DE2507979B1

DE2507979B1 - Verfahren und extrusionswerkzeug zur herstellung von profilen durch extrudieren

Info

Publication number: DE2507979B1
Application number: DE19752507979
Authority: DE
Inventors: Gerard Noel
Original assignee: Noel Marquet and Cie SA
Current assignee: Noel Marquet and Cie SA
Priority date: 1975-02-25
Filing date: 1975-02-25
Publication date: 1976-07-29
Also published as: IT1055036B; YU37083B; NO760555L; CH593787A5; LU74409A1; FI57711B; CA1067662A; GB1531817A; DK152181C; CS203152B2; ES451511A1; FI760413A7; FI57711C; AT359272B; JPS5837145B2; ZA76910B; NL7601815A; AU1125576A; NO146387C; IL49042A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von vollen, hohlen oder offenen Profilen, aus thermoplastischen Kunststoffen durch formgebendes Extrudieren und ein Extrusionswerkzeug zur Durchführung des Verfahrens, mit einer profilverleihenden Düse, gegebenenfalls mit einem Dorn und einem Dornhalter und mit Zuführungen für das flüssige Medium vor dem Düsenaustritt.

Das Extrudieren von nichtschäumbaren thermoplastischen Kunststoffen zu den verschiedensten Profilen ist seit langem bekannt. Es ist ferner seit langem bekannt, den Durchgang der thermoplastischen Kunststoffmasse durch die formgebende Düse dadurch zu erleichtern, daß man zwischen der nichtverschäumbaren Kunststoffmasse und den hochpolierten Wandungen der Düse ein Schmiermittel einbringt, das sich dann auf der Oberfläche bzw. den Oberflächen des Kunststoffstranges in Form eines Films befindet (vgl. US-PS 25 97 553).

Ebenfalls bekannt ist die Herstellung von vollen, hohlen oder offenen Profilen aus geschäumten thermoplastischen Kunststoffen durch Extrudieren. Außerdem ist ein Verfahren zur Herstellung von endlosen Profilen mit einem Schaumstoffkem und einem eine geschlossene glatte Oberfläche bildenden Mantel bekannt, das darin besteht, daß gleichzeitig der schäumbare thermoplastische Kunststoff für den Kern und der nichtschäumbare thermoplastische Kunststoff für den Mantel extrudiert werden (vgl. DT-PS 1154 264). Zwar können auf diese Weise Schaumstoffstränge mit einer harten glatten Oberflächenhaut erhalten werden, doch ist der apparative Aufwand relativ groß und die Haftung zwischen dem geschäumten Kern und dem Mantel nicht immer befriedigend.

Es ist ferner ein Verfahren zur Herstellung eines endlosen Schaumstoff stranges aus thermoplastischem Kunststoff mit gleichmäßiger Zellstruktur und einer geschlossenen glatten Oberfläche bekannt, bei dem man die schäumbare Kunststoffmischung durch eine mit einem Dorn versehene Düse unmittelbar in eine gekühlte Kalibriervorrichtung preßt, die den gleichen Querschnitt wie die Düse aufweist. Der Kunststoffstrang erhält dadurch den Querschnitt, der durch die Kalibriervorrichtung vorgegeben ist (vgl. DT-AS 17 29 076). In dem Augenblick nämlich, in dem die aus der Düse austretende schäumbare Kunststoffmischung mit der gekühlten Kalibriervorrichtung in Berührung kommt, deren Temperatur unter der Erstarrungstemperatur der schäumbaren Kunststoffmischung liegt, bildet sich auf dem Kunststoffstrang eine harte Schicht aus und die Kunststoffmischung muß von außen nach innen schäumen. Je nach den Extrusionsbedingungen, bei denen unter anderem auch die Abzugsgeschwindigkeit eine Rolle spielt, lassen sich auf diese Weise volle oder hohle Profile aus geschäumten Thermoplasten herstellen. Als nachteilig wird bei diesem Verfahren empfunden, daß es bei der Herstellung von Schaumstoffprofilen mit relativ geringer Dichte zu Schwierigkeiten in der Kalibriervorrichtung kommt, d. h., daß sich diese Profile nicht mehr so einfach durch die Kalibriervorrichtung ziehen bzw. pressen lassen. Besonders nachteilig wirkt sich jedoch bei diesem Verfahren die Tatsache aus, daß die Abzugsgeschwindigkeiten sehr gering sind, da nur mit Abzugsgeschwindigkeiten von ca. 20 bis 30 cm pro Minute, maximal von 75 cm pro Minute, gearbeitet werden kann.

Zweck der Erfindung ist die Beseitigung dieser Nachteile.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde,

einen Weg zu finden, um auf einfache Weise die Oberfläche von geschäumten und nichtgeschäumten kontinuierlich extrudierten Profilen zu beeinflussen, und zwar nicht nur hinsichtlich der Bildung einer glatten Oberflächenhaut, sondern auch um der Oberfläche andere besondere Oberflächeneigenschaften zu verleihen oder diese beispielsweise einzufärben. Insbesondere soll gemäß der Erfindung ein Verfahren und ein Extrusionswerkzeug geschaffen werden, mittels deren beim Extrudieren von schäumbaren Kunststoffmischungen Abzugsgeschwindigkeiten von mindestens 5 m pro Minute unter gleichzeitiger Bildung einer glatten Oberflächenhaut erreicht werden können. Außerdem soll dieses neue Verfahren insbesondere zur Herstellung von komplizierten Profilen mit einer Dichte von unterhalb 0,15 (150 kg/ m³), vorzugsweise unterhalb 0,1 (100 kg/m³), geeignet sein.

Außerdem soll das erfindungsgemäße Verfahren und das Extrusionswerkzeug so konzipiert sein, daß man damit auch komplizierte Hohlprofile aus geschäumten Thermoplasten mit einer glatten, mattglänzenden Außenhaut und einer Dichte unterhalb 0,1 herstellen kann, die anschließend durch einfaches Aufreißen entlang der Längsrichtung des Kunststoffstranges in verschiedene, bestimmte Sektoren geteilt werden können.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß vor dem Austritt des Kunststoffstranges aus der Düse die Oberflächen des Kunststoffstranges vor, gleichzeitig oder unmittelbar nach dem Aufbringen des flüssigen Mediums aufgerauht werden.

Durch diese Aufrauhung wird erreicht, daß das flüssige Medium in die Oberflächen des Extrudates zumindest zum Teil eindringt und dadurch die Oberflächeneigenschaften der erfindungsgemäß hergestellten Profile in der jeweils gewünschten Weise verändert werden.

Zur Durchführung des Verfahrens ist das Extrusionswerkzeug dadurch gekennzeichnet, daß vor der Düse ein axial verlaufender rohrförmiger Düsenhalter angeordnet ist, dessen Innenfläche aufgerauht ist.

Das Extrusionswerkzeug besteht somit im wesentlichen aus der profilverleihenden, den eigentlichen Werkzeugkopf bildenden Düse, die gegebenenfalls einen Dorn mit entsprechenden Dornhaltern aufweist, dem axial verlaufenden rohrförmigen Düsenhalter für die Düse und Heizungseinrichtungen mit entsprechenden Temperaturmeßstellen und Druckmeßstellen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei der Düsenhalter für die Düse und/oder die Düse und/oder der Dorn und/oder die Dornhalter mit Zuführungen versehen sind, die die Einführung des flüssigen Mediums gestatten.

Als flüssiges Medium setzt man zur Durchführung des Verfahrens vorzugsweise solche Substanzen ein, die unter den Temperatur- und Druckbedingungen im Düsenhalter und in der Düse flüssig oder pastös sind. Besonders geeignet sind solche Substanzen, die unter diesen Bedingungen eine niedrige Viskosität haben. Generell kann man sagen, daß die bevorzugt eingesetzten flüssigen Medien solche Substanzen sind, die bei Raumtemperatur flüssig, hochviskos, wachsartig oder fest (ausgenommen als flüs- sige Medien sind thermoplastische Kunststoffe) und unter ,den Temperatur- und Druckbedingungen im Düsenhalter und in der Düse flüssig oder pastös sind, d. h., daß die Siedetemperaturen dieser Substanzen höher liegen als die Temperatur der zu extrudierenden Kunststoffmischung bzw. die des Düsenhalters bzw. der Düse. Unter bestimmten Bedingungen kann man allerdings als flüssiges Medium auch eine niedrigsiedende Flüssigkeit verwenden. Bei der Herstellung von Profilen aus schäumbaren Kunststoffmischungen verwendet man beispielsweise zur Erzeugung einer glatten, mattglänzenden Oberflächenhaut mit Vorteil als flüssiges Medium eine bei Raumtemperatur relativ niedrigviskose Flüssigkeit mit einem Siedepunkt von mindestens 140° C, vorzugsweise mit einer solchen über 200° C. Für diesen Zweck eignen sich besonders gut wasserlösliche Substanzen, z. B. wasserlösliches Silikonöl, wie es in der Polyurethanchemie als Schaumstabilisator eingesetzt wird.

Die vorzugsweise eingesetzten flüssigen Medien sind dem Fachmann aus deren Anwendungsgebieten bekannt, so daß hier darauf nicht näher eingegangen zu werden braucht. Soll beispielsweise das flüssige Medium gleichzeitig zur Anfärbung der Oberfläche des Extrudats dienen, so verwendet man ein flüssiges Medium, in dem der Farbstoff gelöst oder dispergiert ist.

Die bevorzugte Menge an flüssigem Medium richtet sich ganz nach der Aufgabe, die das flüssige Medium zu erfüllen hat. Bei der Durchführung der Erfindung wurde gefunden, daß in jedem einzelnen Fall die bevorzugt eingesetzte Menge experimentell ermittelt werden muß. Beispielsweise schwankt die bevorzugt eingesetzte Menge an fließfähigen Medien zur Herstellung der glatten Oberflächenhaut von Schaumstoffextrudaten zwischen 3 und 12 g/m², insbesondere zwischen 6 und 8 g/m², an zu behandelnder Extrudatoberfläche. In vielen Fällen befindet sich ein nicht unwesentlicher Teil des flüssigen Mediums auf der Oberfläche des Extrudats. Häufig wird jedoch ein solcher Überschuß gewünscht. Um diesen Überschuß dann entfernen zu können, empfiehlt es sich, als flüssiges Medium vorzugsweise wasserlösliche Substanzen einzusetzen, die durch Abspritzen mit Wasser entfernt werden können.

Das flüssige Medium wird unter einem Druck eingebracht, der direkt proportional der einzubringenden Menge ist. Üblicherweise arbeitet man mit einem Einspritzdruck, der 10 bis 30% über dem Druck liegt, der an der inneren Oberfläche des Düsenhalters bzw. der Düse herrscht.

Die Temperatur des einzubringenden flüssigen Mediums entspricht im allgemeinen nahezu der Temperatur der zu extrudierenden Kunststoffmischung, da es sich in den Bohrungen, die die erhitzten Wandungen des Düsenhalters bzw. der Düse durchdringen, auf diese Temperatur erwärmt. Die bei Raumtemperatur hochviskosen, wachsartigen oder sogar festen Substanzen werden, um als flüssiges Medium zu dienen, zwecks Verflüssigung außerdem vorher" schon auf eine bestimmte Temperatur vorerhitzt. Für den Fall allerdings, daß das flüssige Medium gleichzeitig als Abkühlmedium dienen soll, werden gekühlte niedrigviskose Flüssigkeiten verwendet, die dann durch ein thermisch isoliertes Zwischenstück, das mit Bohrungen oder einer Ringdüse versehen ist, eingebracht werden.

Vorzugsweise brnigt man das flüssige Medium mit der Oberfläche der schäumbaren Kunststoffmischung in dem zwischengeschalteten Düsenhalter an meh-

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reren sich gegenüberliegenden Stellen oder durch Zylinders, an dem sich das Sieb 11 und die Locheine Ringdüse in Berührung, scheibe 10 befinden, in den rohrförmig ausgebil-

Zu geeigneten flüssigen Medien gehören beispiels- deten, einen Hohlzylinder darstellenden Düsenweise mineralische öle und Fette, pflanzliche und halter 4 gepreßt. Während des Durchgangs durch den tierische öle und Fette, sulfonierte mineralische öle 5 Düsenhalter 4 erfolgt die Behandlung der Oberfläche und Fette, sulfonierte pflanzliche und tierische öle der schäumbaren Kunststoffmischung durch Ein- und Fette, Silikonöle, insbesondere wasserlösliche spritzen des flüssigen Mediums durch die Zufüh-Silikonöle, flüssige Seife, Triäthanolamin, niedermole- rungen 5. Die Länge des Düsenhalters 4 hängt ab kulare Polyester und Polyäther, Wachse, Glycerin, von der Abzugsgeschwindigkeit und dem gewünschflüssige Vorpolymere der zu extrudierenden Kunst- io ten Verteilungseffekt des flüssigen Mediums sowie stoffe, organische und anorganische Lösungsmittel, den anderen Extrusionsbedingungen. Nach Verlassen in denen die zu behandelnde Kunstsoffmischung des Düsenhalters 4 gelangt die schäumbare Kunstje nach der erfindungsgemäß zu lösenden Auf- Stoffmischung in die Düse 1. Die Extrusionsbedingabe löslich oder nichtlöslich ist. Gegebenenfalls gungen werden so gewählt, daß die schäumbare kann man sogar polymerisierbare Reaktionsgemische 15 Kunststoffmischung während ihres Durchgangs durch mit entsprechend langen Standzeiten als flüssiges den Düsenhalter 4 nicht und während ihres DurchMedium einsetzen, die dann nach Austritt aus der gangs durch die Düse 1 wenig oder nicht geschäumt Düse unter Bildung einer glatten Oberfläche poly- wird, aber unmittelbar am Ausgang der Düse 1 oder merisieren. kurz vorher zu schäumen beginnt. Beim Austreten

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung, insbeson- ao aus der Düse 1 schäumt die Kunststoffmischung,

dere der erfindungsgemäßen Extrusionswerkzeuge, entsprechend dem Profil 1 α der Düse 1 frei in der

dienen die Zeichnungen, die Ausführungsbeispiele Luft, wobei man sofort die gebildete glatte Außen-

der Erfindung darstellen. haut 17 erkennt, wie sie beispielsweise in Fig. 5

Fig. 1 zeigt in schemitischer Darstellung einen dargestellt ist. Das Ausschäumen der Kunststoff-Längsschnitt des am Ende des Extruderzylinders be- as mischung erfolgt in beiden Richtungen, d. h. sowohl findlichen Extrusions Werkzeuges; nach außen als auch nach innen, unter gleichzeitiger

Fig.2 zeigt in schematischer Darstellung einen Volumenvergrößerung. Die gewünschte Volumen-Längsschnitt durch den Dorn und zwei der dazu- vergrößerung hängt von einer ganzen Reihe von gehörenden Dornhalter; Faktoren ab und muß daher in der Regel, insbeson-

F i g. 3 und 4 zeigen in schematischer Darstellung 30 dere bei komplizierten Profilen aus geschäumtem einen Teillängsschnitt durch den Düsenhalter für die Kunststoff, experimentell ermittelt werden. Wie beDüse mit speziell angeordneten Zuführungen; kannt, gilt bei der Herstellung von Schaumstoff-

Fig. 5 zeigt in schematischer Darstellung einen profilen, wenn sie frei in der Luft geschäumt wer-Querschnitt durch ein erfindungsgemäß hergestelltes, den, als Faustregel, daß die Abmessungen der profilrelativ kompliziertes Hohlprofil. 35 verleihenden Düse 1 unter optimalen Extrusions-

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, handelt es sich bei bedingungen (Zusammensetzung der schäumbaren dem beispielhaft dargestellten Extruder, von dem Kunststoffmischung, Temperatur- und Druckverhältnur das Endstück 12, das Ende des Extruderzylin- nisse, Abzugsgeschwindigkeit etc.) etwa um den ders und der Extruderschnecke 14 dargestellt ist, Faktor 3 kleiner als die Maße des gewünschten Proum einen üblichen Extruder mit dem Extrudermantel 40 fils zu wählen sind, d. h., daß das Austrittsloch der 13 und dem erst konisch und dann zylindrisch ver- Düse z. B. den Durchmesser 1 cm hat, wenn das laufenden Austritt 15. Am Austritt 15 des Extruders aufgeschäumte Profil einen Durchmesser von ca. befindet sich ein Sieb 11 und eine Lochscheibe 10, 3 cm haben soll. Um dem Profil scharfe Konturen an denen sich der Düsenhalter 4 für die Düse 1 an- zu verleihen, ist es bei dieser Verfahrenstechnik schließt. Der Austritt 15 des Extruders und der 45 außerdem empfehlenswert, wenn bei der Durchfüh-Düsenhalter 4 werden durch die Mutter 16 zusam- rung des Verfahrens ein kontrolliertes Aufschäumen mengehalten. In den Wandungen des Düsenhalters 4 erfolgt. Um dies zu erreichen, verwendet man eine befinden sich die Zuführungen 5, die beispielsweise progressiv größer werdende Kalibriervorrichtung, auch Schrägbohrungen darstellen können. Die Zu- die vorzugsweise in diesem Falle aus hochpoliertem führungen 5 sind mit der Einspritzvorrichtung 6 ver- 50 Chromstahl besteht. Der Aufschäumungswinkel bzw. bunden, mittels der das flüssige Medium eingebracht die Länge der Progression wird im wesentlichen bewird. Der Düsenhalter 4 und gegebenenfalls auch stimmt durch den Schwierigkeitsgrad der Hersteldie Düse 1 sind mit der Heizungseinrichtung 7, der lung, durch die gewünschte Kantenschärfe und durch Temperaturmeßstelle 8 und der Druckmeßstelle 9 das Volumen des Profils, insbesondere der Zierausgerüstet. Am Ende des Düsenhalters befindet sich 55 leisten. Außerdem ist es vorteilhaft, den aufdann die profilverleihende Düse 1, die in diesem geschäumten Profilstrang in an sich bekannter Weise Fall mit dem Dorn 2 ausgestattet und durch die durch Walzen nachzuarbeiten, was im allgemeinen Gegenscheibe Ib befestigt ist. Der Dorn 2 wird vorgenommen wird, solange der Strang noch warm durch vier Dornhalter 3, die schmale Stege darstellen und verformbar ist. Das Abziehen des Profilstranges. und in einem Winkel von 90° zueinander angeord- 60 erfolgt ebenfalls in bekannter Weise mittels Abzugsnet sind, gehalten. Die äußere Oberfläche der Dorn- ketten. Am Ende der Vorrichtung befindet sich eine halter ist mit 3 α bezeichnet. Sägeeinrichtung, um den Profilstrang in di£ ge-

Die schäumbare Kunststoffmischung, die beispiels- wünschten Stücke zersägen zu können,

weise eingesetzt wird und eine Mischung aus Poly- Für den Fall, daß man bei der Herstellung von

styrol, dem Treibmittel und den üblichen Zusatz- 65 hohlen Profilen wünscht, daß auch die innere Oberstoffen darstellen kann, wird mittels der Extruder- fläche dieser Hohlprofile mit einer glatten Innenhaut schnecke 14 durch den erst konisch und dann zy- versehen ist, befinden sich im gegebenenfalls aufgelindrisch verlaufenden Austritt 15 des Extruder- rauhten Dorn 2 von innen nach außen gehende Zu-

führungen 5, die über die Dornhalter 3 mit den Ein- setzt man als thermoplastische Kunststoffe vorzugs-

spritzvorrichtungen 6 versehen sind. Gemäß einem weise Polymerisate oder Copolymerisate von Vinyl-

besonderen Ausführungsbeispiel befinden sich die oder Vinyliden-Monomeren ein. Zu Beispielen von

Zuführungen S nur in den Dornhaltern, wobei die Vinyl- und Vinyliden-Monomeren gehören Äthylen,

Zuführungen S die Dornhalter beispielsweise wie aus 5 Propylen, Butadien, Styrol, Vinyltoluol, a-Methyl-

der F i g. 2 ersichtlich durchdringen. styrol, Acrylnitril, Vinylchlorid, Vinylacetat, Methyl-

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel durch- acrylat, Methylmethacrylat oder Äthylacrylat. Bedringen die Zuführungen 5 zusätzlich oder an Stelle sonders bevorzugt werden polyvinylaromatische der Zuführungen 5 im Düsenhalter 4 die Wandun- Kunststoffe, d. h. Polymerisate oder Copolymerisate gen der Düse 1, wobei die Zuführungen 5 in der io von vinylaromatischen Monomeren, wie Styrol, gleichen Weise angeordnet sein können wie im Chlorstyrol, Vinyltoluol oder «-Methyistyroi. Die Düsenhalter 4. Copolymerisate können aus vinylaromatisciiea Mo-

Vorzugsweise stellen die Zuführungen 5 mehrere nomeren und einem anderen olefinischen Monofeine Bohrungen dar, die die Wandungen des Düsen- meren, beispielsweise Acrylnitril, Vinylchrorid, Vinylhalters 4 bzw. die Wandungen der Düse 1 bzw. die 15 acetat, Methylacrylat, Methylmethacrylat oder Äthyl-Dornhalter 3 und/oder den Dorn 2 durchdringen. acrylat, bestehen. Auch zähgemachte Polystyrole Selbstverständlich können die Zuführungen 5 auch können bei dem Verfahren eingesetzt werden. Ausso angeordnet sein, daß sie an der Innenoberfläche gezeichnete Ergebnisse werden bei der Verwendung 4 α des Düsenhalters 4 und/oder der Innenoberfläche von Polystyrol erhalten. Zu den anderen extrudier-1 α der Düse 1 und/oder der äußeren Oberfläche 2 α ao baren Kunststoffen gehören auch die Polyamide, des Doms 2 eine Ringdüse und damit nur eine Zu- Bei der Herstellung von geschäumten Profilen führung 5 darstellen. Nach einer bevorzugten Aus- mischt man in die thermoplastischen Kunststoffe die führungsform befinden sich die Zuführungen 5 nur Treibmittel ein. Die Treibmittel können chemische in den Wandungen des Düsenhalters 4 und durch- Substanzen sein, die sich bei bestimmten Temperadringen diesen in der gleichen Schnittebene, wie dies 25 türen unter Gasbildung zersetzen, oder es können beispielsweise in F i g. 3 dargestellt ist. In manchen flüchtige Substanzen sein, die unter normalen atmo-Fällen kann es aber auch vorteilhaft sein, wenn die sphärischen Bedingungen (20° C, 1 at) zwar gas-Zuführungen 5 die Wandungen des Düsenhalters 4 oder dampfförmig sind, aber unter den im Extruder schräg durchdringen, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist. herrschenden Temperatur- und Druckbedingungen

Der rohrförmige Düsenhalter 4 ist vorzugsweise 30 in den geschmolzenen oder halbgeschmolzenen ebenfalls ein auswechselbares Zwischenstück. Der thermoplastischen Kunststoffen gelöst sind. Zu BeiHohlraum im Düsenhalter 4 kann jeden gewünschten spielen verwendbarer flüchtiger Substanzen gehören Querschnitt aufweisen, vorzugsweise weist er jedoch niedere aliphatische Kohlenwasserstoffe, wie Äthan, einen runden Querschnitt auf, so daß der Düsen- Äthylen, Propan, Propylen, Isobuten, Butadien, Buhalter 4 im Inneren ein Hohlzylinder oder ein sich 35 tan, Isopren oder Pentan, niedere Alkylhalogenide, in Richtung auf die Düse 1 etwas konisch erwei- wie Methylchlorid, Dichlordifluormethan, Trichlorternder Hohlzylinder ist. methan oder 1,2-Dichlortetrafluoräthan, und an-

Besonders gute Ergebnisse werden dann erzielt, organische Gase wie Kohlendioxyd oder Stickstoff, wenn die Innenoberfläche 4 α des Düsenhalters 4 mit Die niederen aliphatischen Kohlenwasserstoffe, inseiner sich über den gesamten Hohlraum erstrecken- 40 besondere Butan, Isobuten und die Frigene, d. h. den feinen ringförmigen und/oder spiralförmigen Monofluortrichlormethan, Difluordichlormethan, Tri-Riffelung versehen ist. In speziellen Fällen kann es fluormonochlormethan, Monofluordichlormethan, Divorteilhaft sein, wenn der Düsenhalter 4 nur zwi- fluormonochlormethan, 1,2,2-Trifluortrichloräthan, sehen Düse 1 und den Zuführungen 5 aufgerauht 1,1,2,2-Tetrafluordichloräthan, Octafluorcyclobutan, ist. Die Zuführungen S befinden sich vorzugsweise in 45 Trifluorbrommethan sowie Gemische davon, werden der ersten Hälfte des Düsenhalters 4. bevorzugt.

Die Länge des Düsenhalters 4 hängt von dem Diese Treibmittel werden üblicherweise in Men-

jeweiligen Einsatzzweck ab. Im allgemeinen weist gen von 3 bis 50°/o, vorzugsweise von 7 bis 30%,

der Düsenhalter 4 eine Länge auf, die mindestens bezogen auf das Gewicht des thermoplastischen

dem Dreifachen, vorzugsweise mindestens dem Acht- 50 Kunststoffs, eingesetzt, wobei die eingesetzte Menge

fachen des Innendurchmessers des Düsenhalters 4 sich selbstverständlich danach richtet, welche Dichte

entspricht. das geschäumte Produkt haben soll. Bei der Direkt-

Das beschriebene Extrusionsverfahren ist zur Her- begasung spritzt man die flüchtige Substanz kontistellung von vollen, hohlen und/oder offenen Pro- nuierlich in den im Extruder bereits aufgeschmolfilen aus geschäumten oder nichtgeschäumten thermo- 55 zenen Kunststoff ein. Bei anderen Systemen kann plastischen Kunststoffen anwendbar. Im Falle der man vorgemischte Zubereitungen verwenden, die Herstellung von Profilen aus geschäumten Kunst- dann bereits das Treibmittel enthalten, stoffen kann man sowohl mit chemischen als auch Zwecks Bildung einer besonders feinen Zellstrukmit physikalischen Treibmitteln (Direktbegasung) tür empfiehlt es sich, keimbildende Substanzen mit > oder mit entsprechenden Kombinationen arbeiten. 60 einzumischen. Geeignet für diesen Zweck ist eine Da das Direktbegasen erst im Dichtebereich um Anzahl von Verbindungen, beispielsweise fein-100 kg/m^s und darunter — einem Bereich, der mit zerteilte inerte Feststoffe, z. B. Siliciumdioxyd oder chemischen Treibmitteln bisher noch nicht erreicht Aluminiumoxyd, gegebenenfalls zusammen mit Zinkwerden konnte — wirtschaftlich interessant ist, findet stearat, oder kleine Mengen einer Substanz, die bei das Direktbegasen insbesondere bei der Herstellung 65 der Extrudiertemperatur unter Bildung von Gas zerder spezifisch sehr leichten Zierprofile aus geschäum- fällt. Ein Beispiel hierfür ist Natriumbicarbonat, tem Polystyrol Anwendung. gegebenenfalls zusammen mit Weinsäure oder Zi-

Bei der praktischen Durchführung des Verfahrens tronensäure, das in einer Menge von bis zu 5 °/o,

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bezogen auf das Gewicht des thermoplastischen tels entsprechender Abzugsvorrichtungen und unter Kunststoffs, in die zu versehäumende Kunststoff- Anwendung zusätzlicher Formwalzen durch ein Kühlmischung eingearbeitet wird. Da die keimbildenden bad. Die Abzugsgeschwindigkeit beträgt 5,5 m/min. Substanzen, die eingesetzt werden können, dem Fach- Der abgekühlte Strang wird mittels einer Sägevorrichmann bekannt sind, scheint es an dieser Stelle nicht 5 tung auf die gewünschte Länge der Stäbe zernotwendig zu sein, näher darauf einzugehen. schnitten.

Das Treibmittel kann aber auch — wie bereits Auf die gleiche wie vorstehend beschriebene Weise

erwähnt — ebenso ein chemisches Treibmittel sein, kann man Stäbe mit anderen Dichten ohne Ändebeispielsweise ein Bicarbonat, z. B. Natriumbicarbo- rung des Ausgangsgemisches beispielsweise dadurch nat, Ammoniumcarbonat oder Ammoniumnitrit, *o herstellen, daß man die Abzugsgeschwindigkeit, die oder eine organische Stickstoffverbindung, die Stick- Düsenöffnung und den Formwalzenabstand entstoff beim Erhitzen abgibt, z. B. Dinitrosopenta- sprechend ändert,
methylendiamin, Bariumazodicarboxylat, Azodicar- Beispiel 2

bonamid, substituiertes Thiatriazol, Diphenylsulfon-3,3'-disuIfonhydrazid oder Azoisobuttersäuredinitrid. 15 Dieses Beispiel zeigt die kontinuierliche Herstel-

Die Extrusionstemperatur (d. h. die Temperatur lung eines spezifisch sehr leichten hohlen Profils 2t des Extruders und des darin befindlichen thermo- aus geschäumtem Polystyrol mit einer Dichte von plastischen Kunststoffes) hängt in gewissem Ausmaß 0,06 (60kg/m^s), wie es in Fig. 5 dargestellt ist, mit von dem Erweichungspunkt des Kunststoffes ab. Im der glatten Außenhaut 17, der Schaumstoffschicht allgemeinen sind Temperaturen zwischen 95° C und *» 19 und den Trennflächen 18.
190° C, vorzugsweise zwischen 100° C und 160° C, Zur Herstellung von Deckenleisten, die als Übergeeignet. Beispielsweise kann, wenn ein verschäum- gang zwischen Wand und Decke angebracht werden bares Polystyrol extrudiert werden soll, die Tempe- sollen, brauchen dann die hohlen Profile lediglich ratur in dem Bereich von 130° C bis 160° C liegen, noch in Längsrichtung entlang den Trennflächen 18 während für Polyäthylen etwas niedrigere Tempe- as manuell oder maschinell aufgerissen zu werden,
raturen, beispielsweise 95° C bis 110⁰C, geeignet Die Verfahrensweise gemäß Beispiel 1 wird mit der

sind. Abänderung wiederholt, daß man an Stelle von Iso-

Der Druck innerhalb des Extruders ist gewöhnlich pentan Frigen und an Stelle der dornlosen Düse eine ausreichend, um zu verhindern, daß die Kunststoff- Düse mit Dom und vier Dornhaltern einsetzt, die in mischung vor dem Verlassen des Extrusionswerk- 30 einem Winkel von 90° zueinander angeordnet sind, zeuges zu schäumen beginnt. Ist das Treibmittel eine Außerdem beträgt die Temperatur des Kunststoffkondensierbare, flüchtige Substanz, so ist der Druck stranges beim Austreten an die Luft nur ca. 100° C. vorzugsweise größer als der gesättigte Dampfdruck Die kontinuierlich durch die Zuführungen 5 in den der flüchtigen Substanz bei der Extrusionstempe- Düsenhalter 4 eingespritzte Menge an wasserlösratur. Drücke, beispielsweise größer als 17 kg/cm², 35 lichem Silikonöl beträgt 6 g/m², bezogen auf die besonders zwischen 17 und 105 kg/cm², können an- äußere Oberfläche des Hohlprofils. Bereits während gewandt werden. Vorzugsweise liegt der Druck zwi- des Austritts zeigt der Polystyrolstrang eine glatte sehen 21 und 70 kg/cm². mattglänzende Oberflächenhaut. Das eingespritzte

Die Erfindung wird im folgenden noch an ein Silikonöl bewirkt aber nicht nur die Bildung der

paar Beispielen zur Herstellung von geschäumten 40 glatten Oberflächenhaut, sondern, da es in einer

Profilen mit einer glatten Oberflächenhaut erläutert: Menge eingesetzt wird, die es ermöglicht, daß ein

. . Teil davon sich auch an den Dornhaltern verteilt,

Beispiel 1 _yika ^ς^ί^ _erreicht, daß der durch die Dom-

Dieses Beispiel veranschaulicht die Herstellung halter kurzzeitig in vier Teile geteilte Kunststoffeines vollen Stabes aus geschäumtem Polystyrol mit 45 strang nicht ganz fest wieder zusammengefügt wird einer glatten, mattglänzenden, etwa 0,3 mm starken und dadurch leicht in die vier eigentlich gewünschten homogenen Oberflächenhaut und einer Dichte von Zierleisten ohne Beschädigung und ohne zusätzliche 0,11 (110 kg/m^s). Hilfsmittel geteilt werden kann.

Das zu extrudierende und zu verschäumende Poly- . . ,

styrol mischt man zunächst etwa 3 Minuten in einem 50 Beispiel 5

hochtourigen Mischer mit 0,95 Gew.-«/* Zitronen- Beispiel 1 wird mit der Abänderung wiederholt,

säure und 1,2 Gew.-·/» Natriumbicarbonat. Diese daß man das Polystyrol mit 1,5 Gew.-·/* Magnesium-Mischung wird dann in üblicher Weise in einem silikat und 2,5 Gew.-·/· Kieselgur, die beide vorher Doppelschneckenextruder eingebracht und zur Plasti- einer Feinmahlung und einer Röstung unterzogen fizierung auf 190° C erhitzt. In die so plastifizierte 55 wurden, mischt, mit 17 Gew.-^e/o Äthylchlorid ver-Kunststoffmischung spritzt man dann kontinuierlich schäumt und bei einer Temperatur der Düse von an der Stelle des Extruders, an der der Kompres- 134° C in die Atmosphäre extrudiert. Man erhält sionsdruck fast den Höchstwert erreicht hat, nach Zersägen (Ablängen) des Kunststoffstranges 7 Gew.-·/» Isopentan unter ständigem Mischen und Profile mit einer Dichte von 0,39 (390 kg/m³) und Kneten ein. Diese schäumbare Kunststoffniischung, 60 einer glatten harten homogenen Oberflächenhaut,
die dann im Extruder stufenweise so weit abgekühlt _. · % λ

wird, bis sie im Extrusionswerkzeug eine Temperatur J*eispiel

von 120° C aufweist, wird dann durch den Düsen- Beispiel 1 wird mit der Abänderung wiederholt,

halter 4 und die Düse 1 (ohne Dom) extrudiert, und daß man an Stelle von Polystyrol Polyäthylen einzwar unter gleichzeitiger Einführung eines wasser- «s setzt und bei einer Temperatur von 8O⁰C in die löslichen Silikonöls durch die Zuführungen S im Atmosphäre extrudiert. Man erhält auf diese Weise Düsenhalter 4, Den an der Luft gleichmäßig auf- Profile mit einer Dichte von 0,21 (210 kg/m⁵) und schäumenden Poiystyrolstrang führt man dann mit einer glatten Oberflächenhaut.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von vollen, hohlen oder offenen Profilen aus thermoplastischen Kunststoffen durch formgebendes Extrudieren, wobei ein flüssiges Medium vor dem Austritt des Kunststoffstranges aus der Düse auf die Oberfläche des Kunststoffstranges gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Austritt des Kunststoffstranges aus der Düse die Oberflächen des Kunststoffstranges vor, gleichzeitig oder unmittelbar nach dem Aufbringen des flüssigen Mediums aufgerauht werden.

2. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Profilen nach Anspruch 1, wobei schaumbarer thermoplastischer Kunststoff extrudiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der schäumbare Kunststoff nach der Formgebung frei in der Luft geschäumt wird.

3. Extrusionswerkzeug zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2 mit einer profilverleihenden Düse, gegebenenfalls mit einem Dorn und einem Dornhalter und mit Zuführungen für das flüssige Medium vor dem Düsenaustritt, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Düse (1) ein axial verlaufender, rohrförmiger Düsenhalter (4) angeordnet ist, dessen Innenfläche aufgerauht ist.

4. Extrusionswerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenhalter (4) im Inneren einen runden Querschnitt aufweist.

5. Extrusionswerkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenhalter (4) im Inneren ein Hohlzylinder oder ein im Inneren sich in Richtung auf die Düse (1) etwas konisch erweiternder Hohlzylinder ist.

6. Extrusionswerkzeug nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der innen hohle Düsenhalter (4) mindestens dreimal so lang ist wie der Innendurchmesser des Düsenhalters (4).

7. Extrusionswerkzeug nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenoberfläche (4 a) des Düsenhalters (4) mit einer feinen ringförmigen und/oder spiralförmigen Riffelung versehen ist.

8. Extrusionswerkzeug nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenhalter (4) eine oder mehrere durch die Wandungen des Düsenhalters (4) hindurchgehende Zuführungen (S), vorzugsweise feine Bohrungen, aufweist.

9. Extrusionswerkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungen (5) so angeordnet sind, daß sie an der Innenoberfläche (4 ä) des Düsenhalters (4) eine Ringdüse darstellen.

10. Extrusionswerkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungen (5) die Wandung des Düsenhalters (4) (F i g. 3 oder F i g. 4) in der gleichen Querschnittsebene radial durchdringen.