DE2031312A1

DE2031312A1 - Schneckenpresse zur Hersteüung thermo plastischen Harzschaumes

Info

Publication number: DE2031312A1
Application number: DE19702031312
Authority: DE
Inventors: Isarni Ageo Saitama Nishikawa Atsuro Suita Iwata Akira Osaka Sugiyama. Kohei Ibaraki Osaka Kawai, (Japan) P
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1969-06-24
Filing date: 1970-06-24
Publication date: 1971-02-18
Also published as: CH510513A; FR2047910A1; DE2031312B2; GB1302947A; NL7014185A; FR2047910B1; US3827841A; NL150371B

Description

PATENTANWÄLTE	··
Dipi.-chem. Dr. D.Thomsen Dipi.'ing. H.Tiedtke DipL-chem. G. Bühling 2031312	MÜNCHEN 2 TAL 33 *TEL. 011/226894 29505t CABLES: THOPATENT TELEX: FOLGT '**
Dipi.-ing. W.Weinkauff	FRANKFURT (MAIN) 50 FUCHSHOHL Tt TEU 0811/61 «8S

Antwort erbeten nachi Ploase reply tos

8000 München 2 case K-27(SK)/MS/T 3697

Sekisui Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha Oäaka, Japan

Schneckenpresse aur Herstellung thermoplastischen Harzschaumes ·

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schneckenpresse zur Herstellung von thermoplastischem Harzschaum und insbesondere auf eine zum Pressen und Schäumen von thermoplaste- · sehen Harzen geeignete Strangpresse und eine mit dieser verbundene Kühlvorrichtung.

Bei dem bekannten Verfahren zur Herstellung eines thermo plastischen Härzschaumes wird ein<thermoplastisches Harz in einer Strangpresse geknetet und geschmolzen, eine verdampfungs

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fähige organische Flüssigkeit oder Gas als Blähmittel während des Knetens und Sehmelzens zugeführt, das das Blähmittel enthaltende geschmolzene Harz auf. eine zum Schäumen geeignet© Temperatur abgekühlt und das gekühlte U&vz durch eine Matrize gepreßt, um es zu schäumen (japanische Patentanmeldung Hr. 15 712/68 aufgrund der USA-Patentaraaeldung Nr. W i?8 vom 19. Diese bekannte Strangpresse umfaßt eine Extruderschnecke innerhalb eines Extruderrohrs, das aus einera-.X&mpripierungsbereich, in dem ein Gangeinheitsvolumen der Schnecke progressiv in der Pressrichtung abnimmt, einem Zwiachenctihrungsbereich, Ir. der ein Gangeinheitsvolumen der Schnecke gleich @inem Volumen in der letzten Gangeinheit der Schnecke in dein" Komprimierungsbereich ist, einem erweiterten Bereich, .in üern ein Gangeinheits° volumen der Schnecke größer als dss Gangei&heitsvolumen der Sehne ke in dem Zwischenführungsbereieh ist _s und einen verengten Führungsbereich besteht, in dem ein'Gangeinheitsvolumen der Schnekke gleich einem Volumen in der End-Gangeinh@it des Kompriraierungsbereichs ist; eine Blähmittel-Injektionsöffnung ist in dem Extruderrohr vorgesehen, das dem erweiterten Bereich entspricht. Wennimit solch einer Strangpresse ein Harzschaüm herzustellen ist, unterliegt das geschmolzene Harz in dem erweiterten Bereich einem großen Widerstand durch den neben deia erweiterten Bereich liegenden verengten Bereich und verbleibt bei dem erweiterten Bereich. Die Speicherung von geschmolzenem Harz in dem erweiterten Bereich bewirkt gemäß dem Grad der Speicherung ein unregelmäßiges Anwachsen und Schwankungen.des Druckes . Demzufolge ändert sich die Menge des Blähmittels beträchtlich

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mit den Änderungen der Menge des zu befördernden geschmolzenen Harzes, wodurch es schwierig wird, einen thermoplastischen Harzschaum zu erzeugen, der eine feine Zellstruktur., eine gleichmäßige Dichte und gleichmäßige Abmessungen besitzt.

Wenn weiterhin mit der bekannten Strangpresse eine thermoplastisches Harz gepreßt und geschäumt wird, ist es nicht einfach, das gesamte Harz gleichmäßig auf eine zum Schäumen geeignete Temperatur abzukühlen, wenn es auch bei relativ geringem Ausstoß des Harzes möglich ist, die Temperatur des Harzes durch Kühlung des Extruderrohrs und der Schnecke herabzusetzen. Wenn der Ausstoß des Harzes größer wird, reicht das bloße Kühlen des Extruderrohrs und der Schnecke nicht.aus, um das Harz auf die gewünschte Schäum-Temperatur abzukühlen, und es ist fast unmöglich, das gesamte geschmolzene Harz gleichmäßig auf einer zum Schäumen geeigneten Temperatur zu halten; wenn das Harz von einer Matrize extrucliert wird, entweicht das gasförmige Blähmittel aus dem Harz, wodurch sich ein geringerer Ausdehnungsgrad oder eine nicht gleichmäßige Schäumung ergibt.

Bei der vorstehend erwähnten Strangpresse ist mit deren vorderen Ende ein Zylinder Koaxial verbunden. Eine Anzahl vor. an beiden Enden geöffneten Rohren sind innerhalb des Zylinders im rechten Winkel zur Pressrichtung angeordnet und dienen zur Kühlung des in dem Zylinder strömenden Harzes auf eine zürn Schäumen geeignete Temperatur. Wenn ein Harzschaum unter Ver-

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Wendung einer derartigen Kühlvorrichtung herzustellen ist» unterliegt das in dem Zylinder strömende Harz einem großen Widerstand durch die an beiden Enden geöffneten Rohre, und eine beträchtlich· Harsmenge neigt dazu, sich um diese Rohre herum festzusetzen. Daher ist es schwierig_fl das Kars gleichmäßig zu befördern und zu schäumen. Da das Hars dem Widerstand ausgesetzt ist, können weiterhin nicht zu viele an beiden Enden geöffnete Rohr© vorgesehen werden, und die Berührungsfläche zwischen dem Harz und den Rohren nimmt ab; dies führt natürlich zu einer beschränkten Kühlfähigkeit. Wenn der Harzausatoß erhöht ist* kann das Harz nicht gleichmäßig und vollständig auf die gewünschte.Schäumtemperatur abgekühlt werden, und Schäume guter Qualität können nicht erhalten werden.

Demgemäß ist es Aufgabe der Erfindung_s eine Schneckenpresse zur Erzeugung.eines thermoplastischen Harzschaumes zu bilden, der eine fein© Zellstruktur mit einer gleichmäßigen Dichte und gleichmäßiger Abmessung durch Injektion einer Verdampfungsfähigen Flüssigkeit oder Gas als Blähmittel in geschmolzenes Harz bei einem relativ niedrigem Hruek und Presseides das Blähmittel enthaltenden geschmolzenen Haraes unter Vermeidung von Änderungen des Injektionsdrucks und des Ausstoßes des zu pressenden Harzes aufweist.

Es liegt im Rahmen der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe, eine Kühlvorrichtung zur Erzeugung eines thermoplastischen Harzschaumes zu bilden.» der durch dem Press. Vorgang . vorausgende Kühlung geschmolzenen Harzes, das eine verdampfung©fähige

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Flüssigkeit oder Gas als Blähmittel enthält, auf eine zum Schäumen geeignete Temperatur mit guter Wirksamkeit und überall vorhandener Gleichmäßigkeit eine feine Zellstruktur mit einer gleichmäßigen Dichte und gleichmäßiger Abmessung aufweist.

Diese Aufgabe wird gelöst durch Verwendung einer Schnek-•kenpresse mit einer Strangpresse, in der eine Extruderschnecke in einem Extruderrohr gelagert ist.und eine Blähmittel-Injektionsöffnung in einem Teil des Extruderrohrs vorgesehen ist, wobei die Extruderschnecke aus einem Komprimierungsbereich, in dem ein Volumen in einer Gangeinheit der Schnecke progressiv in der Pressrichtung abnimmt, und einem Führungsbereich besteht, in dem ein Gangeinheitsvolumen der Schnecke das 1,6-bis 2,0-fache eines Volumens in der Endgangeinheit der Sehnekke im Komprimierungsbereich ist, wobei die Blähmittel-Injektionsöffnung an dem !Teil des Extruderrohres vorgesehen ist, der dem Führungsbereich entspricht. t

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann ebenfalls gelöst v/erden durch Verwendung einer Schneckenpresse mit einer Strangpresse/ die eine in ein Extruderrohr eingesetzte Extruderschnecke und eine BlälTCiittel-Injektionsöffnung an einen Teil des Extruderrohrs aufweist, und einer mit dem vorderen Ende der Strangpresse verbundenen Kühlvorrichtung, die einen koaxial mit der Strangpresse angeordneten Kühlmittelbehälter, eine Anzahl von sich durch den Kühlmittelbehälter in Pressrichtung

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von dessen einen Wandplatte zur anderen erstreekenden Rohren zur in Abstand zueinander'erfolgenden Aufteilung des. Harzstroraes, ein Anpaßstück zur Aufteilung das von des» Strangpresse gepreßten Harzstromes und au dessen Durehleitung-durch die Rohre und ein weiteres Anpaßatüek zum Samein der. von den Rohren beförderten Harzströme aufweist.

In der erfindungsgemäßen Schneetenpresse ist es notwendig, das ein Gangeinheitsvolumen der Sehnecke im Führungsbereich das 1,6- bis 2,0-faehe eines Vollmersier Endgangeinheit in dem Komprimierungsbereicti ist und ia üer F3rä@-rrichtung konstant ist. Dieses Erfordernis wurde als Ergebnis theoretischer und experimenteller UnteraneliiiBgeK ά& Extrusion.',gefunden< Wenn ein Gangeinheitsvolumen der Sehsi@ek© im Fütoüngsbereieh das zweifache Volumen der Endgangeinheit· in dem Komprimierung©·*¹ bereich überschreitet, ist es schwierig» ein Gleichgewicht des Harzausstoßes zwischen dem Komprini©rungsbe?@i6h und dem Führungsbereich aufrecht suerhalt®si_s tradurch sieh, eine SchMan» kung im Ausstoß des beförderten Hartes ergibt. So schwankt die Menge des einzugebenden Blähmittels ebenfalls, und das Harz kann nicht gut mit dem Blähmittel verknetet werden. Dies macht es natürlich unmöglich,. Schäume guter Qualität zu bilden. Wenn andererseits das Gangeinheitsvöluraen der §©ta©eke im Führungsbereich kleiner als das S₃6~faehe ¥oluiaeK, in der En'dgangeinheit im Kompr imierungsbersich lst_ff wird es schierig, bin" Gleichgewicht des Harzausstoßes
bereieh ttßi dem Führwngsfee^eSsli

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sich ein unerwünschter Druckanstieg des Harzes in den Führungslxsreich und die Schwierigkeit des Einblasens des Blähmittels ergibt« So ändert sich die !!enge des einzublasenden Blähmittels,und Schäume guter Qualität können nicht erhalten werden· Allgemein ausgedrückt: wenn das Gangeinheitsvolumen der Schnecke im Führungsbereich in der Nähe des 1,6-fachen Volumen der Endgangeinheit der Schnecke in Komprinierungsbereich liegt, ist die Schneckenpresse zur Herstellung von Harz schäumen, nit niedrigen Ejcnansionsverhältnie geeignet, während in der nahe des 2-fachen Volumens die Schneckenpresse für die Herstellung von

Harzschäumen mit großem Expnnslonsverhältnis geeignet ist.

Bei der erfindungsgemäßen Schneckenpresse nlnnt ein Gangeinheitsvoluraen in der Schnecke ta Komprinlerungsfcereich progressiv in Pressrichtung ab, um ein gutes Verkneten des Harzes bein Wärme-Schmelzen, während es vorwärts gepresst wird» zu gewähr leisten. Der rückwärtige Teil des Komprimierungsbereichs wird als ein Harz-Zuführabschnitt verwendet* Das Gangeinheitsvolumen der Sehnecke kann entweder durch änderung der Tiefe des Schneckenkanals, während der Schneckengang konstant gehalten wird, oder durch Änderung -sowohl des Schneckenganges als auch der Tiefe des Schneckenkanals geändert werden. Die Verwendung einer Extruderschnecke nit konstantem Schneckengang, bei der ein Gangeinheltsvoluraen der Schnecke"durch-Änderung der Tiefe des Schneckenkanals bestimmt ist, ergibt einen v.-eichcn Harzfluß und führt zu optimalen Ergebnissen. Weiterhin ist diese

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Extruderschneckenart; einfach herzustellen.

Im allgemeinen liegt das Verhältnis der Schneckenlänge L zum Schneckendurchmesser D in dem Bereich von 3o bis Ao. L/D im Komprimierungsbereich liegt in dem Bereich 14 bis 25, und L/D im Führungsbereich liegt in Bereich von Io bis 15. Das Komprimierungsverhältnis im Komprimicrungsbereich liegt in dem Bereich von 2 bis 4.

In der erfindungsgemäßen Schneckenpresse ist die Injektionsöffnung für das BlSmlttel in einem Teil des Extruderrohrs vorgesehen, der dem Führungsbereich entspricht. Die Anordnung der Injektionsöffnung an dieser Stelle trägt zur Erleichterung des Einfülirens eines Blähmittels bei und hält ein konstantes Maß des mit dem Harz zu mischenden Blähmittels aufrecht. Weiterhin strömt gemäß einer derartigen Anordnung das Blähmittel nicht zurück in den Komprimierungsbereich, und Schäume guter Qualität können erhalten werden. Besonders gute Ergebnisse werden erhalten, wenn die Injektionsöffnung für das Blähmittel in dem Teil des Extruderrohrs vorgesehen ist, der dem ersten 1/2 bis 1 Gang der Schnecke entspricht.

In einer vorteilliaften Ausführungsforn der erfindungsgemäßen Schneckenpresse ist swisehen den Kompriiaierungsbereich und den Führungsbereich ein Zwischenführungsbereich vorgesehen, in dem ein '-Gängeinhcitsvolunen der Schnecke- gleich, einer. Volumen in der Endgangeinheit, der Schnecke im Xontprimierungs-beroich ist.

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Das von dem Komprimierungsbereich zugeführte Harz ist in den Zwischenführungsbereich stabilisiert, und Schwankungen im Injektionsdruck des Blähmittels im Führungsbereich sind verringert, wodurch sich Schäume guter Qualität ergeben. Im allgemeinen beträgt L/D im Zwischenführungsbereich 2 bis 4.

Bei der erfindungsgemäßen Schneckenpresse kann ein Teil des Führungsbereichs durch einen dulmage-IIischtorpedo ersetzt werden, in dem ein Gangeinheitsvolumen gleich einen Gangeinheitsvolumen der Schnecke im Führungsbereich ist. Schäume guter Qualität ergeben sich durch Mischung des eingegebenen Bläh- * mittels mit dem Harz durch den dulmage-iiischtorpedo. Die besten Ergebnisse v/erden erhalten, wenn der erste Teil des Führungsbereichs als dulmage-Mischtorpedo gebildet ist und das Blähmittel in diesen Mischtorpedo eingegeben wird. Mit den vorderen Ende der den vorstehend beschriebenen Aufbau aufweisenden Strangpresse ist eine Extrudermatrize frei wählbarer Form, wie Blätter, Platten,Hülsen Röhren, Stäbe oder Fäden, verbunden.

In der bei der erfindungsgemäßen Schneckenpresse vorgesehenen Kühlvorrichtung wird ein Kasten-Behälter oder ein Zylinder-Behälter als Kühlmittelbehälter verwendet. Wird ein Kasten-Behälter verwendet/ ist es möglich, diesen inifc-einen geeigneten Kühlmittel, wie Wasser, öl oder Glyzerin 211 füllen, ,,. .-; und die Temperatur,des Kühlmittels auf eine konstante Temperatur zu regeln, oder einen Einlaß und eincrJUxslaß für das Kühlmittel In dem BehcilfeervOrzusehon und das auf einer konstanten

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Temperatur gehaltene Kühlmittel von den Einlaß zum Auslaß fließen zu lassen. Wenn ein Zylinder-Behälter vcrv/endet v:ird, kann ein derartiger Aufbau vorgesehen sein, daß beide F.n-ler. des Zylinders durch Wandplatten geschlossen sind und ein auf einer konstanten Temperatur gehaltenes Kühlmittel vm Kühlmitteleinlaß zu dem in dem Zylinder vorgesehenen Kühlmittelauslaß befördert v/ird. Ein Kühinittelausströnrohr nit einer Anzahl von Öffnungen zum Ausströmen eines Kühlmittels kann sich längs der Mittelachse des Zylinders von einer */7andplatte zur anderen erstrecken; in den Wandplatten, kann cir. Kühlmitteleinlaß vorgesehen sein, der von beiden Enden des Kühlinittelausströmrohrs ausgeht, sich durch das Innere der Wandplatte erstreckt und sich nach außen öffnet, während ein sich nach außen öffnender Kühlmittelauslaß in den Zylinder vorgesehen sein kann; so v/ird das Fließen eines auf konstanter Temperatur gehaltenen Kühlmittels durch das Kühlnittelausström- : rohr bewirkt, das Kühlmittel von einer Anzahl von in dem Kühlmittelausströmrohr vorgesehenen Öffnungen ausgeströmt und zum Ausgang der Kühlvorrichtung geführt.

Der Kühlmittelbehälter enthält ferner eine Anzahl an Rohren zur Aufteilung des Karζströmes, die sich in Pressrichtung von einer Wandplatte des Behälters zur anderen erstrecken und räumlich voneinander entfernt angeordnet sind. ?7enn diese Rohre voneinander entfernt in Pressrichtung angeordnet sind, unterliegt der Ilarzfluß durch die Rohre keinem Widerstand. Die ' Bohre zur Aufteilung des Harzflusses v;erden durch das in dem

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Kühlmittelbehälter vorhandene Kühlmittel gekühlt, und das in den Rohren fließende Harz wird auf einer zum Schäumen geeigneten Temperatur gehalten.

Der Kühlnittelbhälter umfaßt ebenfalls ein Anpaßstück zur Aufteilung eines von der Strangpresse in die Rohre gepreß taUlar ζ stromes. Das Harz wird in die Rohre durch das Anpaßstück weich aufgeteilt. Ein anderes Anpaßstück zum Sannein der von den Rohren zur Aufteilung des Harzstromes beförderten Earz- | ströme ist mit dem Kühlmittelbehälter verbunden. Die Harzströme werden durch das Anpaßstück weich gesammelt.

Zur Bildung der erfindungsgenuißen Schneckenpresse ist die vorstehend beschriebene Kühlvorrichtung mit dem vorderen Ende der Strangpresse verbunden, während eine llatrize beliebiger, bekannter Art mit dem vorderen Ende der Kühlvorrichtung verbunden ist.'

Die vorstehend beschriebene Kühlvorrichtung dient zur " Kühlung des durch die Rohre aufgeteilten Ilarzfiusses auf eine zum Schäumen geeignete Temperatur; Die Kühlung des Harzes wird mit guter Wirksamkeit erreicht. Uenn die aufgeteilter. Earzströme später gesammelt werden, ist es möglich, das gesamte Harz auf Schäunteriperatur zu halten, und Schäume guter Qualität können erhalten werden. Da weiterhin größere Hcngen des von der Strangpresse beförderten Harzes gekühlt und auf der gewünschten Schäumtcnpera tür gehalten werden könnsv können Harz-

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schäume nit gutor Herstellungswirksamkeit erzeug* werden.

Hit der erfindungsgexiäßen Schneekenpresse können beispielsweise folgende thermoplastische Harze verarbeitet werden: Polyäthylen, Polypropylen, Polystyrene Polyvinylchlorid, ilthylen/Vinylacetatcopolynieres und Ilthylen/Vinylchloridconolymcres. Die Blähmittel sind Petroleumäther, Propan, Eutan, Pen tan, Hexan, Itonochlordifluoraethan, Dichlordifluomethan, Dichlortetrafluoräthan, Monochlorpentafluoräthan usw. und inerte Gase, wie Stickstoff gas, Kohlendioxyd „

Die Erfindung wird im folgenden aa Hand einer schematischer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 einen vertikalen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer in der erfindungsgeaäßen Schneckenpresse verwendeten Strangpresse,

Figur 2 einen vertikalen Schnitt eines anderen Ausführungsbeispicls einer in der erfindungsgemäßen Schneckenpresse verwendeten Strangpresse,

Figur 3 einen vertikalen Schnitt durch ein weiteres AusführungsLeispiel einer in der erfindungsge:näßen Schnecken-r presse verwendeten Strangpresse,

Figur 4 einen vertikalen Schnitt eines"weiteren Ausführungsbcispicls einer in der erfin-Tungsgcr.äßcn Schnecken-

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presso verwendeten Strangpresse,

Figur 5 eine vergrößerte Seitonansicht eines in die Strangpresse nach Figur 4 eingesetzten dulmage-Mischtorpedos,

Figur 6 einen nach Linie VI-VI der Figur 5 gewonnenen Querschnitt des Mischtorpedos,

Figur 7 einen vergrößerten Querschnitt durch eine in der Strangpresse nach Figur 4 für ein Blähmittel vorgesehene Injektionsöffnung, ■

Figur 8 einen Querschnitt eines Beispiels einer bekannten Strangpresse,

Figur· 9 einen vertikalen Schnitt durch ein Beispiel der Kühlvorrichtung der erfindungsgenäßen Schneckenpresse,

Figur .Io eine nach X-X der Figur 9 genommenen Querschnitt der Kühlvorrichtung,

Figur 11 einen vertikalen Schnitt durch ein anderes Beispiel der Kühlvorrichtung der erfindungsgenäßen Schneckenpresse,

Figur 12 einen nach XII-XII der Figur 11 genommenen Querschnitt der Kühlvorrichtung und

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Figur 13 einen nach XIII-XIII der Figur 11 genommenen Querschnitt der Kühlvorrichtung.

Wie in Figur 1 dargestellt, ist eine Extruderschnecke 1 in ein Extruderrohr .2 eingesetzt. Die Extruderschnecke 1 hat einen Schneckengang 3, einen Schneckeßkern 4 und einen Schneckcnkanal 5 und besteht aus einen Komprimierungsbereich I und einen Führungbereich II, der dem Komprimierungsbereich I folgt. Das Extruderrohr 2 hat längs seiner Länge einen konstanten Durchmesser. Die Ganghöhe der Schnecke in den Konprimierungsbereich I und dein Führungsbereich II ist jeweils konstant. Die Tiefe des Schneckenkanals in dem Konprdotierungsbereich I r.imt progressiv in der Pressrichtung ab, und die Tiefe des Schnecker.kar.axs in dem Führungsbereich II ist das 2-fache der Tiefe des Kanalendes der Schnecke des Komprimierungsbereichs I. So nirzat ein Gangeinheitsvolumen der Schnecke im Komprimierungsbereich I progressiv in der Pressrichtung ab. Ein Gangeinheitsvoluraen der Schnecke im Führungsbereich II ist konstant innerhalb des Eereichs vorn 1/6- bis 2,ο -fachen eines Gangeinheitsvolunens der Schnecke im Kompriiaierungsbereich I und in Pressrichtung konstant.

Die Injektionsöffnung 6 ist in dem Teil des Extruderrohrs vorgesehen, das dem ersten 1/2-1 Gang des Führungsbereichs der Extruderschnecke 1 entspricht. Ein Blähmittel.wird durch ein Injektionsrolir 7 zugeführt. Das Spiel zwischen den Schneckendurchmesser und der Bohrung des Extruderrohrs liegt in allgonvoi-

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non i:a Eercich von o,o75 bis o,l run. Ein Einfülltrichter wird nit der Bezugsziffer · 0 bezeichnet. Das Material wird in die Strangpresse durch eine Einfüllöffnung 9 eingeführt. Das Extruderrohr kann durch Rohrheizer Io erhitzt werden. Die Bezugsziffer 15 bezeichnet einen Einlaß für Kühlwasser, das ins Innere der Extruder schnecke 1 einzuführen ist;, und die Bezugsziffer 16 bezeichnet den Kühlwasserauslaß.An Ende der Strangpresse ist eine Prallflache 11 vorgesehen und ein Anpaß-* stück an den Flansch der Strangpresse nittels eines Bolzens befestigt, uni eine Extrudematrize nit den vorderen Ende der Strangpresse zu verbinden.

In den Ausführungsbeispiel nach Figur 2 ist ein Swischenführunjsbereich III zwischen den Konpr inierungsber eich I und

den rührungsbereich II der Schnecke 1 angeordnet. Die Ganghöhe der Schnecke in Swischenführungsbereich III int dieselbe wie in Konprirvicrungsberoich I und ist i ührur.gsbcreich II und ist konstant. Die Tiefe desSchncckcnkanals in Swischcr.fülirur.gsberoich III ist gleich der Tiefe des lotsten Schr.eckcnkar.äls in Konnrinierungsbereich I. Dcsnzufolgc ist ein Gar.gcir.hcits-

volunen der Sclineckc in den Svrischenführungskereich III gleich einen Volunen in der' Endgangeinheit der Schr.eckc des Konpriraierungsbcreichs I.

In de?.! Ausfuhrurigsbeispiel nach. Figur 3 int flor ernte Teil des rührungsbereichs II der in ri^ur 1 'larccstelltcr. Strangprcsse als tlulv.age-üischtornedo 17 gebildet. Ir. .lcr·. /»uführungsbciijpiel nach Figur 4 ist der erste Teil .'.es r^-.rurrn bercichs der Strangpresse nach Figur 2 als r.ul^.nge-rüschtor-^f.o

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gebildet. Wie in den Figuren 5 und β dargestellt, hat der duliaage-üischtorpedo 17 «»laufende Einschnürungen 18, abgerundete Huten 19, Schultern "2o zwischen den Hüten 19 und Anschlußenden 21 zum Zusammenfügen der Schnecke» Dies Besugsziffer 22 bezeichnet eine öffnung, durch die Kühlwasser fließt. Ein Volumen zwischen einer umlaufenden Einschnürung 18 und der nächsten umlaufenden Einschnürung 18 des dulmage-iiisehtorped-as 17, d.h. ein Gangeiaheitsvolumen, ist gleich einem Gangeinheitsvolumen der Schnecke in den Ftihrungsbereleh II.

Die Injektionsöffntxng β zur Zuführung eines Blähmittels ist in dem Teil des Extruderrohrs 1 vorgesehen, das den ersten 1/2-1 Gang des dulxiage-Mischtorpedos entspricht. Das Injektions rohr 7 weist Kugelsperrventile 23 und 24, wie in Figur 7 dargestellt, auf, um den Rückstrom des eingeführten Blähmittels zu verhindern.

Die in den Figuren 9 und Io dargestellte Kühlvorrichtung ist mit der Besugezi£fer 25 bezeichnet. Ein Kühlmittelbchülter 26 ist koaxial mit.der Strangpresse angeordnet und weist seitliche Wandplatten 27 und 20 auf. Erhitzer 29 und ein Drehflügel 3o sind innerhalb des Kühlnittelbehälters 26 vorgesehen, um ein in den Kütilnittelbehälter 26 eingefülltes Kühlmittel, vie Wasser, öl oder Glyzerin auf konstanter Temperatur zu halten. Von eimer Wandplatte 27 zur anderen Wandplatte 2G erstreckt sich eine f.nzahl von in gleichen Abständen voneinander angeordneten zur Aufteilung des Stronxes geschmolzenes Harzes dienenden Rohren

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31 in Pre3srichtung durch den Kühlmittelbehälter 26. Ein Anpaßstück 33 ist mit der Wandplatte 27 durch einen Bolzen 32 verbunden/ um den von der Strangpresse beförderten Strom geschmolzenen Harzes aufzuteilen und die aufgeteilten Ströme durch die Rohre 31 zu führen. An die andere Wandplatte 20 des KühlmittelbehSlters 26 ist ein weiteres Anpaßstück 35 mittels eines Bolzens 35 befestigt, um die von den Rohren 31 beförderten Harzströme zu sammeln. Das Ende des Anpaßstücks 33 ist mit dem Ende der Strangpresse mittels eines Bolzens.36 verbunden. Zum Anschließen einer Extrudermatrize ist mit der* Ende des Anpaßstücks 35 ein Anpaßstück 12 mittels eines Bolzens

37 befestigt; eine Extrudermatritze ( nicht dargestellt) ist mit dem Anpaßstück 12 verbunden.

Die Figuren 11 bis 13 zeigen ein anderes Ausführungsbeispiel der Kühlvorrichtung. Die Bezugsziffer 38 bezeichnet einen Zylinder;, dessen beide Enden jev/eils mit den Wandplatten 27 und 23 geschlossen sind. Eine Anzahl von Rohren 31 zur Unterteilung des Harzstromes erstrecken sich durch den Zylinder

38 in Pressrichtung von der Wandplatte 27 zur anderen Wandplatte 28 und sind in gleichen Abständen voneinander angeordnet. Ein Rohr 39 zum Ausströmen eines Kühlmittels mit Rohröffmangen 4o ist innerhalb des Zylinders 38 längs dessen IlittelachsG angeordnet und erstreckt sich von der Wandplatte zu der anderen Wandplatte 28. Ein mit der Bezugsziffer 41 bezeichneter Kühlmitteleinlaß erstreckt sich von einen Ende des Ktthlmittolausströmrohrs 39 durch die Wandplatte 27 und öffnet sich nach außen; töit der Bezugsziffer 42 ist ein Aus-

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laß fUr das Kühlmittel bezeichnet, der sich von Inneren des Zylinders 30 nach außen öffnet. Ein Torpedo 43 ist zur Glättung des Harzstromes vorgesehen. Von den KühlnitteleinlaS und durch die Wandplatten des Zylinders 33 v/ird ein auf einer vorbestimmten Temperatur gehaltenes Kühlmittel, wie Nasser, öl oder Glyzerin, zu den Kühlisittelausströmrohr 3D geführt und durch die Ausströmöffnungen 4o in das Innere des Zylinders ausgestoßen, um damit die Eohre 31 auf eine vorbestinnte Temperatur zu kühlen. Das Kühlmittel wird dann zu den Kühlmittelauslaß 42 geströmt.

Im folgenden werden die Erfindung veranschaulichende Beispiele gegeben:

Beispiel 1: .

Die in diesem Beispiel verwendete Schneckenpresse besitzt folgenden Aufbau:

Eine Extruderschnecke mit einem Schneckendurchnesser von 65 nun, einer konstanten Schneckenganghöhe von 65 mn,'einer axialen Gangschulterv/eite von S mm und einen Steigungsv/inkel von 17°4o'ist in sin Extruderrohr mit einen Innendurchncsser von etwa 65 mm eingesetzt. Die Extruderschnecke besteht aus einen konisch zulaufenden Komprimierungsbereich I, dessen erster Schneckenkanal die Tiefe von 9 mm und dessen Ictzer Schneckenkanal die Tiefe von 3 mm und der eine Länqe von GSo r^ri

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hat, einen Zwischenführungsbercich III, der den Konprinicrungsbereich I folgt und dessen Schneckenkanaltiefe 3 isra konstant über seine Länge ist und der eine Länge von 26o nn hat, und einem Führungsbereich II, der dem Zwischenführungsbereich folgt und eine Schneckcnkanaltiefe von 6 ixa und eine Länge von 117o run hat. Eine Injektionsöffnung zun Einführen ein©s Blähmittels ist in den Teil des Extruderrohrs vorgesehen, der den ersten 1/2 Gang des Führungsbereichs entspricht. Eine Extrudermatrize mit einer Düse mit einen Durchmesser von IG ran sitzt an den vorderen Ende der die vorstehend beschriebene Konstruktion aufweisendei Strangpresse. Diese Schneckenpresse entspricht der in Figur 2 dargestellten.

Bei der Schneckenpresse des vorstehend beschriebenen Aufbaus wurde eine innige Mischung von loo Gcvichtsteilen Polyäthylen-Teilchen niedriger Dichte nit einen Schneisindex von 2,o und von o,5 Gewichtsteller *?alkun in den Einfülltrichter der Strangpresse gegeben und durch Erhitzung auf 14o C in den Konprinierungsbereich I und den Svischenführungsbercich III gcschnolzen. Die Drehzahl der Extruderschnecke wurde "nit 2o Upn eingestellt, und die geschmolzene Mischung vrurde in den rüiirungsbereich II durch Drehung der Extruderschnecke befördert. Dichlordifluorraethan vnirde kontinuicrlieh von einer Injektionsöffnung des Führungsbereichs II in eir.en Verhältnis von 2o Gew.-* der geschmolzenen Mischung eingegeben. Die Extruder schnecke und das Extru«lorrohr \7urder. nit Kühlwasser gekühlt; die Temperatur der Mischung in den Führuncnbereich II

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nach der Injektionsöffnung wurde zur Erreichung von iio^oC eingestellt, was innerhalb eines optimalen Schäum-Tenpcraturbereiches lag. Die Mischung v/urde von der Düse der Extruderlaatrize zur Bildung eines Schaums guter Qualität mit kreisförmigen Querschnitt ausgepreßt.

Der Injektionsdruck des Blähmittels, die Ausstoßmenge der Mischung, die Fördertemperatur der Mischung, die Dichte des erhaltenen Schaums und die Eigenschaften des Schaums wurden gemessen und die Ergebnisse in der anhängenden Tabelle dargestellt.

Vergleichsbeispiel:

Das in den Beispiel 1 geschriebene Verfahren vmrde wiederholt; jedoch v/urde die in Figur δ dargestellte Strangpresse verwendet, die eine Extruderschnecke mit einem Schneekendurchnesser von 65 rim, einer Sehneckenganghöhe von 65 mm, einer axialen Gangschulterweite von O ram und ©ines* Steigungswinkel von 17°4ö* aufweist; die Extruderschneeke besteht aus einen Ionisch zulaufenden ICoraprimlerungsbereieh K, dessen erster Schneckenkanal eine fiefe von 0 tm. und dessen letzter Schnecken !canal eine Tiefe von 3 m und der eine Länqe von 65o run besitzt, ej^ieß »wischenführungshereich B, äer d-ess Komprimierungsbereich Λ folgt und einö konstante Sehti&c&cmkanalticfe von 3 m und. eine Länge von 26o Kira besitzt, einem erweiterten Bereich C, der aus einen parallelen ¹SeLt mit einer konstanten Schncckenkanalticfe von. Io rea und eiaer !Länge von 13o stm besteh € und

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einem konisch zulaufenden Teil, der dem. parallelen Teil folgt und dessen erster - Schneckenkanal eine Tiefe von Io mn und dessen letzter Schneckenkanal eine Tiefe von 4,5 mm und der eine Länge von 26o mm besitzt, und einem Führungsberexch D, der dem erweiterten Bereich C folgt und eine konstante Schneckenkanaltiefe von 4-,5 mm und eine Länge von 7Go ran aufweist.

Es wurden die gleichen Messungen "s«ie in Beispiel 1 hinsichtlich des sich ergebenden Schauraproduktes durchgeführt und in der anhangenden Tabelle dargestellt.

Beispiel 2:

Wenn die Schneckendrehzahl in Beispiel 1 größer als 4o Upra gemacht wurde, um den Ausstoß der Harzmischung zu erhöhen, stieg die Temperatur der Mischung trotz der Kühlung der Extruderschnecke und des Extruderrohrs an, und es war schwierig, die Mischung auf einer zum Schäumen geeigneten Temperatur zu halten. Dementsprechend \*urde eine Kühlungsvorrichtung, wie in Figur 11 dargestellt, zwischen die Strangpresse und die Extrudermatrize gesetzt. Die Schneckendrehzahl wurde auf Go Upm eingestellt und auf llo°C erwärmtes Glyzerin wurde vom Einlaß zum Auslaß der Kühlvorrichtung geströmt, um eine zur Aufteilung des Stromes der Harzmischung vorgesehene Anzahl von Rohren mit einem Innendurchmesser von 18 mm und einer Länge von 75o mm zu kühlen. So wurde ein Schaumstoff guter Qualität erhalten.

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Es wurden die gleichen Messungen wie in Beispiel 1 109808/1811?,;

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durchgeführt; die Ergebnisse sind in der anhängenden Tabelle dargestellt.

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	Vergleichs beispiel	Beispiel 1	Beispiel 2
Schneckendrehzahl (Upm)	2o	2o	6o
Inj ekt ionsdruck des BlShaittels (kg/cn²)	Co + 5	55 + 2	^7o ■+ ²
Ausstoß der Ilischung (kg/Std.)	15 + 1,5	15 +o,3	4o + 1,2
Betriebstemperatur der Mischung	115 (an Ausgang der Strang- . presse)	115 (an Ausgang der Strang presse)	145 (an Ausgang der Strang presse)
Schalend ich te (g/cn3) ο	.oCo + o.oo5 ο	,o4o + o,oo2	114 (an Ausrrang der Kühl vorrichtung) o,o35 + o,oo2

Eigenschaften
des sich ergebenden Schauns

Erzeugnisabfssssung nicht gleichnSßig mit unglcichnäßig groben Zellen

Erzeugnisab- Erseugnisabnessur.g gleich- nessung gleichnäilig nit nSßio nit r-'\ "-läßig gleichnäaig

bellen feinen Seilen

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Claims

Patentansprüche

I λ Schneckenpresse zur Herstellung von thermoplastischati Härzschaura » dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Strangpresse nit einen Extruderrohr (2), einer in dieses eingesetzten Extruder schnecke (I) und einer in dem Extruderrohr vorgesehenen Injektionsöffnung (6) und eine nit dem vorderen Ende der Strangpresse verbundene Kühlvorrichtung aufv.*eist, daß ferner die Extruderschnecke einen Kompriraierungsbereich, in den ein Volumen in einer Ganghöheneinheit der Schnecke progressiv in der Pressrichtung abnimmt, und einen Führungsbereich aufweist, in dem das Gangeinheitsvoluraen der Schnecke das 1,6- bis 2,o-fache des Volumens in der Endgangeinheit der Schnecke im Komprimierungsbereich und konstant in der Pressrichtung ist, daß weiterhin die Injektionsöffnung an dorn Teil des Extruderrohrs vorgesehen ist, der den Führungsbereich entspricht, und daß schließlich die Kühlvorrichtung aus einen !coaxial mit der Strangpresse angeordneten Kühlnittelbehälter (26), einer Anzahl von sich durch den Kühlnittelbehälter von dessen einen Wandplatte (27) zur anderen (28) erstreckenden Rohren (31) zur in Abstand zueinander erfolgenden Aufteilung des Harzstromes, einen Anpaßstück (33) zur Aufnalme des von der Strangpresse beförderten Harzstromes und dessen Weiterleitung zu den Rohren und einem v/eiteren Anpaßstück (35) zum Sammeln der von den Rohren beförderten getrennten Harzströme besteht»

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2. Schneckenpresse zur Herstellung von thermoplastischen Harzschaura, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Strangpresse mit einem Extruderrohr (2)\ einer in dieses eingesetzten Extruderschnecke (1) und einer in dem Extruderrohr vorgesehenen Injektionsöffnung (6) für ein Blähmittel auf v/eist, daß ferner die Extruderschnecke einen Komprimierungsbereich, in dein das Volumen in einer Ganghöheneinheit der Schnecke progressiv in der Pressrichtung abnimmt und einen Führungsbereich aufweist, in dem das Gangeinheitsvolumen der Schnecke das 1,6- bis 2,o- fache des Volumens in der Endgangeinheit der Schnecke im Komprimierungsbereich und konstant in der Pressrichtung ist, und daß schließlich die Injektionsöffnung an den Teil des Extruderrohrs vorgesehen ist, der dem Führungsbereich entspricht.

3. Schneckenpresse zur Herstellung von thermoplastischem Harzschaum, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Strangpresse mit einer. Extruderrohr (2), einer in dieses eingesetzten Extruderschnecke (1) und einer, auf dem Extruderrohr vorgesehenen Injektionsöffnung (6) für ein Blähmittel und eine mit dem Ende der Strangpresse verbundene Kühlvorrichtung aufweist und daß die Kühlvorrichtung aus einem koaxial mit der Strangpresse angeordnetenKühlmittelbohälter (26), einer Anzahl von sich durch den Kühlmittelbehälter von dessen einen Wandplatte (27) zur anderen (23) erstreckenden Rohre (31) zur in Abstand zueinander erfolgenden Aufteilung des Karzstromes, einen Anpaßstück (33) zur /aufnahme dos von der Strangpresse beförderten Harzotromcs

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und dessen VTeiterleitung su den Rohren und einen weiterer. Anpaßstück (35) zum Samein der von den Rohren beförderten

- ■■■ Ju > getrennten Harzströirie besteht.

4. Schneckenpresse, nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Konnrinierungsbereieh und den Führungshereich ein Zwischenführungsbereich vorgesehen ist, in den das. Gangeinheitsvolunen der Schnecke gleich dem Volumen der Er.dgangeinheit der Schnecke in Konprinierungsbereich ist.

5. Sehneckenpresse nach Anspruch 2_B dadurch gekennzeichnet, daß die Ganghöhe der Schnecke in Komprimierungsbereich und Führungsbereich konstant ist*

6. Schneckenpresse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ganghöhe der Schnecke Im £wischaftführungsbereich konstant ist» ·

7. Schneckenpresse nach Anspruch 2 oder 4„ dadurch gekennzeichnet f daß ein Teil des Führung sber eielis als dulnagc-Ilischtorpado gebildet ist, in dera ein Gangeinheltsvoluncn gleich dem im Führungsbereiöh ist.

D. Sclineckenpresse nach Anspruch 2' oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß ^die Injektionsöffnung für Blähmittel in den Teil den Extruderrohrs (2) vorgesehen ist, der den ersten 1/2-1 Gang des Führungsborcichs entspricht=

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0. Schneckenpresse nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Teil des Führungsbereichs als dulraage-riischtorpedö gebildet ist, in den das Gangeinheltsvoluncn gleich dera in Führungsbereich ist und daß die Injektionsöffnung für Blähmittel in den Teil des Extruderrohrs (2) vorgesehen ist, der dem ersten 1/2-1 Gang des Führungsbereichs entspricht.

Io· Schneckenpresse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der KühlmittelbehElter ein Zylinder {33) ist, dessen beide Enden mit Wandplatten (27, 2G) geschlossen sind und der einen Kühlmitteleinlaß (41) und einen Kühlmittelauslaß (42) aufweist.

11. Schneckenpresse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlnittelbehälter ein Zylinder (38) ist, dessen beide Enden nit Wandplatten (27, 2C) geschlossen sind und der ein sun /abspritzen eines Kühlmittels dienendes und sich iilrvjs der üittelachse des Zylinders von! einer Viandplatte (27) zur anderen (23) erstreckenden Rohrs (3D) nit einer Anzahl von Ausspritzrohröffnungen (4o),einen in den Wandplatten vorgesehenen und sich von jeden Ende des Rohres erstreckenden und sich nach außen öffnenden Kühlnitteleinlaß (41) und einen Kühlitiittelauslaß (42) aufweist, der sich von Innern des Zylinders nach außen erstreckt.

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