DE2638840A1 - Verfahren zur herstellung von gussprodukten aus polyaethylenterephthalat - Google Patents
Verfahren zur herstellung von gussprodukten aus polyaethylenterephthalatInfo
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Description
Chang Shao Chi, Room No. 503, Brier Lamtam, No. 57, Nakanoshinden,
Shizuoka-shi, Shizuoka-ken, Japan
Verfahren zur Herstellung von Gußprodukten aus Polyalkylenterephthalat
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Gußprodukten aus Polyäthylenterephthalat (nachfolgend
als PÄT bezeichnet) mit guten Zähigkeitseigenschaften, wobei als Gießmaterial PÄT, weniger als 20 % eines Isomer enthaltendes
PÄT oder mit anderen Polymeren und/oder anorganischen Füllstoffen gemischtes PÄT verwendet wird.
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Mit PAT können zähe und dauerhafte Gußprodukte hergestellt .
werden. Wird das PÄT als Faser oder Film verwendet, so wird es gezogen und kann mit der im Herstellverfahren der Fasern
oder Filme erzeugten Orientierung wärmebehandelt werden. Die entstehenden Produkte sind zäh und weisen die vollständigen
Charakteristika des PÄT auf.
Bei Herstellung von Gußprodukten aus PÄT mit bekannten Verfahren, also beispielsweise mit gewöhnlichen Spritzgußmaschinen
oder Extrudern, können die erzielten Produkte nicht gestreckt werden und wird das PÄT einer Hydrolyse und schädlichen thermischen
Beanspruchungen aufgrund von Oxidation während des Gießvorganges unterworfen und sind mit diesem Verfahren ein langsames Kristallisationsvermögen
und nachteiliges Gieß- und Formverhalten verbunden. Spritzgegossene oder extrudierte PÄT Produkte sind deshalb
nicht so zäh und fest wie PÄT-Fasern und PÄT-Filme und überdies äußerst- spröde und weisen große Qualitätsunterschiede auf .Es
ist also äußerst schwierig, ausgezeichnete und fehlerfreie Gußprodukte aus PÄT zu erhalten. Demgemäß werden beim konventionellen
Gießen des PÄT die Produkte mit Glasfaser verstärkt und wird ein Stabilisierungsmittel zur Ausschaltung der schlechten Qualitätseigenschaften
verwendet. Weiter ist es erforderlich, ein Material mit einem großen Molekulargewicht von 18 000 bis
30 000 zu verwenden. Trotz der oben angegebenen Schwierigkeiten beim Erzielen zäher hochqualitativer Produkte sind weitere Mängel,
wie nicht vollständig gefüllte Gußprodukte und die Notwendigkeit der Verwendung von teueren Materialien, nicht eliminiert.
Insbesondere wird es für konventionelle Spritz- und Extrudierverfahren bei Verwendung von PÄT als äußerst schwierig betrachtet,
Abfälle und Reste von PÄT zu verwenden und mit verschiedenen Arten von Polymeren oder anorganischen Füllstoffen vermischtes PÄT
zu vergießen.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verf^hreji zum . .
Gießen von PÄT, welches mit anderen Polymeren oder anorganischen Füllstoffen gemischt ist, zu schaffen, bei dem thermische
Schädigungen verhindert und die Kristallisation des PÄT gesteuert werden kann, und zwar sogar bei Verwendung von Abfällen
und Restprodukten des PÄT. Die Steuerung der Kristallisation des PÄT wird durch sinnvollen Gebrauch der Charakteristiken
des PÄT ausgeführt. Beispielsweise liegt der Übergangspunkt zweiter Ordnung (Glasübergangspunkt) des PÄT ungefähr bei
67 bis 81° C, die Kristallisationsgeschwindigkeit ist sehr gering bei 120° C oder weniger und schneller bei 120 bis 190° C ,
also abhängig von der Temperatur. Die Kristalle verschwinden allmählich bei ungefähr 255 bis 265° C und sind bei ungefähr
29O° C nicht mehr vorhanden. Die Kristallini tat (Grad und Geschwindigkeit
der Kristallisation sowie Größe der Kristalle des PÄT) wird durch geeignete Einstellung und Steuerung der
Vorbehandlungsbedingungen (Trocknung) des Materials, der Temperaturen beim Spritzgießen oder Extrudieren und der Temperaturen
der Gießformen sowie Kühlwasser, Kühlung der Gießformen und gleichförmiges und schnelles Durchführen der Kühlung und
Verfestigung des PÄT geregelt. Dadurch können zähe und enorm wärmebeständige Produkte gegossen werden.
Weiter erlaubt die Erfindung das Gießen von hochwertigen Produkten
mit unterschiedlichen Eigenschaften bei Verwendung von PÄT, das mit einem oder mehr als zwei Arten anderer Polymere
und anorganischen Füllstoffen gemischt ist, wobei dadurch die Steuerung der Kristallinität des PÄT einfacher wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Gießmaterial trockenes, reines und/oder abfallbedingtes PoIyäthylenterephthalat
mit einem durchschnittlichen Molekular-
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gewicht von mehr als 10 000 verwendet wird und daß das Gießen mit den nachfolgenden Gießbedingungen stattfindet:
(a) Steuerung der Temperatur eines Zylinders einer Gießmaschine derart, daß die Temperatur innerhalb des Bereichs von - 35°C
der Schmelztemperatur des Kunststoffs liegt,
(b) Regelung der Haltezeit des. Kunststoffs im Zylinder auf eine
Zeit innerhalb 15 Min.
Weitere Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand von Figuren beschrieben. Es zeigt
Figur 1 eine skizzierte Querschnittsansicht einer konventionellen
Gießmaschine,
Figur 2 eine skizzierte Querschnittsansicht einer für
die Erfindung verwendeten Gießmaschine sowie
Figuren 3
und 4 Skizzen von Trichterausführungsformen, die für die Erfindung verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung verwendet Polyäthylenterephthalat als gesättigtes Polyester. Das bei der vorliegenden Erfindung
verwendete Polyäthylenterephthalat (P&T) beinhaltet mehr als 80 % Polyäthylenterephthalat, welches durch Reaktion von
Phtalsäure oder Dimethylterephthalat (DMT) mit Äthylenclycol polymerisiert worden ist und weniger als 20 % eines Isomers
oder ähnlichen Polymers.
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— D —
Das für die Erfindung geeignete PÄT kann für Fasern und .Ei line in
Form von Schnitzeln oder Kugelchen aus reinem Material vorliegen .Dartiberhinaus können abfallbedingtes pulverisiertes
BAT, d.h. PÄT aus Abfallgußstücken, sowie durch Reproduzieren
des abfallbedingten PÄT erzielte Schnitzel und Kügelchen verwendet werden. Reines Material sowie Reste und Abfallprodukte
können individuell oder gleichzeitig verwendet werden. Das durchschnittliche Molekulargewicht des PÄT kann mehr als 10 000,
vorzugsweise ungefähr 20 000, betragen. Obwohl PÄT mit einem großen Molekulargewicht von mehr als 30 000 verwendet werden
kann, können aus PÄT mit einem Molekulargewicht von weniger als 10 0OO keine hochzäh gegossenen Produkte erzielt werden. Bei Verwendung von Resten und Abfallprodukten des PÄT beeinflussen die
in diesen Resten und Abfallprodukten enthaltenen Stabilisierungsmittel, Farbstoffe, Zuschlagstoffe, Katalysatoren, flammhemmenden
Materialien etc. kaum das Gießen, sie werden aber bevorzugt derart verwendet, daß die Menge der Rest- und Abfallprodukte
des PÄT weniger als 50 Gewichtsprozent des gesamten Gewichts eines jeden gegossenen Produkts beträgt. Bei Verwendung von
pulverisiertem abfallbedingten PÄT werden die PÄT-Kügelchen
von bevorzugt mehr als 10 Gewichtsprozent, insbesondere bevorzugt von mehr als 30 Gewichtsprozent oder die Kügelchen oder
Fasern von anderen Polymeren von weniger als 60 Gewichtsprozent oder pulverförmige Körnchen oder Fasern aus anorganischem Material
von weniger als 60 Gewichtsprozent in bezug auf das Gesamtgewicht der gegossen Produkte im pulverisierten PÄT gemischt,
um das pulverisierte PÄT weich in die Schraube der Gießmaschine einzuführen. Wenn pulverisierte Teilchen von Resten als PÄT-Material
bei einem Mischungsverhältnis von weniger als 50 Gewichtsprozent
für ein reines Material verwendet werden, können die Gußprodukte billig hergestellt und Glasfaser oder anorganisches
Pulver in befriedigender Weise gemischt werden.
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Vorzugsweise ist der Waseergehalt im PÄTgering. Fa PÄT einen beträchtlichen Wasserbetrag enthält, wird es beim
Gießen die Hydrolyse des geschmolzenen PÄT beschleunigen,was
die termischen Eigenschaften mindert und Sprödigkeit bewirkt.
Deshalb sollte das PÄT vorher einer Trockenbehandlung unterzogen werden, um den Wassergehalt des PÄT auf weniger als
1 Gewichtsprozent zu reduzieren. In diesem Fall kann der bevorzugte Bereich an Wassergehalt im PÄT Ii% beim Gießen mit
einem Vent-Extruder (Entgasungspressenschnecke) mit einer Vakuumpumpe, jedoch vorzugsweise O,5 Gewichtsprozent beim
Gießen mit einer Vent-Einspritzmaschine mit einer Vakuumpumpe sein. Wird eine derartige Entgasungsgießmaschine mit einer
Vakuumpumpe nicht verwendet, wird der Wassergehalt bevorzugt auf 0,1 Gewichtsprozent oder weniger, insbesondere aber weniger
als 0,03 Gewichtsprozent, reduziert. Die Trocknungsbehandlung zur Reduzierung des Wassergehalts im PÄT auf 0,1 Gewichtsprozent
oder weniger wird im allgemeinen bei Temperaturen von 110 bis 150° C 3 bis 6 Stunden lang durchgeführt. Dieser Trocknungsprozeß dient zur Steuerung des Kristallisationsgrades des
PÄT im Endgußprodukt zusätzlich zur Reduzierung oder Entfernung des Wassergehalts im PÄT. Zur Reduzierung des Kristallisationsgrades des PÄT und zur Herstellung eines Endprodukts mit ausgezeichneten
Festigkeitseigenschaften, wird das PÄT-Material bei
einer geringen Temperatur über eine lange Zeitperiode getrocknet, beispielsweise bei 110 bis 120° C 5 bis 6 Stunden lang. Zur Steigerung
des Kristallisationsgrads und um Endprodukte mit ausgezeichneter Wärmebeständigkeit herzustellen, wird das PÄT-Material
bei höheren Temperaturen über eine kurze Zeitdauer getrocknet, beispielsweise über eine Zeitdauer von 3 bis 5 Stunden bei einer
Temperatur von 130 bis 150° C. Falls ein Vakuumtrocknungsverfahren
zum Trocknen des PÄT verwendet wird, wird das Verfahren bei 105 bis 1300C über eine Zeitdauer von 1 bis 4 Stunden unter
reduziertem Druck von weniger als 50mm Quecksilbersäule durchge-
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führt. Bei einer Trocknung mit Infrarotbestrahlung, kommt, man .
innerhalb einer Stunde mit Temperaturen von 115 bis 13Oo C aus.
Als Gießiaaterial kann das PÄT alleine verwendet werden oder
aber mit anderen Polymeren oder anorganischen Materialien gemischt. Der Schmelzpunkt des PÄT wird durch Zumischen eines
anderen Polymers zum PST gesenkt und das Gießen des PÄT kann bei niedrigeren Schmelzpunkt durchgeführt werden, wodurch eine
Verschlechterung der thermischen Eigenschaften verhindert wird.
Die mit dem PÄT gemischten Polymere sind Polyolefine, etwa Polyäthylen
und Polypropylen, Polystyrol, Acrylnitril-Butadienstyrolcopolymer
(ABS-Kunststoff), Polybuteneterephthalat
und Polyamide, mit dem Warenzeichen Nylon 6, Nylon 66, Nylon 8, Nylon 12, Nylon 7 und Nylon 11, sowie Baumwolle, Reyon,
Hanf etc. können zugemischt werden. Diese Polymere werden entweder
individuell mit dem PÄT vermischt oder es werden mehr als zwei Arten der Polymere mit dem PÄT vermischt. Die Gemischmenge
der Polymere beträgt vorzugsweise weniger als 60 Gewichtsprozent des Gesamtgewichts des Gußprodukts und bewegt sich insbesondere
bevorzugt in einem Bereich von 5 bis 40 Gewichtsprozent für Polyolefin und Polystyrol, 5 bis 30 Gewichtsprozent
für ABS-Kunstharz, 5 bis 40 Gewichtsprozent für Polybuteneterephthalat,
5 bis 5O Gewichtsprozent für Polyamid und 5 bis 30 Gewichtsprozent für Baumwolle, Reyon und Hanf. Die gesamte
Gemischmenge von mehr als zwei Arten der oben erwähnten Polymere sollte geringer als 60 Gewichtsprozent, bevorzugt weniger als
50 Gewichtsprozent sein. Beispielsweise bei Polyamid 10 bis 50 Gewichtsprozent und Polyäthylen 5 bis 30 Gewichtsprozent, Polyamid
10 bis 50 % und Polybuteneterephthalat 5 bis 20 %, bei Polyäthylen 1O bis 30 % und Polypropylen 5 bis 20 %.
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Obwohl die Polymere mit höheren Gemischmengen als, obeji ange- .
geben mit PÄT gemischt werden können, sollte in diesem Fall die Gemischmenge auf die oben angegebenen Werte begrenzt sein,
da sonst die CharakteristikaMes PÄT im Endprodukt reduziert
würden. Schnitzel eines reinen Materials und Rest oder Abfälle können für die Polymere verwendet werden. Die Gemischmenge dieser
Reste und Abfälle der Polymere beträgt vorzugsweise weniger als 20 Gewichtsprozent des Gesamtgewichts der Gußprodukte. Der
Wassergehalt der Polymere sollte wie im Fall des PÄT geregelt sein.
Darüberhinaus können anorganische Füllstoffe mit dem PXT gemischt
werden oder kann das PÄT mit einem anderen Polymer mit einem Betrag von weniger als 60 Gewichtsprozent des Gußprodukts
gemischt werden. Die anorganische Füllstoffe sollten sich im Dispersationsvermögen auszeichnen bei Mischung in PÄT und sollten
keine nachteilige chemische Reaktion mit PÄT zeigen und bevorzugt keine hygroskopischen Eigenschaften aufweisen. Beispielsweise
wird das PÄT mit weniger als 5 Gewichtsprozent von Bornitrid (BN) (in bezug auf das Gußprodukt; das gleiche angewendet
auf das übrige), weniger als 45 Gewichtsprozent von Glasfaser, weniger als 35 Gewichtsprozent von Glaskugeln und Glaspulver,
weniger als 40 Gewichtsprozent von Pulvern aus Feldspat, Quarz, Kohlenstoff, Aluminiumoxid, Keramik und Marmor oder weniger
als 60 Gewichtsprozent Metallpulverf Faser und Whisker/ beispielsweise
Eisen, Aluminium, Kupfer, Molybdän, Antimon, Wolfram Und Bor. Die oben angegebenen anorganischen Füllstoffe können individuell
oder es können mehr als zwei Arten dieser anorganischen Substanzen mit dem PÄT gemischt werden. Eine entsprechende Auswahl
wird nach den Charakteristika der Endprodukte bestimmt. Im Falle des Gemisches mit mehr als zwei Arten von anorganischen
Füllstoffen oder den anorganischen Füllstoffen und anderen Polymeren mit dem PÄT, beträgt die gesamte Gemischmenge weniger als
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60 Gewichtsprozent, bevorzugt aber weniger als 50 Gewichtsprozent. Im Fall von Pulvern der anorganischen Füllstoffe kann die
Korngröße der Pulverteilchen ungefähr 100 Teilchengrößen (mesh)
und bevorzugt mehr als 25o Teilchen großen (mesh) oder feiner als
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50 χ 10 mm betragen. Wenn oberflächenbehandelte anorganische Füllstoffe verwendet werden, wird ein hochwertigeres Produkt erzielt. Sogar wenn die Gemischmenge an anorganischem Füllstoff relativ gering ist, kann der anorganische Füllstoff gut in pulverisierten Teilchen des abfallbedingten PÄT gemischt werden und können die pulverisierten Teilchen des Abfall-PÄT leicht zugeführt werden, um an die Schraube der Gießmaschine zu gelangen. Beispielsweise kann Bornitrid sogar mit einer Gemischmenge von mehr als 0,03 Gewichtsprozent außerordentlich gut mit den pulverisierten Teilchen aus PÄT gemischt werden und kann das Gemisch durch Zuführung der pulverisierten Teilchen des PÄT zur Schraube der Gießmaschine gebildet werden.
50 χ 10 mm betragen. Wenn oberflächenbehandelte anorganische Füllstoffe verwendet werden, wird ein hochwertigeres Produkt erzielt. Sogar wenn die Gemischmenge an anorganischem Füllstoff relativ gering ist, kann der anorganische Füllstoff gut in pulverisierten Teilchen des abfallbedingten PÄT gemischt werden und können die pulverisierten Teilchen des Abfall-PÄT leicht zugeführt werden, um an die Schraube der Gießmaschine zu gelangen. Beispielsweise kann Bornitrid sogar mit einer Gemischmenge von mehr als 0,03 Gewichtsprozent außerordentlich gut mit den pulverisierten Teilchen aus PÄT gemischt werden und kann das Gemisch durch Zuführung der pulverisierten Teilchen des PÄT zur Schraube der Gießmaschine gebildet werden.
Farbkörper, Farbstoff, Oberflächenbehandlungsmittel, Flammenhemmittel
etc. können je nach Bedarf zusätzlich zum Polymer und den anorganischen Füllstoffen zugegeben werden.
Anstelle eines Gemisches von PÄT mit einem Polymer und einem anorganischen Füllstoff beim Formen, werden reines PÄT und
PÄT-Abfälle mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von
mehr als 10 000 mit wenigstens einem des anderen Polymer-und/ oder des anorganischen Füllstoffs von 0,5 bis 60 Gewichtsprozent
gemischt und wird die gemischte Substanz durch einen Vent-Extruder
mit einer Vakuumpumpe unter einem auf weniger als 100 mm Quecksilbersäule, vorzugsweise 50 mm Quecksilbersäule und insbesondere
vorzugsweise 20 mm Quecksilbersäule reduzierten Druck extrudiert und PÄT-Materialien wie Schnitzel und Kügelchen zum Gießen, die in geeignete
Größen und Formen geschnitten worden sind, können hergestellt und für das Gießmaterial verwendet werden. In diesem
FAIl kann durch Reaktion und Polymerisation von Terephthalat
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säure oder Dimethylterephthalat mit Äthylenglycol schmolzenem Zustand bereitetes PÄT kurz vor Gießen von
Schnitzeln und Kügelchen für Fasern und Filme verwendet werden. Sobald diese Polymerisation beinahe durchgeführt
ist oder unmittelbar nach Durchführung der Polymerisation, werden das andere Polymer und/oder der anorganische Füllstoff
im PÄT im Polymerisationsofen bei einem Druck von weniger als 50 mm Quecksilbersäule gemischt und wird das PÄT-Gemisch in
gewünschten Formen für das Gießmaterial nach gründlicher Durchmischung im Polymerisationsofen extrudiert. In diesem Fall
sollte das beizumischende andere Polymer und der anorganische Füllstoff nicht zersetzt sein oder sonstige schlechte Eigenschaften
aufweisen und sollte eine ausgezeichnete Wärmewiderstandseigenschaft
besitzen.
Im nachfolgenden wird das Herstellverfahren für gegossene PÄT-Produkte
unter Verwendung der genannten Gießmaterialien beschrieben. Die verwendete Gießmaschine ist vorzugsweise eine Spritzgußmaschine,
in welcher die Temperatur gut gesteuert werden kann, oder eine Vent-Spritzgußmas chine mit einer Vakuumpumpe? Bei der
Auswahl der Spritzgußmaschine ist es von Bedeutung, eine Schraubenspritzgießmaschine
mit ausgezeichnetem Dispersationsvermögen oder eine wirksame Entgasunggießmaschine zusätzlich zur ausgezeichneten
Temperatursteuerung auszuwählen. Somit sind die gegossenen PÄT-Produkte frei von schädlichen thermischen Einflußfaktoren,"
ist deren Kristallinitat leicht zu steuern und es
können stabile und ausgezeichnete Produkte erzielt werden. Obwohl eine allgemein gebräuchliche Extrudiermaschine als Extruder
verwendet werden kann, wird bevorzugt die Vent-Spritzgußmaschine mit Vakuumpumpe verwendet.
Das oben aufgeführte Material wird in die Spritzguß- oder Extru-
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diermaschine durch den Trichter zugeführt. In diesem
Fall sollte ein Entfeuchtungsgerät, wie beispielsweise ein
Trichtertrockner vorzugsweise zum Schutz des zugeführten Materials vor Feuchtigkeit verwendet werden, da somit eine
Minderung der thermischen Eigenschaften bei Erwärmung des Kunststoffmaterials verhindert werden kann. Die durch den
Trichter zugeführten Kunststoffe werden erwärmt und im Zylinder der Gußmaschine erschmolzen. Die Heiztemperatur für die
Kunststoffe hängt von den Arten und Mengen der weiteren mit dem PÄT vermischten Komponenten sowie der Haltezeit der Kunststoffe
in der Gußraaschine ab und sollte die tiefste Temperatur
sein bei welcher die Kunststoffe erschmolzen werden, 35 c. In anderen Worten, die Temperatur im Heizzylinder sollte
so tief als möglich sein, um eine Hydrolyse und eine thermische Schädigung zu vermeiden. In diesem Fall ist die Heiztemperatur
vorzugsweise der Kunststoffschmelzpunkt - 25 C für das Spritzgießen
und die Kunststoffschmelztemperatur - 35° C für das Extrudieren. Der bevorzugte Bereich der Hei ζ temper atur beträgt
für PÄT alleine 265 bis 290° C, für mit Polyäthylen gemischtes PÄT 240 bis 280° C, eine tiefere Temperatur als
die oben angegebene für das mit Polyamid gemischte PÄT und für mit PÄT gemischte anorganische Substanz 265 bis 300° C. Jedoch
ist im allgemeinen die bevorzugte Heiζtemperatur unterhalb
275° C, um thermische Schädigungen zu verhindern.
Bevorzugt wird die Kunststofftemperatur durch ein Oberflächentemperaturmeßinstrument
oder ein Thermoelement gemessen, wenn das Kunststoff durch die Spritzdüse der Spritzgußmaschine fließt
oder an der Spritzform oder Adapter des Extruders. Die wie oben gemessene tatsächliche Temperatur des geschmolzenen PÄT wird
zurückgeführt und die Beheizung des Zylinders wird geregelt, um entsprechend die Innentemperatur des Zylinders der Gußmaschine
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zur Steuerung der Kristallinität, der Größe des Kristalls und des Zustande der Kristallisation des PÄT zu regeln, um
die Erfordernisse für die Charakteristika des Endgußprodukts Z.U erfüllen, und die Gießtemperatur kann auf einen spezifizierten
Temperaturwert gesetzt werden. Es ist also bevorzugt, daß ein Temperaturanzeigebereich im Kunststoffdurchgang in der Gießmaschine
vorgesehen wird, um unmittelbar die Kunststofftemperatur kurz vor dem Spritzvorgang oder dem Extrudieren zu messen.
Die Gießbedingungen werden mechanisch nach Maßgabe dieser gemessenen Temperatur des Kunststoffes geregelt und die Temperaturänderung
bei Spritzen oder Extrudieren des Kunststoffs von der Düse der Gießmaschine wird auf 3° C über oder unter der
gesetzten Temperatur gehalten, so daß der Kunststoff im optimalen Bereich der Gießtemperatur gegossen werden kann.
Da die Materialien vollkommen durchgeknetet werden sollten, wird vorzugsweise eine Schraube mit entsprechender Formung
des Schraubenkörpers und entsprechender Ganghöhe ausgewählt
und eine Spezialdüse in der Gußmaschine vorgesehen. Die Materialien werden vollkommen durchgeknetet und dispers iert und in der
spezifizierten Form innerhalb 15 Minuten gegossen, bevorzugt 5 Minuten und insbesondere 3 Minuten der Haltezeit im Zylinder.
FAlIs der Kunststoff im Zylinder eine übermäßige Zeitdauer verbleibt, wird das PÄT beschädigt, die Festigkeit der gegossenen
Produkte reduziert und die Gießprodukte werden so spröde und brechen sehr leicht, weshalb die Haltezeit so kurz als möglich
sein soll. Insbesondere wenn die Heiztemeratur für die Kunststoffe hoch ist, sollte die Haltezeit der Kunststoffe
im Zylinder reduziert werden.
Zur Herstellung der Spritzguß- oder durch Extrusion gegossenen Produkte wird eine Vent-Spritzgußmachine oder Vent-Extruder mit
einer Vakuumpumpe als Gußmaschine verwendet und wird der Druck
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in der Gußmaschine durch die Vakuumpumpe durch das Ventil auf
weniger als 150 mm Quecksilbersäule, bevorzugt auf weniger als 100 mm Quecksilbersäule und insbesondere bevorzugt auf weniger
als 50 mm Quecksilbersäule reduziert und der Wassergehalt und der Sauerstoff im Material entfernt. Demgemäß kann die vorherige
Trocknungsbehandlung des Materials ausgelassen und vereinfacht werden, kann Hydrolyse und thermische Schädigung des PÄT verhindert
werden, kann die Temperatur im Zylinder ein wenig mehr als üblich erhöht werden, kann die Haltezeit des Kunststoffs im
Zylinder ungefähr 15 Minuten betragen, kann das Gießen von großen Produkten und dickwandigen Produkten leicht durchgeführt
und die Produktion gesteigert werden. Wenn das Ventil an einer Stelle vorgesehen wird, wo die Temperatur des Materials auf
12o bis 150° C steigt, das ist bei einer Stellung etwa ein Drittel der Gesamtlänge des Zylinders der Gießmaschine ausgehend
vom Trichter, ist der Wassergehalt im Material wirksam entfernt. Wenn beispielsweise eine Gasöffnung an einer unteren
Stelle des Trichters der Gießmaschine vorgesehen wird und trockenes Stickstoffgas vom unteren Teil zum oberen Teil des Trichters
durch diese Gasöffnung durchgeführt wird, so daß das trockene Stickstoffgas gegen den Materialfluß vom oberen Teil zum unteren
Teil des Trichters fließt, wird der Sauerstoff im Material durch den STickstoff ersetzt, wodurch die Hydrolyse und thermische
Schädigung des PÄT im Verlauf des Gießens verhindert wird und somit bessere Gußprodukte erzielt werden. In diesem Fall
kann das Wasser im Material in beträchtlicher Weise entfernt werden, wenn ein beheiztes trockenes Stickstoffgas verwendet
wird. Dadurch werden weitere gute Resultate erzielt und kann somit die Haltezeit des Kunststoffs im Zylinder relativ lang sein,
wenn das Gegenströmverfahren mit STickstoffgas verwendet wird.
Wie oben beschrieben, wird das erschmolzene und geknetete Material
in spezifizierter Form durch Spritzgießen oder Extrudieren gegossen.
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Dabei wird die Temperatur der Formen auf ein festes Maß i5°. über und unterhalb der gesetzten Temperatur) gehalten und werden
die Produkte mit den spezifizierten Charakteristiken mit einem geringfügigen Qualitätsunterschied gegossen. Beim Extrudieren
sollte die Düsentemperatur der Schmelztemperatur des Kunststoffs
minus 10° C und plus 15° C entsprechen. Die Formtemperatur ändert sich mit den erforderlichen Charakteristika für die Gußprodukte.
Im Fall des Spritzgießens sollte die Formtemperatur für das Gießen von nichtkristallinem PÄT 10 bis 75° C, vorzugsweise
ungefähr 30° C, sein, um das PÄT plötzlich abzukühlen und das PÄT in Form eines Kristalls zu gießen und gegossene Produkte
mit ausgezeichneter Wärmebeständigkeit herzustellen. Zur Erzeugung der Kristallisation des PÄT sollte die Formtemperatur 120Jais
160 C betragen. Darüberhinaus sollte die Formtemperatur zur Erzielung von Gußprodukten mit hoher Festigkeit und Wärmebeständigkeit
in einem Bereich von 130 bis 150°C liegen. Die Form für das
Spritzgießen sollte für das Gießen von PÄT geeignet gestaltet sein, beispielsweise kenn der Durchmesser des Steges zum Gießen des PÄT
oder des mit dem anderen Polymer gemischten PÄT ungefähr 1 mm und der Durchmesser des Steges zum Gießen des mit einer anorganischen
Substanz einer großen Korngröße und Gestalt, wie etwa beispielsweise Glasfaser, gemischten PÄT mehr als 2 bis 3 mm betragen.
Beim Gießen von Gußprodukten mit unterschiedlicher Dicke, sollte die Form derart gestaltet sein, daß das Kühlwasser schnell durch
einen entsprechend einer Wanddicke des Gußteils entsprechenden Teils der Form fließt und daß das Kühlwasser zur Kühlung mit einem
hohen Druck von 5 bis 7 kp/cm zirkuliert wird und die Formtemperatur sich schnell über das entsprechende Teil ausgleicht und die
Kristallinitat des gegossenen Produkts aus PÄT geeigneter gesteuert
werden kann. Die Form sollte derart gestaltet und geregelt werden, so daß die Temperatur der Form an beiden Seiten (Kern und Hohlraum
sind gespalten) wo immer möglich gleichförmig ist. Falls die Formtemperatur eine ungleiche Temperaturverteilung mit beispielsweise
Temperaturunterschieden von mehr als - 5 C aufweist, können
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keine ausgezeichneten Endprodukte erzielt werden und, falls ein Temperaturunterschied von mehr als 10° C herrscht, besitzen
die Gußprodukte merkliche Abweichungen hinsichtlich ihrer physikalischen Eigenschaften. Die Form sollte somit
sorgfältig gestaltet sein, so daß schnell ein größerer Betrag an Kühlwasser strömt, um die Form gleichmäßig abzukühlen, wobei
eine andere Kühlflüssigkeit als Kühlmittel anstelle von Wasser unter Raumtemperatur verwendet werden kann. Darüberhinaus sollte
die Form so gestaltet sein, daß das Formvolumen (Gesamtvolumen des gegossenen Produkts und Anguß) mehr als 25 Volumen-%, bevorzugt
50 Volumen-% , aber insbesondere vorzugsweise 90 bis 95 Volumen-% des maximalen Einspritzvermögens der Spritzgußmaschine
beträgt.
Das Gießen ist mit einer Form möglich, deren Form weniger als 50 Volumen-% und mehr als 25 Volumen-% des maximalen Schußvolumens
der Spritzmaschine beträgt. In diesem Fall sollten andere Gießbedingungen streng gesteuert werden, um festgegossene Produkte
zu erzielen.
Zäh gegossene Produkte werden also durch Gießen des Materials mit mehr als einer der verschiedenen Bedingungen erzielt, wie beispielsweise
etwa gründliche Trocknung des Materials zur Reduzierung des Wassergehalts des PÄT auf wenigstens 0,05
Gewichtsprozent, vorzugsweise weniger als 0,02 Gewichtsprozent, Gießen unter einem reduziertem Druck (weniger als 100 mm Quecksilbersäule)
im Zylinder, Gegenströmen des trockenen Stickstoffgases zur Trocknung des vom Trichter zugeführten Materials, leichtes
Absenken der Gießtemperatur und Steuerung der Haltezeit des Materials, um innerhalb 10 Minuten, vorzugsweise innerhalb 5 Minuten
zu bleiben. Wenn die Formkapazität mehr als 50 Volumen-% beträgt, können zäh gegossene Produkte relativ leich erzielt
werden, sogar wenn die Gießgedingungen nicht streng kontrolliert
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-16-
werden. Die Schußzeit für das Gießen des Kunststoffs beträgt,
weniger als 3 Minuten besonders für großgestaltete Produkte, vorzugsweise weniger als 1 Minute, insbesondere vorzugsweise
aber<weniger als 30 Sekunden. Die Haltezeit des Kunststoffs
im Zylinder kann durch Steuerung der Schußzeit und der Kapazität der Form verkürzt werden und es können dementsprechend
Hydrolyse oder thermische Schädigung des PÄ"T verhindert und
somit zäh gegossene Produkte erzielt werden. Für den Fall, daß das Stickstoffgas-Gegenströmverfahren verwendet wird und
das Gießen unter den Bedingungen, wie etwa der Schußzeit innerhalb einer Minute, vorzugsweise 30 Sekunden und einer Formkapazität
von mehr als 25 Volumen-%, vorzugsweise 5O Volumen-%, insbesondere
aber bevorzugt 90 bis 95 Volumen-%, durchgeführt wird, können außerordentlich gute Gußprodukte erzielt werden.
Die Steuerung der Kristallinität der Gußprodukte wird durch Regelung des vorläufigen Trocknungszustandes für das PÄT und
der oben beschriebenen Kühlbedingung für die Form durchgeführt, wobei das Zumischen von Pulvern oder anderen Polymeren oder
anorganischen Füllstoffen die Kristallinitatssteuerung weiter
erleichtert. Wenn insbesondere ein metallisches Pulver im PÄT gemischt ist, wird das Material schnell und gleichförmig im
Ganzen abgekühlt, aufgrund der ausgezeichneten Wärmeleitfähigkeit des Metalls und kann somit in zufriedenstellender Weise die
Kristallinität gesteuert werden. Eine geeignete Steuerung des Schußdruckes ist sehr wirksam für die Regelung der Kristallinität,
beispielsweise vereinfacht sich der Kristallinsationsvorgang bei einer Steigerung des Schußdruckes.
Zur Herstellung der spezifizierten gegossenen Produkte mit pulverisierten Teilchen aus Abfall inklusive Reste von PÄT
Produkten als Material, Rann eine Gußmaschine verwendet werden, in welcher die Auslaßöffnung des Trichters einen großen Innen-
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durchmesser aufweist und der Kerndurchmesser des Schraubenschaftes,
der das vom Trichter zugeführte Material ausführt und knetet, gegenüber der Auslaßöffnung des Trichters
über eine geringfügig längere Wegstrecke als der Innendurchmesser der Auslaßöffnung des Trichters außerordentlich klein ist.
Bei Verwendung dieser Gießmaschine müssen die pulverisierten Teilchen des Abfall-PÄT nicht beständig mit Kügelchen des PÄT
und anderen Polymeren oder pulverförmigen anorganischen Substanzen
gemischt werden. Wenn die pulverisierten Teilchen des abfallbedingten PÄT selbständig verwendet werden, können sie
in zufriedenstellender Weise der Gießmaschinenschnecke zugeführt und «.leicht ausgeführt werden, womit ein wirksames und
stetiges Gießen gesichert wird. In den Figuren 1 und 2 ist ein Gießmaschinenaufbau dargestellt. Figur 1 zeigt ein Beispiel
einer konventionellen Gießmaschine und Figur 2 ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Gießmaschine. Das Gehäuse 1 a
der horizontalen Spritzgußmaschine oder Extruders in Figur 1 ist zylinderförmig gestaltet und schließt eine zylindrische
Kammer 2a ein. Ein Ende dieser Kammer 2a ist in Äxialrichtung geschlossen. Ein Ende des Gehäuses 1a ist in Axialrichtung an
seiner Oberseite geöffnet und der untere Endabschnitt des Trichters 3a ist an dieser öffnung angeschlossen. Eine säulenförmige
Schnecke 4a ist in Längsrichtung innerhalb der Kammer 2a angeordnet. Ein Endteil dieser Schnecke ist im Lager 5a gelagert
und reicht durch eine Endfläche der Kammer 2a und ist durch eine Kupplung oder ein Reduziergetriebe etc.(nicht gezeichndet)
an einem Motor (nicht gezeichnet) angeschlossen. Die Schnekke
4a besteht aus einem Kern 6a und der Verschraubung 7a auf der Umfangsflache der Schnecke 4a. Wie in Figur 1 dargestellt, ist
im Falle der konventionellen Gießmaschine der Kerndurchmesser der Schnecke 4a fast gleich über der Schnecke 4a. im Gegensatz
dazu ist bei der Erfindung der Innendurchmesser der Auslaßöffnung 8b des unteren Teils des Trichters 3b größer als der Innendurch-
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messer der Auslaßöffnung 8a des Trichters 3a gemacht,jua die
Zuführung des Materials in die zylinderförmige Kammer 2b zu erleichtern. Gleichzeitig ist der der Auslaßöffnung 8b des Trichters
3b gegenüberliegende Kerndurchmesser des Kerns 6b1 der Schneckenwelle 4b beträchtlich kleiner als der Kerndurchmesser
des übrigen Kerns 6b der Schnecke 4b (beispielsweise 3 bis 20 mm kleiner als der andere Kern) und zwar über eine geringfügig
längere Wegstrecke als der Innendurchmesser der Auslaßöffnung 8b, d.h. ungefähr im Fall einer normal großen Gießmaschine 10 cm,
um die Zuführung des vom Trichter 3b der Schnecke 4b zugeführten Materials zu sichern. Da die Schnecke 4b sogar ein leichtgewichtiges
Material in zufriedenstellender Weise greift, kann das Material beständig durch die Kammer 2b geführt werden. Demgemäß ist es
bei Verwendung einer derart beschriebenen Gießmaschine nicht beständig notwendig, die Zuführung des Materials zur Schnecke
durch Hinzumischung von pulverisierten PÄT-Teilchen zu den Ρ&Γ-kügelchen
zu verbessern,um das spezifische Gewicht des gesamten Materials zu steigern. Da der Schneckenkern unterhalb der Auslaßöffnung
tiefer liegt, kann deshalb die Mitnahme des Materials mit der Schnecke sogar wenn pulverisierte Teilchen aus PÄT selbständig
verwendet werden, verbessert werden.
Wie aus den Figuren 3 und 4 ersichtlich, ist eine Material zuführvorrichtung,
wie etwa ein Rührer 9 und Schneckenzuführer 10, im Trichter 3c oder 3d vorgesehen, um die Zufuhr von Material in
die Kammer zu erleichtern, indem Brückenbildung deä Materials
im Trichter verhindert wird, wodurch die Zuführung des Materials in die Kammer und eine zufriedenstellende Zuführung des Materials
zur Schraube gesichert ist. Der Rührer 9 beinhaltet eine Welle 11, eine am oberen Ende der Welle befestigte Scheibe 12 und eine
Vielzahl von Rührblättern 13, die orthogonal an der Welle 11 befestigt
sind. Die Rührblätter 13 sind in gleichem Abstand und um jeweils 180° vom oberen zum unteren Rührblatt versetzt an
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der Welle befestigt und die Länge der Rührblätter t 13 ist derart
bemessen, daß sie nicht die Innenfläche des Trichters 3c berühren. Zwei Rührblätter sind am unteren Ende der WeIIiB 11
befestigt und jedes Rtihrblatt 13 ist spiralförmig ausgebildet. Das in den Trichter 3c zugeführte Material bewegt sich nach
unten und wird durch die sich drehenden Rührblätter 13 beständig gedreht, wodurch die Brückenbildung des Materials verhindert wird.
Die Rührblätter 13 können einfach aufgebaute platte Blätter sein. Der Rührer 9 ist über einen an der Scheibe 12 angreifenden Transmissionsriemen
mit einem Motor verbunden. Es ist auch ein Getriebe denkbar. Das obere Ende der Welle 11 kann auch unmittelbar am
Motor angeschlossen sein.
Der Schneckenzuführer 10 ist mit einer Schneckenausbildung 15 an der Umfangswand der Schneckenwelle 14 so versehen, daß der
Durchmesser sich am oberen Abschnitt zum unteren Ende allmählich verengt. Bei Drehung der Schneckenwelle 14 oder Vertikalbewegung,
wird das Material im Trichter 3d bei der Zuführung ineiandergewirbelt.
Die Schneckenwelle 14 ist über eine Kupplung, Reduktionsgetriebe etc. (nicht gezeichnet) mit einem Motor verbunden und
kann gedreht oder in Vertikalrichtung bewegt werden. Demgemäß kann das in die Kammer zugeführte Material beständig und leicht
unter Verwendung der Materialzuführvorrichtung, wie etwa den Rührer oder den oben beschriebenen Schneckenzuführer, eingeführt
werden und die Zuführung des Materials zur Schnecke kann deshalb in zufriedenstellender Weise bewirkt werden. Sogar bei pulverisierten
Teilchen des Abfall-PÄ'T, insbesondere von Abfällen in Form
von dünnen Schichten, welche schwierig unmittelbar selbständig zugeführt werden können, kann das Gießen einfach durchgeführt
werden und brauchen die Kügelchen des PÄT nicht mit pulverisierten Teilchen des Abfall-PÄ'T vermischt werden.
In Tabelle 1 sind Vergleichsergebnisse hinsichtlich der Festigkeit
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-20-
der Gußprodukte angegeben, die durch Verwendung eines reinen
PÄT mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 16 000 bis 17 000 und einem Wassergehalt von weniger als 0,1 Gewichts-.prozent
als Gießmaterial in den beiden Fällen erzielt werden, in denen einmal die Kunststofftemperatur während Temperaturmessung
des PÄT-Materials mit einem in das das Kunststoff führende Durchgangsrohr der Spritzdüse der Spritzgußmaschine gesetzten
Oberflächentemperaturmeßgeräts genau gesteuert und zum anderen die Temperatur des Kunststoffs nicht gesteuert wird.
Tab. eile 1;
Düsentemperatur | geregelte Temperatur | (2) | ungeregelte | |
Temperatur d. aus der | 235 | Temperatur | ||
Düse austretenden | Π) | 250 | ||
Zylindertemperatur I | Kunststoffs | 235 | 270 | 235 |
(0C) II | Gießformtemperatur | 250 | 270 | 250 |
III | Festigkeit des Guß- | 270 | 265 - 270 | |
2 ^Produkts (kg/cm ) |
265 | 265 - 2 | 270 | |
265 ± 2 | 50 - 2 | 270 i 5 | ||
650 | ||||
50 ί 2 | 50 - 2 | |||
680 | 555 - 670 | |||
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-21-
Die Ergebnisse bei einem ähnlichen Gießvorgang, wie oben^ be- ,.
schrieben, unter Verwendung von PÄT-Abfallen sind in Tabelle 2
dargestellt.
Düsentemperatur | geregelte | ungeregelte | |
Temperatur d. aus der | Temperatur | Temperatur | |
Zylindertemperatur I | Düse austretenden | 235 | 235 |
(°C) II | Kunststoffs | 250 | 250 |
III | Gießformtemperatur | 270 | 265 - 270 |
Festigkeit des | 265 | 265 | |
Gußprodukts (kg/cm ) | |||
265 - 2 | 270 ± 5 | ||
50- 2 | 50 ± 2 | ||
630 | 400 - 610 | ||
Wie oben dargestellt, wird durch Steuerung der Temperatur die Änderung der Kunststofftemperatur reduziert und werden bei Verwendung
von PÄT-Abfällen als Gießmaterial gegossene Produkte aus
PÄT einer gegebenen Qualität mit geringerem Festigkeitsunterschied und mit höherer Festigkeit erzielt.
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Die Haltezeit des Kunststoffs im Zylinder betrug JO Minuten, .
die Formkapazität betrug 50 % und die Schußzeit betrug 1 Minute.
Die Festigkeit von Gußprodukten, die durch Spritzgießen mit PÄT mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 16 000
bis 17 000 und einem Wassergehalt von weniger als 0,05 %, gemischt mit anderen Polymeren oder anorganischen Füllstoffen,
bei genauer Steuerung der Kunststofftemperatur wie in Beispiel 1 erzielt wurden, ist in Tabelle 3 angegeben. In allen Beispielen
betrug die Zylindertemperatur für I 235 C, für II 250 C und für III 270° C, betrug die Temperatur der Spritzdüse 265 bis
270 C, betrug die tatsächliche Temperatur des aus der Spritzdüse austretenden Kunststoffs 265 C - 2 C und betrug die
Formtemperatur 50° C - 2° C.
Material und Mischungsverhältnis | Zugfestigkeit des |
Gußprodukts (kg/cm ) | |
reines PÄT ohne Zusatz | 62O |
reines PÄT mit Titan | 653 |
PÄT-Filmabfall ohne Zusatz | 567 |
reines PÄT + 20% Glasfaser | 1031 |
PÄT-Abfallprodukt + 20% Glasfaser | 1211 |
PÄT-Abfallprodukt +10% Glasfaser | 1019 |
PÄT-Abfallprodukt + Nylon 50% | 580 |
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In der oben angegebenen Tabelle ist wie im nachfolgenden Beispiel
das Mischungsverhältnis in Gewichtsprozent der «Jußprodukte angegeben
.
In Tabelle 4 sind Zugfestigkeit und der Streckbetrag der erzielten
Gußprodukte bei einem Spritzgießen mit genau gesteuerter Temperatur
des PÄT mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 13 000 bis 17 000 und einem Wassergehalt von weniger als 0,05%
und sich ändernder Formtemperatur. Dabei betrug die Zylindertemperatur der Spritzgußmaschine 250° C, 260° C und 265° c» die
Spritzdüsentemperatur 265° C, die Temperatur dec aus der Spritzdüse
austretenden Kunststoffs 265 - 2° C.
Material (PÄT) | Formtemperatur | Zugfestigkeit | Streckbetrag |
(°C) | (kg/cm2) | (%) | |
reines Material | 30 - 35 | 551 | |
η it | 30 - 35 | 541 | |
Abfallmaterial | 20 - 24 | 568 | |
η | 30 - 35 | 527,8 | 113,4 |
π | 45 | 506,4 | 32 |
η | 50 | 460 | 4 |
π | 60 | 479 | 4 |
Wie oben beschrieben, wurden die Gußprodukte mit verschiedenen Charakteristika durch Steuerung der Kunstharztemperatur auf einen
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-24-
festen Wert und Ändern der Temperatur der Gießform erzielt. Wenn die Gießformtemperatur niedrig war, wurden zähe ^ußprodukte
erzielt, da im Gußprodukt viele nicht kristallisierte Teile enthalten waren und die Kristallgrößen in den kristallisierten Teilchen
klein waren.
Unter den in Tabelle 6 aufgezeigten Gießbedingungen wurden unter Verwendung der in Tabelle 5 dargestellten Materialmischungen
nach einer Trocknung bei 13O°C über 5 bis 6 Stunden zur Reduzierung
des Wassergehalts auf weniger als 0,1 % vor Gießen Produkte wie Büchsen, Knöpfe, Deckel, Muttern, Meßdeckel,
Walzen, Zahnräder etc. gegossen. Die in Tabelle 7 dargestellten Charakteristika wurden«durch Prüfung von unter diesen Gießbedingungen
gegossenen Testproben erhalten. Dabei beträgt das Molekulargewicht des PÄT 12 000 bis 18 000, die Haltezeit des Kunststoffs
im Zylinder 10 bis 15 Minuten, die Gießformkapazität 30 bis 60 % und die Schußzeit 1/2 bis 3/2 Minuten. Die Änderung der
Temperatur des aus der Düse austretenden Kunststoffs wurde auf einen
+ ο
eingestellten Temperaturwert - 3 C gehalten. Tabelle 5:
Nr. | Material | 10% |
1 | Reines PÄT + Polyäthylen | 2O% |
2 | ti f n | 10% |
3 | " +ABS Kunstharz | 20% |
4 | Hi Π | 25% |
5 | " + Nylon 6 | 50% |
6 | M .j. ti | |
709811/0737 ' -25-
Tabelle 5 (Fortsetzung):
Nr. | Material | Polybuteneterephthalat | Il | 20% | 10% |
7 | Reines PÄT + | η | η | 30% | 20% |
8 | w + | Glasfaser | H | 30% + | 10% |
9 | H ι | + | 30% + | 20% | |
10 | PÄT (Abfall) | + | Il | + BN | 30% |
11 | η | + | 30% + | 30% | |
12 | η | : PÄT (Abfall) 1 | |||
13 | PÄT (rein) 1 | ||||
14 | 1 | ||||
15 | 1 | Quartz 10% | |||
16 | 1 | n 10% | |||
17 | 1 | 0,5% | |||
Kohlenstoff | |||||
18 | 1 | ο,5% | |||
: " 2 + Glasfaser | |||||
: 2 + | |||||
: 2 + | |||||
t: " 1 + | |||||
: " 1 + | |||||
-26-
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Nr. | ZyIindertemperatu r | Nleder- | Düsentem. | Gießformtemp. | SchneckenUmdrehung (UpM) |
Hoch temp. - | temp.- | ||||
abschnitt | abschnitt | ||||
260 | |||||
1 | 240 | 270 | 270 | 30-40 | 68 |
2 | M | 260 | M | n | η |
3 | n | η | It | M | N |
4 | η | H | η | H | M |
5 | η | 255 | It | M | η |
6 | M | 260 | η | N | η |
7 | 230 | 255 | 265 | N | N |
8 | n | 275 | η η | η | H |
9 | 260 | 280 | 280 | η | H |
10 | n | 285 | It | η | η |
11 | ■ | 290 | 285 | η | Μ |
12 | 270 | 270-275 | η | 140 | H |
13 | 250-260 | 280 | 275 | 30 - 40 | M |
14 | 260 | 285 | 280 | 140 - 150 | η |
15 | 270 | 290 | 285 | M | M |
16 | 275 | ■ | Il | N | H |
17 | ■ | It | Il | 145 - 150 | M |
18 | M | It | It | n |
-27-
7 0 9 8 1 1 / 0.7 3 7
Merke: Die Gieß temperatur wurde auf den Temperaturwert
ί 5° C gehalten.
Nr. | 2 Festigkeit kg/cm |
elastische Eigenschaft | Wärmebeständigkeit |
0C (Erweichungspunkt) | |||
1 | 420 | gut | |
2 | 365 | It | |
3 | 54Ο | It | |
4 | 465 | Il | |
5 | 535 | ziemlich gut | 110 |
6 | 565 | gut | 120 |
7 | 515 | Il | 60 - 65 |
8 | 497 | It | 60 |
9 | 750 | schlecht | 150 |
10 | 87Ο | η | 180 - 200 |
11 | 1215 | Il | 230 - 240 |
12 | 1105 | Il | 240 - 250 |
13 | 52Ο - 600 | gut | 70 - 80 |
14 | 92Ο | Schlecht | 180 - 200 |
15 | 126Ο | It | 230 - 240 |
16 | 118Ο | Il | 240 - 250 |
17 | 116Ο | Il | 245 - 250 |
18 | 1280 | η | 240 - 245 |
Stangenartige Schnitzel mit einem Durchmesser von 2mm wurden durch
Gießen eines reinen PÄT-Materials mit einem durchschnittlichen
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Molekulargewicht von 16 000 bis 18 000 ohne vorherige Trocknungsbehandlung (Wassergehalt betrug weniger als 1%) unter Verwendung
des Vent-Extruders mit einer Vakuumpumpe unter nachfolgenden Bedingungen erhalten:
Druck weniger als 50 irm Quecksilbersäule, Temperatur von 270° C
am Niedertemperaturbereich des Zylinders, Temperatur von 280 bis 290 C am Hochtemperaturbereich des Zylinders und Düsentemperatur
von 275 bis 280° C, dessen Änderung innerhalb - 3°C gehalten wurde, Schneckengröße 90 mm und Kühlwassertemperatur von weniger
als 50 C. Nach vielmaligem Biegen brachen die Stangenprodukte nicht und wurde das Molekulargewicht fast nicht reduziert (ungefähr
weniger als 5%) und es wurden Gußprodukte mit denselben Charakteristika wie im Fall des vorher bei 130° C für 4,5 bis
6 Stunden getrockneten PÄT,erzielt. Das gleiche war der Fall bei Verwendung von PÄT-Abfällen als PÄT-Material.
Durch diesen von reinem PÄT-Material und PÄT-Abfällen gemischt
mit 10 bis 40 Gewichtsprozent anorganischen Füllstoffen wie Glasfaser, Feldspat, Quartz ohne vorherige Trocknungsbehandlung unter
Verwendung einer Vent-Spritzgießmaschine unter der Bedingung,
daß das Material ungefähr 0,5 % Wasser enthielt und der Druck im Zylinder weniger als 100 mm Quecksilbersäule war, wurden Produkte
wie Muttern, Walzen etc. wie in Beispiel 4 gegossen. Die physikalischen
Eigenschaften dieser Gußprodukte waren zufriedenstellend und die kristallisierten Produkte waren nur selten gebrochen und extrem
fest, sogar wenn sie behämmert oder fest an eine Wand geworfen wurden. Eine Reduzierung des Drucks im Zylinder auf weniger als 100 mm
Quecksilbersäule beeinflußte nicht die physikalischen Eigenschaften der Gußprodukte sogar bei einem Wassergehalt von ungefähr 0,5%
des Materials.
Zylinderförmige, haubenähnliche Produkte mit einer Dicke von
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2 mm, einer Höhe von 130 nun und einem Innendurchmesser von 80 mm
wurden hergestellt, wobei das PÄT mit anderen Polymeren und anorganischen Füllstoffen wie im Fall nach Beispiel 4 gemischt war
und zwar nach Einführung von trockenem Stickstoff vom unteren Trichterabschnitt
her, welcher gegen den Materialfluß strömte und wobei bei Zuführung von Material durch den Trichter die Luft im Material
durch Stickstoff ersetzt wurde. Die Temperatur beim Niedrigtemperaturabschnitt
des Zylinders betrug 250 bis 25.5° C, die Temperatur
am Hochtemperaturabschnitt des Zylinders 275 bis 280° C und die
Düsentemperatur 280° C, deren Änderungen jeweilig innerhalb 3°
C gehalten wurde, die Gießtemperatur-betrug 30 bis 35° C,
Umdrehung der Schnecke war 70 UpM und der Zyklus der einzelnen Schüsse betrug 40 Sekunden. Das Gußprodukt weist eine Blaufärbung
auf, die angibt, daß das PÄT offensichtlich nicht oxidiert und durch Sauerstoff während des Gießvorganges zerstört ist, im Vergleich
zur Oberfläche der ohne Gegenströmverfahren mit Stickstoff
gas gegossenen Produkte, welche eine Gelbfärbung aufweisen. Die Zähigkeit dieser Gußprodukte ist extrem hoch. Wenn beispielsweise
das haubenförmige Produkt durch einen vertikal herabschlagenden Hammer getroffen wird, wird das ohne Verwendung von Stickstoffgas
gegossene Produkt durch eine Behämmerung von 3 bis 5 χ gebrochen, wohingegen das mit STickstoffgas gegossene Produkt nach 6 bis
maliger Behämmerung brach, d.h. der Schlagwiderstand des letzteren
Gußprodukts wurde um 30 bis 50 % verbessert. Im wesentlichen gleiche Ergebnisse ergeben sich auch bei kristallinen Gußprodukten. Dies
ist beispielsweise dassable bei einem von einer Maschine mit 310g erzielten Gußprodukt von 85 g.
Beim Gießen einer Walze mit einer Wanddicke von 12 mm und einem Durchmesser von ungefähr 30 mm mit einem kreisförmigen Loch von
1,5 mm Durchmesser unter Verwendung eines reinen Materials und Abfällen von PÄT mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht
von 12 000 bis 1500 und einem Wassergehalt von weniger als
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0,05 Gewichtsprozent wurde die Wirkung der Haltezeit des Ρ&Γ.
im Zylinder bei Verwendung einer Form (mit einem Hohlraum) für ein Produkt von ungefähr 12 g geprüft.
1. Gießbedingungen
Trocknung des Materials 130° C, 5 bis 6 Stunden
Zylindertemperatur im Niedrigtemperaturabschnitt 250 bis 260° C
Zylindertemperatur im Hoch temperaturabschnitt 270 bis 275° C
Schneckenumdrehung ungefähr 70 Umdrehungen pro Minute
Gießtemperatur 30° C^2°C Schußzeit 90 Sekunden
Größe der Spritzgußmaschine 28,4 g; 99,2 g und 141,8g
2. Verhältnisse zwischen Haltezeit und physikalischen Eigenschaften
der Gußprodukte
Größe der Gießmaschine
Formvolumen
maximales Schußvolumen
Haltezeit (Min.)
Bruchfestigkeit 2
kg/cm
kg/cm
Fallhöhe bis Bruch
141,8 g 99,2 g 28,4 g
1/10
1/5
1/2
45 - 60 24 - 30 12 - 15
10 od. weniger1m od.weniger ,300-600
1000 - 1300
1000 - 1300
40m od. mehr 50m od. mehr
Merke: Das Fassungsvermögen der Gießform beträgt das gesamte des
Volumens des Gußprodukts und des Angußes.
Die oben angegebene Bruchfestigkeit (Druckprobe) erhielt man
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dadurch, daß die oben angegebene Walze in Längsstellung mit
einer Breite von 12 mm und Höhe von 30 mm zusammengepreßt wurde scwie das in (2) und (3) dargestellte Produkt in einer
Querstellung, welches eine Festigkeit von mehr als 5 000 kg
pro cm ergab. Im Fall (3) wuaide kein Bruch beobachtet, sogar
dann als das Produkt stark gegen eine Wand geworfen wurde.
Demgemäß sollte die Haltezeit des PÄT im beheizten Zylinder innerhalb 15 Minuten liegen, um zähe Gußprodukte herzustellen
und die Größe der Gießform sollte mehr als 50% des maximalen Schußvolumens der Gießmaschine betragen.
Produkte wie Büchsen, Knöpfe, Deckel, Muttern, Meßdeckel, Rotoren, Zahnräder und Rollen wurden mit pulverisierten Teilchen
aus dünnen Abfallschichten von PÄT mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 12 000 bis 13 500 und einem Wassergehalt
von weniger als 0,05 % hergestellt, wobei das PÄT mit den in Tabelle 9 dargestellten Materialien unter den in Tabelle 9 aufgeführten
Bedingungen gemischt war. Die Charakteristika dieser Gußprodukte sind in Tabelle 10 dargestellt. Dabei betrug die Haltezeit
5 bis 15 Minuten, betrug das Fassungsvermögen der Gießform 20 bis 60 % und betrug die Schußzeit 30 Sekunden bis 2 Minuten.
Nr. | Gießbedingungen | Materialgemisch | Zylindertemp. | Hoch- temp.ab schnitt |
Düsentemp. °c |
Schnecken umdrehung UpM |
Formtemp. °c |
Polyäthylen, 1o Ge wichtsprozent Polyäthylen, 20 Ge wichtsprozent |
Niedrig- tem.ab schnitt |
270 260 |
270 Il |
68 η |
30 - 40 It |
||
1 2 |
240 240 |
7 09811/0737
-32-
Tabelle 9 (Fortsetzung) ;
Nr. | Materialgemis ch | Gießb edingungen | Hoch- | Düsentemp. | Schnecken- Formtemp. |
Zylindertemp. | temp.ab | Umdrehung | |||
Niedrig- | schnitt | ||||
teinp. ab- | °c | ||||
ABS Kunstharz | schnitt | 260 | °C | UpM 0C | |
5 Gewichtspro | O C |
270 | 68 30 - 40 | ||
3 | zent | 240 | |||
ABS Kunstharz | 260 | ||||
10 Gewichts | η | η η | |||
4 | prozent | 240 | |||
Nylon 6, | 260 | ||||
25 Gewichts | η | it n | |||
5. | prozent | 240 | |||
Nylon 6f | 255 | ||||
50 Gewichts | Il | Il Il | |||
6 | prozent | 230 | |||
Polybutenetereph- | 260 | ||||
thalat 10 Ge | π | η η | |||
7 | wichtsprozent | •230 | |||
Polybutenete- | 255 | ||||
rephthalat,20 . | Il * | η η | |||
8 | Gewichtsprozent | 230 | |||
Glasfaser,10 | 275 | ||||
Gewichtspro | 280 | Il Il | |||
9. | zent | 250 | |||
Glasfaser,20 | 275 | ||||
Gewichtspro | 280 | 68 30 - 40 | |||
10 | zent | 250 | |||
Glasfaser,30 | 280 | ||||
Gewichtspro | H | η π | |||
11 | zent | 250 | |||
Glasfaser,30 | 280 | ||||
Gewichtsprozent | η | π η | |||
12 | + Feldspat,10 | 250 | |||
Gewichtsprozent | |||||
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-33-
Physikalische Eigenschaften der Gußprodukte
elastische Eigenschaft
Festigkeit (kg/cm )
Wärmebeständigkeit (Erweichungstemp.)
gut
Il It
schlecht
Il
η η
400 350 400 300 400 350 470 450 400 850 1250 1100
110 | ο | C |
125 | ο | C |
150 | O | C |
180 | - | 200 |
230 | 240 |
245 - 25Ου C
Beispiel 10:
Produkte ähnlich wie in Beispiel 9 wurden mit pulverisierten
Teilchen von pftp-Abfällen mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht
von 12 000 bis 13 500 gegossen, wobei PÄT-Kügelchen mit
einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 15 000 bis 17 und andere Substanzen zur Steuerung des Wassergehalts auf weniger als
0,05 % zugegeben waren. Durchgeführt wurde dies unter den Gießbedingungen in Tabelle 11. Die Charakteristika dieser Gießprodukte
sind in Tabelle 12 dargestellt.
-34-
709811/0737
Nr. | PÄT-Abfall: | Gießbedingungen | Zylindertemp. | Hoch- temp. ab- schnitt |
Düsentemp. | Gießform- |
PÄT-Kügelchen | Materialgemisch | Niedrig- temp. ab schnitt |
°c | temp. | ||
°c | 270 | °c | 0C | |||
1 | 250 | M | 270 | 30 - 40 | ||
13 | 1 | Il | Il | M | π | |
14 | 2 | - | η | Il | It | It |
15 | 3 | - | η | Il | N | It |
16 | 4 | - | π | 275 | H | η |
17 | 2 | - | 255 | It | 28Ο | 145 |
18 | 2 | Glasfaser, 10 Gewichtsprozent |
π | 280 | H | η |
19 | 2 | " ,20 | 260 | 285 | η | It |
20 | 2 i | " ,30 | 265 | H | 285 | 145 |
21 | 2 : | Glasfaser, 30 Gewichtsprozent +Feldspat,10 Gewichtsprozent |
Il | η | η | |
22 | Glasfaser,30 Gewi chtsprozent + Quartz,10 Gewichtsprozent |
|||||
: 1 | ||||||
: 2 | ||||||
: 1 | ||||||
: 1 | ||||||
: 1 | ||||||
: 1 | ||||||
ί 1 | ||||||
ί 1 | ||||||
! 1 | ||||||
: 1 |
Physikalische Eigenschaften der
Gießprodukte
Nr. | elastische Eigenschaft | Festigkeit (kg/cm2) | Wärmebeständigkeit (Erweichungstemp.) |
13 14 |
gut ■1 |
450 - 500 M |
70 - 75°C H |
-35-
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Nr. • |
elastische Eigenschaft | Festigkeit (kg/cm2) | Wärmebeständigkeit (Erweichungstemp.) |
15 | gut | 450 - 500 | 70 - 75°C |
16 | η | η | η |
17 | n | π | η |
18 | schlecht | 700 | 150°C |
19 | π | 900 | 210°c |
20 | H | 1250 | 24O°C |
21 | η | 245°C | |
22 | η | 245 - 25O°C |
Wie in Beispiel 9 und Beispiel 10 aufgeführt, können die pulverisierten
Teilchen aus Abfallgußprodukten des PÄT wie sie sind verwendet werden und brauchen nicht in eine Kugelform geformt werden.
Jeder Abfall kann nach Pulverisierung vergossen werden. Demgemäß vereinfacht sich das Herstellverfahren, können die Abfälle unter
niedrigen Kosten wiederverwendet werden. Weiter kann eine große Menge von Fasermaterial, wie beispielsweise Glasfaser, zugesetzt
werden und braucht nicht in eine kleine Form geschnitten werden. Diese können so lang wie sie sind zugemischt werden, wodurch zähe
Gußprodukte mit zufriedenstellenden Charakteristika erzielt werden,
Da PÄ"T-Kugelchen, Kügelchen aus anderen Polymeren, Fasern, pulverförmige
anorganische Substanzen etc. den Abfällen oder pulverisierten
Teilchen der Abfallprodukte aus PA'T zugesetzt werden können,
wird eine unwirksame Zuführung des Materials zur Schnecke der Gießmaschine aufgrund eines geringen spezifischen Gewichts der
pulverisierten Teilchen des PÄ'T ausgeschlossen. Das spezifische Gewicht des gesamten Materials wird groß und das Material kann
in zufriedenstellender Weise zur Schnecke zugeführt und durch den Zylinder zwangslos und wirksam transportiert werden, wodurch
-36-
7 0 9811/0737
zähe Produkte mit verschiedenen Charakteristik^ spritzgegossen
oder extrudiert werden können.
Kügelchen aus PÄT wurden mit den unten dargestellten Materialien
durch einen Vent-Extruder mit Vakuumpumpe unter den unten angegebenen Gießgedingungen gegossen. Das durchschnittliche Molekulargewicht
des PÄT betrug 12 OOO bis 18 000, Wassergehalt war weniger
als 1%/ Druck im Zylinder wurde auf 50 mm Quecksilbersäule gehalten
und die Haltezeit des Materials im Zylinder betrug 3 bis 4 Minuten.
Nr. | Material | Art des PÄT | Materialgemisch (Gewichtsprozent) |
Nylon 6, 20 | Gießbedingung (Temp, im Zylinder 0C) |
260 |
Kügelchen | Polyäthylen, 10 | Nylon 6, 40 | Niedrigtemp.- Hochtemp.- . abschnitt . . abschnitt |
250 270 | ||
1 | H | , 20 | ABS Kunstharz, 5 | 240 270 | η η | |
2 | η | , 10 | 230 270 | Il N | ||
3 | η | Polybutenterephth alat 10 |
250 270 | |||
4 | π | η 20 |
240 260 | |||
5 | η | Glasfaser, 20 | 230 265 | |||
6 | η | η η t |
η η | |||
7 | H Kügelchen: pulverisierte Fi lmtei Ich en |
η η t |
240 | |||
8 | 1 : 1 | |||||
9 | 2 : 1 | |||||
10 | 3 : 1 | |||||
11 |
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-37-
Nr. | • | s 2 | Material | Quarz, 20 | Gießbedingung | Hofchtemp,- ab schnitt |
3 | ", 30 | 270 | ||||
: 4 | 11, 10 | (Temp, im Zylinder 0C) | η | |||
12 | : 1 | Feldspat, 10 | Niedrigtemp,- abschnitt |
π | ||
13 | Art des PÄT | Glasfaser, 20 + Feldspat, 10. |
250 | 280 | ||
14 | 1 | Glasfaser, 20 + Quarz, 10 |
η | M | ||
15 | 1 ! | ' 1 | η | η | ||
16 | 1 | : 1 | η | η | ||
17 | 1 ■ | : 1 | η | π | ||
18 | 1 ! | ! 1 | Il |
It
Il |
||
19 | 1 : | Il |
Il
Il |
|||
20 | 1 ! | Il | ||||
21 | 1 i |
Il
It |
||||
1 | Materialgemisch (Gewichtsprozent) |
η
η |
||||
r | Glasfaser, 20 | |||||
It It
t |
||||||
η π
I |
||||||
, 10 |
Die in Tabelle 13 dargestellten Kügelchen wurden unter den oben angegebenen Bedingungen durch Spritzgießen hergestellt. Die
physikalischen Eigenschaften der hergestellten Produkte sind
in Tabelle 14 dargestellt.
Die Schneckendrehung betrug 68UpM und die Gießtemperatur war
40 bis 50°C für die Nummern 1 bis 8 und 45 bis 50°C für die Nummern 9 bis 21. Der Wassergehalt eines jeden Kügelchen war
weniger als 0,05 %, das Fassungsvermögen der Gießform betrug
30 bis 60% und die Schußzeit betrug 0,5 bis 2 Minuten.
-38-
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Nx | Gießtemperatur | * Hochtemp.- abs chnitt |
Düsentemp. | Physikalische Eigenschaften der Güßprodukte : |
elastische \ Eigens chaf-c ten . |
1200C 1OO°C |
1 | Ni edri gtemp.- abschnitt |
2 6 5° C | 27O°C | Schlagwider stand |
fiärmeb es t än- ligkeit (Erweichungs temp.) |
1200C |
2 3 |
24O°C | 260 265 |
265 270 |
3 | gut . 1OO°C | 65°C |
4 | 230 250 |
260 | 265 | 6 3 |
ausgezeich net gut |
60°C |
5 | 240 | 260 | 265 | 5 | gut | 65°C |
6. | 230 | 255 | 265 | 4 | gut | 60°C |
7 | 220 | 260 | 265 | 5 | gut | 18O-2OO°C |
8 | 230 | 255 | 265 | 4 | gut | W |
.9 | Ψ 750 |
270 | 275 | 5 | gut | H |
1O | H | m | It | 7 | . gut | 180 - 200°C |
11 | n | H | H | 8 | gut | M |
12 | If | Il | Il | 8 | gut | M |
13 | N | H | H | 6 | gut | 130°C |
14 | N | If | Il | 6 | gut | 2OO°C |
15 | 26Ο | 275 | 280 | 6 | gut | 235°C |
16 | ■ | H | M | 6 | schlecht | 135°C |
17 | M | H | mr | 8 | schlecht | 130°C |
18 | ■ | m | 6 | schlecht | 2 3 0°C | |
19 | « | M | 4 | ziemlich gut |
235°C | |
20 | M | ■ | N | 3 | ziemlich gut |
|
21 | Il | H | ■ | 6 | schlecht | |
6 | schlecht |
-39-
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Der Schlagwiderstand wurde durch die für ein an einenuEnde
eines Stahlrohres mit einer Länge von 800 mm und einem Durchmesser
von 3/4"montiertes Gußprodukt (Buchse) notwendige Zahl
bis zum Bruch aus einer Höhe von 1 m in Vertikal richtung gemessen.
Wenn, wie oben beschrieben, PÄT mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von mehr als 10 000 mit weniger als 60 Gewichtsprozent
von anderen Polymeren und organischen Füllstoffen gemischt wird, wird das Materialgemisch in spezifizierte Formen extrudiert,
nachdem das PÄT und die anderen Polymere und anorganischen Füllstoffe geschmolzen und miteinander verknetet wurden und es wird
ein Material zum Gießen hergestellt, welches integral das PÄT und die anderen Polymere und anorganischen Füllstoffe enthält,
wobei dieses Material zur Mischung nahezu kein Hydrolyse und thermische Schädigung verursachendes Wasser und Sauerstoff enthält
und unmittelbar ohne Vermischungen kurz vor Gießen verwendet
werden kann. Darüberhinaus können Abfälle aus PÄT ebenfalls verwendet werden, weshalb ausgezeichnete und zähe Gußprodukte mit
weiter verbesserten Eigenschaften des PÄT leicht und unter geringen
Kosten hergestellt werden können.
Die Versuchsprobe wurde bei verschiedenen Gießformtemperaturen unter Verwendung eines in Tabelle 15 aufgeführten Gemisches
erstellt, welches durch Zusatz von Glasfaser und anderen Materialien
zum reinen PÄT (A) mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von ungefähr 17 0OO, zu reinem PÄT (B) mit einem durchschnittlichen
Molekulargewicht von ungefähr 25 000 und zu Abfall-PÄT mit einem
durchschnittlichen Molekulargewicht von ungefähr 13 000 (Wassergehalt eines jeden Materials geringer als 0,1 Gewichtsprozent) bereitet
wurde, wobei die in (Tabelle 15 angegebenen Meßergebnisse
- 40 -
709811/0737
für die Schlagfestigkeit erzielt worden (scharfe Kante) sind.
Die Zylindertemperatur betrug 25O°C (I), 26O°C (II) und
28O°C (III) und die Düsentemperatur betrug 2800C. Die Temperatur
des aus der Düse austretenden Kunstharzes wurde wie die Gießformtemperatur genau gesteuert. Die Haltezeit des Kunststoffs
im Zylinder lag innerhalb 10 Minuten, die Schneckenumdrehung betrug 67 UpM, das Fassungsvermögen der Form war ungefähr
30 Volumenprozent und die Schußzeit betrug ungefähr 1 Minute.
Tabelle 15: .
Nr. | Materialgemischverhältnis (Gewichtsprozent) | 35 | B | 35 | Glas faser |
Glas bälle |
Feldspat pulver |
Quarz pulver |
Sießtemp. Schlag- 0C wider stand 2 kg/cm |
Zugfestig keit 2 kg/cm |
1 | reines Abfalle- PÄT PAT. |
35 | 35 | 30 | 1242 | |||||
2 | A | 40 | 40 | 30 | 457 | |||||
3 | 40 | 40 | 10 | 10 | 25 17,21 | 816 | ||||
4 | 35 | 35 | 5 | 5 | 5 | 5 | 3,3 | 660 | ||
5 | 40 | 40 | 30 | 5,16 | 1269 | |||||
6 | 35 | 35 | 10 | 10 | " 2,9 | 818 | ||||
7 | 35 | 35 | 30 | 50 11,32 | 1007 | |||||
8 | 30 | 5,31 | 500 | |||||||
9 | 1OO | 50 | 145 5,18 | 565 | ||||||
1O | 50 | 40 | £. f 1 | 582 | ||||||
11 | 40 | 40 | 20 | 25 4,1 | 771 | |||||
12 | 40 | 20 r | μ. ^ | 3,3 | 842 | |||||
135 6,74 | ||||||||||
145 5,7 |
70981 1/0737
-41-
BAD ORI©!NAL
Wie es sich aus den oben dargestellten Resultaten ergibt« kann,
ein spritzgegossenes Produkt mit ausgezeichneter Schlagfestigkeit beim Gießen mit geringer Gießformtemperatur erzielt werden. Es
ist empfehlenswert, daß die Gießformtemperatur erhöht wird, um
spritzgegossene Produkte mit ausgezeichneter Wärmebeständigkeit zu erhalten.
Wie weiter aus den Ergebnissen hervorgeht, wird im Fall eines Gießvorganges,
bei dem die Gießformtemperatur besonders auf einen hohen Wert angehoben wird eine beträchtliche Änderung der physikalischen
Eigenschaften (beispielsweise bei Nr. 11 und Nr. 12) in bezug auf einen Temperaturunterschied von 10° C der Gießformtemperatur
beobachtet. ..Demgemäß sollte die Gießformtemperatur
derart geregelt sein, daß die Änderung der Gießformtemperatur innerhalb eines Bereichs von 5 C über und unter dem eingestellten
Temperaturwert liegt.
- Patentansprüche -
Γ -42-
BAD ORfQfNAL 70981 1/0737
Claims (1)
- P a t e η t a η s ρ r ü c h eVerfahren zur Herstellung von Gußprodukten aus Polyäthylenterephthalat, dadurch gekennzeichnet, daß als Gießmaterial trockenes reines und/oder abfallbedingtes Polyäthylenterephthalat mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von mehr als 10 000 verwendet wird, und daß das Gießen unter den nachfolgenden Gießbedingungen stattfindet.(a) Steuerung der Zylinder-Temperatur einer Gießmaschine derart, daß die Temperatur innerhalb eines Bereichs von - 35°C der Schmelztemperatur des Kunststoffes liegt,(b) Steuerung der Haltezeit des Kunststoffs im Zylinder auf eine Zeit innerhalb von 15 Minuten.2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Gießmaterial ein Gemisch verwendet wird, welches durch Mischung von wenigstens einem Polymer aus der Gruppe bestehend aus Polyäthylen, Polypropylen, Polystyrol, ABS-Kunststoff, Polybuteneterephthalat, den sogenannten Nylon 6, Nylon 66, Nylon 8, Nylon 12, sowie Baumwolle, Reyon und Hanf mit Polyäthylenterephthalat in einem Verhältnis von 5 bis 60 Gewichtsprozent erstellt wird.3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß-als Gießmaterial ein Gemisch verwendet wird, bei dem ein anorganischer Füllstoff dem Polyäthylenterephthalat in einem Verhältnis von weniger als 60 Gewichtsprozent beigemischt ist.4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Gieß--43-70981 1/0737material ein Gemisch verwendet wird, bei dem wenigstens-ein Polymer aus der Gruppe bestehend aus Polyäthylen, Polypropylen, Polystyrol, ABS-Kunststoff, Polybuteneterephthalat, den sogenannten Nylon 6, Nylon 66, Nylon 8, Nylon 12, sowie Baumwolle, Reyon und Hanf und ein anorganischer Füllstoff mit Polyethylenterephthalat derart gemischt ist, daß die gesamte Gemischmenge des Polymers und des anorganischen Füllstoffes weniger als 60 Gewichtsprozent des Gußproduktes beträgt.5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Gießmaterial Kügelchen verwendet werden, welche durch Mischung von wenigstens einem Polymer aus der Gruppe bestehend aus Polyäthylen, Polypropylen, Polystyrol, ABS-Kunststoff, Polybuteneterephthalat, den sogenannten Nylon 6, Nylon 66, Nylon 8, Nylon 12, sowie Baumwolle, Reyon und Hanf und/oder von anorganischem Füllstoff mit PoIyäthylenterephthalat in einem Verhältnis von 0,5 bis 60 Gewichtsprozent der gegossenen Kügelchen, wobei das gemischte Material unter einem Druck von weniger als 100 mm Quecksilbersäule im Zylinder gegossen wird.6. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Spritzgießen mit einer gewöhnlichen Spritzgußmaschine unter den nachfolgenden Bedingungen:(a) Regelung des Wassergehalts des Polyäthylenterephthalats auf weniger als 0,1 Gewichtsprozent,(b) Regelung einer Zylindertemperatür in einem Bereich von 35°C der Schmelztemperatur des Kunststoffs,(c) Regelung der Haltezeit des Kunststoffs im Zylinder auf eine Zeit innerhalb 15 Minuten,(d) Regelung der Temperaturänderung des aus der Düse austretenden Kunststoffs auf 3°c über oder unterhalb der vorgewählten Temperatur,(e) Einstellen der Gießformtemperatur auf einen bestimmten Temperaturwert in einem Temperaturbereich von 10 bis 160°C-44-709811/0737und Regelung der Änderung dieser Temperatur auf, 5° 4Ξ über- . und unterhalb der eingestellten Temperatur,(f) Regelung des Fassungsvermögens einer Gießform auf weniger. als 25 Volumenprozent des maximalen Schußvolumens der Spritzgußmaschine und(g) Regelung einer Gußzeit auf eine Zeit Innerhalb 3 Minuten.7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß trockenes Stickstoffgas im Gegenstromverfahren von einem unteren Trichterabschnitt zu einem oberen Trichterabschnitt gegen das Gießmaterial geleitet wird.8.. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Spritzgießen mit einer Vent-Spritzgußmaschine unter den nachfolgenden Bedingungen:(a) Regelung des Wassergehalts von Polyethylenterephthalat auf weniger als 0,5 Gewichtsprozent,(b) Regelung des Zylinderdrucks auf weniger als 100 mm Quecksilbersäule,(c) Regelung der Zylindertemperatur derart, daß sie innerhalb eines Bereichs von - 25°C der Schmelztemperatur des Kunststoffs liegt,(d) Regelung der Haltezeit des Kunststoffs im Zylinder auf eine Zeit innerhalb 15 Minuten,(e) Regelung der Temperaturänderung des aus der Düse austretenden . Kunststoffs auf 3°C über und unterhalb der eingestellten Temperatur,(f) Einstellen einer Gießformtemperatur auf einen bestimmten Temperaturwert in einem Temperaturbereich von 10 bis 160 C und Regelung der Änderung dieser Temperatur auf 5 C über- und unterhalb der eingestellten Temperatur,(g) Regelung des Fassungsvermögens der Gießform auf weniger als 25 Volumenprozent des maximalen Schußirolumens der Spritzgußmaschine und-45-70981 1/0737263884Q(h) Regelung der Schußzeit auf eine Zeit innerhalb 3 Minuten..9. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Extrudieren mit einem gewöhnlichen Extruder unter den folgenden Bedingungen:(a) Regelung des Wassergehalts von Polyathylenterephthalat auf weniger als 0,1 Gewichtsprozent,(b) Regelung der Zylindertemperatur derart, daß sie innerhalb eines Bereichs von — 35 0C der Schmelztemperatur des Kunststoffs liegt,(c) Regelung der Haltezeit des Kunststoffs im Zylinder auf eine Zeit innerhalb 10 Minuten,(d) Regelung der Temperatur der Düse auf einen Wert innerhalb - 10 C und + 15°C der Schmelztemperatur und(e) Regelung der Temperaturänderung des aus der Düse austretenden KunststoffsTemperatur.Kunststoffs auf 3° C über- und unterhalb der eingestellten10. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Extrudieren mit einem Vent-Extruder unter nachfolgenden Bedingungen:(a) Regelung des Wassergehalts des Polyäthylenterephthalats auf weniger als 1 Gewichtsprozent,(b) Regelung des Zylinderdrucks auf weniger als 100 mm Quecksilbersäule(c) Regelung der Zylindertemperatur derart, daß sie innerhalb eines Bereichs von - 35°C der Schmelztemperatur des Kunststoffs liegt,(d) Regelung der Haltezeit des Kunststoffs im Zylinder auf einen Wert innerhalb 10 Minuten,(e) Regelung der Temperatur der Düse auf einen Temperaturwert innerhalb - 10 C und + 15°C der Schmelztemperatur und(f) Regelung der Temperaturänderung des aus der Düse austretenden Kunstsratur.innerhalb - 10 C und + 15°C der Schmelztemperatur undei
Kunststoffs auf 3°C über- und unterhalb der eingestellten Tempe--46-70981 1 /0737-11. Verfahren nach 'Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als· Gießmaterial verwendete pulverisierte Teilchen von Abfall-Po lyäthylenterephthalat durch einen an einer Gießmaschine vorgesehenen Trichter zugeführt werden, dessen Innendurchmesser der Auslaßöffnung größer als bei den bekannten Maschinen ist, und daß die über den Trichter zugeführten pulverisierten Polyäthylenterephthalat-Teilchen durch eine Schnecke in Axialrichtung transportiert werden, wobei der Abschnitt des Schneckenschafts, welcher der Auslaßöffnung des Trichters gegenüber angeordnet ist, über eine Länge, die geringfügig größer als der Innendurchmesser der Auslaßöffnung des Trichters ist, einen kleineren Kerndurchmesser als der übrige Abschnitt der Schneckenwelle aufweist.12. verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Gießmaterial verwendete pulverisierte Teilchen aus abfallbedingtem Polyäthylenterephthalat durch einen mit einer Materialzuführeinrichtung versehenen Trichter einer Gießmaschine zugeführt werden.Starnberg, den 27. August 1976/1062/d70 9 811/0737
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