DE2015190A1 - Verfahren und Vorrichtung fur die kontinuierliche Herstellung von Profilen mit einem Schaumstoffkern und einem Mantel aus thermoplastischem Kunststoff - Google Patents

Description

Verfahren und Vorrichtung für die kontinuierliche' Herstellung von Profilen mit einem. Schaumstoffkern und einem Mantel aus thermoplastischem Kunststoff

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung für die kontinuierliche Herstellung solcher Profile aus thermoplastischem Kunststoff, die aus einem festen Außenmantel definierter Stärke und einem gegebenenfalls feste innere VerstSrkungsrippen enthaltenden, mit Schaumkunststoff ausgefüllten Innenraum bestehen, mit Hilfe eines Strangextruders·

Aus Schaumkunststoff gefertigte Teile besitzen zahlreiche nützliche Eigenschaften wie geringes Gewicht, geringe Wärmeleitfähigkeit, gute Schaliisolation. Häufig benötigt man Formkörper, die einerseits größere Stabilität, so z.B. bei Biegebelastungen, als die der Schaumkunststoffe besitzen, andererseits ihre Vorteile behalten. Solcherlei Formkörper werden als Hohlkörper aus thermoplastischem Kunststoff hergestellt, die mit Schaumstoff ausgefüllt werden, oder es werden Schaumstoffkerne gefertigt, die dann mit thermoplastischem Kunststoff ummantelt den endgültigen Formkörper bilden.

Zur Herstellung solcher Formkörper in ProfiIform eignen sich Strangextruder·

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2 Zeichnungen

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26. März 1970

Eine häufig gestellte Forderung an Schaumkunst stoff-Prof ile, die mit einem Mantel aus thermoplastischem Kunststoff versehen sind, ist die Forderung der definierten Wandstärke des Mantels.

In den deutschen Auslegeschriften 1 230 551 und 1 154 264 wird eine Vorrichtung beschrieben, in der ein nicht schäumbarer thermoplastischer Kunststoff durch eine Schlitzdüse mit in der UmriOform eines flachen Prismas angeordneten Austrittsschlitzen in eine kastenförmige gekühlte Kalibrierung extrudiert wird. Der zunächst noch genügend plastische Kunststoff wird von einer Ansaugvorrichtung an der Kalibrierwand gleitend gehalten und verfestigt in den nachgeschalteten Kühlzonen des Kalibrierraumes zum Mantel des Profils. Gleichzeitig tritt aus einer zentrisch angeordneten Düse schäumbarer Kunststoff in den Kalibrierraum aus und füllt den Innenraum des Profils mit Schaum, der in der Regel genügend gut an der Innenfläche des Profilmantels haftet. Die Haftung kann durch Verwendung von Klebstoffen vergrößert werden.

Nach der französischen Patentschrift 1 498 620 wird schäumbarer Kunststoff in eine gekühlte Kalibriervorrichtung aus einer Ringdüse extrudiert. Die Außenmaße der Ringdüse sind den Innenmaßen der Kalibriervorrichtung gleich. Der am Außenrand der Ringdüse austretende Kunststoff kommt sofort mit gekühlten Wänden der Kalibrierung in Berührung, friert ein und bildet den ungeschäumten glatten Mantel des Profils. Der übrige Kunststoff schäumt in den Innenraum der Kalibrierung und füllt ihn aus·

Die Vorrichtung nach den deutschen Auslcgeschriften 1 230 und 1 154 264 erlaubt es, die V7andstärke des Mantels nach Wunsch zu bestimmen, setzt aber den Einsatz von zwei zusammenwirkenden Extrudern voraus.

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- 3 - O.Z. 2454

26. März 1970

Bei dem Verfahren nach der französischen Patentschrift 1 498 ist die Einstellung der Mantelstärke, d.h. eine definierte Begrenzung der Zellbildung - gesehen über den Querschnitt des austretenden Stranges - , durch bloße Berührung mit den gekühlten V7andungen der Kalibrierung nicht zu erzielen. Die ungenügende Wärmeleitfähigkeit von Kunststoffen bringt es mit sich, daß die Hantelstärke bei diesem Verfahren gering bleibt, weil die Kühlung nicht in die tieferen, d.h. zur Längsachse der Kalibriervorrichtung hin gelegenen Schichten durchgreift. Versucht man aber die Mantelstärke zu vergrößern, so läßt sich das zwar mit intensiver Kühlung bewerkstelligen, jedoch wirkt sich das auf die Struktur des jetzt auch mehr gekühlten Schaumstoffes aus.

Dieser Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Schaumkunststoffprofile mit einem aus thermoplastischem Kunststoff bestehenden Mantel definierter und wählbarer Wandstärke mit Hilfe einer einzigen Maschine herzustellen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine mit einem Treibmittel versehene Kunststoffschmelze in räumlich voneinander getrennten Strängen extrudiert wird, wobei der den Außenmantel bildende Strang und jeder eine Verstärkungsrippe bildende Strang gekühlt und verfestigt in den Kalibrierraum des Extruders heraustritt, die anderen Stränge ungekühlt in den Kalibrierraum expandierend aufschäumen und den vom Profilmantel und Verstärkungsrippen freigelassenen Raum ausfüllen.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere in der voneinander unabhängigen Wahl der Mantelstärke und der Schaumstruktur bei Verwendung nur einer Extrusionsmaschine.

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26. März 1970

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben:

Figur 1 zeigt schematisch den Extrusions- und den Kalibrierteil eines Strangextruders. Auf den Extrusionsdüsenkörper (1) ist eine flachringförmige Kühltasche (2) aufgezogen und von ihm durch eine Isolation (3) thermisch getrennt. Die Kühltasche (2) ist dem Außenmantel des Extrusionsdüsenkörpers glatt angepaßt und liegt in der Kalibriervorrichtung (4), die auf dem der Kühltasche (2) gegenüberliegenden Teil mit einer Kühltasche (5) versehen ist, welche von einer schematisch angedeuteten Ansaugvorrichtung (6) in E;:trusionsrichtung gesehen gefolgt wird. Die ein Treibmittel enthaltende thermoplastische Kunststoffschmelze tritt heiß durch die zentrale Düse (7) in den Kalibrierraum heraus und entspannt unter Bildung von Schaum (8) . Derjenige Teil (9) der Kunststoffschmelze, der an dem Außenmantel des Düsenkörpers zum Kalibrierraum hin gepreßt wird, tritt in den gekühlten Teil (10) des Kalibrierraumes, verliert an Uärme, schäumt nicht auf und bildet den festen Mantel des Profils. Der beim Austritt aus der Kühlzone (10) noch genügend plastische Profilmantel wird von der Ansaugvorrichtung (6) an der Kalibrierwand gleitend gehalten und aus dem Innenraum der Kalibrierung mit dem aufgeschäumten Produkt haftend beaufschlagt.

Figur 2 stellt eine weitere Variante der Erfindung dar, die zur Herstellung von Schaumkunststoffprofilen mit festem Außenmantel und beispielsweise einer einzigen festen Verstärkungsrippe dient. Die Verstnrkungsrippe (12) wird aus einer Düse (13), die mit einer flachringförmigen Kühltasche (14) umgeben ist, extrudiert. Die Kühltasche (14) ist gegen den Dücenkörper und auf ihrem Außenumfang mit einer Isolation (15) thermisch abgeschirmt. Dor Austritt des aufschäumenden Kunststoffes erfolgt durch die Düsenkanälo (16).

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BAD ORIGINAL

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26. März 1970

Die Wandstärke des herzustellenden Profils wird durch die Wahl der Abstände zwischen der nach außen weisenden Oberfläche der Kühltasche auf dem Umfang des Düsenkörpers und der Innenwand des gekühlten Bereiches vom Kalibrierraum-definiert.

Zur Durchführung des Verfahrens geeignete thermoplastische Kunststoffe sind Polystyrole, Polyolefine und Polyvinylchloride. Es werden feste Treibmittel, z.B. Azodicarbonamxd, oder flüssige, z.B. niedrigsiedende Kohlenv/asserstoffe, verwendet.

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Claims (3)

- 6 - " O.Z. 2454 26. März 1970 Patentansprüche

1.j Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Profilen ^Scrtis schäumbarem thermoplastischen Kunststoff, die aus einem festen Außenmantel definierter Stärke und gegebenenfalls feste innere Verstärkungsrippen enthaltenden, mit Schaumkunststoff ausgefüllten Innenraum bestehen, mit Hilfe eines Strangextruders,

dadurch gekennzeichnet, daß

eine mit einem Treibmittel versehene Kunststoffschmelze in räumlich voneinander getrennten Strängen extrudiert v/ird, wobei der den Außenmantel bildende Strang und jeder eine Verstärkungsrippe bildende Strang gekühlt und verfestigt in den Kalibrierraum des Eictruders heraustritt, die anderen Stränge ungekühlt in den Kalibrierraum expandierend aufschäumen und den vom Profilmantel und Verstärkungsrippen freigelassenen Raum ausfüllen.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch

bestehend aus einem Dünenkörper (1; 11) , der inv Kopfteil auf seinem Umfang mit flachringförmiger, zum Düsenkörper hin isolierter Kühltasche (2; 16)abschließt, mindestens einen Düsenkanal (7) enthält und gegebenenfalls einen zusätzlichen Düsenkanal (13) oder mehrere zusätzliche Düsenkanäle besitzt, die von flachringförmigen, zum Düsenkörper und zu benachbarten Düsenkanälen hin thermisch isolierten Kühltaschen umgeben sind.

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- 7 - O.Z. 2454

26. März 1970

3. Vorrichtung nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß

der aus flachringförmiger Kühltasche bestehende Außenteil des Düsenkörpers im Bereich der Kühlvorrichtung des Kalibrierraumes im Kalibrierraum angeordnet ist.

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