DE2012164B2 - Schneckenspritzgiessmaschine oder extruder zum verarbeiten von duroplastischen oder thermoplastischen kunststoffen mit verstaerkungsfasern - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schneckenspritzgießmaschine oder Extruder zum Verarbeiten von duroplastischen oder thermoplastischen Kunststoffen mit Verstärkungsfasern, insbesondere ungesättigte Polyester, mit einer ein konstantes Gangvolumen aufweisenden Schnecke.

Für das Verarbeiten von Duroplasten ohne Ver-Stärkungsfasern ist bereits eine Spritzgießmaschine bekannt, deren Schnecke ein über die Länge der Schnecke annähernd gleichbleibendes Kompressionsverhältnis aufweist. Will man Thermoplaste auf dieser Maschine verarbeiten, so muß man Zylinder und Schnecke austauschen.

Für die Verarbeitung von duroplastischen oder thermoplastischen Kunststoffen mit Verstärkungsfasern ist jedoch diese Spritzgießmaschine nicht geeignet, denn hierzu bedarf es weiterer spezifischer Ausbildungsmerkmale der Schnecke.

Es ist auch eine Schneckenspritzgießmaschine zur Verarbeitung von Polyesterharz-Preßmassen insbesondere mit Glasfaser-Verstärkungsfasern mit einer dem Material angepaßten Schnecke bekannt, bei der die Schneckenkanäle groß genug sein sollen, während die Kompression, gemessen an Schnecken zur Thermoplastverarbeitung, sehr klein sein soll.

Weiterhin ist eine Misch- und Knetschnecke für plastische Massen bekannt, bei der die Steigung vom Einzugsteil zum Ausstoßteil hin abnimmt. Diese Schnecke weist einen ovalen Kernquerschnitt auf. Zwischen Gehäuse und Schneckensteg ist ein relativ breiter Spalt vorhanden. Für die Verarbeitung von plastischen Kunststoffen mit Verstärkungsfasern ist diese Maschine schon deswegen nicht geeignet.

Alle bekannten Schneckenmaschinen zum Einarbeilen von Fasern, insbesondere von Glasfasern, sowohl in Form von endlosen Strängen als auch in Form von sogenannten Kurzglasfasern zusammen mit thermoplastischen Kunststoffen bauen im Zylinder der Schnecke einen hohen Druck auf, der eine starke Zerkleinerungswirkung auf das Fasermaterial ausübt. Diese Zerkleinerung setzt in unerwünschter Weise die mechanischen Eigenschaften des Fertigproduktes herab; z. B. ist ein erheblicher Abfall der Schlagzähigkeit und der Biegefestigkeit zu verzeichnen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schneckenspritzgießmaschine oder Extruder mit einer Ausbildung der Schnecke zu schaffen, die eine günstige Verarbeitung von plastischen Kunststoffen mit Verstärkungsfasern ohne nennenswerte Zerkleinerung der Verstärkungsfasern ermöglicht, so daß die mechanischen Eigenschaften dieser verstärkten Kunststoffe verbessert werden.

Diese Aufgabe wird bei einer Schneckenspritzgießmaschine oder Extruder der eingangs genannten Art gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, daß die Schnecke eine vom Einzugsteil zum Ausstoßteil hin abnehmende Steigung mit einer ein konstantes Gangvolumen ergebenden Verringerung des Kerndurchmessers aufweist und daß die Gangliefe der Schnecke im Einzugsteil mindestens 7 mm beträgt.

Durch die größere Steigung und größere Gangtiefe im Einzugsteil wird der Einzug des zugeführten Materials auch in nicht rieselfähiger Form ermöglicht und ohne wesentliche Kompression durch die Schneckengänge gefördert. Die geringe Steigung im Ausstoßteil der Schnecke verhindert durch Selbsthemmung ein Zurückströmen des Materials in den Schneckengängen während des Einspritzvorganges der Schneckenspritzgießmaschine. Mittels einer Schneckenspritzgießmaschine oder Extruder mit einer Schnecke gemäß der Erfindung gelingt es, Fasern auf Basis Glas, Metall, Kohle und Asbest oder natürliche bzw. synthetische, organische Fasern absolut schonend zusammen mit den Kunststoffen in die Maschine einzubringen, sie zu vermischen und ohne nennenswerte Zerkleinerung zum Fertigprodukt zu verarbeiten.

Als besonders geeignet hat sich nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung eine Schnekkenspritzgießmaschine oder Extruder gezeigt, wobei die Schnecke im Einzugsteil eine Steigung vom 1,5-bis 2,2fachen Schneckendurchmesser aufweist, die auf das 0,5- bis lfache des Schneckendurchmessers zum Ausstoßteil hin abfällt. Bei dieser Ausführungsform werden besonders gute Festigkeitswerte des Fertigproduktes erzielt.

An Hand einer Zeichnung wird eine Spritzgießmaschine oder Extruder nach der Erfindung rein schematisch dargestellt und nachstehend näher erläutert.

Die Schneckenspritzgießmaschine bzw. der Extruder 1 besteht aus dem Zylinder 2, der mit einer Temperiereinrichtung 3 versehen ist. Die Verstärkungsfasern werden zusammen mit dem Kunststoff dem Aufgabetrichter 4 zudosiert. Das eingegebene Material wird von der Schnecke S erfaßt, die im Einzugsteil 6 eine Steigung von 88 mm bei einer Gangtiefe von 7 mm aufweist. Zum Auslal'7 hin ist die Schnecke bezüglich ihrer Steigung abnehmend abgestuft. Tm mittleren Teil 8 besitzt sie eine Steigung von 72 mm und im Ausstoßbereich 9 eine solche von 36 mm.

Beispiel 1

Verwendet wurde eine Schneckenspritzgießmaschine, deren Schnecke einen Außendurchmesser von 55 mm aufwies, die Steigung im Einzugsteil betrug

88 mm bei einer Gangtiefe von 7 mm. Zum Ausstoßteil hin fiel die Steigung auf 36 mm ab. Die Gesamtlänge der Schnecke betrug 917 mm. Dieser Schnekkenspritzgießmaschine wurde ein ungesättigtes Polyesterharz mit Glasfasern von 25 mm Länge eingegeben. In den erzeugten Spritzgußteilen betrug bei über 70°/o der Glasfasern die Länge über 20 mm. Die Schiygzähigkeit betrug 25 kp/cm². Die Biegefestigkeit lag bei 310 kp/cm². Für die Prüfung wurden Prüfstäbe mit Abmessungen V₂" X V₂" X120 mm verwendet.

Beispiel 2

Verwendet wurde die gleiche Schneckenspritzgießmaschine wie in Beispiel 1. Ein ungesättigtes Polyesterharz wurde zusammen mit einem Gemisch aus Asbest- und Sisalfasern von 6 mm Länge eingespeist. Bei 70 %> der enthaltenen Fasern blieb die Länge erhalten. Es wurden Prüfstäbe in den gleichen Abmessungen wie diejenigen im Beispiel 1 hergestellt und geprüft. Die Schlagzähigkeit betrug 20cmkp/cm². Die Biegefestigkeit wurde mit 43 kp/cm² ermittelt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Schneckenspritzgießmaschine oder Extruder zum Verarbeiten von duroplastischen oder thermoplastischen Kunststoffen mit Verstärkungsfasern, insbesondere ungesättigte Polyester, mit einer ein konstantes Gangvolumen aufweisenden Schnecke, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnecke (5) eine vom Einzugsteil (6) zum Ausstoßteil (9) hin abnehmende Steigung mit einer ein konstantes Gangvolumen ergebenden Verringerung des Kerndurchmessers aufweist und daß die Gangtiefe der Schnecke (5) im Einzugsteil mindestens 7 mm beträgt.

2. Schneckenspritzgießmaschine oder Extruder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnecke (5) im Einzugsteil (6) eine Steigung vom 1,5- bis 2-2fachen Schneckendurchmesser aufweist, die auf das 0,5- bis lfache des Schnekkendurchmessers zum Ausstoßteil (9) hin abfällt.