DE19852030A1 - Verfahren und Vorrichtung zum diskontinuierlichen Ablegen von Strangabschnitten aus faserverstärkten Polymermassen - Google Patents

Abstract

Bei einem Verfahren zum diskontinuierlichen Ablegen von Strangabschnitten von in einem geschlossenen Extruder plastifizierten, faserverstärkten Polymermassen, wobei die Fasern und/oder die Polymermassen wenigstens anteilig aus Naturstoffen bestehen, wird der Extruder während oder nach dem Plastifizieren und vor dem Öffnen zum Ablagen des Strangabschnitts entlüftet. Ein Extruder zur Durchführung dieses Verfahrens weist wenigstens eine steuerbare Entlüftungsöffnung auf.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum diskonti­ nuierlich Ablegen von Strangabschnitten von in einem geschlossenen Extruder plastifizierten, faserverstärkten Polymermassen, wobei die Fasern und/oder die Polymer­ massen wenigstens anteilig aus Anteile von Naturstoffen bestehen.

Für die Verarbeitung von Polymermassen zu Formkörpern beliebiger Art ist u. a. das Strangablegeverfahren be­ kannt. Die weitgehend trockenen Polymerkomponenten, denen in der Regel Fasern zur Stabilisierung und Festigkeitser­ höhung beigefügt sind, werden in den Einzug eines Extru­ ders aufgegeben und in dem beheizten Extruder mittels der Extruderschnecke plastifiziert. Der Extruder bleibt bis zum Erreichen des gewünschten Plastifizierungsgrades geschlossen. Ist der Plastifizierungsgrad erreicht, wird der Extruder stromabwärts der Extruderschnecke geöffnet und die plastifizierte Masse in Form eines Strangab­ schnittes unmittelbar in eine Preßform abgegeben, deren Werkzeuge die Kontur des gewünschten Formkörpers auf­ weisen. Auch die Presse ist in der Regel beheizt.

Das Strangablegeverfahren ist das Verfahren der Wahl, wenn die faserverstärkte Polymermasse nicht durch Spritz­ gießen verarbeitet werden kann, sei es, weil beispiels­ weise der Faseranteil hoch, die Fasern lang oder brüchig sind, oder wenn das Polymer oder darin enthaltene Kompo­ nenten schonend behandelt werden, insbesondere das Poly­ mer nicht in den schmelzflüssigen Zustand überführt werden soll.

Der Einsatz von Naturfasern -gewinnt zunehmend an Bedeu­ tung. Naturfasern enthalten, selbst wenn sie einen äußer­ lich trocken erscheinenden Zustand haben, stets eine gewisse Restfeuchte, die gegebenenfalls auch nur inter­ cellular gebunden ist. Ebenso werden in jüngerer Zeit Naturpolymere verarbeitet, wie Lignin, Casein etc., um die synthetischen Polymere mit ihrer ungünstigen Ökobi­ lanz ganz oder teilweise zu ersetzen. Auch diese Natur­ polymere enthalten mehr oder minder große Anteile an Wasser und anderen flüssigen Bestandteilen, die im Be­ reich von 100°C verdampfen. Herkömmliche Extruder zum Strangablegen sind für die Verarbeitung vorgenannter Compounds nicht geeignet.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung vorzuschlagen, mit dem faserverstärkte Polymermassen, bei denen die Fasern und/öder die Polymermassen zumindest Anteile aus Natur­ stoffen aufweisen, problemlos auf einem Extruder verar­ beitet werden können.

In verfahrenstechnischer Hinsicht wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Extruder während öder nach dem Plastifizieren und vor dem Öffnen zum Ablegen des Strang­ abschnitts entlüftet wird.

Beim Extrudieren solcher faserverstärkten Polymermassen in einem Extruder werden Temperaturen oberhalb 100°C und - je nach Art des Polymers - bis über 200°C erreicht. Bei diesen Temperaturen werden die in Naturstoffen enthal­ tenen Flüssiganteile vergast oder verdampft, was zu einem entsprechenden Druckaufbau im Extruder führt. Dieser Druck wird nicht oder allenfalls nur teilweise durch Rückströmung über den Einzug abgebaut. Insbesondere im austragsnahen Bereich des Extruders können sich hohe Druckspitzen aufbauen. Diese werden erfindungsgemäß dadurch abgebaut, daß der Extruder während oder nach dem Plastifizieren entlüftet und erst anschließend zur Abgabe des Strangabschnittes geöffnet wird. Damit wird Lunker- Einschlüssen von Gas oder Dampf vorgebeugt und wird insbesondere auch jedes sicherheitstechnische Risiko ausgeschaltet.

Extruder zum Strangablegen weisen an ihrer Abgabeseite einen Verschluß, z. B. in Form eines Schiebers, auf, der zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung zur Abgabe des Strangabschnittes bewegbar ist. Erfin­ dungsgemäß wird nun der Verschluß des Extruders vor dem Ablegen des Strangabschnittes lediglich gelüftet und anschließend in seine Öffnungsstellung bewegt. Dabei kann die Extruderschnecke gegebenenfalls noch gegen den geringfügig gelüfteten Schieber arbeiten, um angesammelte Gase oder Dämpfe aus der plastifizierten Masse zu ver­ drängen. In Fällen, in denen sich Dampf oder Gas über­ wiegend im oberen Teil des Extrudergehäuses sammelt, was von der Schneckengeometrie und der Verweilzeit der Masse im Extruder abhängt, kann sich ein nach unten öffnender Verschluß empfehlen, der also beim Lüften einen kleinen Querschnitt im oberen Bereich der Abgabeöffnung freigibt. Auch eine zweiteilige Ausführung des Schiebers kommt in Frage, wobei der größere Teil nach unten bewegt und der kleinere Teil, der nur dem Entlüften des Extruders dient, nach oben bewegt wird.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durch­ führung des Verfahrens, die aus einem beheizten Extruder mit einem Einzug für die weitgehend trockenen Polymer- und Faserkomponenten, einer Plastifizierungsschnecke und einer mit einem Verschluß versehenen Abgabeöffnung für einen Strangabschnitt aus der faserverstärkten, plastifi­ zierten Polymermasse besteht. Bei einer solchen Vorrich­ tung wird die Erfindungsaufgabe dadurch gelöst, daß der Extruder an seinem Gehäuse ein Entlüftungsventil auf­ weist.

Je nach Art der verarbeiteten Polymermassen, insbesondere bei Naturpolymeren, oder der Art der Fasern, insbesondere Fasern mit hohem Feuchtegehalt, können auf der Plastifi­ zierungsstrecke des Extruders gegebenenfalls mehrere Entlüftungsventile angeordnet sein, die wiederum kurz­ zeitig aufgesteuert werden können.

Vorzugsweise jedoch ist der Verschluß des Schiebers nach dem Plastifizieren unter Freigabe eines geringen Quer­ schnitts der Abgabeöffnung lüftbar und nach Druckabbau im Extruder in die Öffnungsstellung bringbar.

Die Öffnung des Extruders erfolgt also zweistufig, indem der Verschluß zunächst nur geringfügig gelüftet wird, bis der Druck im Extruder abgebaut ist. Erst anschließend wird der Verschluß in seine den vollen Querschnitt frei­ gebende Öffnungsstellung bewegt und der Strang aus der plastifizierten Polymermasse abgelegt.

Claims (5)

1. Verfahren zum diskontinuierlichen Ablegen von Strang abschnitten von in einem geschlossenen Extruder plastifizierten, faserverstärkten Polymermassen, wobei die Fasern und/oder die Polymermassen wenig­ stens anteilig aus Naturstoffen bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß der Extruder während oder nach dem Plastifizieren und vor dem Öffnen zum Ablegen des Strangabschnitts entlüftet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschluß des Extruders vor dem Ablegen des Strangabschnitts gelüftet und anschließend in seine Öffnungsstellung bewegt wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bestehend aus einem beheizten Extruder mit einem Einzug für die weitgehend trockenen Polymer- und Faserkomponenten, einer Plastifizierungsschnecke und einer mit einem Verschluß versehenen Abgabeöff­ nung für einen Strangabschnitt aus der faserverstärk­ ten, plastifizierten Polymermasse, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Extruder wenigstens eine steuerbare Entlüftungsöffnung aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Extruder an seinem Gehäuse wenigstens ein Entlüftungsventil aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschluß des Schiebers nach dem Plastifi­ zieren unter Freigabe eines geringen Querschnitts der Abgabeöffnung lüftbar und nach Druckabbau im Extruder in die Öffnungsstellung bringbar ist.