DE2845433C3

DE2845433C3 - Verfahren zur Herstellung von Halbzeug und/oder Fertigwaren aus Kunststoff

Info

Publication number: DE2845433C3
Application number: DE19782845433
Authority: DE
Inventors: Bernhard 4426 Vreden Wesseler
Original assignee: Gebr Schmeing 4280 Borken De
Current assignee: Gebr Schmeing 4280 Borken De
Priority date: 1978-10-19
Filing date: 1978-10-19
Publication date: 1981-08-06
Also published as: DE2845433B2; DE2845433A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Halbzeug und/oder Fertigwaren aus Kunststoff durch Vorverdichten eines pulverförmigen oder granulierten Rohmaterials mit mehr als 200 kp/cm² und Schmelzen desselben unter Anwendung von Wärme und Druck.

Zur Herstellung von Halbzeug und/der Fertigwaren aus Kunststoff, insbesondere aus thermoplastischen Kunststoffen, wie beispielsweise Niederdruckpolyäthylen, sind im wesentlichen zwei große Verfahrensgruppen bekanntgeworden. Einmal handelt es sich um das sogenannte Schmelzpressen, bei welchem pulverförmige oder granulierte Rohstoffe in Formen eingefüllt und darin kalt vorverdichtet werden, und zwar mit einem Druck zwischen 50 und 100 kp/cm². Die derart hergestellten Formlinge werden dann unter geringem Druck zum Schmelzen gebracht und danach mit stufenweise steigendem Druck etwa ein Drittel der Kühlphase und mit vollem Druck während der Endphase gekühlt, wobei der volle Druck wiederum maximal 100 kp/cm² beträgt. Die Preßformen sind dabei kastenartig gestaltet, in die ein Preßstempel einfährt. Normalerweise umfaßt eine Presse etwa zwei bis vier Formen, die in Länge und Breite stets gleich sind. Die Dicke der hergestellten Formlinge ist begrenzt und beträgt zwischen 12 mm im Minimum und etwa 150 mm im Maximum. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß relativ hohe Investitionskosten für die Anlage erforderlich sind und immer nur einheitliche Dicken hergestellt werden können, wobei die Umstellung der Vorrichtung von einem Kunststoff auf einen anderen oder von einer Farbe auf eine andere oder von einer Dicke auf die andere zeitaufwendig ist Die Herstellung von Schicht-ϊ Stoffen, d. h. Platten aus unterschiedlichen Schichten, ist nur schwierig möglich.

Das andere bekannte Verfahren ist die Ram-Extrusion, bei der aus einem Vorratsbehälter pulverförmiges oder granuliertes Rohmaterial in einem Extruder

ίο geführt wird, wo dieses Material durch Kolbenhub verdichtet und gleichzeitig erschmolzen wird. Das Material wird dann mittels eines Kolbens durch einen sich verengenden Kanal gedrückt, dessen Austritt etwa dem Plattenquerschnitt entspricht. Auch bei diesem bekannten Verfahren sind Dicke und Breite fixiert (begrenzt zwischen 30 und 65 mm) und für jede Änderung der Dicke muß der Stempel aus Massivstahl ausgewechselt werden, wobei hier insbesondere die Abkühlzeiten zu berücksichtigen sind, die solche Maschinenänderungen außerordentlich kostenaufwendig machen (Wechselzeit 2 — 3 Tage, Material- und Energieverlust).

In der FR-PS 12 03 040 wird ein dem Oberbegriff entsprechendes Verfahren beschrieben, bei welchem bei einer Temperatur von 20 bis 30⁰C pulverförmiges Polypropylen einem Druck von 1600 kp/cm² über eine Dauer von zwei Minuten ausgesetzt wird. Der so erzielte Preßkörper wird dann der Form entnommen und entweder unter Stickstoff oder unter Wasserdampf bei einem Druck von etwa 1 bis 4 kg/cm² oder von 6 bis 7 at erhitzt, so daß dadurch offensichtlich der kompakte Körper erschmolzen werden soll. Auch bei diesem bekannten Verfahren kann nicht in einem kontinuierlichen Verfahren gearbeitet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Herstellungsverfahren für Halbzeug und/oder Fertigwaren aus Kunststoff zu schaffen, bei welchem im kontinuierlichen Verfahren gearbeitet werden kann und bei welchem ein Umstellen der Maschine auf andere Farbtypen, andere Kunststofftyper. oder auf Schichtstoffe ohne große Unterbrechungszeiten und Umrüstungsarbeiten für die Maschine möglich ist.

Diese der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Vorverdichtung bei einem Druck von etwa 1000 kp/cm² erfolgt und der derart erzielte Preßkörper in eine druckstabile Form eingesetzt wird, die auf den Preßkörper einen Druck von etwa 50 kp/cm² ausübt, entstehendem Expansionsdruck entgegenwirkt und bei Schrumpfung nachdrückt.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird also so vorgegangen, daß pulverförmiges oder granuliertes Rohmaterial beispielsweise auf eine bewegliche Vorschubplatte aufgegeben und unter einen Preßstempel geführt wird, der beispielsweise mit einem Druck von 1000 kp/cm² arbeitet, wobei in diesem Bereich das kalte Rohmaterial entsprechend verdichtet wird.

Natürlich ist es möglich, in diesem 3ereich auch eine geringfügige Erwärmung vorzusehen.
Der derart gepreßte Strang wird dann kontinuierlich weitertransportiert und der Preßkörper kann nunmehr in die gewünschte Länge bzw. Form geschnitten werden. Dieser in die gewünschte Form gebrachte Preßkörper wird dann in eine druckstabile Form eingebracht, die eine entsprechende Abdeckplatte oder eine Preßstempelplatte aufweist, die mit etwa 50 kp/cm² auf den Preßkörper aufdrückt und bei entstehenden Expansionsdruck diesem Druck entgegenwirkt und andererseits bei Schrumpfungen des Preßkörpers,

beispielsweise in der Abkühlphase, diesen Schrumpfungen nachgibt und nachdrückt Die geschlossene Form wird in einer separaten Anlage erhitzt und das Material geschmolzen bzw. gesintert

Durch dieses erfindungsgemäße Verfahren werden die Investitionskosten erheblich gesenkt und Produktionssteigerungen gegenüber dem Druckextrusionsverfahren erreicht Es vereinigt die Vorteile beider bisher gebräuchlicher Verfahren, nämlich variable Dicke, Mischung usw. einerseits und variable Länge andererseits.

Insbesondere ist mit dem erfipdungsgemäßen Verfahren das Herstellen unterschiedlichster Dicken und Breiten ohne große Umstellarbeiten möglich.

Was besonders vorteilhaft erscheint ist beim erfindungsgemäßer. Verfahren die Tatsache, daß es durchaus möglich ist in die eigentliche Preßform eine zweischichtige Rohstoffschicht einzuführen, wobei beispielsweise die eine Seite aus einem sehr hochwertigen, beispielsweise verschleißfestem Kunststoff besteht und die andere Seite weniger hochwertigen Kunststoff aufweist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens kennzeichnet sich durch einen Aufgabetrichter, eine Förderbahn für das aus dem Aufgabetrichter abgezogene Rohmaterial, eine im Weg der Förderbahn angeordnete Preßvorrichtung und eine sich an die Preßvorrichtung anschließende Abzugseinrichtung, wodurch es möglich ist, kontinuierlich den Preßkörper mit dem gewünschten erfindungsgemäßen hohen Druck herzustellen. Hierbei können mehrere Aufgabetrichter vorgesehen sein, die zur gleichzeitigen oder unabhängig voneinander erfolgten Beschickung der Förderbahn ausgerüstet sind.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert.

Die Zeichnung zeigt dabei ein schematisches Ausführungsbeispiel, ohne daß die Erfindung auf diese Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens beschränkt ist.

In der Zeichnung ist mii t eine Preßvorrichtung bezeichnet, durch die eine Fördervorrichtung 2 führt die vor der Preßvorrichtung 1 mit einem Aufgabetrichter 3 für Rohmaterial ausgerüstet ist Der Aufgabetrichter weist in an sich bekannter Weise eine schiebergesteuerte Öffnung 4 auf, die die Höhe des auf die Förderbahn 2 abgegebenen Materials begrenzt und damit die Höhe einstellbar macht
Hierbei ist es bereits aus der Zeichnung erkennbar,

ίο .daß es durchaus möglich ist die Förderbahn mit mehreren Aufgabetrichtern auszurüsten, so daß beispielsweise das Umwechseln von verschiedenen Farbarten des Kunststoffes schnell und in einfachster Weise möglich ist oder daß auch ein mehrschichtiges Auftragen der Schicht auf der Förderbahn 2 erreichbar ist

Das Material wird mit der Förderbahn durch die Preßvorrichtung 1 geführt und hier zu dem Formkörper 5 verdichtet. Von diesem Formkörper 5 können nunmehr die gewünschten Körper abgetrennt werden, die dann in in der Zeichnung nicht dargestellte Formen eingefüllt oder vorübergehend gelagert werden.

Die in Formen befindlichen Preßkuchen (Formstücke) werden in einer separaten — ebenfalls nicht dargestellten — Heizanlage gesintert (geschmolzen), wobei eine kontinuierliche und von der Preßvorrichtung unabhängige Beschickung möglich ist. Ein besonderer Vorteil ist darin zu sehen, daß

a) die Preßvorrichtung nicht wähernd des Heiz-/ Kühlprozesses belegt ist und nicht aufgeheizt werden muß,

b) die Heizanlage ständig in gleichbleibender Temperatur gehalten werden kann (keine Abkühl- und Aufheizzeiten = Energieeinsparung),

c) die Abkühlung außerhalb der Preß-und Heizanlage erfolgt,

d) die Heizanlage (ohne Umstellung) auch zum Tempern (spannungsfrei) von Platten bzw. zum Plastifizieren für Spaltprozesse genutzt werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Halbzeug und/oder Fertigwaren aus Kunststoff durch Vorverdichten eines pulverförmiger! oder granulierten Rohmaterials mit mehr als 200 kp/cm² und Schmelzen desselben unter Anwendung von Wärme und Druck, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorverdichtung bei einem Druck von etwa 1000 kp/cm² erfolgt und der derart erzielte Preßkörper in eine druckstabile Form eingesetzt wird, die auf den Preßkörper einen Druck von etwa 50 kp/cm² ausübt, entstehendem Expansionsdruck entgegenwirkt und bei Schrumpfung nachdrückt.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Aufgabetrichter (3), eine Fördervorrichtung (2) für dan aus dem Aufgabetrichter (3) abgezogene Rohmaterial, eine im Wege der Fördervorrichtung (2) angeordnete Preßvorrichtung (1) zum Vorverdichten des Rohmaterials, eine sich an die Preßvorrichtung (1) anschließende Abzugseinrichtung und eine druckstabile Form zum Ausüben eines konstanten Druckes auf das vorverdichtete Material während des Erhitzens und Abkühlens in der Form.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch mehrere Aufgabetrichter zur gleichzeitigen oder unabhängig voneinander erfolgenden Beschikkung der Förderbahn mit verschiedenen Ausgangsstoffen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorverdichtung und der Schmelz-/Kühlprozeß in getrennten Einrichtungen erfolgen.