DE2554712A1 - Vorrichtung zum extrudieren von temperaturempfindlichen, thermoplastischen kunststoffen zu halbzeugen - Google Patents
Vorrichtung zum extrudieren von temperaturempfindlichen, thermoplastischen kunststoffen zu halbzeugenInfo
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- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y10S264/18—Cross-linking a thermoplastic linear foam during molding
Description
„ „ Zentralfcereich
und Lizenzen
509 Leverkusen. Bayerwerk
Kr/Va
■"♦•Dez. !975
Vorrichtung zum Extrudieren von temperaturempfindlichen, thermoplastischen Kunststoffen zu Halbzeugen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Extrudieren von temperaturempfindlichen, thermoplastischen Kunststoffen zu
Halbzeugen, insbesondere endlosen Platten für die Schaumstoffherstellung,
bestehend aus zwei gegenläufigen, angetriebenen Schnecken mit einzelnen Ablenkelementen in einem umgebenden
Gehäuse, das entgegengesetzt zur Beschickungsöffnung über einen Adapter mit einem Spritzkopf verbunden ist.
Für die oft unmittelbare Weiterverarbeitung von Mehrkomponentprodukten,
insbesondere Aufschäumung von mit Vernetzungs- und Treibmittel versehenen Thermoplasten, werden durch Strangpressen
hergestellte Halbzeuge (z.B. endlose Platten) benötigt, die trotz stoffbedingter niedriger Verarbeitungstemperatur im Extruder eine
solche Homogenität aufweisen, daß Strukturfehler, wie Rippen,Vertiefungen usw., auch bei einer späteren Arbeitsstufe
(Aufschäumung durch Erwärmung) nicht sichtbar werden.
Bisher gibt es zahlreiche Vorrichtungen, die hierfür eingesetzt werden.
So sind statische Mischelemente, wie .Lochscheiben oder Siebe,
bekannt, bei denen das Produkt vor der Breitschlitzdüse durch feststehende öffnungen gedrückt und damit feinverteilt wird.
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Je kleiner die öffnungen sind, desto mehr verschwinden zwar die
Längsstreifen; gleichzeitig nimmt aber die Vernetzungsgefahr durch Druckaufbau und höhere Temperaturen zu. Die nicht mechanisch
selbstreinigenden öffnungen und evtl. fließtechnisch tote Ecken führen durch Verstopfen zu Betriebsstörungen, durch mitgerissene
Totraumteilchen zu Qualitätsminderungen und durch häufigen Reinigungszwang zu Produktionsausfallzeiten.
Unter den dynamischen Vorrichtungen sind die hervorzuheben, bei denen im Mischbereich auf der Schneckenwelle und/oder Bohrungswandung vorstehende Verteilungselemente, wie Stifte, Rhomben,
Stege, im Produktstrom angeordnet sind. Durch entsprechende Elemente läßt sich zwar das Produkt durch
Kneten, Vermischen und Zerteilen weitgehend homogenisieren, jedoch entstehen dann gleichzeitig so hohe Schertemperaturen,
daß bei Compound-Produkten Vorgänge (Vernetzung, Verschäumung)
ausgelöst werden, die z.B. erst nach der Formgebung eintreten dürfen. Außerdem ist bei hohem Durchsatz, z.B. zur Versorgung
einer nachgeschalteten kontinuierlich laufenden Anlage großer Leistung, der bisher mit solchen Verteilungselemente ausgerüstete
Einwellen-Extruder wegen der dann notwendigen Abmessung der Schnecke nicht wirtschaftlich.
Eine Möglichkeit den Mengenstrom zu vergrößern besteht darin, viele Bohrungen und Nuten in einem Ring auf der Schneckenwelle
so anzuordnen, daß sie durch ihre unterschiedliche Schräglage zur Hauptstromachse den Produktstrom in konzentrisch angeordneten
Lagen im nachfolgenden Ringraum austreten lassen. Wegen der langen Kanäle ist bei Vernetzungsmittel enthaltenden
Thermoplasten die Gefahr des Verstopfens von Bohrungen groß. Eine Kontrolle ist nicht möglich. Bei Fehlern, da sie erst nach
weiteren Verarbeitungsstufen feststellbar sind, ist mit hohen Verlusten an Produkten zu rechnen.
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Auch werden statische Wendeln verwendet, in denen, der Produktstrom
meistens bei einer Drehung von 1δθ° gemischt wird. Mehrere Wendeln können dabei jeweils mit dem Anfang um 90°
versetzt hintereinander geschaltet werden. Der Ausgleich innerhalb des Gemisches ist bei niedrigen Verarbeitungstemperaturen
zu gering, um Relaxionserscheinungen bei der Weiterverarbeitung zu vermeiden, so daß Längsmarkierungen im
Endprodukt die Folge sind.
Es ist eine Vorrichtung zu finden, die die Herstellung stranggepreßter
Halbzeuge, insbesondere endloser Kunststoffplatten aus einem Gemisch von verschiedenen Komponenten unterschiedlicher
Menge in Pulver, Grieß und/oder Granulatform bei Temperaturen gerade über dem niedrigsten Schmelzpunkt oder im unteren Schmelzbereich
bei großem Durchsatz erlaubt, wobei die Homogenität so groß sein muß, daß auch bei der anschließenden Weiterverarbeitung
(z.B. Aufschäumung) Strukturfehler nicht sichtbar werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Mischbereich
auf den stegfreien Kernenden der Schnecken nach untereinandergestaffelt angebrachten Ablenkelementen vor den kegelförmigen
Spitzen Zahnkränze kämmend angeordnet sind, und daß sich im anschließenden Adapter ein um ungefähr 90° gewendeltes Leitblech
befindet,dessen gerade EingangssSchneide hinter den kämmenden Zähnen der Zahnkränzen senkrecht zur Ebene durch die
Schneckenachsen beginnt.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß-nach einer an sich bekannten Mischung des Produktes
durch die Ablenkelemente auf dem Schneckenkernen und die gegenläufigen Schnecken der Produktstrom durch die Zahnkränze in
viele kleine Einzelstränge mit fast homogenen Strukturen zerlegt wird, wobei durch die kämmenden Zähne ein undefinierbarer
Zusammenfluß im Zwickel zwischen beiden Schnecken vermieden wird. Unmittelbar hinter den Zahnkränzen werden beide Produktströme
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nach einer getrennten Drehung um 90 in einer Leitwendel in voller horizontaler Breite aufeinander gelegt, so daß auch, nach
einer Weiterverarbeitung keine Relaxationsfehler durch Zusammenfluß der Schneckenströme sichtbar werden. Die Doppelschnecken
erlauben den Durchsatz großer Mengen bei kleiner Leistungsaufnahme
infolge geringen Strömungswiderstandes bei den eingesetzten Zahnkränzen. Auch sind die Zahnkränze stabil und Kostengünstig
herzustellen. Störungen durch Verstopfung einzelner Wege in den Zahnkrausen werden durch die Selbstreinigung der kämmenden
Zähne vermeiden.
In einer besonderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist der Spritzkopf als Breitschlitzdiise ausgebildet.
Die nebeneinander liegenden Schnecken gewähren über den oval auslaufenden Adapter eine gute Vorverteilung für die Breitschlitzdüse.
In einer weiteren Ausführungsform sind in den Schnecken Kühlmittelkanäle angeordnet.
Durch Kühlung können die Temperaturen bei wärmeempfindlichen Stoffen im Extruder gesteuert werden.
In einer Ausführungsform sind als Ablenkelemente je Schnecke ein Zahnkranz angebracht, wobei die Zahnkränze untereinander
versetzt angeordnet sind.
Die Zahnkränze sind einfach herzustellen und leicht auszuwechseln.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben:
In einem Gehäuse 1, das entgegengesetzt zur Beschickungsöffnung
über einen oval auslaufenden Adapter 2 in einer Breitschlitzdüse
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mündet, sind zwei gegenläufig angetriebene Schnecken 4,5 angeordnet,
die am freien steglosen Ende der zylindrischen Kerne je einen zueinander in axialer Richtung versetzt angeordneten Zahnkranz
6,7 und vor der kegelförmigen Spritze 8,9 je einen weiteren zueinander kämmend angeordneten Zahnkranz 10,11 tragen.
Hinter den kämmenden Zähnen befindet sich ein um 90 gewendeltes
Leitblech 12, dessen gerade Eingangsschneide 13 sich zwischen den Wandungen im engsten Querschnitt beider sich überschneidenden
Bohrungen des Gehäuses erstreckt und dessen Ausgangsschneide 14 kurz vor der Breitschlitzdüse endet.
Ein gegenläufiger Extruder mit einer Schneckenlänge von 18 D
bei einem Wellendurchmesser D = 100 mm wird mit einem Gemisch aus 84 Teile Kunststoffgranulat Polyäthylen Dichte 0,923 Mg/nr5
MFI 3,5 - 4,1 g/10 mm, 15 Teile Treibmittelpulver ADCF
Azodicarbonamid und 1 Teil Vernetzungsmittelpulver Peroxyod beschickt. Nach der Bearbeitung im Extruder wird das Material über
ein 90 gewendeltes und 220 ram langes Leitblech aus einer Breitschlitzdüse
stranggepreßt. Bei einem Durchsatz von 200 kg/h mit einer Temperatur von 135 - 1^-0 C und einer Wellendrehzahl
von 28U/min ergaben sich strukturfreie Platten mit einer Breite von 400 mm und einer Dicke von 3*25 mm, die auch bei der späteren
Vernetzung mit anschließender Aufschäumung keine offensichtliche Abweichung der Struktur zeigten.
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Claims (4)
- Patentansprüche;l.j Vorrichtung zum Extrudieren von temperaturempfindlichen Ssfiermoplastischen Kunststoffen zu Halbzeugen, insbesondere endlosen Platten für die Schaumstoffherstellung, bestehend aus zwei gegenläufigen, angetriebenen Schnecken mit einzelnen Ablenkelementen in einem umgebenden Gehäuse , das entgegengesetzt zur Beschickungsöffnung über einen Adapter mit einem Spritzkopf verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Mischbereich auf den stegfreien Kernenden der Schnecken (4,5) nach untereinander gestaffelt angebrachten Ablenkelemente (6,7) vor den kegelförmigen Spitzen (8,9) Zahnkränze (10,11) kämmend angeordnet sind, und daß sich im anschließenden Adapter (2) ein um ungefähr 90° gewendeltes Leitblech (12) befindet, dessen gerade Eingangs-Schneide (13) hinter den kämmenden Zähnen der Zahnkränze senkrecht zur Ebene durch die Schneckenachsen beginnt.
- 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spritzkopf als Breitschlitzdüse (3) ausgebildet ist.
- 3· Vorrichtung nach Anspruch Iu. 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Schnecken Kühlmittelkanäle (15,1b) angeordnet sind.
- 4. Vorrichtung nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß als Ablenkelemente je Schnecke ein Zahnkranz (6,7) angebracht ist, wobei die Zahnkränze untereinander versetzt angeordnet sind.Le A 16 858 6709823/0858
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