DE1918083A1

DE1918083A1 - Zusatzeinfuellvorrichtung

Info

Publication number: DE1918083A1
Application number: DE19691918083
Authority: DE
Inventors: Smith Vernon Jolley; Webster Charles Robert
Original assignee: Dow Chemical Co
Current assignee: Dow Chemical Co
Priority date: 1968-04-10
Filing date: 1969-04-09
Publication date: 1970-09-24
Also published as: GB1225332A; BE731069A; US3477698A; NL6905513A

Description

■λ η α ο η ο q

Patentanwälte Dipl.-Ing. RVeickmann, . ο ι quo ο

Dipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. R A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 27, DEM

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 39 21/22

Ivlil/Ki

THE DOW CHEMICAL COMPANY Midland, Michigan, V." St. A

ZucatzeinfüllvorrichtLing

Die vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung gleichförmiger Mischungen aus einem "breiten Bereich von verschiedenen Zusatzmaterialien mit verschiedenen thermoplastischen Harzen. Das Verfahren und die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens können gleichzeitig mit dem Betrieb einer Einspritzspindelschmelzmaschine betätigt werden, ohne daß eine Vormischung zu erfolgen braucht.

Die vorliegende Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß in der Uähe des vorderen Endes eines Einfülltrichters unmittelbar oberhalb der Spindel einer Einspritz-

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SAO

Schmelzmaschine eine zykioidisehe Turbulenz der Harzteilchen auftritt. Durch geeignete Lokalisierung uec zusätzlichen Sinfüllrohres innerhalb des Binflilltrichters für das Harz, so daß das Rohr das Zusatzmaterial in den Drallbereich der Harzteilchen verteilt, wira las Zusatzmaterial vollständig und gleichmäßig mit dem Harz verräscht. Vermutlich wird diese Turbulenz: durch den Druck von Harzteilchen bewirkt, welciie beim Betrieb der Einspritzschmelzspindel aufgenommen worden sind, aber nicht in der Lage waren, in das die Spindel. umgebende Rohr einzudringen₅ da dieses Rohr infolge der' von der Spindel entwickelten Kompression nicht die gesamte, von der Spindel zugeführte Henge --in Granulat aufnehmen kann. Das Einfüllrohr ist ^T/arzug3-vveise in Form einer Rohr-in-Rohr-Konstruktion ausgebildet, so daß das innere Rohr, 'wenn es verstopft ist, herausgenommen und gereinigt wer-len kanxij während das äußere Rohr im Einfülltrichter verbleibt. Auf diese Weise kann der Kanal für die Aufnahme des Rohres sich nicht mit Harzteilchen füllen, wodurch nämlich die Wiedereinsetzung des Einfüllrohres in den kritischen turbulenten Bereich des harzgefüllten Einfülltrichters erschwert wenn nicht gar verhindert würde. Das Einfüllen der Zusatzstoffe erfolgt vorzugsweise gesteuert in einem geschlossenen System, welches verschiedene Typen von Zusatzstoffen verarbeiten kann, unabhängig davon, ob sie in-Form von'konzentrierten Pillen oder Granulaten von pigmentiertem Pulver oder von trockenen Zusatzstoffen vorliegen. Der Einfüllteil der Zusatzeinfüllvorrichtung ist vorzugsweise entsprechend der Hin- und Herbewegung der Einspritzschmelzvorriciitung programmiert, so daß die Zusatzstoffe nur daan zugeführt und mit dem Harz vermischt werden, wenn sich die Einspritz spindel dreht.

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Anhand des in den Figuren der Zeichnung εehematisch dargestellten Ausführungsbeispiels soll die Erfindung nachstehend mit weiteren Merkmalen näher erläutert werden. Einander entsprechende Teile sind dabei in den verschiedenen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen. Dabei zeigt:
Figur 1 eine teilweise teschnittene Seitenansicht einer Einspritzspiiidelschmelzmaschine und einer erfindungsgemäß ausgestalteten Zusatseinfüllvorriehtung und

Figur 2 eine vergrößerte, teilweise geschnittene Ansicht des unteren Endes der Einfüllvorrichtung und der Spindel einer Anordnung nach Figur 1, um das Prinsip der vorliegenden Erfindung detailierter zu erläutern.

Die Fi;:ur zeigt eine Einspritzspindelschmelzmaschine 10 Una eine mit dieser verbundene Zusatzeinfüllvorrichtung Die Maschine 10 ist so ausgestaltet, daß sie thermoplastische Harze in' Form von Granulat oder von Kügelchen aufnehmen kann und entspricht dabei den typischen bekannten Maschinen dieser Art. Die Maschine 10 enthält ein Rohr 14, über der ein Einfülltrichter 16 angeordnet ist, der sich durch eine Öffnung 17 in der oberen Wand des Rohres in offener Verbindung mit dem Innern des Rahres befindet, wobei die öffnung 17 direkt oberhalb einer federbelasteten hin- und herbewegten Spindel 13 ungeordnet ist. Die spindel dreht sich ent-.rsgen den Unrcei^ersinn und bringt dabei las Harz in aas Innere des Rohres 14-, wobei bei Erreichen einer ausreichenden Hs-rnaenge infolge aer Federcelastung lie Spindel nach vorwärts gexrieben wird, so laß thermoplastisches ITateriai unter hohem !Druck .über einen Eingaßkanal 22 in einen Su2raum 2J gespritzt wird.

In den: dargestellten Ausi-ii;r;u:_o-3cei^piel ist die- Zusatz-

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einfüllvorrichtung 12 auf einem Rahmen 15 befestigt, der über die obere Öffnung des Einfülltrichters 16 geklemmt und so mit diesem befestigt ist. Die Zusatzeinfüllvorrichtung 12 enthält im wesentlichen einen Zusatzeinfülltrichter 24, der direkt über einer nicht dargestellten, im Rohr 26 angeordneten Meßspindel _t-ehaltert ist. Die Meßspindel wird durch eine Antriebsvorrichtung 28 mit variabler Geschwindigkeit angetrieben, wobei die Antriebsvorrichtung in irgendeiner geeigneten bekannten Weise ausgebildet sein kann und vorzugsweise so eingestellt und programmiert ist, daß die Meßspindel nur dann betrieben wird, wenn sich auch die Spindel 18 dreht. Die Meßspindel führt das Zusatzmaterial einem Einfüllrohr 30 zu, welches vorzugsweise in einem äußeren Rohr 32 untergebracht ist. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, daß die Zufuhr der Zusatzstoffe mit Hilfe einer Meßspindel nur eine mögliche Ausführungsform ist und daß selbstverständlich die Zusatzstoffe dem Einfüllrohr 30 auch auf andere geeignete Art und Weise zugeführt werden könnten.

Die Rohre 30 und 32 erstrecken sich bis in die Nähe des vorderen Endes des Einfülltrichters 16 (im vorliegenden Ausführungsbeispxel bis zu einer Stelle,"die etwas rechts von der Mitte des Einfülltrichters 16 liegt), wobei als vorderes Ende daß.jenige Ende bezeichnet -ist, welches dem Einguökänal der Maschine 10 am nächsten liegt. Auf äer anderen Seite liegt das Ende des Ttohres 3ü ein ο tück oberhalb der Spindel 18, so daß ι as unterste Ende des Rohres direkt in einem Turbulenz-Gebiet der zurückflutenden Granulatenteilchen liegt, das durch die Hin- und Herbewegung der Spindel 18 verursacht wird. Dieses Turbulenzgebiet ist durch Pfeile angedeutet, wobei c.as Zustandekommen dieser Turbulenz weiter unten noch näher ausgeführt" wird;

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Auf diese Art -und Weise wird das Zusatzmaterial, nicht wie es für die bisher bekannten Maschinen typisch ist, der Spindel 18 direkt zugeführt, sondern in ein Turbulenzgebiet verteilt, welches durch die Drallbewegung von Harzteilchen direkt oberhalb der Spindel 13 gebildet ist. Dieses Turbulenzgebiet wird vermutlich durch die zurückflutenden Granulatteilenen verursacht, welche nicht mehr ins Innere des Rohres H gelangen konnten, da das Rohr 14 aufgrund der Kompression, welche die Hin- und Herbewegung beim Spritzprozeß entwickelt, normalerweise nicht die ge'samte Menge der Ausgangsstoffe, die ihm zugeführt werden, aufnehmen kann. Der Rückfluß ist außerordentlich stark und die zyklο idisehe Bewegungsrichtung der sich bewegenden Harzteilchen ist im wesentlichen entgegen dem Uhrzeigersinn gerichtet, wenn man von einer Ausführungsform ausgeht, bei der, wie in den Figuren sich auch die Spindel 18 entgegen dem Uhrzeigersinn bewegt. Auf diese Weise ist das Gebiet größter Turbulenz im wesentlichen im Bereich des vorderen Endes des Einfülltrichters gelegen.

Die sich bewegenden Harzteilchen bilden bei der Bewegung von der 12 Uhr zur 6 Uhr- Stellung (entgegen dem Uhrzeigersinn) einen Strom von sich nach unten bewegenden Harzteilchen. Das untere offene Ende 31 des Rohrs 30 ist vorzugsweise so angeordnet, daß es den nach unten gerichteten Strom von Harzteilchen durchsetzt. Auf diese Weise kann das Zusatzmaterial radial austreten und/oder aus dem offenen Ende 31 des Rohrs rinausgezogen werden, um dabei den Strom und die Durch _■ mischung des Zusatzmaterials mit den Harzteilchen zu verstärken. ·

In der Praxis hat es sich herausgestellt, daß besonders gute Resultate beispielsweise dadurch erzielt werden können,

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wenn "beispielsweise bei der Llischunc von abgemessenem Zusatzntoff in Form von pigmentierten Kügelchen und einem stoßfesten Polystyrenharzgranulat das untere offene Ende 31 des Rohrs 30 ungefähr 3,8 cm oberhalb der Öffnung 17 in der oberen V/and des Rohrs 14 liegt und dabei den nach unten gerichteten Strom der sich bewegenden Harzteilchen durchsetzt. Y/enn das Einfüllrohr 30 verstopft ist, kann ec selbst bei gefüllten Einfülltrichter 16 herausgenommen und gereinigt . werden, weil das äußere Rohr 32 im Einfülltrichter verbleibt, so daß ein leichtes Wiedereinsetzen des Einfüllrohrs 30 in seine" richtige Stellung zu ^: den sich bewegenden Harzteilchen möglich ist.

Obgleich das Verfahren und die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung in erster Linie für eine Einspritzspindelschmelz- . vorrichtung geeignet sind, kann axe Erfindung auch bei anderen Vorrichtungen und mit anderen Materialien als thermoplastischen Stoffen verwendet werden, wie z.B. bei gev/issen in der Hitze erhärteten Harzen, wobei die Zusatzstoffe Vulkanisierungszuschläge oder Beschleuniger sind, die dem aushärtbaren Harz über ein Einfüllrohr 30 zugesetzt werden.

- Patentansprüche -

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Claims

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Patentancnrüche

1 * Vorrichtung mit einem eine Spindel enthaltenden Rohr und einem mit dem Innern des Rohrs in offener Verbindung stehenden !Einfülltrichter, um der Spindel Piastikharzteilchen zuzuführen, eiiier dem Einfüllxrichter (16) benachbarten Zusatzeinfüllvorrichtung (12), um cien Plaotikharzteilchen Zusatzstoffe beizumischen, wobei die Zusatzeinfüllvorrichtung ein Einfüllrohr ej-thält, das sich nach unten in den Kais ues Einfülltrichters erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß d:u untere offene Ende (51) des Einfüllrohrs (30) nach ober· von der Spindel (18) distanziert ist und aabei ein Turbulenzgebiet durchsetzt, das von sich bewegenden Harzteilchen gebildet ist, die sich oberhalb ^;er Spindel (18) auf das vordere Ende des Einfülltrichters (16) zubewegen.

r. Vorrichtung nach Ansnruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das untere offene Ende (31) de: ""1; '""■"^; lrohrec (30) einen nach unten gerichteten Ctrcnii-g -.oschnitt aer sich bewegenden Harzteilchen

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das offene Ende (31) des Einiüllr-ihrs (30) ui.gefähr _3,8 cm oberhalb der Spindel (1S) angeordnet ist

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch (■relcemiseichiiet, α-iß das Einfüilrohr (30) im wesentlichen auf seiner gesamten Länge von einem auieren Gehäuse (32) umgeben ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis A, aadurch gekennzeichnet, da.: die Spindel (ISl -Teil einer EinsrrixsschsielEmaschine ist.

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BADORlQINAt

6. Verfahren zum Vermischen von Kunstharzteilchen und Zusatzmaterial in einem, eine Spindel versorgenden Einfülltrichter, wobei die Kunstharzteilchen dem Einfülltrichter zugeführt werden, während sich die Spindel mit einer Geschwindigkeit dreht, die ausreicht, um die Harzteilchen oberhalb der Spindel in eine auf das vordere Ende des Einfülltrichters gerichtete Bewegung zu versetzen, wodurch ein Turbulenzgebiet entsteht, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusatzmaterial dem Kunstharz im Bereich des Turbulenzgebietes zugeführt wird, so daß die Bewegung der Harzteilchen zu einer innigen Durchmischung vor; Tiarsteilchen und Zusatzmaterial rührt, welche gemeinsam ^er Spindel zugeführt v/erden.

7· Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusatzmaterial in einen nach unten gerichteten Strömungsabschnitt der Kunstharzteilchen eingebracht wird.

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BAOORiGINAL