DE2216198A1

DE2216198A1 - Vorrichtung zur Extrusion thermoplastischer Kunststoffe

Info

Publication number: DE2216198A1
Application number: DE19722216198
Authority: DE
Inventors: Alfonso Torrecillas Badalona Romero (Spanien)
Original assignee: Profiltex S.A., Badalona (Spanien)
Priority date: 1971-04-03
Filing date: 1972-04-04
Publication date: 1972-11-02
Also published as: GB1392464A; FR2132487A1; NL7204354A; ES389897A1; BE781595A; DK130521B; FR2132487B1; DK130521C; US3788613A; IT953360B

Description

Patentanwalt O O1C 1 QQ

HERMANN L. JUNG 757 baden-baden

DlpL-Chem. Ludwig-Wilhelm-StraBe

Telefon (07221)23933 Telegramme: JUPAT Baden-Baden

Mein

Zeichen Jg/H-d /P-925/72 Tag 27.3.1972

Vorrichtung zur Extrusion thermoplastischer ' Kunststoffe

Die !Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Extrusion thermoplastischer Kunststoffe. .

Bis zum gegenwärtigen Zeitpunkt wurde für diesen Zweck und zur Herstellung von Fäden eine Vorrichtung zur Extrusion verwendet,dessen erste Konstruktion durch die Deutsche Patentanmeldung P 15 29 843.8,angemeldet am lo.11.1966 geschützt ist. In dieser Vorrichtung wird das Rohmaterial in granulierter Form vorbereitet und durch ein Paar genuteter Zylinder oder Zuführungswalzen be schickt,wobei die einander entsprechenden Nuten oder Hohlkehlen das granulierte Material zusammendrücken und in Richtung auf die Umwandlungs- oder Erwärmungskammer pressen,wobei die Masse der von den genuteten Walzen transportierten Körner gegen die Masse gepresst wird,weiche bereits

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©FjlQiMAL INSPECTED

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der Erveichung in der Kammer unterworfen ist,um dieselbe durch das Extruder-Mundstück hinauszudrücken.

In der beschreibenen Form dieser bekannten Ausführung ist eine Zone ohne Erwärmung vorgesehen,welche parallele Wände besitzt,in denen Öffnungen für den Auslass der Gase vorhanden sind.Diese Zone liegt zwischen den Zylindern und der Erweichungskammer und in dieser Zone wird wegen dem von den Zylindern erzeugten Druck in Richtung auf das Extruder-Mundstück die dort vorhandene Masse von Körnern zusammengedrückt und wird so komprimiert während sich die Masse zur Umwandlungs- oder Erweichungskammer bewegt.Je nach der Länge und dem Durchmesser dieser Zone wird die von den Zylindern vorwärts gedrückte Körnermasse von den Wänden dieser Zone entsprechend dem darauf ausgeübten Druck gebremst.In der Praxis wurde festgestellt,dass dann,wenn die Fläche,welche der gesamten Summe aller Flächen des Auslass-Mundstückes entspricht,weniger als ein : Drittel der Kopfstückfläche beträgt und die Zylinder mit relativ geringer Geschwindigkeit arbeiten oder wenn eine verringerte Menge der körnigen Masse durchgesetzt wird, entsprechend einem erheblich niedrigeren Produktionsdurchlass in dem Extruder,sich in der Zone zwischen den Zuführungszylinder und der Umwandlungs- oder Erweichungskammer ein Druck aufbaut, wodurch ein Zusammenbacken des körnigen Materials erfolgt, welches soweit führt,dass ein kompakter Block erhalten wird, welcher zwischen den Wänden festgehalten wird und welcher es * sehr schwer macht,die Masse des granulierten Materials zu der

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Umwandlungs- oder Erveichungskammer zu transportieren und vodurch es darüberhinaus sehr schwierig wird,die am Extrudermundstück gebildete kompakte Masse zu kühlen,seö es durch Wasser oder durch Luftstrom.

Tn diesen bekannten Verfahren müssen relativ sehr niedrige Spritzdrucke.angewendet werden,weil bei etwa 14 Kg/Cm die Grenze für die Geschwindigkeit des Materials ist,welches durch das Extrudermundstück fliessen kann.Dies sind ungef-ähr 5 bis Io cm/min,je nach der Anzahl und der Fläche der Düsen.

Zum Beispiel müssen bei einer rechteckigen Extruderkammer von 5oo mm Länge und 2o mm Breite etwa 5oo Längsbohrungen und 2o Querbohrungen von o,7 mm Durchmesser oder etwa Io ooo Düsen vorhanden sein.In diesem Falle entspricht die gesamte Auslass fläche etwa der Summe der einzelnen Düsen,welche die Menge des extrudierten Materials bestimmen.Diese besagte Fläche ist un-

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gefähr 38 cm gross,wohingegen die Fläche des Extruderkopf-

Stückes etwa 1oo cm beträgt,wodurch diese nicht die unterste noch annehmenbare Grenze erreicht,sodass die Extrusion bei einer vernünftigen Geschwindigkeit erfolgt,welche nicht die im Extrudermundstück zusammen-kommende Druckgrenze erreicht. Weiterhin kann die vorbestimmte Geschwindigkeit bei dem genannten Druck ausserordentlich ansteigen,und zwar vor allem wegen der Fliessfähigkeit und der Viskosität des zu extrudierten Materials.

Wie in der Praxis festgestellt wurde,besitzen die bekannten Maschinen erhebliche Nachteile in der Umwandlungs- oder

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Erweichungskammer,wenn das granulierte Material nicht langsam granuliert wird,sodass bei parallelen Erwärmungswänden diese eine erheblich höhere Temperatur besitzen müssen,als es notwendig wäre,um das Material zu schmelzen oder in einen fliessfähigen Zustand zu bringen,weIcher für die Extrusion notwendig ist.Dadurch muss in der Extrusions-Kammer das Material eine wesentlich höhere Temeperatur besitzen,als es notwendig wäre, um das Material zu spritzen,wenn die Geschwindigkeit des granulierten Materials in dieser Kammer grosser wird.Die durch, die Umwandlungs~ oder Erweichungskammer hindurchlaufende Menge des granulierten Materials,welches in den benötigten flüssigen Zustand gebracht werden soll,muss in dieser Kammer eine bestimmte Zeit verbleiben;weIche notwendig ist,um das Eindringen der Wärme in die Masse zu ermöglichen und die Körner durch und durch! zu schmelzen.

Wegen dieser Schwierigkeit,welche insbesondere mit dem Erweichen des Kunststoffs verbunden ist,ist man dazu übergegangen,bei bekannten Maschinen die Spritzlammer so eng wie möglich zu konstruieren,um die Wärmeleitung von ihren Wänden zu den Körnern,welche in der Mitte der Masse des granulierten Materials liegen,zu erleichtern.Aber auch in diesem Falle bestehen immer Unregelmässigkeiten in der Temperatur der geschmolzenen Masse, welche zu Unregelmässigkeiten in der Fliessfähigkeit des Materials während des Extrusions-Vorgangs führen,welche unvermeidbar sind,da diejenigen Körner,welche in Berührung mit den Wänden der Kammer sindjinehr Wärme erhalten als diejenigen

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welche in der Mitte der Kammer liegen.

Die Unregelmässigkeiten in der Fliessfähigkeit des Materials führen beim Durchgang dieser Unregelmässigkeiten durch die Extruderdüsen zu Unregelmässigkeiten in den hergestellten Strängen,da eine grössere Menge durch die Düsen während einer gegebenen Zeit hindurchfliessen kann,wenn das Material^ heisser ist,da bei heisserem Material dessen Fliessfähigkeit grosser ist. :

Um gefärbte Stränge zu erhalten muss die Färbemasse zusammen mit dem granulierten Material eingeführt werden,wenn auch die Homogenität unter keinen Umständen erreicht werden kann, ohne dass das Material durch die Extruderdüsen hindurchgegangen ist.

Die Erfindung bezieht sich nun auf eine Extrusions-Vorrichtung durch welche die Nachteile und Schwierigkeiten der bekannten Vorrichtungen für die Extrusion von thermoplastischen Kunststoffen weitgehend verhinder f.'werden soll.

Die neue Vorrichtung ist gekennzeichnet durch Zuführungselemente für den thermoplastischen Kunststoff in Form von Granulat,Bruchstücken oder Staub durch zwei Zylinder oder Walzen,welche in entgegengesetzter Richtung laufen,wobei die beiden Walzen einander entsprechend mit Nuten versehen sind,oder auch glatt sein können,je nach dem zu transportierenden Material,wobei der Abstand zwischen den besagten

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Walzen die Menge des Materials bestimmt,welche bei jeder Umdrehung transportiert wird,vobei nach den Walzen jeweils eine Zone gleicher Länge folgt,deren Wände im Querschnitt gesehen divergieren entsprechend der Richtung des durch die Kammern hindurchlaufenden Materials,wobei der konvergierende Teil so an der Oebrflache der genannten Walzen anliegt,dass kein Material entweichen kann.Am anderen Ende,wo die Wände divergieren ist ein anderes Paar Walzen oder Zylinder vorgesehen,welche einander gleich sind und deren Achsen zueinander parallel liegen und die ebenfalls in entgegengesetzter Richtung angetrieben werden,entsprechend dem ersteren Walzenpaar.Auch diese Walzen können genutet oder glatt .sein und in entsprechendem Abstand angeordnet sein.Die Tatsache,dass zwei Paar Zylinder oder Walzen in irgendeiner Form genutet sein können,wenn die damit zu fördernde thermoplastische Kunststoffmasse dies erlaubt.ergibt einen erheblich grösseren Durchsatz,als wenn z.B.die Oberflächen glatt sein müssen,wie dies bei Kunststoffen in Staubform notwendig ist.Die zwei Walzensätze können gleichen oder unterschiedlichen Durchmesser besitzen,wobei es lediglich wesentlich ist,dass ihre Geschwindigkeiten unabhängig voneinander verändert werden können,so wie es entsprechend der theoretischen Berechnung über den Materialtransport und die Charakteristika des damit zu tränsporteerenden Materials erfordern.Wie schon erklärt,ist die Menge des zu transportierenden Materials abhängig von dem Abstand der beiden Walzen,multipliziert mit ihrem Umfang.Die gesamte transportierte Menge steht im Verhältnis zu der Länge der zwei Walzenpaare,welche verändert werden kann

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in Abhängigkeit von der geforderten Produktionskapazität eines jeden Extrudersνaber die von zwei zusammen-arbeitenden Walzen geförderte Menge des Materials ist mremehr theoretisch. Diese Materialmenge vürde nur dann dem theoretischen Wert entsprechen _tvenn am Ausgang eines Walzenpaares genauso venig Widerstand vorhanden wäre wie an der Eingangsfläche von zwei zusammenwirkenden Zylindern,wobei am Eingang eines Walzenpaares der Druck nur der Schwere des darauf ruhenden Materials entspricht.Um diese Unstimmigkeiten zu vermeiden \ ist die Sammelkammer für das transportierte Material zwischen zwei Paaren zusammen-arbeitender Zylinder angeordnet,wobei die Wände dieser Sammelkammer im Querschnitt divergieren in Bewegungsrichtung des zu transportierenden Materials.

Der Vorteil welcher mit einer solchen Sammelkammer für das transportierte Material erreicht wird,steht vor allem darin,dass sich nichts wieder zurückbewegt oder in dem Raum zwischen den beiden zweiten zusammenwirkenden Rollen zurückbleibt,was wegen des Druckeffektes am Auslass möglich wäre.Um das Verfahren zu erleichtern und als "Beispiel sind die folgenden Einzelheiten angegeben:Der Zweck der ersten zusammenarbeitenden Walzen besteht vor allem darin,das transportierte Material in die Sammelkammer zu fördern.Ist diese Lämmer einmal gefüllt mit diesem Material bis zu.einer geeigneten Druckgrenze,so treten die zweiten zusammenwirkenden Walzen in Aktion und fördern das Material über eine weitere Sammelkammer in die Erweichungskammer.Die erste Sammelkammer zwischen den zwei Paaren von

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zusammenvirkenden Walzen,velche in Berührung rait den divergierenden Seitenvänden der zveiten Kammer,vodurch der Rückfluss des Materials,velches gesammelt vird,verhindert vird und vobei das Material von diesem zveiten Walzenpaar veggefOrder vird.Wenn die von diesen Walzen durch den Extruder geförderte> Masse auf grösseren Widerstand entsprechend dem Druck in der Sammelkammer·trifft,so erleitet diese Masse keine Änderung hinsichtlich der transportierten Menge vegen des konstanten Druckes der Masse am Einlass,veil gleichzeitig das erste Walzenpaar das Material in die Sammelkammer hineindruckt. Der Vorteil besteht darin,dass es ein Rückfluss unmöglich ist, vegen des sich verengenden Querschnitts,welcher die Plussrichtung und Bewegung in Richtung auf die Sammelkammer fördert. Der einzige Zweck der ersten Walze ist, das Material in die Sammelkammer hineinzufordern und den Druck relativ niedrig zu halten,sodass für das transporteijrte Material keine Möglichkeit vorhanden ist in irgendeiner Form gestaut zu werden,wobei jedoch immer vorauszusetzen ist,dass die Geschwindigkeit und der Abzug einander entsprechen,woraus klar zu ersehen ist,dass das von den Walzen transportierte Material an den Enden der Sammelkammer liegt und von diesen weiter transportiert wird'bis es am Ende der Linie ankommt, wo es durch das Extrudermundstück ausgepresst wird,nachdem es vorher durch die zweite Sammelkammer,die Erweichungskammer und das Extruder-Kopfstück hindurchgegangen ist.Trotz des sich in diesen Zonen aufbauenden relativ hohen Druckes sollte der Transport mit der grösstmöglichen Gleichmässigkeit durchgeführt werden,um den notwendigen Druck für die optimale

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Extrusion, aufrechterhalten werden und der Transport in dieser Art und Weise ist gleichmässig und konstant wegen der Transportwirkung der genannten Walzen.

Die zweite Materialsammelkammer hat ebenfalls in Bewegungsrichtung des. Materials divergierende Wände und liegt an der Seite der konvergierenden Wand an dem zweiten Walzenpaar an, wohingegen an der divergierenden Wandseite diese Kammer mit der Erweichungskammer verbunden ist.Diese Kammer blitzt den Vorteil ,dass das darin enthaltene Material sehr hoch komprimiert, aber trotzdem relativ leicht in das innere der Erweichungskammer von den Walzen transportiert werden kann,wobei diese Walzen keinen grossen Kraftbedarf haben.Die Erweichungskammer ist ebenfalls rechtwinklig,aber ihre Wände konvergieren in · Längsrichtung entsprechend der Bewegungsrichtung des Materials. Auf der divergierenden Wandseite ist diese Kammer mit der zweiten Materialsammelkammer verbunden und auf der konvergierenden Wandseite ist die Kammer mit dem Extruderkopfstück verbunden.Diese Kammer ist mit entsprechenden Heizelementen ausgerüstet,um die notwendige Temperatur für das Material zu erhalten.Obwohl der Kanal,welcher von den Wänden gebildet wird, auf der konvergierenden Seite etwa 2o mal kleiner ist als an der divergierenden Seite,so kann dieses Verhältnis doch inner halb annehmbarer Grenzen und zur Erreichung zufriedenstellender Resultate verändert werden.

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Die Wände dieser rammer erhalten von der Wärmequelle die notwendige Erwärmung um das Material zu schmelzen und ihm die notvendige Fliessfähigkeit zu geben,vobei dies dadurch wesentlich erleichtert wird,dass das Material mit relativ grossem Druck gegen die Kammerwände gedrückt wird,wöbe© es nur noch notwendig ist,die Wände konstant auf diejenige Temperatur aufzuheizen,welche das Material haben muss.Dadurch wird das Material bei der Berührung mit den Wänden sofort geschmolzen und gleitet zwischen den Wänden und dem nichtgeschmolzenen Material nach dem Kopfstück des Extruders wobei gleichzeitig andere nichtgeschmolzenes Material in Berührung mit den Wänden kommt,wodurch der beschriebene Verfahrensschritt sich wiederholt, sodass nach und nach das gesamte Material bei der genauen benötigten Temperatur eingeschmolzen wird.Dieses Verfahren hat nicht den Nachteil der bekannten Verfahren,wonach die Wände bei einer wesentlich höheren Temperatur als der für das Material

benötigten Temperatur aufgeheizte werden müssen.Weiterhin besitzt dieses Verfahren den Vorteil,dass bei seiner Bewegung nach dem Kopfstück des Extruders,wie vorher beschrieben,eine Turbulenz entsteht,welche konsequenter Weise eine wesentliche Vermischung des flüssigen Materials bedingt.Weiterhin wird der Materialfluss von den beiden Wänden nach dem Kopfstück zu wieder vereinigt,bevor das Kopfstück erreicht ist,wodurch ebenfalls am Kreuzpunkt eine Vermischung erfolgt,sodass ein im wesentlichen gleichförmiger Fluss mit gewünschter Temperatur erhaLten wird.

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Die Wände des Extruder-Kopfstückes divergieren in Fliessrichtung vobei im divergierenden Teil dieser Linie die Extrudermundstücke gelagert sind.Der Einlasskanal für das Extruderkopfstück muss an die Masse des Auslasskanals der Schmelzkammer angepasst werden,aber der Auslasskanal kann entsprechend dem Auslasskaliber verändert werden.Heizelernente übertragen die Wärme auf die Wände des Extruder-Kopfstückes und wenn sie bei gleicher benötigter Temperatur gehalten werden,wobei diese Temperatur der Temperatur des Materialflusses entspricht, welcher eine vorherbestimmte gleichmässige Temperatur hat, so wie sie in den Wänden des Extruderkopfstückes aufrechterhalten wird,ergibt sich,daß keine Unregelmässigkeiten im Fluss des im Kopfstück enthaltenen Materials auftreten, sodass der Vorteil darin hesteht,dass die gleiche Menge Material, durch jede Düse fliesst .und alle hergestellten Stränge den gleichen Durchmesser bzw.die gleiche Stärke besitzen,sodass : ein Maximum an Regelmässigkeit und Übereinstimmung zwischen allen Strängen erhalten wird.

Alle diese Vorteile des konstanten Druckes und der grossen Fläche des Auslass-Kalibers führen deshalb zur Darstellung einer grossen Anzahl von 'Strängen bzw.Fäden durch die Düsen mit kleinem Durchmesser im Extruderauslasskaliber,wodurch sich ein weiterer Vorteil ergibt.da wegen des kleinen Durchmessers eine überhöhte Abzugskraft nicht notwendig ist^m den Durchmesser der Stränge oder der Fäden zu vermindern,weil es ebenso wichtig ist,dass die Fäden sofort nach dem Verlassen der

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Extruder-Düsen durch Wasser,Luft oder anderer ähnlicher gleichwertige Mittel gekühlt werden.Dies ist deshalb wichtig, weil sie kleine Durchmesser haben und nicht eine kompakte Masse eines Stranges oder von Fäden bilden.

Bei dem rechtwinkligen Extruder-Kopfstück von 5oo mm Länge und 1oo mm Breite erhält man 5oo Düsenöffnungen in der Länge und.

loo Düsenöffnungen in der Breite,welche einen Durchmesser von o,4 mm haben,wodurch sich eine Gesamtmenge von 5o ooo Düsen .

2 oder Fäden ergeben.Dies entspricht ungefähr 62 cm und

die Fläche des Extruder-Kopfstücksoberfläche besitzt 5oo cm .

Wie bereits dargelegt^entspricht also die Fläche der extrudierten Masse eatwa 12 % der Oberfläche des Extruder-Mundstücks was erreicht wird,wegen der Wirksamkeit und der konstanten Druck,welcher von den Walzen in Richtung auf die Düsen mit " einem Minimum an Kraft erzeugt werden.Diese Wirkung wird deswegen erhalten,weil das transportierte Material nicht irgendeinem Rückstau unterworfen wird bis es in der Schmelzkammer ankommt.Mit diesen Vorteilen können also im Verhältnis zum Auslass-Kaliber Vorrichtungen konstruiert werden,welche entsprechend dem herzustellenden Produkt ausgelegt sind und bis zu einer Länge bis zu einem Meter oder mehr.

Zusätzlich zu all den vorgenannten Vorteilen,können Textilfasern oder Stränge in jeder Farbe erhalten werden,in-dem Färbemittel zu der Schmelze der thermoplastischen Kunststoffe hinzugegeben werden,welche Pigmente in Staubform,in Form

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von Kunststoff oder vorgemischten Kunststoffen oder auch in vorgefertigten Granulaten verwendet werden können.Unabhängig von der verwendeten Form.muss das färbende Material mit dem Kunststoff in natürlicher Farbe gemischt werden,bevor es in die Vorrichtung zur Extrusion eingefüllt werden kann. Entsprechend der Vermischung zwischen dem geschmolzenen Fluss an den Wänden der Schmelzkammer und dem ungeschmolzenen Material wird eine gute Vermischung erhalten.Ausserdem wird eine im wesentlichen gleichförmige Mischung dadurch erhalten, dass die Fläche am Kreuzpunkt der zwei Materialströme im Verhält· nis zur Oberfläche des Auslass-Kalibers vermindert ist,was zu einer gleichmässigen Einfärbung der extrudierten Produkte führt.

Die Erfindung und ihre Vorteile sind im einzelnen an Hand der Zeichnungen beschrieben,in welchem ein Längsschnitt einer beispielsweisen Ausführung dargestellt ist,in der die Zylinder 1,2,3 und 4 zwei Paare zusammenwirkender Walzen bilden, welche..· in entgegengesetzter Richtung laufen,so wie es mit Pfeilen dargestellt ist.Der Kanal 5 führt das Material an den Einlass des ersten Paares der zusammenarbeitenden Walzen.

'6 sind die Wände der ersten Materialsammelkammer und 7 die Wände der zweiten Materialsammelkammer. 8 sind die Wände der Schmelzkammer und 9 die Wände des Extruder-Kopfstücks, mit dem Extrusions-Kaliber lo. 11 ist das Extrusions-Mundstück mit den Heizelementen 12 und 13.Bei 14 liegt der thermoplastische Kunststoff in granulierter Form,in Bruchstücken oder als Staub vor.Fünfzehn ist der zwischen dem zweiten Walzenpaar

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und der Schmelzkammer zusammengepresste Kunststoff.Bei 17 beginnt der Kunststoff zu schmelzen und bei 18 ist der Kreuzpunkt der beiden Ströme.Neunzehn:.stellt ebenfalls Kunststoffmaterial in flüssigem Zustand dar und 2o sind die extrudierten Stränge oder Fäden.

Die Wirkungsweise ist folgende:Das Paar der zusammenwirkenden Zylinder 1 und 2 sammelt das thermoplastische Kunststoffmaterial in granulierter Form,oder als Frar-gmente oder Staub und transportiert es aus dem Kanal 5 in das innere der Zone 15,wo es fron einem zweiten Paar zusammenwirkender Zylinder 3 und 4 aufgenommen wird.Die Wände der ersten Materialsammeikammer sind so an die Oberfläche der entsprechenden Z3'linder 1 bis 3 und 2 bis 4 angelegt,dass ein Entweichen von Material verhindert wird,wobei die Umfangsgeschwindigkeit der Zylinder 1 und 2 unabhängig von den Zylindern 3 und 4 veränderlich einge-s stellt werden können.In der Zone 15 wird das Kunststoffmaterial bei dem gewünschten Druck gesammelt.Die ZYlinder 3 und 4 transportieren in einem regelmässigen Materialfluss die Menge des gewünschten Materials ab,wobei ein konstanter Druck des in der Zone 15 vorhandenen und zusammengedrückten Materials aufrecht erhalten wird und zwar entgegen den zusammenwirkenden Zylindern 3 und 4 und durch die divergierende Lage der Wände 6,welche nicht den Rückfluss des in Form von Granulaten,Bruchstücken oder Staub vorliegenden Kunststoffmaterials.Die Oberfläche der Zylinder 1 und 2 können genauso wie die Oberflächen der Zylinder 3 und 4 glatt oder mit Nuten versehen sein,so wie es am besten dem zu Fördernden Material entspricht.Die

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Wände 7 der zveiten Sammelkammer für das Material bilden eine Zone 16,welche an die Oberfläche der Zylinder 3 und 4 angepasst s-ind.Durch die divergierende Richtung der Wände 7 wird das Material leicht mit dem gewünschten Druck in das innere der Schmelzkammer geführt.Die Wände 8 der Schmelzkammer werden konstant auf der gewünschten Temperatur gehalten und zwar durch die Heizelemente 12,wobei durch den Druck und die Temperatur der Schmelzvorgang des Kunststoff am Berührungspunkt 17 mit den Wänden 8 eingeleitet wird.Die Verringerung der Fläche : am Auslass der Schmelzkammer im Verhältnis zum Einlass dieser Kammer zwingt das Material sich gegen die erwärmten Wände 8 zu drücken,wodurch ein schnelles Einschmelzen des Kunststoffes erhalten wird,weIcher nach Überführung in den flüssigen Zustand nach und nach seine Geschwindigkeit zwischen den Wänden 8 und den nicht geschmolzenen Material vergrössert,wobei sich beide Ströme am Kreuzungspunkt 18 wieder treffen,während sich das Material vom Berührungspunkt 17 entfernt,bis es am Kreuzpunkt 18 angekommen ist,wobei der Strom schon beinahe die notwendige Temperatur von den Wänden 8 erhalten hat,so wird die Wärme doch auf die am nächstllegenden ungeschmolzenen Teile übertragen,welche sich in der Mitte der Schmelzkammer· befinden,sodass in der Zone 16 eine Vorwärmung des Materials erfolgt.Wie dargestellt erfolgt während des Fliessvorganges des Kunststoffs vom Berührungspunkt 17 zum Kreuzpunkt 18 eine Vermischung,welche eine Homogenität des flüssigen Materials erzeugt.Dies bedeutet,dass während des Fliessens durch die Berührung mit den Wänden 8 der dort liegende Teil des Stromes

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eine höhere Temperatur hat and deswegen eine grössire Fliessfähigkeit,welche aber bei Erreichung des Kreuzpunktes 18 mit demjenigen Teil des Stromes gemischt wurde,welche an den Teilen mit geringerer Temperatur anlag und deswegen auch eine geringere Fliessfähigkeit hat.Da weiterhin die Fläche am Kreuzungspunkt ungefähr 5 Mal so gross ist wie die Fläche der Schmelzkammer oder der Mundstück-Einlass,erhält der Strom eineiDruckstoss,welcher von der neuen Mischung bewirkt wird.All diese Tatsachen zeigen die Vorteile der Erfindung,wenn dieselbe benutzt werden kann ; (in einem Extruder-Kopfstück von rechteckiger Form,dessen Fläche das 2o oder Mehrfache des Auslasses in der Breite beträgt und die bis zu einem Meter oder mehr in der Länge ist).Der Strom des thermoplastischen Kunststoffes besitzt eine sehr hohe Homogenität, welches eine gleichförmige und konstante Fliessfähigkeit bei der Extrusion ergibt.Ausserdem wurde die Tatsache dargelegt,dass wegen dieser ausserordentlichen Homogenität vor dem Extruder-Kopfstückes die Färbung des Kunststoff leichter während der Einschmelzung erhalten werden kann.In dem Extruder-Kopfstück sind die Wände 9 durch Heizelemente 13 auf eine konstante Temperatur erwärmt, welche derjenigen Temperatur des Kunststoff im flüssigen Zustand entspricht,welcher die Schmelzkammer verlässt.Am äussersten Ende des Extruder-Kopfstücks ist eine Düsenplatte Io angeordnet, welche Mundstücke 11 enthält,durch die die Stränge oder Fäden 2o ausgedrückt werden.Wenn diese Stränge oder Fäden mit dem notwen- ■ digen Druck extrudiert werden,könneη die Mundstücke einen reduzierten Durchmesser erhalten,wodurch die Abkühlung durch Luft, Wasser oder auf einer anderen Methode erleichtert vird.

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Die Erfindung kann auch innerhalb ihres Umfanges in anderen For men oder Dimensionen verwirklicht und dargestellt werden.

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Claims

Patentansprüche

^ .) Vorrichtung zur Extrusion thermoplastischer Kunststoffe, im wesentlichen gekennzeichnet durch

a.) einen Einlass für das Material; eine erste Sammelkanuner;eine zweite Sammelkammer; eine Umwandlungs- oder Erweichungskammer und ein Extruderkopfstück.

b.) Mittel zum Transport des Materials vom Einlass

zur ersten Sammelkammer,bestehend aus zwei : separaten Drehzylindern,welche in entgegengesetzter Richtung laufen.

c.) Mittel zum Transport des Materials von der ersten Sammelkammer zur zweiten Sammelkammer,bestehend aus zwei separaten Drehzylindern,welche in entgegengesetzter Richtung laufen.

d.) Eine Umwandlungs- oder Brweichungskammer mit vom Einlass zum Auslass konvergierenden Wänden und eine Wärmequelle,um das Material in einen fliessfähigen Zustand mit homogener Viskosität und Temperatur am Auslass der Kammer zu bringen.

e.) Ein Extruderkopfstück mit vom Einlass zum Auslass divergierender Wand und einer Wärmequelle in der Wand,welche geeignet ist die Temperatur der flüssigen Masse bis zur Düse im Kopfstückauslass konstant zu halten.

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2.) Extruder nach Anspruch 1 ,gekennzeichnet durch eine erste und zweite Sammelkammer,welche vom Einlass zum Auslass
divergieren.
3.) Extruder nach Anspruch 1 und 2,gekennzeichnet durch eine zveite Sammelkammer,welche mit der ümwandlungs- oder
Erweichungskammer verbunden ist und eine Einheit bildet, wobei, das Material selbst als Druckmittel in der Erweichungskammer wirkt.
4.) Extruder nach Anspruch 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet,dass das zu schmelzende Material
seinen flüssigen Zustand ausschliesslich durch Berührung mit den Wänden der Erweichungskammer erhält.
5.) Extruder nach Anspruch 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet,dass die an den beiden Wänden der Erweichungskammer nach dem Kopfstück hingleitende Materialflüsse vor der Erreichung des Kopfstückes wieder vereinigt werden,wodurch eine Vermischung an diesem Vereinigungspunkt erfolgt,welche zu einem im wesentlichen gleichförmigen Fluss der gewünschten Temperatur führt.

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