DE2456968A1 - Verfahren zur vermeidung von verlusten durch starten, abschneiden bzw. unterbrechen beim extrudieren von kunststoffmaterialien - Google Patents

Description

• VERFAHREN ZUR VERMEIDUNG VON VERLUSTEN DURCH STARTEN, ABSCHNEIDEN BZW. UNTER-BRECHEN BEIM EXTRUDIEREN VON KUNSTSTOFF-MATERIALIEN Priorität in Schweden vom 5. Dezember 73 Patentanmeldung Nr. 16412-1/73 Beim Extrudieren von Kunststoffmaterialien ist es oft notwendig, bei Temperaturen zu arbeiten, die wesentlich über dem Schmelzpunkt dieser Materialien liegt. Wenn man hierbei beim Anhalten der Beschickung des Kunststoffmaterials dieses im Extrudierpreßwerkzeug sich abkühlen lassen würde, riskierte man, daß das Kunststoffmaterial zur gleichen Zeit ganz oder teilweise derart verkohlt wird, daß das Preßwerkzeug bzw. die Gußform vollständig verstopft wird. Das Preßwerkzeug kann hierbei beschädigt werden, oder es wird zumindest notwendig, das We#zeug vor der Wiederbenutzung einer teueren und schwierigen Reinigung zu unterziehen.
• Deshalb ist es bislang beim Abschalten einer Maschine nach dem Arbeiten bei den erwähnten erhöhten Temperaturen üblich gewesen, das Kunststoffmaterial weiter extrudieren zu lassen, und zwar oft bis zu einer Stunde nach dem Abschalten der Heizelemente. Dieses Kunststoffmaterial wurde hierbei oft ganz Abfall, oder es wurde möglicherweise nur für sehr einfache Zwecke verwendbar, wie z.B. die Herstellung von Spielzeugen mit großen Wertverlusten. Wenn die Maschine später wieder gestartet werden sollte, sind die Heizelemente wieder eingeschaltet worden. Bis zu einer gewissen Temperatur ist es hierbei möglich, das Kunststoffmaterial in dem Extrudier-Preßwerkzeug ohne das Risiko einer Verkohlung zu erwärmen. Während des letzten Teils des Erwärmens jedoch muß wiederum die Beschickung von Materialien angeschaltet werden, um eine Verkohlung zu vermeiden. Hierbei geschieht es häufig, daß die Maschine eine zusätzliche Stunde arbeitet und reines Verlustkunststoffmaterial fördert, da die Betriebstemperatur erst nach einer solchen Zeit erreicht ist, so daß erst dann das tatsächliche Extrudieren beginnen kann.
• Die vorliegende Erfindung jedoch schafft ein Verfahren, dank dem es möglich ist, alle vorstehend beschriebenen Verluste und sogar Verluste bei anderen zufälligen Unter brechungen zu vermeiden. Sehr große Verluste erhält man z.B. im Zusammenhang mit dem Beschichten von Papier mit einem Kunststoffmaterial, wenn die Beschickung des Papiermaterials unterbrochen werden muß oder wenn ein Bruch in dem Material aufgetreten ist. Unter derartigen Umständen wird das Preßwerkzeug bzw. die Guß» form aus derjenigen Stellung herausgebracht, die es während der Beschichtung hatte, und zwar in eine Stellung, bei welcher das Kunststoffmaterial frei als Verlust herausgeführt werden kanne Genauer schafft die Erfindung ein Verfahren zur Verhinderung von Verlusten beim Starten, Abschalten bzw.
• Unterbrechen beim: Extrudieren von Kunststoffmaterialien durch ein Preßwerkzeug, durch welches der Kunststoff mit einer so hohen Temperatur über seinem Schmelzpunkt gedrückt wird daß ein Risiko für die Verkohlung in dem Preßwerkzeug besteht.
• Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß der Druck des geschmolzenen Materials entfernt wird und daß die Förderausmündung bzw. Förderöffnung des Preßwerkzeuges im wesentlichen luftdicht verschlossen wird.
• Durch die Kombination jener einfachen Maßnahmen fand man, daß viele Kunststoffmaterialien, wie z.3. Polyäthylen und Polypropylen in dem Werkzeug abgeküh#lt werden können, ohne daß man Verkohlung befürchten muß. Das Herunterkühlen erfolgt von sehr hohen Temperaturen bis zu ganz- kaltem Zustand. Beim Starten der Maschine ist es danach 4 möglich, den Kunststoff auf die Betriebstemperatur ganz ohne das Abfördern von Verlusten zu erwärmen bzw. hochzuheizen, wobei die Förderöffnung des Preßwerkzeuges zuerst danach zu der gleichen Zeit geöffnet wird, wie das geschmolzene Material dem Ausförderdruck ausgesetzt worden ist. Hierbei hat sich gezeigt, daß ein normaler Betrieb direkt begonnen werden könnte, wobei selbstverständlich erhebliche Kosteneinsparungen geschaffen sind.
• Das Preßmundstück bzw. die Förderöffnung des Preßwerkzeuges wird vorzugsweise dadurch geschlossen, daß man ein wärmebeständiges Material dagegendräckt. Dieses der Wärme widersteheide Material besteht hierbei vorzigs weise aus einem solchen Material, welches sich mit dem extrudierten Kunststoff nicht oder nicht wesentlich verbindet, und zwar weder dann, wenn der Kunststoff geschmolzen ist, noch dann, wenn er sich verfestigt hat. Als Beispiel für ein solches Material, wird Polytetrafluoräthylen genannt. Für den Fachmann ist jedoch klar, daß auch andere ähnliche Materialien benutzt werden könnens wie z0B0 andere Silikonmaterialien, Silikonkautschuks, zum Beispiel.
• Bei einer speziellen Maschine mit nur einer gewissen Breite für das Preßwerkzeug kann das wärmebeständige Material durch eine Bahn Polytetrafluoräthylen oder eine ähnliche Bahn vorgesehen sein, die an sich eine solche Dicke hat oder die auf einer weichen Unterlage auf einem harten Träger derart angebracht ist, daß sie fest gegen das Preßmundstück gedrückt werden kann, so daß das Mundstück bzw. die Öffnung im wesentlichen luftdicht geschlossen ist. Bei Maschinen, die mit unterschiedlichen Breiten der Ausmündung bzw. Öffnung arbeiten, hat es sich statt dessen als zweckmäßig erwiesen, ein Polytetrafluoräthylenband als das genannte wärmebeständige Material zu verwenden. Die mit dem Klebstoff beschichtete Oberfläche des Bandes kann hierbei leicht dazu gebracht werden, an der Förderöffnung oder dem Preßmundstück entlang seinem gesamten Öffnungsumfang dicht zu haften. Hierbei fand man es zweckmäßig, ein Band mit einer Dicke von etwa 010 mm zu verwenden.
• Bei gewissen Normqualitäten fand man es jedoch bisweilen notwendig die Dicke zu erhöhen, um ein Durchbrennen bei zu hohen Temperaturen des Kirnststoffs zu verhindern. Vorzugsweise kann man jedoch ein flexibles oder biegsames Band verwenden, da es bei einerderartigen Verwendung möglich ist, einen luftdichten Verschluß selbst in demjenigen Fall zu garantieren, daß der Bereich um das Proßmundstück durch alte verkohlte Kunststoffreste beschmutzt ist.
• Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Die Erfindung wird ausführlicher anhand der folgenden Zeichnungen beschrieben, die schematisch eine herkömmliche Kunststoffbeschichtungsmaschine zetbn und darstellen, wie das Preßwerkzeug der Maschine erfindungsgemäß verschlossen werden kann. Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht der Maschine, teilweise im Schnitt, Fig. 2A das Preßwerkzeug in größerem Maßstab und mittels des oben erwähnten Bandes verschlossen, Fig. 2B statt dessen eine Verschließbacke, die zum Verschließen des Preßwerkzeuges gemäß Fig. 2A anstelle des in Fig. 2A gezeigten Bandes verwendet werden kann, und Fig. 2C das mittels eines Bandes in derselben Weise wie gemäß Fig. 2A verschlossene Preßwerkzeug0 Hierbei ist jedoch ein in einem Halter befestigter Magnet außerhalb des Bandes befestigt worden, um absolut zu garantieren, daß das Band nicht lose werden kann.
• Aus der vorstehenden Beschreibung ist klar, daß die Erfindung im Zusammenhang mit allen Arten des Extrudierens von Kunststoffmaterialien bei erhöhter Temperatur verwendet werden kann. Es wurde jedoch gezeigt, daß die Erfindung besonders zweckmäßig in Verbindung mit dem Extrudieren von Papierbeschichtungen und ähnlichen Materialien verwendet werden kann. Fig, 1 zeigt deshalb eine herkömmliche Maschine für einen solchen Zweck. Bei dieser Maschine wird der Kunststoff in die Maschine durch den Beschickungstrichter 1 der Extrusionsvorrichtung 2 hineingebracht, die eine Schraube. oder Schnecke 3 und ein Gehäuse mit einem Heizelement 4 aufweist. Das Kunststoffmaterial wird geschmolzen und mittels der Schnecke in das Preßw'erkzeug 5 hinein zugeführt, aus welchem es durch die Ausmündung oder Öffnung 6 des Preßwerkzeuges in der Form eines dünnen Films 7 extrudiert wird, Dieser Film 7 wird in den Spalt zwischen zwei Walzen oder Rollen 10 und 11 geführt. Mittels der Führungs- oder Förderwalzen 8 wird eine Bahn 9, z.B. eine Papierbahn, in denselben Spalt hineingefördert. In dem Spalt werden die Bahn 9 und der Kunststoffilm 7 verbunden, und danach werden sie mittels Führungs- oder Förderwalzen 12 fortgebracht.
• Die in Fig. 1 gezeigte Maschine hat ganz einen herkömmlichen Aufbau. Die Figuren 2A-2C zeigen jedoch, wie die Erfindung in Verbindung mit der Maschine gemäß Darstellung verwendet werden kann. Fig. 2A zeigt hierbei das Mundstück bzw0 die Öffnung des Preßwerkzeugs der Maschine in einem größeren Maßstab. In Verbindung mit einer Anhaltevorrichtung oder einem Anschlag der Maschine ist auch die Schnecke 3 angehalten worden. Ein wärmebeständiges Band 15 wurde danach über das Mundstück des Preßwerkzeugs 5 derart angeheftet, daß das Mundstück 6 im wesentlichen vollständig luftdicht verschlossen wurde. Das Band 15 kann z030 aus einem wärmebeständigen Binder 13 und einer wärmebeständigen Unterstützung 14 beste#hen, die z.B. aus Polytetrafluoräthylen hergestellt ist. Das Band kann z.B. Normqualität haben, wie es unter dem Warenzeichen Teflon verkauft wird. Praktische Versuche haben gezeigt, daß es bei einem solchen einfachen Verschluß wie der in Fig. 2A gezeigte Verschluß möglich ist, Polytelen von 310 C auf Raumtemperatur herunterzukühlen und danach den Kunststoff wieder auf dieselbe Temperatur aufzuheizen oder zu erwärmen, ohne irgendein Verstopfen zu erhalten. Statt dessen wurde es möglich, die Maschine direkt nach dem Entfernen des Bandes zu normalem Extrudieren zu starten. Entsprechende Versuche wurden auch unternommen, wobei das Material Polypropylen verwendet und von 270 0C auf Raumtemperatur abgekühlt und danach wieder erwärmt wurde. Keiner dieser Versuche fiat irgendwelche Komplikationen oder Schwierigkeiten in Verbindung mit dem Starten der Maschine nach den Versuchen gegeben. Für den Fachmann muß es klar sein, daß die Erfindung auch in Verbindung mit vielen anderen Kunststoffarten verwendet werden kann.
• Das Band 15 gemäß Fig. 2A hat sich für die Verwendung in Verbindung mit dem Betrieb mit verschiedenen Preßmundstückbreiten geeignet gezeigt. Wenn statt dessen nur eine Breite für das Preßmundstück verwendet wird, kann eine Konstruktion gemäß Fig. 2B statt dessen verwendet werden. Hier ist eine Bahn oder ein Film von wärmebeständigem Material, wie z.B. Polytetrafluoräthylen, über eine weiche Unterstützung 17 auf einem harten Träger 18 gestreckt worden. Dieser Träger 18 kann danach in beliebiger Weise gegen das Preßmundstück 6 gedrückt werden. Wenn ein im wesentlichen luftdichter Verschluß hierbei geschaffen wird, ist das Ergebnis dasselbe wie mittels des Bandes 15.
• Gewisse Bandqualitäten sind bei speziellen hohen Extrudiertempeaturen durchgebrannt. Dies kann auf die in Fig. 2C gezeigte Art und Weise verhindert werden, Selbst bei dieser Konstruktion wurde ein Band 15 zum Verschließen des Mundstückes 6 des Preßwerkzeuges 5 verwendet. Ein dünner Magnet 20 wurde jedoch aussan an das Band 15 angebracht0 Dieser Magnet kann eine Dicke von z.B. 8-10 mm haben. Um die Handhabung des Magneten 20 für die Bedienungsperson leichter zu gestalten, wurde der Magnet in einem äußeren Träger 21 befestigt0 Dieser ist vorzugsweise aus einem leichten Material, wie z0B0 Aluminium, hergestellt. Der Träger kann ferner mit Handgriffen aus nicht wärmeleitendem Material versehen sein, zaBo übliche Handgriffe aus Holz.
• Die Erfindung ist selb erständlich nicht nur auf die beschrieben-en Beispiele beschränkt, sondern kann im Rahmen der Ansprüche variiert werden0 Der Fachmann weiss z0B0, daß es notwendig ist, die oben beschriebenen Einzelheiten durch andere Extrudierarten als das oben beschriebene Exzu trusionsbeschichten/verändern.

Claims (5)

1. Patent ansprüche

   1o Verfahren zur Verhinderung von Verlusten beim Starten, Anhalten bzw. Unterbrechen beim Extrudieren von Kunststoffmaterialien durch ein Preßwerkzeug (5), zu dem ein Kunststoffmaterial mit einer derart hohen Temperatur übeiseinem Schmelzpunkt gedrückt wird, daß ein Risiko der Verkohlung des Kunststoffes in dem Preßwerkzeug besteht, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Druck von dem geschmolzenen Material entfernt wird und die Ausmündung (&) des Preßwerkzeuges (5) im wesentlichen luftdicht verschlossen wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein wärmebeständiges Material (13, 14, 15; 16, 17, 18, 19) gegen die Ausmündung (6) des Preßwerkzeuges (5) gedrückt wird.
3. 30 Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmebeständige Material (15; 19) aus einem Material besteht, welches sich mit dem extrudierten Kunststoffmaterial nicht oder nicht wesentlich verbindet, wenn das Material geschmolzen oder verfestigt ist.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 3,'dadurch gekennzeichnet, daß das wärmebeständige Material (15; 19) aus Polytetra fluoräthylen oder einem beliebigem Kunststoffmaterial mit ähnlichen Eigenschaften besteht. - 12 -
5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmebeständige Material (15) aus einem Band von Polytetrafluoräthylen besteht, wobei die mit Kleb-Seite stoff beschichtet2/(133 des Bandes zum Anhaften an der Ausmündung (6) des Preßwerkzeuges (5) entlang dem gesamten Umfang der Ausmündung gebracht wird, 6o Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmebeständige Material (19) aus einer Bahn von Polytetrafluoräthylen oder einem ähnlichen Film ( besteht, der an sich eine solche Dicke hat oder auf einer weichen Unterstützung (17) auf einem haten Träger (18) derart angebracht ist, daß er fest gegen die Ausmündung (6) des Preßwerkzeuges (5) so gedrückt werden kann, daß die Ausmündung im wesentlichen luftdicht verschlossen wird.

   7. Verfahren nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, daß eine äußere Unterstützung (20, 21) gegen die Außenseite des wärmebeständiges Bandes (15) zur absoluten Garantie, daß das Band (19) nicht lose werden kann, gegengedrückt wird.

   8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Unterstützungen (20, 21) aus einem oder einer Anzahl von Magneten (20) bestehen, die vorzugs weise mit Handgriffen oder dergleichen versehen sind, welche zur Handhabung auf dem erwärmten Zustand nicht wärmeleitend sind.

   9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Magneten (20) in einem festen Halter (21)aus leichtem Material, wie z0B. #luminium, angebracht sind. L e e r s e i t e