DE2602312A1

DE2602312A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von faeden, rohren, profilen, stangen und dergleichen aus kunststoff

Info

Publication number: DE2602312A1
Application number: DE19762602312
Authority: DE
Inventors: Werner Hartmann
Original assignee: CENRUS AG
Current assignee: CENRUS AG
Priority date: 1976-01-22
Filing date: 1976-01-22
Publication date: 1977-08-04
Also published as: CH630558A5; FR2351769A1; DE2602312B2; AT351140B; HU176373B; NL165233B; SU1041020A3; NL7700595A; CA1089168A; NL165233C; IT1071713B; JPS52112656A; FR2351769B1; DK23877A; SE7700432L; ES455257A1; GB1525086A; SE424092B; DE2602312C3; US4122145A

Description

DR.-ING. G. RIEBL(NG 260911? PATENTANWALT OUZO IZ

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Rennerle 10 · Postfach 3160

31. Dezember 1975

Betreff: QENRUS AG,

CH-875O Glarus, Landstr. 3, Postfach 176/SCHWEIZ

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Fäden, Rohren, Profilen, Stangen und dergleichen aus Kunststoff

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Fäden, Rohren, Profilen, Stangen und dergleichen durch Einfüllen eines flüssigen Kunststoffes in Formen. Außerdem bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Zur Herstellung derartiger Teile werden bisher Extruder, verwendet, die von ihrem großen Energieaufwand her nur begrenzte Durchmesser und Halbzeug-Größen zulassen. Die maximale Dicke, die bisher mit Extrudern hergestellt

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werden kann, liegt bei 15o mm. Fäden werden bisher im Spinnverfahren oder im Druckdüsenverfahren hergestellt. Es ist nicht möglich, in die Fädensseelen einzutragen, also stabilisierende Faktoren, die gegenüber dem Kaltfluss des Kunststoffes eine Wirkung zeigen. Fischnetze z.B. werden bisher aus 6-er-Polyamid-Gruppe als Nylon-Fäden gewebt. Derartige Netze müssen auch in Fanggebieten mit extrem niedrigen Temperaturen eingesetzt werden, wo der Kunststoff aber durch seinen geringen Stockpunkt nachteilig ist und dadurch brüchig wird.

Außerdem werden Schiffstaue mit einem Durchmesser zwischen 2oo und etwa 65o mm aus Hanf gefertigt. Diese Hanf-Fäden unterliegen aber einer Verrottung und müssen etwa jährlich erneuert werden.

Die Erfindung vermeidet diese Nachteile. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung vorzuschlagen, mit denen Fäden, Rohre, Profile, Stangen und dergleichen bei sehr vielseitiger Verwendungsmöglichkeit und hoher Lebensdauer hergestellt werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der zur Herstellung dieser Gegenstände verwendete Kunststoff aktiviertes Poly-Laurin-Lactam ist.

Bei der Verwendung des genannten und neuartigen organischen Werkstoffs werden in überraschender Weise die geschilderten Probleme vollständig vermieden. Ein Verfahren zur Herstellung des erwähnten, aktivierten Poly-Laurin-Lactam, im folgenden "PL" bezeichnet -

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ist in der deutschen Patentanmeldung P 2ζ~ O Y ζί*-Q ^.offenbart. Die Lehre dieser Patentanmeldung wird zur Offenbarung der vorliegenden Erfindung mit herangezogen, soweit dies für die Herstellung des erwähnten organischen Werkstoffs notwendig ist.

Die Verwendung des aktivierten Poly-Laurin-Lactam für die Herstellung der erwähnten länglichen GEbilde hat denVorteil, daß sowohl kontinuierlich wie auch absatzweise gearbeitet werden kann. Die Topfzeit des Kunststoffes beträgt bei entsprechenden Zusätzen von Aktivator und Katalysator ca. 60 Sekunden. Es ist daher möglich daß der in Formen eingegossene flüssige Kunststoff nach dieser kurzen Zeit bereits entnommen werden kann. Die Werkstoffeigenschaften von PL sind der genannten älteren deutschen Patentanmeldung zu entnehmen. Insbesondere ergeben sich mit Bezug auf die Herstellung der genannten länglichen Gebilde die Vorteile, daß die Dicke der danach hergestellten Gebilde nach oben praktisch nicht beschränkt ist. Sollen Fäden hergestellt werden, so können diese nach dem neuen Verfahren ohne weiteres mit Seelen versehen sein. DEr kleinste Durchmesser der nach dem erfindungsgemässen Verfahren zu fertigenden Monofäden liegt bei etwa o,75 mm . Die Vorteile liegen bei der erwähnten Verarbeitung des Materials, seiner hohen Kältebeständigkeit und seiner extrem hohen Wärmebeständigkeit. Verglichen mit den erwähnten Hanf-Tauen oder Hanf-Fäden können bei dem Verfahren nach der Erfindung Fäden mit eingezogener Seele in halber STärke mit denselben Eigenschaften verwendet werden, wie die bekannten Hanf-Seile.

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Die Seelen sind beispielsweise Draht, STahldraht oder Hanf. Das Rückstellvermögen bei den erfindungsgemäss hergestellten Monofäden liegt bei 80%. Aktiviertes PL ist in seiner Grundphase dünnflüssig wie Wasser. Die kurze Topfzeit wirkt sich hauptsächlich sehr günstig dahingehend aus, daß beim Fahren eines Fadens die Länge der Führungsbuchse relativ kurz sein kann, bis das Material erstarrt ist. Gleichzeitig kann die Herstellungsgeschwindigkeit wegen der kurzen Topfzeit entsprechend erhöht werden. Bei herkömmlichen Verfahren müssen anschliessend an die eigentliche Fadenherstellung sehr lange Nachfolgeeinrichtungen benutzt werden. Außerdem musste jeder Faden in einer Endphase, also nach dem Extrudieren, noch verreckt werden, um seine Endlage zu begrenzen. Auch dies entfällt.

Eine kontinuierliche Fadenproduktion wird über Pumpen gewährleistet die gleichmässig über den gesamten Mono-Fadengang arbeiten. Der Druck in der gesamten Anlage ist sehr niedrig und liegt unter 0,5 Atü. Das Herstellungsverfahren kann also als drucklos bezeichnet werden.

Den Pumpen vorgelagert ist in Laufrichtung des Austritts ein Absperrorgan. Die korrekte Temperatur des FAdens liegt bei 16o°C. Die Temperatur der gesamten Anlage beträgt bis zur Mischkammer ebenfalls etwa 16o°C. Im Formteil materialisiert sich diese Temperatur, die getrennt zugeführt wird, auf die Hälfte der Arbeitstemperatur (gemessen über O⁰C). Die Temperatur im Führungskopf

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der Anlage muß reduziert werden, da sonst ein Wärmestau in der

kontinuierlichen Fertigung der länglichen Kunststoff-TEile eintritt.

Von den beiden Möglichkeiten, Aktivator und Katalysator entweder in der Mischkammer zuzuführen oder in getrennten Strömen wird die letztere Möglichkeit bevorzugt, weil dann gleichzeitig mit dem Wirksamwerden von Aktivator und Katalysator der Formungsvorgang beginnen kann. Man braucht somit kürzere Zeit für das Wirksamwerden von Aktivator und Katalysator. Gerade diese Zeiten sind wichtig, weil die Topfzeit gering gehalten werden soll. Die erwähnten getrennten Mischströme haben sich bei Versuchen als notwendig erwiesen, weil sonst eine bestimmte Anzugszeit des Katalysators oder Aktivators in der Kunststoff-Schmelze erfolgen muß. Dieser Zeitpunkt liegt zwischen 15 und 3o Minuten. Die verwendeten Aktivatoren und Katalysatoren sind sogenannte Kontakt-Aktivatoren oder -katalysatoren, die einen bestimmten Vergasungspunkt in der Wärme erreichen müssen. Dieses Gas muß abgesaugt werden, so daß nur die flüssige Substanz insich die Wirksamkeit der Verbindung trägt.

Als Führungskopf des Turbomischers wird ein sogenannter Hlnterschnitt-Turborührer bevorzugt, der also eine Seheibenform mit einedhinteren Abschrägung von ca. 15 ° hat. Dieser Winkel liegt in der Richtung zur sogenannten Abkantung der Mischkammer, wie dies weiter unten noch näher erläutert wird.

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Die Mischkammer soll so ausgebildet, sein, daß beim Rührprozeß bzw. beim Einsatz des Tuxborührers in Strömungsrichtung hinten total abgerundete und glatte Flächen vorliegen, so daß vom Aufwirbeln des Tuxborührers in der Endzone der Mischkammer eine Materialberührung entsteht. Für die Mischkammer wird daher eine Herform bevorzugt, wodurch die angestrebte Beruhigung erreicht wird. Weitere bevorzugte Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, aus denen sich weitere wichtige Merkmale ergeben. Es zeigt:

Fig. 1 die wichtigen Teile einer Vorrichtung zur Herstellung von mit Seelen versehenen Fäden nach dem neuen Veifkhren;

Fig. 2 wesentliche Bauelemente einer anderen Vorrichtung zum Herstellen von Formen nach dem neuen Verfahren;

Zunächst sei Fig. 1 erläutert. Die zu mischenden Materialien, nämlich der neue, flüssige Kunststoff, Aktivatoren und/oder Katalysatoren gelangen in Pfeilrichtung 1 in eine Mischkammer 9, deren rückwärtiger Teil , wie aus Fig. 1 ersichtlich, in etwa HErzform hat. Das Material bildet in der Mischkammer einen Mischkreislauf, der in Pfeilrichtang 2 verläuft. Die Materialien^" strömen dann weiter durch die Herzform in Pfeilrichtung 3 und bauen sich vor einer Mischscheibe Io eines Turbomischers auf.

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Dadurch werden die Materialien in Pfeilrictbing 4 vollständig beruhigt und in Pfeilrichtung 5 in Formen gegeben. Die Mischkammer ist somit nach vorne von Abschrägungen 6,7 begrenzt, wodurch eine Wirbelbildung vermieden wird. Die Mischscheibe Io hat vollständig glatte Oberflächen. Sie ist im Querschnitt trapezförmig.

Der Antrieb der Mischscheibe Io erfolgt über eine Kupplung 8 von einem Motor 15. Dadurch kann der Motor abgenommen werden.

Beim gezeigten Ausführungsbeispxel sollen die hergestellten Fäden Seelen haben, beispielsweise aus Hanf oder DRaht. Diese Seelen 16 werden in Pfeilrichtung 11 durch eine Brille 12 der Spitze der Brille zugeführt und gehen dann in Führungsstangen 13. Am Vorderende der Führungstangen befinden sich SToffbüchsen 14, die die Verbindung mit der Mischkammer 9 herstellen. Die Seelen werden von dem sich vorwärtsbewegenden Strom in Pfeilrichtung 5 mitgenommen und gelangen dann in Rohr-förmige Formen 17, wo sie etwa bei Pos. 2o erhärten. Vorher werden die SesLen von dem dünnflüssigen Kunststoff ummantelt. Die Seelen müssen also einmal eingefädelt werden und laufen dann kontinuierlich mit, weil sie etwa ab Pos. 2o mit dem Kunststoff-Mantel fest verbunden sind.

Db ummantelten Fäden treten dann bei Pos. 22 aus den Formen 17 aus, und werden über eine Ablenkkappe 23 zu einem Führungsgerät geführt, welches nicht näher dargestellt ist. Sie werden dort beispielsweise verseilt oder auf andere Art und Weise weiter verarbeitet.

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Um die Temperatur zu halbieren, sind die Formen 17 von einem Kühlraum 18 umgeben, in den ein geeignetes Kühlmedium über eine Leitung 19 eintritt und über eine Leitung 21 austritt.

In Fig. 2 wird ganz entsprechend der Vorrichtung nach Fig. 1 der neuartige Kunststoff in Pfeilrichtung 24 der Mischkammer 3o zugeführt, und zwar wiederum in getrennten Strömen für PL und Aktivator und Katalysator. Die Mischkammer 3o ist bei diesem Ausführungsbeispiel nach unten geneigt und hat ebenfalls glatte Flächen. In der Mischkammer wird das Material vermischt und in seiner Strömung beruhigt. Es fliesst dann in Pfeilrichtung 31 , im freien Lauf zu einem Gießrohr 32 , wo es die Anlage verlässt. Das Giessrohr dient zum Beispiel zum Füllen von Formen für Rohre, Formteile und dergleichen. Es können nail dem Verfahren nach der Erfindung somit auch Gegenstände hergestellt werden, die nicht unbedingt länglich sind.

Die Mischkammer 3o ist von einem Mantel 33 umgeben, wodurch ein Ringraum 35 ausgebildet wird, in dem ein Heizmedium zirkulieren kann, beispielsweise mittels eines Rohres 36. Ein Deckel 34 ist mittels mehrerer an seinem Umfang verteilter Schrauben 37 abnehmbar. Dadurch ist die Mischkammer 3o leicht zugänglich und kann leicht gereinigt werden.

Wesentlich ist es somit, daß durch das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung praktisch beliebig geformte Gegenstände

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aus Kunststoff mit oder ohne Seele mit hervorragenden Materialeigenschaften und hoher Lebensdauer hergestellt werden können.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Fäden, Rohren, Profilen, Stangen und dgl. durch Einfüllen eines flüssigen Kunststoffes in Formen, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff aktiviertes Poly-Laurin-Lactam ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet , daß die Aktivierung durch Zusatz eines Aktivators und eines Katalysators erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 bis 2,dadurch gekennzeichnet , daß als Katalyaator Kohlendioxyd eingestzt ist und mit diesem die Schmelze des polymeren Lactams gesättigt wird und der Aktivator ein PHEnyb Isocyanat ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1-3 ,dadurch gekennzeichnet , daß der Katalysator und AKtivator getrennten flüssigen Mengen von Poly-Laurin-Lactam zugesetzt ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1-4 ,dadurch gekennzeichnet , daß die Temperatur der Form ungefähr ein Halb der Schmelztemperatur des Poly-Laurin-Lactams beträgt.

6. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 - 4 ,

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INSPECTED

dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatz des Aktivators und Katalysators in einer in Strömungsrichtung unmittelbar vor der Form liegenden Mischkammer (9,3o) erfolgt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 - 2 , und 4, dadurch

g e ken nzeichnet, daß der Zusatz des Aktivators und Katalysators durch Mischung der Flüssigkeitsströme in der Mischkammer (9,3o) erfolgt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5-7,dadurch gekennzeichnet , daß die Mischkammer (9,3o) ein Mischwerkzeug (lo) , z.B. Turborührer, aufweist und ohne Hinterschneidungen für den Rührstrom ausgebildet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1-4 ,dadurch gekennzeichnet , daß die Formen (17) für die Fäden

herausnehmbare zentrisch angeordnete Rohre sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischkammer (9,3o) sich zwischen den Formen (17) für die Fäden und Zuführrohren (13) für Seelen, de den Fäden zugeordnet sind, befindet.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 - Io , dadurch gekennzeichnet , daß die Mischkammer (9,3o) in ihrem Längsschnitt etwa Herzform hat.

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