DE1778540A1

DE1778540A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von geschaeumten Gegenstaenden aus thermoplastischem Material

Info

Publication number: DE1778540A1
Application number: DE19681778540
Authority: DE
Inventors: Roberto Colombo
Original assignee: LAVORAZIONE MAT PLAST
Current assignee: LAVORAZIONE MAT PLAST
Priority date: 1967-05-10
Filing date: 1968-05-09
Publication date: 1971-08-05
Also published as: BE714856A; CH466917A; NL6806630A; FR1565822A; GB1152306A

Description

DR. ELISABETH JUNG, DR. VOLKER VOSSIUS, PtfH^»4G.,Q€BBggPgB

8 MDNCHEN23 · S I EG ESST RASSE 26 ■ TELEFON 345067 · TELEGRAMM-A DRESSE: IN VE NT/M ON CH EN

u.Z.t D 319 (Sch/Cy/ob) 9· Mai 1968

S.p.A. IAVORA2IOBJ5 MATSRIJS PLASTICHiS L.M.P., Turin, Italien

"Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von geschäumten Gegenständen aus thermoplastischem Material"

Die Erfindung betrifft die Herstellung von geschäumten Gegenständen aus thermoplastischem Material« insbesondere geschäumte Scheiben, Plattinon sowie Profile verschiedener Ausführung einschließlich Röhren.

Allgemein ist die Srfindung auf die Herstellung dieser Gegen stände unmittelbar auo Körnern (Granulat) eines formbaren thermoplastischen Harzes gerichtet, welches zu diesem Zweck weder gründlich umgebildet wurde, noch dos Treibmittel in irgendwelchen Mengen enthiilt.

Eb ist an sich bekannt, eine körnige thermoplastische Harzraasse in einer Schneckenpresse kontinuierlich zu schmelzen, indem in einer Abteilung der Presse der Schmelze ein flüssiges Treibmittel beigemischt sand das Gemisch bei einer entsprechenden Temperatur herausgepreßt wird. Die Erfahrung

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hat jedoch gezeigt, daß die auf diese Weise gewonnenen geschäumten Erzeugnisse weitaus geringwertiger sind, als wenn sie im Chargenbetrieb hergestellt werden, und zwar hauptsächlich sowohl wegen mangelhafter Verochäuraung als auch ungleichmäßiger Gaszellenabmessungen und Gaszellenverteilung (selbst bei Anwendung kernbildender, die Herstellung oiner gleichmäßigen Zellenform bekanntermaßen begünstigender Zusätze). Außerdom neigt das geschäumte stranggepreßte Erzeugnis dazu, höchstwahrscheinlich wegen ungleichmäßiger innerer 7erschäumung, Ausbauchungen, Faltungen und dergl, unerwünschte "Zuf ausformen" zu bilden·

Die Erfindung geht davon aus, da3 eine gleichmäßige Auflösung des flüssigen Verachäumungsmittels in ausreichend großen Mengen in der thermoplastischen, in dor Sohneckenpresse erschmolzenen Masse sowohl infolge der hohen Temperatur der Schmelze, als auch örtlicher, hauptsächlich durch aus der Reibung herrührende endogene Wärmequellen stark gestört wird. Anderseits ist der an sich naheliegende Ausweg, diese \ Rachteile durch entsprechende Erhöhung des Vordruckes des flüssigen Verschäumungsmittels zu mildern, unbefriedigend, einmal wegen wesentlicher Leckverluste des 7erschäumungsmittels durch Fülltrichter und Preßmatrize hindurch und zum anderen wegen der ständigen ungünstigen Auswirkung der endogenen Wärmequellen.

JSe ist daher die Hauptaufgabe der Erfindung, diese Kachteile zu vermeiden. Bas besondere Ziel der Erfindung besteht

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darin, Verfahrensschritte sowie eine Vorrichtung vorzusehen, mit welchen ausreichend große Mengen eines flüssigen VersehäumungBmittele gleichmäßig in der thermoplastischen Harzschmelze der Sehneckenpresse lösbar sind, um ein gleichmäßig aufgeschäumtes Strnngpreßgut zu erhalten.

Weitere besondere Ziele und Vorteile der Erfindung werden itn Zuge der folgenden Ausführuncen offenbart»

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren ssum Herstellen eine*» geschäumten Gegenstandes aus thermoplastischem Material gemäß der Erfindung gelöst, das im wesentlichen dadurch gekennzeichnet ist, daß einem Zwischenabschnitt des Gehäuses einer Schneckenpresse mit wenigstens zwei im gleichen Sinn rotierenden, eng ineinandergreifenden Schnecken ein flüssiges Treibmittel unter Druck zugeführt wlrdj daß die Schneckenpresse mit körnigem Kunststoff beschickt wird und dieser unter Druckeinwirkung in einem vor dem Zwischenabschnitt liegenden Abschnitt erschmilzt; daß die Schmelze veranlaßt wird, eich durch den Zwlschenebschnitt hinduroh zu bewegen, wobei das Treibmittel zugeführt wird, während -das erschmolzene Material gleichzeitig kontinuierlich im Gehäuse vor dem Zwischenabschnitt zu wenigstens einem Paar durch Abetend voneinander.getrennter abdichtender Pfropfen geformt wird; da2 des Gemisch aus erschmolzenem Material und Treibmittel zum Preßmundstttek gefördert wird, wobei es in dem Pressengehäuse homogenisiert und allmählich abgekühlt wird, und daß das Gemisch dann duroh das Preßmundstück austritt,

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wenn äer Viskositätsgrnd des Genisches im wesentlichen cien Selbsttrsgepunkt des Materials erreicht hat.

Unter aem «Selbsttragepunkt" (self-sustaining point) wird hier der Viskositätsgrad des thermoplastischen Materials verstanden, bei welchem das bei dem Strangpreßvorgang geformte Schpumgebilde unter seinem Eigengewicht nicht mehr zusammenbricht, wenn die '5ände der Gaszellen zufällig oder absichtlich durch den von dem Treibmittel erzeugten Brück zerrissen werden.

Im allgemeinen ist ein offenzelliger Schaum kaum erwünscht. Um ein geechlossenzelli^es Erzeugnis zu erhalten, sollte daher eine solche Abkühlung des Gemisches während der HomofjenisierungsphaBe im Pressengehäuse vorgesehen werden, daß der Viskoeitätsgrad des Materials nicht nur auf seinen Selb3ttragepunkt„ sondern auch auf den "Einschließungepunkt" (containement point) des Treibmitteldruckes gebracht wird, d.h. auf denjenigen Viskositätsgrad, bei dem die Gaablaeen des Treibmittels, die sich beim Strangpressen in dem Gemisch entwickeln, noch von den Wänden der Gaszellen "eingeschlossen" (contained) werden.

Im Hinblick hierauf ist es vorteilhaft, die Homogenisierung so gründlich wie möglich durchzuführen, um beim Strangpressen die Bildung relativ großer Gasblasen zu vermeiden, was sonst leicht zum Aufbrechen der Gaszellen führt j noch aus dem gleichen Grunde sollte vorteilhaft das einzubringende Granulat

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bereits ein kernbildendes Agens für dao Treibmittel enthalten, um in dem strenggepreßton Gemisch eine endlose Anzahl von Blasenbildungszentren zu schaffen und dadurch die Bildung großer Blasen au verhindern.

Anderseits sollte im Hinblick auf den Selbsttragepunkt und den vom Gasdruck abhängigen EinschlieQunespunkt dem Beitrag Beachtung geschenkt werden, welcher der Kühlung des Materials durch die Verdampfungswärme dee sich ausdehnenden Treibmittels geleistet wird. Das Verfahren gemäß " der Erfindung benutzt nämlich vorzugsweise Treibmittel, welche ein leichtflüchtiges Gas enthalten, oder eine in dem zu verarbeitenden thermoplastischen Material lösbare Flüssigkeit wie verschiedene Fluorkohlenwasserstoffe der "Freon" (H.T.tf.)-Gruppe, Methylchlorid, Penthan, Propylen, und Buthylen, deren Anwendung zum Verschäumen von Polystyro3, Polyvenylchlorid, Polyvenylacetgt, Polyäthylen und anderer synthetischer Harze bekannt ist. Wenn diese Treibmittel unter Druck in dem durch den bereits erwähnten mittleren ( Teil des Schneckenpressengehäuees fließenden Material gelöst werden, entfalten sie sich nach dem Strangpreßvorgang in gasförmiger Form und vermindern dadurch die Temperatur des Materials, Dahsr aollto im Hinblick auf die spätere Temperatürabsenkung und den damit verbundenen Zuwache an Viskosität beim VerschäumungsVorgang vor dem Strangpreßvorgang während der Homogenisierung zusätzlich die Abkühlung des Gemisches erfolgen, ein Vorgang, der offensichtlich zum Selbettragen des Schaumes und zur Erreichung

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des Einschließungspunktes dea Gasdrücke beiträgt. Be braucht wohl kaum betont zu werden, daß ein übermäßiges Abkühler der Mischung während der Homogenisierung nicht nur Schwierigkeiten beim Verschäumen verursacht, sondern auch den Viskositätsgrad des Geraisches auf einen solchen Wert bringen kann, daS ein Strangpressen kaum noch möglich ist.

Als kernbildende Mittel können für diesen Zweck bekannte Substanzen verwendet werden wie unorganische Pigmentfarbstoffe oder Alkalimetallsilikate in außerordentlich fein unterteiltem Zustand (mit einem Durchmesser von weniger als 5yk), vorzugsweise Sodiumbokarbonat mit Zitronensäure vermischt, das entweder gleichmäßig in dem Granulat des thermoplastischen Ausgangsmaterials verteilt oder in abgewogenen Mengen gleichzeitig mit der Matorialaufgabe beigefügt wird, so daß es im wesentlichen in der sich zu dem Mittelabschnitt des Schneckenpressengehftuses bewegenden Masse vertollt wird«

Gemäß einer besonderen Ausbildung der Erfindung kann das kornbildende Agens auch durch das Treibmittel oder zugleich mit diesem eingespritzt werden.

Zur rationellen Durchführung des komplizierten Verfahrens ist zweckmäßig eine Spezialvorrichtung gemäß der Erfindung, insbesondere im Hinblick auf die Ausbildung der Strangpresse, eu benutzen, die im folgenden an einem Ausftihrungsbeiepiel an Hand schtmatischer Zeichnungen näher erläutert ist.

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Es zeigen

2ig, 1 einen Längsschnitt durch eine Schneckenpresse gemäß der Erfindung und die Zuführungseinrichtung für das Treibmittel,

Pig. 2 eine Detailaneicht der Schnecke und Pig. 3 u. Pig. 4 Querschnitte durch die Presse längs der

Linien 3-3 bzw. 4-4 der Pig. I.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung umfaßt eine Strangpresse mit einem Gehäuse 10 und wenigstens zwei eng ineinander- " greifenden Schnecken 11, 12, welche im gleichen Sinn im Gehäuse rotieren und gegeneinander und gegen das Gehäuse abdichten. Letzteres -wird duroh eine Öffnung 14 am rückwärtigen Ende mit einer körnigen thermoplastischen Harzmasse beschickt und ist am vorderen Ende mit einem Strangpreßkopf 16 versehen, der eine Preßmatrize mit einem sich verengenden Mundstück 18 aufweist.

Eine Einspritzvorrichtung 22 für das Treibmittel mündet j in einen Zwischenabschnitt 20 des Gehäuses und wird mittels einer volumetrischen Pumpe 26 aus eine·"! Druckbehälter 24 über ein Rückschlagventil 28 beliefert.

Die beiden Schnecken 11, 12 bilden mit ihren GewindegSngen vor dem Zwischenabschnitt 20 ein Druck-Schmelzsystem füi das Granulat und mit ihren GewindegHngon hinter dem Abschnitt 20 ein Homogenieierungseyetera. Das Schmelzsystem ist mit Beheizungseinrichtungen 3OA, 3OB, 3OC, 3OD auage-

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stattet, die in Form elektrischer 'widerstände vorgesehen sein können» während dos Homogenisierungssystem mit Ktihleinriehtungen ausgerüstet ist, welche Kühlmäntel 32, 32% 32" für den zylindrischen Gehäusekörper einerseits und eine im Innern einer jeden Schnecke wirkende, später erläuterte Kühleinrichtung umfaßt.

Um ein gleichmäßig geschäumtes Erzeugnis zu erhalten, 1st es wichtig, daß die Presse wenigstens zwei Schnecken umfaßt

^ und daß diese im gleichen Sinn rotieren. Sine einzige Schnecke reicht nicht aus, um zusammen mit jeder bisher bekannten Vorrichtung den Druck des Treibmittels zu halten und eine gleichmäßige Belieferung des StrangpreSmundstücko mit homogenisiertem Material zu gewährleisten, wenn sie nicht unzumutbar lang ist. Anderseits führen zwei oder mehrere gegenläufig rotierende Schnecken wegen der beim Homogenisierungsvorgang entetehenden Reibungswärme und der praktisch nicht durchführbaren wirksamen Abdichtung gegen den Druck des im Zwischenabschnitt 2o zugeführten

f Treibmittels fastmit Sicherheit zu einem minderwertigeren £rZeugnis.

Das in Pig. 1 gezeigte Druck-Schmelzsystem beginnt mit dem Abschnitt A, dessen zwei Schnecken 11, 12 ein Schraubengewinde HA bzw. 12A mit einer verhältnismäßig laagta Steigung aufweisen, die gleichmäßig - wie dargestellt oder abnehmend ausgeführt sein kann (abschnitteweise oder kontinuierlich), wobei, wie erinnerlich, die Aufgabe dee

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Abschnitts A darin besteht, eine gleichmäßige Vorwärmung des Materials durch die außen angeordnete Heizeinrichtung 3OA und eine Vorkomprimierung des ?Äaterials am Eintritt in den folgenden Abschnitt B zu bewirken. Sowohl im Abschnitt A als auch in den folgenden Abschnitten greifen die Gewindegänge der beiden Schnecken eng ineinander und rotieren mit abdichtender Wirkung mit Bezug auf die Masse im Zylinder 10, jedoch für die später erläuterte Ausbildung in Bezug auf die Abschnitte C und B.

Der Abschnitt A liefert das Material in eine freie, dem Abschnitt B, der während des Betriebes ständig angefüllt ist, vorgelagerte Kammer 34. Die Gewindegänge HB, 12B im Abschnitt B weisen eine gleichbleibende Steigung auf, welche kürzer als die Steigung der Gewindegänge im Abschnitt A ist, und bilden mit diesen zusammen eine Art volumetrischer Pumpe, welche das Material in die freie Kammer 35, die Vorkammer des folgenden Abschnitts C_f fördert. Die Gewindegänge HC₁ 12C im Abschnitt C weisen die umge·* kehrte Steigung von einer im wesentlichen gleichen Größenordnung auf, wie die Gewindegänge HB₁ 12B, und sind im wesentlichen gleich der Ausführung wie sie in dem italienischen Patent Nr. 694 035 vom 22. Jan. 1963 (britisches Patent Nr. 981 960) der Anmelderin beschrieben und gezeigt ist. So ist jede Windung des Sohneckengewindes HC bzw* 12C mit wenigstens einem schrägen palt 36 versehen, wie er deutlicher in Fig. 2 zu erkennen ist, in der die Achsen

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!beider Schnecken rait X₁₁ bzw. X₁₂ bezeichnet sind. Die in Axialrichtung projizierte Gesamtfläche der Spalte jeder Windung ist kleiner als die Gesamtfläche der diese Spalte trennenden Windungsabschnitte. Außerdem sind bei jeder Schnecke die Spalte 36 in den aufeinanderfolgenden Windungen au den Spalten der jeweils vorangehenden Windung so versetzt, daS für das zu verarbeitende Material schraubenförmige Bahnen geschaffen sind, deren Steigung in der gleichen Richtung verläuft wie die Steigung der Gewinde_fc gänge UB, 12B des Abschnitts B, jedoch wesentlich länger

bzw. flacher als diese (wenigstens zweimal so flach). Weiter ist noch die Windungszahl jeder Schnecke im Abschnitt Γ vorteilhaft so gewählt, daß die schraubenförmigen Bahnen 136 wenigstens eine Windung um die Schnecke vollführen; mit anderen Worten, ^.nge des Abschnitts 0 ist vorteilhaft wenigstens gleich der Steigung der Schraubenlinien 136.

Die Abschnitte B und C werden von außen durch die Heizeln- ^ richtungen 3OB bzw. 300 beheizt. Aus dem Vorbesohriebenen wird offenkundig, daß bei der soeben erläuterten Ausführungsform der Schneckenpresse das Material im von außen beheizten Abschnitt B eine gründliche Durchmischung erfährt, während in der Kammer 35 dee Abschnitts C ein kräftiger Gegendruck aufgebaut, wird. A uf diese Weise wird das Material über eine kurze axiale Bahn rasch in eine warnweiche Masse umgewandelt, welche in der Kammer 35 und beidseits in angrenzenden Bereichen einen Dichtpfropfen bildet. Das durch die Spalte

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fließende Material sammelt sich in der freien Kammer 37, welche die Schneckenwindungen der Abschnitte C, D voneinander trennt, und wird anschließend von nicht unterbrochenen Windungen 11 D, 12 D des Abschnitte D aufgenommen.

Die Abschnitte D und E gleichen den entsprechenden vorgelagerten Abschnitten B und C. Allenfalls kann es nach heutiger Praxis zweckmäßig sein, die Gewindesteigung im Abschnitt D (folgerichtig dann auch die umgekehrte Steigung im Abschnitt E) gegenüber der Steigung im Abschnitt B etwas zu verringern. Es muß jedoch darauf hingewiesen werden, "

daß dies im Gegensatz zum Abschnitt D, der wie alle vorangehenden Abschnitte noch mit einer Beheizungeeinrichtung versehen ist, gemäß einem Merkmal der Erfindung beim Abschnitt E nicht der Pail ist, sondern daß dieser keinerlei Beheizung von außen erfährt, ja sogar leicht gekühlt sein kann. Im Abschnitt D, der unter dem durch den Abschnitt E erzeugten Gegendruck steht, wird das Erschmelzen des eingeführten Materials vollendet, worauf ein weiterer Dichtpfropfen in der Vorkammer 38 des Abschnitte E gebildet wird, welcher j das verdichtete Schmelzgut dieser Kammer und der beideeits angrenzenden Bereiche umfaßt. Das über die Spalte 36· in den Gewindegängen 11E, 12E des Abschnitte E zugeführte Schmelzgut wird mit zunehmender Stärke dem Druok dee dem Zwiechenabschnitt 20, in den der Abschnitt E tibergeht, zugeführten Treibmittels ausgesetzt und löst dadurch dieees allmählich auf. Diese allmähliche Auflöeung wird dadurch noch gefördert, daß dae Schmelzgut im Abeohnitt E keine weitere Beheizung von außen erfährt (oder sogar noch mäßig

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gekühlt wird), wie auch noch dadurch, daß die Spalte 36* bewirkt, daS dae Gut im Abschnitt Z durch das Vermischen ▼on stetig sich beimengenden Hassenströiaen entsteht, welche das Treibmittel mit außerordentlicher Vlrksaakelt absorbieren und lösen. Irgendwelche Leckverluste des Treibmittels über die Auf gabeäff nung 14 nach auflen wird durch die Dicht« pfropfen in den Kammern 38« 35 wirksam verhindert.

In diesem Zusammenhang sei erwähnt, daß, soweit es die Bildung eines Dichtpfropfens in einer gattungseigentümlichen Strangpresse betrifft, es verschiedene bekannte Maßnahmen gibt, um in einem Gehäuseabschnitt einen gewünschten Gegendruck zu erreichen, welcher die vergleichsweise abdichtende Auffüllung eines Gehäuseabsehnitts mit plastischem Out bewirkt. Bei der besonderen in der !Erfindung angewandten .Technik jedoch, bei welcher das flüssige Yersch&umungsalttel mit erhöhtem Druck in einen Zwischenabschnitt, wie bei 20, eingespritzt wird, und bei der das Treibmittel gleichmäßig in dem Sehmelsgut gelöst werden muß, hat die Srfehrung gezeigt, daß die Bedingungen zur Bildung der Dichtpfropfen von gans besonderer Art sind, hauptsächlich, well der Druck des Terschäumungsolttels im Abschnitt 20 fur sich den hohen Gegendruck Hof ort und weil es wichtig ist, dafl die Temperatur der im Abschnitt 20 ankörnenden Mae*e so gleichmäßig wie pralltisch möglich 1st, im eine gleichmäBlge Lösung des Verntliäumungsmittele in der ganzen SU garantieren« Die vox beschriebene Gewindemusbllduae la den Abschnitten C und £ hat sich In der Praxis In Jeder

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Hinsicht ale überraschend wirksam erwiesen. Sie verhindert daa Entweichen von ßae nach hinten und von dort aus der Presse heraus, offenbar dank einer von der plastischen Masse zwischen den Gewindegängen gebildeten Labyrinthdichtung. Außerdem wird die endogene Wärmeentwicklung, (die in Gegendruck erzeugenden Ausführungen der Vorrichtung aufgrund auftretender starker Reibung praktisch unvermeidbar ist) bei der erfindungsgemäßen Ausbildung zwischen einer verhältnismäßig großen Zahl von stetig sich zumisehenden und sich kreuzenden Maseen-Teilströmen ^Mfrak- λ tioniert", so daß die Temperatur innerhalb des in den Bereich 20 eintretenden Gutes praktisch gleich ist; bisher. . wurden nämlich keine Spuren von zusammengebacktem Gut beobachtet*

Vom Zwischenbereich 20 ab wird das Geraisch aus Schmalzgut und dem in diesem gelösten Treibmittel fortschreitend gemäß den bereite erläuterten Kriterien gekühlt und gleichzeitig durch die nicht unterbrochenen Schneckengewindegänge 11?, 12?, welche die in Fig. 1 mit ? bezeichnete bereite erwähnte Druck-Homogenisierungaeinriehtung bilden, homogenisiert. Diese Schraubengewinde sind vorteilhaft so konstruiert, daß die Homogenisierung des Gemisches bei gleichbleibendem Volumen erfolgt, d.h. daß in der Praxis die Gewindegänge 11?, 12? unveränderliche Steigung haben und ihr Außen- und Innendurchmesser, ähnlioh wie bei den üblichen Zumefiabteilungen von Schneckenpressen, ebenfalls konstant bleibt. Der Gegendruck wird bei diesem Verfahrens-

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schritt durch den. Strangpreßeinsatz mit den Kopfstück 16 und asm Mundstück 18 geliefert? zur Srhöhung des Gegendrucks kann dieser Strangpreßeinsatz (nicht dargestellte) an sioh bekannte Vorrichtungen wie eine Prallplatte oder dergl. umfassen·

Das dem Zwischenabschnitt 20 zugeführte Treibmittel versucht in den Homogenisierungsteil P einzudringen und durch das Hundstück 18 auszutreten. Daran wird es jedoch durch den vorerwähnten Gegendruck und den durch das Abkühlen verursachten Viskositätszuwachs gehindert; auSerdeo fördert das Suhlen und Vermengen der Mischung in dem Homogen!aierunßs· abschnitt das Lösen weiterer Anteile des Treibmittels. Bas am Mundstück 18 ankommende Gut ist daher eine hochviskose Lösung des Treibmittels in dem thermoplastischen Ausgangsmaterial· Beim Durchtritt durch das Mundstück nach außen erfährt die lösung eine weitgehende Entspannung, während ihre Temperatur immer noch wesentlich über der Verdampfungstemperatur des Treibmittels liegt· Das hat zur Folge, daß sich zahllose Gasblasen entwickeln und die Mischung aufblähen·

TTm einwandfreie geschäumte Erzeugnisse zu erhalten, sind einige Einzelheiten, den HomogenislerungsabBchnitt F zwischen Zwischenabschnitt 20 und dem Strangpreßaundstück betreffend, sorgfältig zu beachten.

Zunächst müssen, wie bereits erwähnt, die beiden Schnecken im gleichen Sinn rotieren; dadurch bewegt sich das Gut

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zwischen den Gewindegängen HP der Schnecke 11 und den Geuindegängen 12F der Schnecke 12 von der einen zur änderten Schnecke sowie um die Schnecke herum, ohne daß es zwischen den Schnecken gequetscht wird und durch unzulässige Örtliche Pressung endogene Wärme entwickelt; die anstatt die Auflösung des Treibmittels im Schmelzgut zu fördern, seine Verdampfung in einer noch unzureichend viskosen Hasse so beeinflußt, daß sich große Blasen komprimierten Gases bilden.

Weiter 1st es entgegen sich zunächst aufdrängenden Brwägxmgen wegen dex Reibung nicht ratsam, die Gewindegänge HF, IZF alt alle*hlich abnehmender Steigung auszuführen« was nMgekehrt im Abschnitt A ohne nachteilige Folgen möglich wäre· Es ist sogar zweckmäßig, die Gewindegänge 11?, 12F «it leicht wachsender Steigung herzustellen; dagegen ist es unwesentlich, ob die Gewindegänge der Schnecken 11, In HoeogeniaierurgaabBchiiitt F ohne Unterbrechung durchlaufen. Anstelle eines einzigen Abschnitts mit Schneckengewinden körnen nömLi^i auch zwei oder mehrere, durch kurze gewiiviefreie Abschnitte getrennte Schneckengewinde-Abschnltte vorgesehen werden, falls dies aus besonderen

ist.

Bs ist empfehlenswert, voe Zwischenabschnitt 20 ab nach rttckwSrts «weh eine wirksaaa Blhlung von der Innenseite der Schnecken her vorsusehen. Zu diesem Zweck werden die Spindeln der beiden Schnecken 11 und 12 hohl ausgebildet und BdLt einer koaxial verlaufenden Röhrenanordnung for den

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KÜhlflÜssigkeitskreislauf versehen (Pig. 3 und 4). Diese Anordnung umfaßt zwei koaxiale, durch einen zylindrischen Ringspalt 42 getrennte Röhren 40, 41. Die innere Röhre 41 erstreckt sich vom hinteren finde der jeweiligen Schnecke "bis in die Nähe des Schneckenkopfes, während die Bohre 40 vom hinteren Schneckenende nur biß zum Abschnitt E führt (darum in Pig* 4 nicht sichtbar ist) und in der jeweiligen Schnecke in einer Zwischenlage aue einer Wärmeieolationsschicht 43 eingebettet ist. Die Kühlflüssigkeit wird jeder der beiden Röhren 41 zugeführt, und die Kühlung setzt am Kopf der Schnecke ein. Nach hinten fließend tritt die Kühlflüssigkeit am Abschnitt E in die Ausnehmung 42 ein, um schließlich durch die Röhre 40 wieder auszutreten. Diese Anordnung verhindert eine unerwünschte Wirkung der Kühlflüssigkeit auf die Abschnitte A, B, C und D, die nicht gekühlt, sondern beheizt werden sollen. Die Röhren 40, 41 sind am rückwärtigen Snde der Schnecken mittels ttblioher, (nicht gezeigter) Vorrichtungen wie ringförmige Kopfverbind ungsßtücke oder dergl« an eine Umwälzpumpe und an einen Kühler angeschlossen.

Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1st aus der vorstehenden Beschreibung erkennbar· Im Unterschied zu konventionellen Strangpressen soll di· erfindungegeaäSe Presse jedoch mit wesentlichen geringeren Drehzahlen betrieben werden, vorzugsweise im Bereich von 15 bie 25 ö/ain, um den Einfluß der Reibung im Homogen!βierungeabeohnitt F auf ein Mindestmaß herunterzudrücken, so daß die praktisch

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unvermeidbare endogene Wärme sich so langaam entwickelt, daß sie von den Kühlmitteln leicht beherrscht und absorbiert werden kann. Die in Fig. 1 mit 32, 32* und 32» bezeichneten Einrichtungen sind als separate Wasaerraantölkühler mit separat regelbarem KühlflüBSigkeitoumlauf ausgebildet, was eine sorgfältige Steuerung des Kühl- und Homogenisierungsablaufs gewährleistet«

Das Treibmittel wird in den Zv/ischenabschnitt 20 vorzugsweise in mit dem sich duroh diesen Abschnitt bewegenden Gut leicht vermischbaren flüssigen Zustand eingespritzt.

Das aus dem Mundstück 18 austretende Produkt wird vorzugsweise zu einer nicht gezeigten Vorrichtung für die Sndgestaltung befördert, welche es abnimmt und gleichzeitig kühlt? das Mundstück 18 liefert nur das grobe Profil mit kleineren Abmessungen, das in der endgültigen Form erst in der Endgestaltungsvorriohtung aus dem sich ausdehnenden Gemisch erhalten wird.

Bei einem kreisförmigen Profil neigt die vom :Äundsttick 18 abgegebene sich dehnende Mischung automatisch dazu, auch ohne die bereits erwähnte Vorrichtung für die Endform die vorgesehene Gestalt anzunehmen. Dieses von selbst gebildete Profil ist aber ziemlich unvollkommen und nicht aaßgereoht, no daß auch bei eolchen Rundprofilen vorzugsweise ebenfalls eine Vorrichtung für die ßndform benutzt werden sollte, die durch seitliche Begrenzung der Ausdehnung des Materials

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und Herabsetzen des Erweichimgepunktes durch Kühlung das ;;ewünaoh-fce Profil herstellt»

Mit der erfindungagemäßen Vorrichtung wird die Herstellung von Scheiben, Plattinen, Stangen und Röhren verschiedener Form aus einer Vielzahl von thermoplastischen Harzen, typischen Pdlyvenylchlorid-, Polyvenylacetat-, Polystyren- und Polyamid-Harzen ermöglicht«

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Claims

*- ig -

Patentansprüche

1, Verfahren zum Herstellen geschäumter Gegenstände aus thermoplastischem Material, dadurch gekennzeichnet, daß einem Zwischenabschnitt (20) des Gehäusee (10) einer Schneckenpresse mit wenigstens zwei im gleichen Sinn rotierenden, eng ineinandergreifenden Schnecken (11, 12) ein flüssiges Treibmittel unter Druck zugeführt wird; daß die Schneckenpresse mit körnigem Kunststoff beschickt wird und dieser unter Druckeinwirkung in einem vor dem Zwisehenabschnitt liegenden Abschnitt erschmilzt; daß die Schmelze veranlaßt wird, sich durch den Zwischenabschnitt hindurch au bewegen, wobei das Treibmittel zugeführt wird, während das erschmolzene Material gleichzeitig kontinuierlich im Gehäuse vor dem Zwisehenaboohnitt zu wenigstens einem Paar durch Abstand voneinander getrennter abdichtender Pfropfen geformt wirdj daß das Gemisch aus erschmolzenem Material und Treibmittel zum Preßmundstück (18) gefordert wird, wobei es in dem ^

Pressengehäuse homogenioiert und allmählich abgekühlt wird, und daß das Gemisch dann durch das Preßmundstück austritt, wenn der Vislositfitsgrad des Gemisches im wesentlichen den Selbsttragepunkt des Materials erreicht hat.

2« Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Homogenisieren dee Gemisches im. Gehäuse (10) der Presse bei Im wesentlichen konstanten Volumen erfolgt.

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3ο Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem zweiten Dichtpfropfen und dem Zwisohenabsehnitt (20) des Pressengehäuses (10) dem Sehmelzgut keine Wärme von außen zugeführt wird.

4. Vorrichtung zum Herstellen geschäumter Gecenetände aus thermoplastischem Material nach dem Verfahren nach Anspruch 1-3, gekennzeichnet durch eine Schnecken-Strangpresse und eine Einrichtung (22, 24, 26, 28) «um Zuführen unter Druck von einer abgemessenen Menge eines flüssigen Treibmittels in einen Zwiechenabsohnitt (20) des Preseengehäuses; eine Einrichtung zum Eingeben eines gekörnten thermoplastischen Harzes in den rückwärtigen Endabschnitt des Gehäuses (bei 14); ein Strangpreßmundstück (18) für das EnderzeugniB am Stirnende des Gehäuses; wenigstens zwei eng ineinandergreifende, massedicht im gleichen Sinn im Gehäuse rotierende Schnecken (11» 12), welche mittels ihrer Gewindegänge (11A-D, 12A-D) vor dem Zwischenabschnitt ein Druck-Sehmelzsystera (A, B, C, D) für das Eingabematerial und mittels ihrer Gewindegänge (IIP, 12P) hinter bzw. nach dem Zwischenabschnitt einen Homogenisierungsabechnitt (P) bilden; eine Beheizungseinrichtung (3OA-D) für den «um Schmelzen des Gutes vorgesehenen Abschnitt (A-B) und eine Kühleinrichtung (32, 32·, 32") für den Horaogenisierungeabechnitt (P) der Presse; wenigstens ein Paar von Ab-Bohnltten (0, E) mit einem von Spalten (36) unterbrochenen Schraubengewinde (UO, 12C, HE, 12E) mit umgekehrter Steigung, denen jeweils ein Zuteilabschnitt (B, D) mit einem nach vorn fördernden Schraubengewinde (HB, 12B| HD,

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12D) vorgelagert ist,

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekernte .ich iet, daß die Steigung des Schraubengewindes (HC, 120j 113, 12E) mit umgekehrter Steigung im wesentlichen den gleiohei Absolutwert aufweist, wie die Gewindesteigung im vorgelagerten Zuteilabschnitt (B, D).

6. Vorrichtung nach Anspruch 4^ dadurch gekennze: chnet,,

da 1 die Beheizungseinrichtung (30 A-D) für die Ernchnelzungs- J abschnitte (A-D) so angeordnet sind, daß der dem «wi.jchenabschnitt (20) unmittelbar vorgelagerte Abschnitt (Ei mit der umgekehrten Gewindesteigung nicht beheizt wird,

7» Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzajchiiet, daß die Homogenisierurigseinrichtung (P) mit konstf<ntum Volumen fördernde Schraubengewinde (IIP, 12P) aufweist, welche dem von der Mundstück-Gruppe (16, 18) verursachten Gegendruck ausgesetzt sind·

8, Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kühleinrichtung für den Homoeenisierungaabschnitt (P) vorgesehen 1st, mit der eine Kühlung sowohl von cer Außenseite des Pressengehäuses (10) aus als auch von innen über die hohle Spindel der Schnecke erfolgt.

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