperatur der Heizzonen und insbesondere der letzten Heizzonen reicht jedoch nicht aus, um mit Sicherheit gleichmäßige homogene Produkte mit optimalen Eigenschaften zu erhalten. The one required for heating and plasticizing the plastics Heat is generated via a heating jacket, which is usually divided into different zones fed to the screw press, the temperature of the heating jacket or the various Zones is kept constant. You can see the temperature through in the outer walls Determine the attached temperature sensors and, if necessary, regulate them automatically. The regulation of the temperature of the heating zones and especially the last heating zones However, it is not sufficient to ensure uniform homogeneous products with optimal Properties.

Auch bei konstanter Regelung der Heizzonen kann die wahre Austrittstemperatur des Granulates beträchtlich schwanken, weil die Plastifizierungswärme, d. h. die bei der Plastifizierung im thermoplastischen Material selbst durch Verformungsarbeit entstehende Wärme, in starkem Maße von der Korngrößenverteilung und auch von der Aufarbeitung des eingesetzten thermoplastischen Materials abhängt. Die in der Außenwandung der Heizzonen angebrachten Temperaturfühler können einer änderung der Plastifizierungswärme nicht rechtzeitig Rechnung tragen. Even with constant control of the heating zones, the true outlet temperature of the granulate vary considerably because the heat of plasticization, i.e. H. the during plasticization in the thermoplastic material itself through deformation work resulting heat, to a large extent from the grain size distribution and also from the Processing of the thermoplastic material used depends. The one in the outer wall Temperature sensors attached to the heating zones can change the heat of plasticization do not take into account in time.

Die Aufgabe der Erfindung ist, die vorgenannten Mängel, bei Strangpressen zum Granulieren von pulverförmigen thermoplastischen Kunststoffen durch Auspressen im warmen Zustand durch eine Siebplatte mittels zonenbeheizter Strangpresse, wobei man die Temperatur der einzelnen Heizzonen durch Temperaturfühler selbsttätig regeln kann, zu verbessern. The object of the invention is to remedy the aforementioned shortcomings in extrusion for granulating powdery thermoplastics by pressing them out in the warm state through a sieve plate using a zone-heated extruder, wherein the temperature of the individual heating zones can be regulated automatically by means of temperature sensors can improve.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß in der letzten Heizzone im Innern der Schneckenpresse der Temperaturfühler angeordnet ist. To solve this problem it is proposed according to the invention that The temperature sensor is located in the last heating zone inside the screw press is.

Als pulverförmige thermoplastische Kunststoffe eignen sich insbesondere Polyvinylchlorid, aber auch Mischpolymerisate des Vinylchlorids und Vinylidenchlorids sowie Polystyrol, schlagfestes Polystyrol, Polyäthylene, Polyamide usw. Man kann den pulverförmigen Kunststoffen vor dem Granulieren Stabilisatoren, Gleitmittel, Farbstoffe, Füllstoffe usw. zusetzen. Die Temperaturführung in der Schnecken- presse muß den verwendeten thermoplastischen Kunststoffen in an sich bekannter Weise angepaßt werden. Für Polyvinylchlorid wählt man bei drei Heizzonen beispielsweise Temperaturen von 140 bis 1500 C für die erste, 150 bis 1600 C für die zweite und 160 bis 1700 C für die dritte Heizzone. Das Kopfende der Strangpresse bzw. die Siebplatte wird im allgemeinen noch mit einem Heizmantel versehen, dessen Temperatur unterhalb der Granulataustrittstemperatur gehalten wird und der lediglich dazu dient, Wärmeverluste durch Abstrahlen zu vermeiden. Thermoplastics in powder form are particularly suitable Polyvinyl chloride, but also copolymers of vinyl chloride and vinylidene chloride as well as polystyrene, high impact polystyrene, polyethylene, polyamides, etc. You can the powdered plastics before granulating stabilizers, lubricants, Add dyes, fillers, etc. The temperature control in the screw Press must be adapted to the thermoplastics used in a manner known per se will. For polyvinyl chloride, for example, temperatures are selected for three heating zones from 140 to 1500 C for the first, 150 to 1600 C for the second and 160 to 1700 C for the third heating zone. The head end of the extruder or the screen plate is generally still provided with a heating jacket, the temperature of which is below the Granulate outlet temperature is maintained and the only purpose is to prevent heat losses to be avoided by blasting.

Die wahre Austrittstemperatur des Granulates ist abhängig von der Natur des verwendeten Polymertsates. Sie soll oberhalb der Plastifiziertemperatur liegen, muß aber auf jeden Fall niedriger sein als die Zersetzungstemperatur. Durch die Regelung der Temperatur der letzten Heizzone ist es möglich, diese durch einen einfachen Vorversuch leicht festzulegenden Temperaturgrenzen mit Sicherheit einzuhalten. The real exit temperature of the granulate depends on the Nature of the polymer used. It should be above the plasticizing temperature but must in any case be lower than the decomposition temperature. By the regulation of the temperature of the last heating zone is possible through a simple preliminary test, easy to set temperature limits to be adhered to with certainty.

Die Zeichnung veranschaulicht die Anordnung der im Innern der Strangpresse in der Nähe der Siebplatte angebrachten Temperaturfühler. 1 ist die Schnecke der Strangpresse, 2 der Schneckenzylinder, 3 stellt die als Uberwurfmutter ausgebildete Siebplatte dar, 4 den auf diese Siebplatte aufgeschraubten Verdrängerkörper. An der Spitze des Verdrängerkörpers 4 ist der verchromte Kupferbolzen 6 befestigt, der durch die Wärmeisolierung 5, beispielsweise aus Polytetrafluoräthylen, gegenüber dem Verdrängerkörper isoliert ist. In dem Kupferbolzen 6 sind Bohrungen 7 zur Aufnahme der Temperaturfühler angebracht, deren Leitungen durch die Bohrungen 8 in der Siebplatte 3 nach außen und von dort an ein Meßinstrument geführt werden. The drawing illustrates the layout of the interior of the extruder temperature sensor attached near the sieve plate. 1 is the snail's Extrusion press, 2 of the screw cylinder, 3 represents the one designed as a union nut Sieve plate, 4 the displacement body screwed onto this sieve plate. At The chrome-plated copper bolt 6 is attached to the tip of the displacer 4, by the thermal insulation 5, for example made of polytetrafluoroethylene, opposite the displacer is isolated. In the copper bolt 6 there are holes 7 for receiving the temperature sensor attached, the lines of which through the holes 8 in the sieve plate 3 to the outside and from there to a measuring instrument.

Je nach der Polymerisation und der Aufarbeitung besitzen die pulverförmigen thermoplastischen Kunststoffe eine verschiedene Oberflächenstruktur. Das führt dazu, daß bei Konstanthaltung der Temperaturen des Heizmantels der zur Granulierung verwendeten Schneckenpresse der durch die Siebplatte hindurchtretende Kunststoff je nach der entstehenden Verformungswärme verschiedene Temperaturen besitzen kann. In der nachfolgenden Tabelle 1 sind für vier verschiedene Proben von pulverförmigem Polyvinylchlorid vom K-Wert70, das durch Emulsionspolymerisation hergestellt, durch Verdüsen getrocknet, mit l,250/o eines Zinnstabilisators und mit 30/( eines Gleitmittels homogen vermischt wurde, die Granulataustrittstemperaturen angegeben, die sich beim Granulieren auf einer Schneckenpresse mit drei Heizzonen, deren Temperatur auf jeweils 150, 180 und 1700 C konstant gehalten wurde, ergeben. Die Siebplatte der Schneckenpresse besitzt dabei noch einen Heizmantel von 1600 C. In der Tabelle sind für die vier granulierten Proben weiterhin noch die Ausstoßleistungen in g/min aufgeführt, die man bei der Verarbeitung zu Rohren von 17 mm Außendurchmesser auf einer Einfachschneckenpresse mit einer Schnecke von 30 mm Durchmesser, einer Länge von 450 mm und einer Drehzahl von 80 Upm bei einer Temperatur von 130/162/165/155/1500 c für die verschiedenen Zonen des Heizmantels erhält. Depending on the polymerization and the work-up, the pulverulent thermoplastics have a different surface structure. This leads to, that when the temperature of the heating jacket is kept constant, the one used for granulation Screw press the plastic passing through the sieve plate depending on the resulting deformation heat can have different temperatures. In the following Table 1 are for four different samples of powdered polyvinyl chloride with a K value of 70, produced by emulsion polymerization, dried by spraying, mixed homogeneously with 1.250 / o of a tin stabilizer and with 30 / (of a lubricant was given, the granulate outlet temperatures that arise during granulation a screw press with three heating zones, the temperature of which is set to 150, 180 and kept constant at 1700 C. The sieve plate of the screw press has a heating jacket of 1600 C. In the table are for the four granulated samples continue to list the output rates in g / min, the when processing to pipes with an outer diameter of 17 mm on a single screw press with a screw of 30 mm diameter, a length of 450 mm and a speed of rotation of 80 rpm at a temperature of 130/162/165/155/1500 c for the different Zones of the heating jacket.

Tabelle I Granulataustritts- Ausstoßleistung PVC-Probe temperatur I OC glmin 1 165,5 204 2 168 210 3 169,5 240 4 162,5 200 Die Ausstoßleistung bei der Endverarbeitung schwankt beträchtlich mit der wahren Granulataustrittstemperatur.Table I. Granulate discharge output PVC sample temperature I OC glmin 1,165.5 204 2 168 210 3,169.5 240 4,162.5 200 The output during the final processing varies considerably with the actual granulate outlet temperature.

Wenn man dagegen die letzte Heizzone der zum Granulieren verwendeten Schneckenpresse unter steter Kontrolle durch im Innern der Schneckenpresse in der Nähe der Siebplatte angebrachte Temperaturfühler jeweils entsprechend der Struktur des eingesetzten pulverförmigen thermoplastischen Kunststoffes regelt, gelingt es, immer die gleiche Granulataustrittstemperatur einzuhalten. Die erhaltenen Gra- nulate ergeben dann bei der Endverarbeitung konstante Ausstoßleistungen. In Tabelle 2 sind für sechs verschiedene, durch Emulsionspolymerisation hergestellte pulverförmige Polyvinylchloridproben vom K-Wert 70, die durch Verdüsen getrocknet, mit 1,250/0 eines Zinnstabilisators und 30/0 eines Gleitmittels homogen vermischt wurden, die erforderlichen Temperaturen der letzten Heizzone der zum Granulieren verwendeten Schneckenpresse, die zugehörigen Granulataustrittstemperaturen und die Ausstoßleistungen in g/min für die Endverarbeitung zu Rohren von 17 mm Außendurchmesser auf einer Einfach-Schneckenpresse mit einer Schnecke von 30 nun Durchmesser, 450 mm Länge und einer Drehzahl von 80 Upm bei einer Temperaturführung von 130/160/165/155/1500 C für den Heizmantel zusammengestellt. If, on the other hand, the last heating zone is used for granulating Screw press under constant control by inside the screw press in the Temperature sensors attached near the sieve plate according to the structure of the powdered thermoplastic used, it is possible to always maintain the same granulate outlet temperature. The received gra- nulate result in constant output rates during the final processing. In Table 2 are for six different powdery products produced by emulsion polymerisation Polyvinyl chloride samples with a K value of 70, dried by spraying, with 1.250 / 0 a tin stabilizer and 30/0 of a lubricant were mixed homogeneously, the required temperatures of the last heating zone used for granulating Screw press, the associated granulate outlet temperatures and the output rates in g / min for final processing into pipes with an outside diameter of 17 mm on a Single screw press with a screw of 30 now diameter, 450 mm length and a speed of 80 rpm with a temperature control of 130/160/165/155/1500 C compiled for the heating jacket.

Tabelle II Temperatur Granulat- Ausstoß- PVC-Probe der letzten austritts- leistung Heizzone Heizzone temperatur oc OC glmin 5 162 170 186 6 160 170 184 7 165 170 182 8 165 170 185 9 167 170 184 10 167 170 183 Die Ausstoßleistungen bei der Endverarbeitung sind für die Granulate aus verschiedenen Polyvinylchloridproben mit gleicher Granulataustrittstemperatur praktisch gleich.Table II Temperature granulate output PVC sample of the last output Heating zone heating zone temperature oc OC glmin 5 162 170 186 6 160 170 184 7 165 170 182 8 165 170 185 9 167 170 184 10 167 170 183 The output rates during the final processing are practically the same for the granulates from different polyvinyl chloride samples with the same granulate outlet temperature.

Claims

PATENT CLAIM: Extrusion press for granulating powdery thermoplastics Plastics by pressing them in a warm state through a sieve plate using a zone-heated Screw press, whereby the temperature of the individual heating zones is measured by temperature sensors can regulate automatically, characterized in that in the last heating zone in The temperature sensor is arranged inside the screw press.

Publications considered: Swiss patent specification No. 212253; French patent specification No. 1 069735.