DE1729526B2 - Einrichtung zur Herstellung von blähfähigen thermoplastischen Kunststotfgranulaten - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Herstellung von blähfahigen thermoplastischen Kunststoffgranulaten, bestehend aus einer Mischvorrichtung, die in eine mit Dtuckhaitevorrichtung und Druckregelvorrichtung sowie mit einer Austragsschleuse versehene Druckkammer mündet, in der sich eine Kühlvorrichtung befindet, und einer Granulatschneidevorrichtung.

Zur Herstellung geschäumter Formkörper im Extrusions-. Spritzgieß- oder Hohlkörperblasverfahren werden die verwendeten blähfähigen Thermoplaste hauptsächlich in Granulatform eingesetzt. Granulate werden von den handelsüblichen Einschneckenextrudern sowie von den Einschnecken-Plastifizieraggregaten der Blas- und Spritzgießmaschinen am besten aufgenommen und führen zu keinerlei Schwierigkeiten in der Einzugszone dieser Maschinen.

Die Herstellung blähfähiger Granulate, besonders derjenigen, die ein niedrigsiedendes flüssiges oder gasförmiges Treibmittel enthalten, bereitet einige prinzipielle Schwierigkeiten.

Es ist bekannt, derartige Granulate dadurch herzustellen, daß man treibmittelfreie Granulate in einem Druckkessel unter bestimmten Bedingungen der Ein- 4; wirkung eines niedrigsiedenden Kohlenwasserstoffes als Treibmittel aussetzt, wobei dieses in die Granulatkörner eindiffundiert. In einer solchen Einrichtung dauert es unverhältnismäßig lange, bis das Ί reibmittel von dem Thermoplasten aufgenommen worden ist. Es läßt sich dabei auch nicht vermeiden, daß die treibmittelhaltige Masse bereits teilweise aufbläht, da die Abkühlung im Innern der Masse verhältnismäßig lange dauert.

Es ist weiterhin bekannt, z. B. zur Herstellung treibmittelhaltiger Polystyrolgranulate, Doppelschneckenextruder zu verwenden, wobei man die aus der Granulierdüse austretenden plastischen, treibmittelhalligen Stränge oder Bänder bei Atmosphärendruck sofort intensiv abkühlt, um eine Expansion derselben zu unterbinden. Nach Abkühlung der Stränge werden diese ineinem Granulator zu Granulat geschnitten.

In einer Variation dieser Einrichtungen werden die aus der Granulierdüse austretenden Stränge im plastischen Zustand sofort mittels eines sogenannten Kopfgranulierers zu Granulat geschnitten, das dann durch Besprühen mit einem flüssigen Kühlmedium unmittelbar unter den Erweichungspunkt abgekühlt wird, so

daß eine Aufschäumung unterbunden wird.

Die -ben geschilderten Einrichtungen zur Herstellu«* treibmittelhaltiger Granulate weisen folgende Nachteile auf. Da es technisch schwierig ist. die austretenden plastischen, treibmittelhaltigen Stränge stark abzukühlen, wird bei zu geringer Kühlung em Nachblähen der Stränge verursacht oder bei stärkerem Kuhlen wird die Granulierdüse zu stark ab- oder gar unterkühlt. Hierbei friert die Thermoplastenschmelze in der Düse ein, wodurch an der Düse selbst und am Extruder Beschädigungen entstehen. Werden die Stränge jedoch zu schwach abgekühlt, so bildet sich - wie bere.ts ausgeführt - außen zwar eine erstarrte Haut, während die Strangseele noch heiß bleibt und unter Uberdehnung der äußeren, erstarrten Haut bi> zu einem gewissen Grad expandiert Auf diese Weise ist es dann nicht möglich, völlig unvorgeschäumte Granulate zu erhalten Auch bei Strängen mit größerem Durchmesser .st es selbst bei intensiver Kühlung nicht mehr möglich, die Strangseele genügend rasch unter den Erweichungspunkt abzukühlen, so daß die Stange wie oben beschrieben, und das daraus hergestellte Granulat bis zu einem gewissen Grad doch aufschäumen. Mit Hilfe derartiger Einrichtungen ist es somit praktisch nicht mog-Hch blähfähige Zylinder- oder Linsengranulate herzusteli-n die treibmittelfreien Granulaten entsprechen.

fs wurde daher schon verschiedentlich versucht, die Expansion der warmplastischen Stränge dadurch gänzlich zu unterbinden, daß sie in einen Raum hinein extrudiert werden, in dem ein Druck herrscht, der über dem Aufschäumdruck des Treibmittels bei der betreffenden Extmsionstemperatur liegt. Auf diese Weise wird eine Expansion vollkommen vermieden, und die Abkühlung der warmplastischen Stränge kann mit Rücks.cht auf die unerwünschte Abkühlung der Granulierdüse etwas wemevr intensiv erfolgen. Zur Durchführung dieses Verfahrens wird eine Vorrichtung verwendet, bei der außer der Abkühlung auch die Zerkleinerung der abgekOhlteii Stränge innerhalb des Druckbehälters vorgenommen wird und das blähfähige Kunststoffgranulat mittels einer Druckschleuse aus dem Druckbehälter ausgetragen wird. Dies bedingt aber einen relativ großen Druckraum, der die Granulieresnnchtung aufnehmen muß die so während des Betriebs der Beobachtung und Wartung entzogen ist. Außerdem ist das Ausschleusen des Granulats mittels Druckschleusen sehr

umständlich. .

Aufgabe der Erfindung ist, eine derartige Einrichtung dahingehend zu verbessern, daß sie wesentlich einfaeher zu handhaben ist, der verkleinert werden kann und ein besseres Ausschleusen des Kunststoffs ermöglicht

^WIDiese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß die Austragsschleuse mit eng an die Form eines jeden austretenden Kunststoffstranges angepaßten Durchtrittsöffnungen versehen ist, die mit einer auch als Kühlflüssigkeil wirkenden Sperrflüssigkeit abgedeckt sind, und daß die Granulatschneidevornchtung sich außerhalb der Druckkammer befindet.

M it der Vorrichtung gemäß der Erfindung lassen sich in einfacher Weise blähfähige thermoplastische Kunststoffgranulate herstellen, aus denen dann auf herkömmlichen Extrudern vorteilhaft Formteile oder Profile aus geschäumtem Kunststoff gefertigt werden können. Die Druckkammer kann gegenüber der bekannten Ausfuhrung wesentlich kleiner ausgeführt werden; sie braucht nur bezogen auf die durchgeführte Stranglänge, so groß zu sein, daß eine hinreichende Abkühlung dieser

Stränge erreicht wird, womit gleichzeitig der Druck in und sich später leicht von diesem trennen lassea

der kleinen Kammer leichter konstant gehalten werden 1st die Sperrflüssigkeit spezifisch leichter als die

kann. Außerdem wird das umständliche Ausschleusen Kühlflüssigkeit so müssen die Austrittsöffnungen oben

des ireibmiudhaltigen Granulats über Druckschleusen an der Druckkammer angeordnet sein; ist die Sperr-

vermiedea 5 flüssigkeit spezifisch schwerer als die Kühlflüssigkeit,

Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung erfolgt das so sind die Austrittsöffnungen unten an der Druckkam-

Ausschleusen des Kunststoffes aus der Druckkammer mer anzuordnen.

in Strangform, und zwar in der Weise, daß die Druck- Durch die hohe Viskosität der Sperrflüssigkeit, die

kammer an der Stelle, an der die Kunststoffstränge aus- gegebenenfalls im Bereich der Durchtrittsöffnungen

geführt werden, öffnungen aufweist, die in der Zahl io durch intensive Kühlung noch höher viskos oder gar

und in der Vorm den aus der Strangpreßdüsc austreten- eingefroren wird, kann der Durchtritt dieser Sperrfiüs-

den Kunststoffsträngen entsprechen, d. It, diese öff- sigkeit sehr klein gehalten werden. Nur wenn es sich

nungen sollen nur einen möglichst schmalen Spalt zwi- lohnt wird man sie nach dem Abtrennen aufbereiten

sehen dem jew >'iligen durchtretenden Kunststoffstrang und der Druckkammer mittels einer kleinen Pumpe

und ihrer Wand frei lassen, der aber so groß sein muß, 15 wieder zuführen. Der Verlust an Sperrflüssigkeit muß

daß der Kunststoffstrang selbst bei Plus-Toleranzen von Zeit zu Zeit ersetzt werden,

ohne zu verklemmen hindurchgleiten kann. Nach dem Ausschleusen der Kunststoff stränge aus

Um in der Druckkammer keinen großen Druckver- der Druckkammer werden sie in einer entsprechenden

lust durch diese Spalte zu haben, sind diese öffnungen Einrichtung von der Kühlflüssigkeit und/oder der

mit einer Sperrflüssigkeit abgedeckt. Man kann hierzu 20 Sperrflüssigkeit befreit und in einem an sich bekannten

einmal die Kühlflüssigkeit selbst verwenden, die später Stranggranulator zu Granulat geschnitten,

vom Strang abgetrennt und über eine Pumpe dem Im folgenden wird die Erfindung an Hand der Zeich-

Druckraum wieder zugeführt wird. Man kann auch die nung durch ein Ausführungsbeispiel ausführlicher er-

Durchtrittsöffnungen mit einem Kühlsystem umgeben, läutert.

so daß ein Einfrieren der Sperrflüssigkeit an dei Wand 25 Die treibmittelhaltige Kunststoffschmelze wird von

der Durchtrittsöffnungen erreicht werden kann. Hier- der Mischvorrichtung 1 durch die Strangpreßdüse 2 in

durch verringert sich der verbleibende Spalt, wodurch Form von Strängen 3 in die Druckkammer 4 gepreßt,

auch die Druckverluste gewünschtermaßen geringer Der Druck wird mindestens auf einer Höhe gehalten,

werden. bei der die Aufschäumung des Treibmittels unterbun-

Es ist auch möglich, als Sperrflüssigkeit eine hochvis- 30 den wird. Die Druckkammer 4 kann über den Anschluß kose Flüssigkeit zu verwenden, die im allgemeinen 5 unter Innendruck gehalten werden. Die Stränge 3 nicht zugleich als Kühlflüssigkeit dient. Ist der Druck- werden in einem Flüssigkeilsbad 6 bis unter ihren Erraum so ausgeführt, daß er vollständig mit Flüssigkeit weichungspunkt abgekühlt. Das Flüssigkeitsbad 6 kann angefüllt ist, so kommen die Kühlflüssigkeit und die über die Anschlüsse 7 und 8 ergänzt bzw. ausgetauscht Sperrflüssigkeit miteinander in Berührung. Die Kühl- 35 werden Nach dem Abkühlen werden die Stränge 3 flüssigkeit und die Sperrflüssigkeit dürfen in diesem durch öffnungen 9, die in der Form den Kunststoff-Falle nicht miteinander mischbar sein, und sie dürfen strängen entsprechen, aus dem Druckraum ausgesich nicht ineinander lösen und auch nicht miteinander schleust. Diese öffnungen sind mit einer Sperr flüssigdispergieren. Ferner sollen die spezifischen Gewichte keit 10 abgedeckt. Der Verlust an Sperrflüssigkeit kann der beiden Flüssigkeiten voneinander abweichen, damit 40 über den Anschluß 11 von Zeit zu Zeit ersetzt werden, eine Trennung der Flüssigkeiten erreicht wird. Die Nach Hern Ausschleusen werden die Stränge einem Kühl- und Sperrflüssigkeiten müssen außerdem mit Stranggranulator 12 zugeführt und dort zu Granulat dem Material der Kunststoffstränge verträglich sein geschnitten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Einrichtung zur Herstellung von blähfähigen thermoplastischen Kunststoffgranulaten, bestehend aus einer Mischvorrichtung, die in eine mit Druckhaltevorrichtung und Druckregelvorrichtung sowie mit einer Austragsschleuse versehene Druckkammer mündet, in der sich eine Kühlvorrichtung befindet, und einer Granulatschneidvorrichiung, dadurch gekennzeichnet, daß die Austragsschleuse mit eng an die Form eines jeden austretenden Kunstsloffstranges (3) angepaßten Durchtritisöffnungen (9) versehen ist, die mit einer auch als Kühlflüssigkeit wirkenden Sperrflüssigkeit (10) abgedeckt sind, und daß die Granulatschneidevorrichtung (12) sich außerhalb der Druckkammer (4) befindet.