DE3916407A1 - Spinning stretching and injection of thermoplastic melt - has good properties in longitudinal direction achieved by spinning stretching and forming of extruded melt at two different stages - Google Patents
Spinning stretching and injection of thermoplastic melt - has good properties in longitudinal direction achieved by spinning stretching and forming of extruded melt at two different stagesInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vor richtung zum Herstellen von Polymerextrudaten gemäß den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 bzw. 8.The invention relates to a method and a front direction for the production of polymer extrudates according to the The preambles of claims 1 and 8, respectively.
Polymerextrudate, z.B. Stränge oder Folien werden aus Kunststoffausgangsmaterial, vorzugsweise Thermoplasten in Pulver- oder Granulatform hergestellt, das aus einem Vorratsbehälter einer Extruderschnecke zugeführt, dort bis zur Schmelze erwärmt, mit Additiven versehen und schließ lich durch mit Hilfe einer Spinnpumpe durch eine Spinndüse extrudiert wird. Beim Durchgang der Polymerschmelze durch die Spinndüse können jeweils Strömungsbedingungen einge stellt werden, durch die in dem Kunststoffextrudat viele der Polymerketten entlang der Extrusionsrichtung ausgerich tet sind. Die derart hergestellten Extrudate weisen eine hohe Streckfestigkeit auf.Polymer extrudates, e.g. Strands or foils are made Plastic raw material, preferably thermoplastics in Powder or granule form made from a Storage container fed to an extruder screw, there until heated to melt, provided with additives and closed Lich by means of a spinning pump through a spinneret is extruded. When the polymer melt passes through the spinneret can each set flow conditions through the many in the plastic extrudate of the polymer chains aligned along the direction of extrusion are. The extrudates produced in this way have one high tensile strength.
Es ist bekannt, das durch Ausrichten der Makromoleküle des Polymers durch Recken bei einer Temperatur nahe dem Schmelzpunkt hohe Festigkeiten erreicht werden.It is known that by aligning the macromolecules of the Polymers by stretching at a temperature close to that Melting point high strength can be achieved.
Eine Übersicht über diese und andere Fertigungsverfahren findet sich in dem Aufsatz von Eric Baer "Hochentwickelte Polymere", Spektrum der Wissenschaft, Dezember 1986, Seiten 150 bis 160, insbesondere Seite 152, rechte Spalte, Bild 6 auf Seite 155 und Seite 156, untere Hälfte der mitt leren Spalte.An overview of these and other manufacturing processes can be found in the essay by Eric Baer "Advanced Polymers ", Spectrum of Science, December 1986, Pages 150 to 160, especially page 152, right column, Figure 6 on page 155 and page 156, lower half of the middle column.
Die angegebenen Verfahren zum Ausrichten der Makromoleküle in Polymere werden alternativ angewendet. Würde man nämlich das durch Extrudieren hergestellte Material, wie Granulat, Spinnfasern etc. wieder erneut für einen Reckpro zeß erwärmen, so ginge die bei dem Extrudieren erzielte Ausrichtung verloren. The specified procedures for aligning the macromolecules in polymers are used alternatively. You would namely the material produced by extrusion, such as Granules, staple fibers etc. again for a stretching pro heat zeß, so that would be achieved in the extrusion Alignment lost.
Beim herkömmlichen Spritzgießen von Kunststoffteilen wird der Kunststoff, z.B. in Form von Granulat, eventuell noch mit Zusätzen wie Glas- oder Kohlenstoffasern in einer Länge bis etwa zwei Millimeter, auf Schmelztemperatur erwärmt und in ein Formwerkzeug eingespritzt.In conventional injection molding of plastic parts the plastic, e.g. in the form of granules, possibly still with additives such as glass or carbon fibers in one length up to about two millimeters, heated to melting temperature and injected into a mold.
Neben Kunststoffextrudaten aus einem Thermoplast-Ausgangs material werden auch sogenannte Verbundwerkstoffe herge stellt, in denen zumindest zwei Materialien z.B. bereits im Extruder miteinander kombiniert und gemischt werden, um bestimmte, durch ein Material allein nicht zu erreichende Eigenschaften zu erzielen. Verbundfolien aus zwei oder mehreren Polymerschichten, ummantelte Polymerfasern oder Matrixwerkstoffe mit in die Matrix eingebetteten Partikeln, Kurz- oder Langfasern, sind Beispiele. Die Herstellung derartiger Werkstoffe ist zwar kompliziert, aber heute in vielen Fällen Routine.In addition to plastic extrudates from a thermoplastic outlet so-called composite materials are also produced in which at least two materials e.g. already combined and mixed in the extruder to certain that cannot be achieved by one material alone To achieve properties. Composite films of two or several polymer layers, coated polymer fibers or Matrix materials with particles embedded in the matrix, Short or long fibers are examples. The production such materials is complicated, but in today routine in many cases.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu entwickeln, mit denen auf einfache Weise eine hohe Ausrichtung der Makromoleküle erreicht wird, wobei das Verfahren und die Vorrichtung so weiter entwickelt werden können, daß bei einer anschließenden Weiterverarbeitung des Extrudates die erwähnte Ausrichtung erhalten bleibt und die Möglichkeit geschaffen wird, Verbundwerkstoffe und Kunststoffteile aus Thermoplasten, auch mit Faserverstärkung, herzustellen.The invention has for its object a method and to develop a device with which to easily Way achieved a high alignment of the macromolecules , the method and the device so on can be developed in a subsequent Further processing of the extrudate the orientation mentioned is preserved and the opportunity is created Composite materials and plastic parts made of thermoplastics, also with fiber reinforcement.
Für ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung ist diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die in den kennzeichnenden Tei len der Patentansprüche 1 bzw. 8 angegebenen Merkmale ge löst. This is the task for a method or a device according to the invention by the in the characterizing Tei len of claims 1 and 8 specified features ge solves.
Ein Grundgedanke der Erfindung liegt darin, die durch das Durchströmen der Spinndüse gewonnene Ausrichtung der Makromoleküle des Polymers aufrechtzuerhalten und zu verbessern, indem das extrudierte Polymer noch im Zustand der Schmelze zusätzlich gereckt wird. Das Recken erfolgt bei Extrusionstemperatur, die im Bereich des Schmelzpunktes des verwendeten Kunststoffmaterials liegt. Derart herge stellte Kunststoffextrudate, z.B. in Form von Fasern, Strängen oder Folien, weisen hohe Zugfestigkeiten auf und können vielfältig verwendet werden, z.B. zur Herstellung von Verpackungsfolien, von Verstärkungsmaterialien für Ver bundstoffe oder zur Herstellung von Spritzgußteilen mit hohen Festigkeitsanforderungen.A basic idea of the invention is that by Flow through the spinneret obtained alignment of Macromolecules of the polymer and maintain improve by keeping the extruded polymer still in the state the melt is additionally stretched. The stretching takes place at extrusion temperature, which is in the range of the melting point of the plastic material used. Such a thing made plastic extrudates, e.g. in the form of fibers, Strands or foils have high tensile strengths and can be used in many ways, e.g. for the production of packaging films, of reinforcing materials for ver bundles or for the production of injection molded parts with high strength requirements.
Bevorzugt werden für ein Verfahren gemäß der Erfindung Thermoplaste verwendet, wie Polypropylen, Polyethylentere phtalat, Polytetrafluorethylen, Polyvenylensulfit, Polyimi de und andere Thermoplaste.Are preferred for a method according to the invention Thermoplastics used, such as polypropylene, polyethylene tere phthalate, polytetrafluoroethylene, polyvenylene sulfite, polyimi de and other thermoplastics.
Wird das gemäß der Erfindung hergestellte Kunststoffextru dat weiterverarbeitet, z.B. zum Herstellen von Spritzgieß teilen, ist es wesentlich, während der sich an das Recken anschließenden Schritte innerhalb der Weiterverarbeitung die Temperatur des zu verarbeitenden Kunststoffextrudates im wesentlichen konstant zu halten, d.h. auf einem Wert, der annähernd demjenigen der Extrusionstemperatur bzw. der Einspritztemperatur entspricht. So ist es z.B. möglich, gemäß der Erfindung extrudierte Polymerstränge einer Schneid- und Förderschnecke einer Spritzgießvorrichtung zuzuführen, in der die Polymerstränge entweder zu einem Granulat mit gerichteten Fasern zerkleinert oder direkt anschließend in das Formwerkzeug der Spritzgießvorrichtung gespritzt werden. Auch bei diesem Schritt bleibt die Ausrichtung der Polymerschmelze erhalten, so daß die Festigkeit der hergestellten Kunststoffteile höher ist als bei einem herkömmlich hergestellten Teil und eine erhebli che Materialeinsparung bis zu 30% hiermit verbunden ist.Will the plastic extrusion manufactured according to the invention dat processed, e.g. for the production of injection molding sharing, it is essential during which the stretching subsequent steps within further processing the temperature of the plastic extrudate to be processed to keep essentially constant, i.e. on a value which is approximately that of the extrusion temperature or Injection temperature corresponds. So it is e.g. possible, extruded polymer strands according to the invention Cutting and conveying screw of an injection molding device feed in which the polymer strands either to a Crushed granules with oriented fibers or directly then into the mold of the injection molding device be injected. This step remains the same Alignment of the polymer melt obtained so that the Strength of the plastic parts produced is higher than for a conventionally manufactured part and an elevation material savings of up to 30%.
Gemäß der Erfindung ist es auch möglich, das gereckte Kunststoffextrudat, z.B. gereckte Polymerstränge, wiederum unter Aufrechterhalten der Extrusionstemperatur mit einem weiteren, vorzugsweise dem gleichen Kunststoffextrudat zu beschichten, wonach erneut ein Reckprozeß stattfindet.According to the invention it is also possible to stretch the Plastic extrudate, e.g. stretched polymer strands, again while maintaining the extrusion temperature with a further, preferably the same plastic extrudate coat, after which a stretching process takes place again.
Ferner kann das extrudierte, mit einer Spinnpumpe über eine Spinndüse ausgetragene und gereckte Material mit einem Verstärkungsmaterial, z.B. gerichteten Verstärkungsfasern aus Glas, Kohlenstoff oder Aramid, belegt werden. Dieser verstärkte Werkstoff kann dann, wie oben erwähnt, zusätz lich mit einem mit Hilfe einer zweiten Spinndüse ausgetra genen Kunststoffextrudat, vorzugsweise einer Polymerschmel ze aus dem gleichen Ausgangsmaterial belegt und gegebenen falls gereckt werden. Hierdurch ergeben sich Materialien mit gerichteten Fasern und hohen Festigkeiten.Furthermore, the extruded, with a spinning pump via a Extruded and stretched material with a spinneret Reinforcing material, e.g. directional reinforcing fibers made of glass, carbon or aramid. This Reinforced material can then, as mentioned above, additional with a second spinneret gene plastic extrudate, preferably a polymer melt ze from the same starting material and given if stretched. This results in materials with directional fibers and high strength.
Derart hergestellte Stränge können z.B. zum Spritzgießen von Kunststoffteilen verwendet werden. Die Stränge werden in Abschnitte von z.B. 6 bis 7 mm Länge geschnitten und geordnet mit Hilfe z.B. einer Förderschnecke in die Spritzform eingebracht. Die Temperatur der Schmelze wird bis zum Spritzvorgang aufrechterhalten, so daß die Ausrich tung der Polymerketten innerhalb des Verbundwerkstoffs erhalten bleibt. In herkömmlichen Verfahren wurden z.B. Glas- oder Kunststoff-Fasern in kurze Abschnitte mit 1 bis 2 mm Länge geschnitten und der Polymerschmelze zugegeben. Strands produced in this way can e.g. for injection molding of plastic parts can be used. The strands will in sections of e.g. Cut 6 to 7 mm in length and ordered with the help of e.g. a screw conveyor in the Injection mold introduced. The temperature of the melt will maintained until the spraying process so that the alignment tion of the polymer chains within the composite preserved. In conventional processes e.g. Glass or plastic fibers in short sections with 1 to Cut 2 mm in length and added to the polymer melt.
Abgesehen davon, daß diese kurz geschnittenen Fasern die Teile der Schnecke und des Extrudergehäuses als auch der Schneid- und Fördereinrichtung durch Reibung und Kratzen erheblich angreifen, werden die der Verstärkung dienenden Fasern auch nur ungeordnet im Spritzgußteil angelegt.Aside from the fact that these short cut fibers are the Parts of the screw and the extruder housing as well Cutting and conveying device due to friction and scratching those who serve as reinforcements will attack significantly Fibers are only created in a disordered manner in the injection molding.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unter ansprüchen hervor.Further refinements of the invention can be found in the sub claims.
Die Erfindung ist in Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The invention is in exemplary embodiments based on the Drawing explained in more detail. Show it:
Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Spinn- und einen Reck teil einer Spinn-Streckvorrichtung zum Herstellen von Kunststoffolien nach einem Verfahren gemäß der Erfindung; Figure 1 shows a cross section through a spinning and a stretching part of a spinning-stretching device for producing plastic films by a method according to the invention.
Fig. 2 eine schematische Ansicht der Maschine in Fig. 1 zwischen Spinndüse und zwei Streckwalzen; Fig. 2 is a schematic view of the machine in Fig. 1 between the spinneret and two stretching rollers;
Fig. 3 eine geschnittene Frontansicht einer Spinn-Streck- Spritzgießmaschine gemäß der Erfindung mit einem ersten Spinnbereich, einem ersten Streckbereich, einem ersten Formbereich, einem zweiten Spinnbe reich, einem zweiten Streckbereich, einem zweiten Formbereich, sowie der eigentlichen Spritzgießvor richtung; Figure 3 is a sectional front view of a spin-stretch injection molding machine according to the invention with a first spinning area, a first stretching area, a first molding area, a second Spinnbe rich, a second stretching area, a second molding area, and the actual Spritzgießvor direction.
Fig. 4 eine geschnittene Seitenansicht der Spritzgießma schine in Fig. 3; Fig. 4 is a sectional side view of the injection molding machine in Fig. 3;
Fig. 5 einen Längsschnitt durch den ersten Spinnbereich sowie den ersten Streck- und Formbereich der Spritzgießmaschine mit einer Zuführvorrichtung für Verstärkungsfasern; 5 shows a longitudinal section through the first spinning area and the first stretch and shape the area of the injection molding machine with a feed device for the reinforcing fibers.
Fig. 6 eine schematische Ansicht der für das Strecken und Formen von Strängen wichtigen Teile; Fig. 6 is a schematic view of the parts important for stretching and forming strands;
Fig. 7 einen Längsschnitt durch den zweiten Spinnbereich sowie den zweiten Streck- und zweiten Formbereich der Maschine gemäß Fig. 3; Fig. 7 is a longitudinal section through the second spinning area and the second stretching and the second mold section of the machine of FIG. 3;
Fig. 8 eine schematische Ansicht der für die Funktion der in Fig. 7 dargestellten Maschinenbereiche wichtigen Elemente; . Fig. 8 is a schematic view of the important for the function of parts of the machine shown in Figure 7 members;
Fig. 9 einen Querschnitt durch einen Teil einer Spritz gießmaschine in einer weiteren Ausführungsform zur Herstellung von mehreren Spritzgußteilen. Fig. 9 shows a cross section through part of an injection molding machine in a further embodiment for the production of several injection molded parts.
In Fig. 1 ist mit A der Spinnbereich, mit B der Streckbereich einer Spinn-Streckvorrichtung 1 dargestellt. Geschmolzener thermoplastischer Kunststoff wird über eine Leitung 2 von einer hier nicht gezeigten Spinnpumpe in eine Verteilkammer 3 geleitet, die mit einer Spinndüse 4 abgeschlossen ist. Durch den Spinnschlitz der Spinndüse 4 tritt dann eine Folie 6 aus, die in einem Streckkanal 6 einem Streckwalzenpaar 7 zugeführt wird. Die beiden Streckwalzen 7 rotieren so schnell, daß deren Umfangs geschwindigkeit höher als die Spinngeschwindigkeit ist, so daß die extrudierte Folie gereckt wird. Die zwischen den Walzenpaaren austretende Folie wird über einen Abführkanal 8 aus dem Bereich B geleitet. Längs des Gehäuses der Spritz-Streckvorrichtung 1 und auch an wichtigen Funktions teilen sind Heizbänder 9 vorgesehen, wobei hier nur Heizbänder im Bereich der Spinndüse und im Bereich des Streckwalzenpaares gezeigt sind. Diese Heizbänder sollen sicherstellen, daß auf im wesentlichen gleicher Temperatur gehalten wird, so daß das Recken der Kunststoff folie 5 bei etwa Schmelztemperatur unmittelbar nach dem Spinnen erfolgt. Um während des Spinnens Gaseinschlüsse in der Folie und dadurch Blasenbildung zu verhindern, ist ein Entgasungskanal 10 vorgesehen, durch den der Streckkanal 6 evakuiert werden kann.In Fig. 1 is provided with the A spinning area shown with B of the stretching region of a spin-draw apparatus 1. Molten thermoplastic material is fed via a line 2 from a spinning pump, not shown here, into a distribution chamber 3 , which is closed with a spinneret 4 . A film 6 then emerges through the spinning slot of the spinneret 4 and is fed to a pair of stretching rollers 7 in a stretching channel 6 . The two stretching rollers 7 rotate so quickly that their peripheral speed is higher than the spinning speed, so that the extruded film is stretched. The film exiting between the pairs of rolls is guided out of area B via a discharge channel 8 . Along the housing of the spray-stretching device 1 and also on important functional parts, heating bands 9 are provided, only heating bands in the region of the spinneret and in the region of the pair of stretching rollers being shown here. These heating tapes are intended to ensure that the temperature is maintained at substantially the same, so that the stretching of the plastic film 5 takes place at about melting temperature immediately after spinning. In order to prevent gas inclusions in the film and thereby bubble formation during spinning, a degassing channel 10 is provided, through which the stretching channel 6 can be evacuated.
In den Fig. 3 bis 8 ist ein Teil einer Spinn-Streck-Spritz gießmaschine 20 gezeigt, die einen Extruder 21 sowie eine Doppelspinnpumpe 22 aufweist, an die sich ein Spinnbereich A, ein Streckbereich B, ein Formbereich C, ein zweiter Spinnbereich D, ein zweiter Streckbereich E, ein zweiter Formbereich F und ein Gieß- und Einspritzbereich G anschließen. Über ein erstes Abflußrohr 23 der Doppel spinnpumpe 22 wird die Kunststoffschmelze einer Verteilkam mer 24 einer Spinndüse 25 mit hohem Druck zugeführt, aus der dann, wie in den Fig. 5 und 6 schematisch angedeutet, eine Vielzahl von Fäden 26 als Kunststoffschmelze austre ten. Diese werden innerhalb eines Streckkanals 27 zwei Streckwalzen 28 zugeführt, deren Umfangsgeschwindigkeit mittels eines in Fig. 4 nur angedeuteten Antriebs 29 auf einen Wert eingestellt wird, der höher als die Spinnge schwindigkeit ist. Die Fäden, in denen die Makromoleküle des Polymers bereits durch das Spinnen ausgerichtet sind, werden in dem Streckwalzenpaar 28 gereckt, so daß eine annähernd vollständige Ausrichtung stattfindet. Das Recken der Fäden 26 erfolgt bei einer Temperatur, die der Extrusionstemperatur (d.h. etwa der Schmelztemperatur des verwendeten Polymers entspricht. Um die Temperatur während des gesamten Bearbeitungsvorganges aufrechtzuerhalten, sind in den Figuren nur angedeutete Heizvorrichtungen 30 vorgesehen. Außerdem können die Streckwalzen 28 beheizt sein. In FIGS. 3 to 8, a part of a spin-draw injection molding machine 20 is shown comprising an extruder 21 and a dual spin pump 22, followed by a spinning area A, a stretching region B, a forming area C, a second spinning area D, connect a second stretching area E , a second molding area F and a casting and injection area G. Via a first drain pipe 23 of the double spinning pump 22 , the plastic melt is supplied to a spinning nozzle 25 at a high pressure, a distribution chamber 24 , from which, as indicated schematically in FIGS . 5 and 6, a large number of threads 26 emerge as a plastic melt are fed within a stretching channel 27 two stretching rollers 28 , the peripheral speed is set by means of a drive 29 only indicated in Fig. 4 to a value which is higher than the spinning speed. The threads in which the macromolecules of the polymer are already aligned by spinning are stretched in the stretching roller pair 28 , so that an almost complete alignment takes place. The threads 26 are stretched at a temperature which corresponds to the extrusion temperature (ie approximately the melting temperature of the polymer used. In order to maintain the temperature during the entire machining process, only indicated heating devices 30 are provided in the figures. In addition, the drawing rollers 28 can be heated.
Die gereckten Spinnfäden werden einem Formwalzenpaar 32 zugeführt und dort zu vier Kunststoffsträngen 33 geformt. Für das Formwalzenpaar 32 ist ein in Fig. 4 schematisch angedeuteter Antrieb 34 vorgesehen. Der Streckkanal 27 wird über eine Entgasungsleitung 31 entgast, um Lufteinschlüsse in den geschmolzenen Fäden und in den Strängen zu verhindern.The stretched spun threads are fed to a pair of shaping rollers 32 and are formed there into four plastic strands 33 . A drive 34 schematically indicated in FIG. 4 is provided for the pair of forming rolls 32 . The stretching channel 27 is degassed via a degassing line 31 in order to prevent air inclusions in the melted threads and in the strands.
Über Zuführkanäle 35 werden von außen den Formwalzen 32 mit Matrix vorbereitete Verstärkungsfasern 36, z.B. Glasfa sern zugeführt, mit denen die Kunststoffstränge 33 ver stärkt werden. Diese Verstärkungsfasern werden hierbei durch die Formwalzen 32 in die Kunststoffstränge 33 eingedrückt, so daß sich längsverstärkte Kunststoffstränge 37 ergeben, wie dieses in Fig. 7 angedeutet ist. Diese verstärkten Stränge 37 werden dem zweiten Spinnbereich D zugeführt. In diesen Spinnbereich D führt ein zweites Abflußrohr 39 der Doppelspinnpumpe 22, durch das Kunst stoffschmelze in eine Verteilkammer 39 für eine zweite Spinndüse 40 geliefert wird, durch deren mittige Aussparung die verstärkten Stränge 37 geführt werden. Aus der Spinndüse 40 treten eine Vielzahl von Fäden aus, die die verstärkten Stränge 37 umgeben, wie dieses schematisch in Fig. 7 und 8 angedeutet ist. Diese Fäden werden in einem Streckkanal 42, der über eine Entgasungsleitung 43 zur Verhinderung von Gaseinschlüssen im Polymer entgast werden kann, mit Hilfe eines zweiten Formwalzenpaares 44 an die vier verstärkten Stränge 37 herangeführt, wie dieses schematisch in Fig. 8 dargestellt ist, so daß diese mit einem Kunststoffmantel 45 ummantelt werden. Es ergeben sich vier Verbundstränge 46 mit gerichteten Verstärkungsfasern, wie dies unten in Fig. 7 im Querschnitt dargestellt ist.Via feed channels 35 the reinforcing fibers 36 , for example glass fibers, are supplied from the outside to the molding rolls 32 with matrix, with which the plastic strands 33 are reinforced ver. These reinforcing fibers are pressed into the plastic strands 33 by the shaping rollers 32 , so that longitudinally reinforced plastic strands 37 result, as is indicated in FIG. 7. These reinforced strands 37 are fed to the second spinning area D. In this spinning area D leads a second drain pipe 39 of the double spinning pump 22 , through which plastic melt is supplied into a distribution chamber 39 for a second spinneret 40 , through the central recess of which the reinforced strands 37 are guided. A large number of threads emerge from the spinneret 40 and surround the reinforced strands 37 , as is indicated schematically in FIGS. 7 and 8. These threads are introduced in a stretching channel 42 , which can be degassed via a degassing line 43 to prevent gas inclusions in the polymer, by means of a second pair of shaping rollers 44 to the four reinforced strands 37 , as is shown schematically in FIG. 8, so that these to be covered with a plastic jacket 45 . There are four composite strands 46 with directional reinforcing fibers, as shown in cross section below in FIG. 7.
Die Umfangsgeschwindigkeit der mit einem in Fig. 4 schematisch angedeuteten Antrieb 47 angetriebenen Formwal zen 44 kann größer sein als die Geschwindigkeit der Stränge 37, so daß die Verbundstränge in diesen Formwalzen zusätzlich, wenn auch gering gereckt werden. Der Reckungs grad ist selbstverständlich abhängig von der Elastizität der Verstärkungsfaser und liegt in der Regel im Bereich von wenigen Prozent. Die Ausrichtung der Makromoleküle in Längsrichtung der Fäden 41 erfolgt daher im wesentlichen durch den Spinnvorgang. Auch bei dem zweiten Spinnvorgang und dem zweiten Formvorgang wird die Temperatur der Fäden und Stränge konstant auf der Extrusionstemperatur wiederum mit Hilfe von Heizeinrichtungen 30 etc. gehalten, wobei wiederum das zweite Formwalzenpaar 44 bei Bedarf geheizt werden kann.The peripheral speed of the drive with a drive 47 schematically indicated in Fig. 4 Formwal zen 44 may be greater than the speed of the strands 37 , so that the composite strands in these form rollers are additionally, if slightly stretched. The degree of stretching is of course dependent on the elasticity of the reinforcing fiber and is usually in the range of a few percent. The alignment of the macromolecules in the longitudinal direction of the threads 41 is therefore essentially carried out by the spinning process. In the second spinning process and the second molding process, too, the temperature of the threads and strands is kept constant at the extrusion temperature, again with the aid of heating devices 30, etc., the second pair of molding rolls 44 again being able to be heated if necessary.
Die Verbundstränge 46 werden im Gieß- und Einspritzbereich G einer Schneid- und Förderschnecke 50 zugeführt, mit der die Stränge unter Aufrechterhalten der im wesentlichen der Extrusionstemperatur entsprechenden Einspritztemperatur in kleine, in Fig. 8 schematisch angedeutete Strangabschnitte 51 in Schmelzeform geschnitten werden. Auch der Schneidvor gang erfolgt bei Einspritztemperatur, so daß die Strangab schnitte aus gereckten und verstärkten Polymersträngen mit geordneten Verstärkungsfasern bestehen. Diese Strangab schnitte 51 werden durch Drehen der Förderschnecke 50 mit Hilfe eines Antriebs 52 in eine Kammer 53 gefördert. Die Schneid- und Förderschnecke 50 ist zudem mit einer Kolbenstange 54 sowie mit einem Kolben 55 eines Differentialzylinders 56 verbunden. Der Kolben kann z.B. pneumatisch verfahren werden, wobei dann die Förderschnecke 50 in Fig. 3 nach links verschoben wird und dadurch die in der Kammer 53 angesammelten schmelzflüssigen Strangab schnitte 51 in eine Spritzform 57 gedrückt werden.The composite strands 46 are fed in the casting and injection region G to a cutting and conveying screw 50 , with which the strands are cut into small melt sections 51, schematically indicated in FIG. 8, while maintaining the injection temperature substantially corresponding to the extrusion temperature. The cutting process also takes place at injection temperature, so that the strangab sections consist of stretched and reinforced polymer strands with orderly reinforcing fibers. These Strangab sections 51 are conveyed into a chamber 53 by rotating the screw conveyor 50 with the aid of a drive 52 . The cutting and conveying screw 50 is also connected to a piston rod 54 and to a piston 55 of a differential cylinder 56 . The piston can, for example, be moved pneumatically, in which case the screw conveyor 50 in Fig. 3 is shifted to the left and thereby the melted Strangab sections 51 collected in the chamber 53 are pressed into an injection mold 57 .
Hierdurch wird ein nur angedeutetes Kunststoffteil 58 hergestellt. This produces a plastic part 58, which is only indicated.
Auch in dem Gießbereich G wird die Einspritztemperatur aufrechterhalten, so daß die Reckung der Polymerfasern in den Strangabschnitten nicht verlorengeht. Durch die Schneid- und Förderschnecke 50 behalten die Strangabschnit te in plastischer Form zumindest eine gewisse Ausrichtung innerhalb des Gießbereiches, der zumindest teilweise auch in der Spritzform 57 aufrechterhalten wird. Das erkaltete Spritzgußteil ist somit aus gerecktem und verstärktem Verbund-Polymer zusammengesetzt und zeigt eine hohe Festig keit, die teilweise und je nach Thermoplast, wie Nylon 6, Polyamid, Polyester, Polypropylen usw. bis zu 30% höher als bei ungefülltem Polymer liegt.The injection temperature is also maintained in the casting area G , so that the stretching of the polymer fibers in the strand sections is not lost. The cutting and conveying screw 50 keep the strand sections in plastic form at least a certain orientation within the casting area, which is at least partially maintained in the injection mold 57 . The cooled injection molded part is thus composed of stretched and reinforced composite polymer and shows a high strength, which is partly and depending on the thermoplastic, such as nylon 6, polyamide, polyester, polypropylene, etc. up to 30% higher than with unfilled polymer.
In Fig. 9 ist ein modifizierter Gießbereich G′ einer Spritzgießmaschine dargestellt. An die Kammer 53 schließt sich ein Verteilerblock 60 mit einem zentralen Ventil 61 an, durch das der Materialstrom aus der Kammer gesteuert nacheinander in drei verschiedene Spritzformen 57-1, 57-2 und 57-3 geleitet werden kann. Der Spritzvorgang kann auf diese Weise quasi kontinuierlich erfolgen, wobei auch Spritzgußformen unterschiedlicher Gestalt und mit unter schiedlichen Gewichten in den einzelnen Spritzformen hergestellt werden können. Das Ventil 61 kann hierbei automatisch z.B. mit Hilfe von nur angedeuteten Sensoren 62 gesteuert werden.In Fig. 9, a modified molding area G 'of an injection molding machine is shown. The chamber 53 is followed by a distributor block 60 with a central valve 61 , through which the material flow from the chamber can be guided in succession into three different injection molds 57-1, 57-2 and 57-3 . The injection molding process can be carried out quasi continuously in this way, and injection molds of different shapes and with different weights can be produced in the individual injection molds. The valve 61 can be controlled automatically, for example, with the aid of only indicated sensors 62 .
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