DE4132821A1 - Verfahren und vorrichtung zum farbwechseln beim spritzgiessen von kunststoffen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Farbwech­ seln beim Spritzgießen von Kunststoffen, die einem Schnecken­ extruder in Form von mit Farbe versetzten Granulaten zuge­ führt werden, deren Farbreste nach einem Farbwechsel mit Hilfe des anders eingefärbten Folgegranulates und gegebenen­ falls eines während einer Reinigungsphase beigemengten Rei­ nigungsmittels aus dem Schneckenextruder ausgetragen werden, sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Soll beim Spritzgießen die Farbe des zu verarbeitenden Kunst­ stoffes gewechselt, also ein mit einer anderen Farbe versetz­ tes Granulat verarbeitet werden, so dürfen die zwangsläufig im Schneckenextruder verbliebenen Farbreste des vorhergehend eingesetzten Granulates die Einfärbung des Folgegranulates nicht beeinträchtigen. Aus diesem Grunde wird dem Schnecken­ extruder nach einem Leerspritzen mit dem Folgegranulat ein Reinigungsmittel zugeführt, das diese Farbreste zum gemein­ samen Austragen mit dem Granulat chemisch lösen soll. Da diese Reinigungsmittel im allgemeinen erst bei höheren Tem­ peraturen voll wirksam werden, ergibt sich insbesondere im Einzugsbereich der Extruderschnecke zufolge der noch gerin­ gen Temperatur der Spritzmasse eine nur schleppende Extru­ derreinigung, und zwar mit dem erheblichen Nachteil, daß die zum Reinigen des Schneckenextruders eingesetzte und als Ab­ fall zu verwerfende Menge an Granulat und an Reinigungsmit­ tel vergleichsweise groß ist. Außerdem ergibt sich eine ent­ sprechend lange Umrüstzeit.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu vermeiden und ein Verfahren zum Farbwechseln beim Spritz­ gießen von Kunststoffen der eingangs geschilderten Art mit einfachen Mitteln so zu verbessern, daß die für den Farb­ wechsel benötigte Umrüstzeit verkürzt und die während der Reinigungsphase eingesetzte Menge an Spritzmasse erheblich herabgesetzt werden kann.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß das Folgegranulat während der Reinigungsphase unter Druck in den Schneckenextruder eingebracht wird.

Die Maßnahme, das Folgegranulat unter Druck dem Schneckenex­ truder während einer Reinigungsphase zuzuführen, bringt eine wesentliche Steigerung der mechanischen Abriebwirkung durch das Folgegranulat mit sich, weil ja die Druckförderung des Granulats im Einzugsbereich der Extruderschnecke die Reibung zwischen dem Granulat einerseits und der Extruderschnecke bzw. dem Extrudergehäuse anderseits entsprechend vergrößert. Damit wird die in diesem Bereich unzulängliche Wirkung des chemischen Reinigungsmittels durch eine mechanische Reini­ gung mit dem Ergebnis unterstützt, daß die Farbreste des vorhergehenden Granulats in kurzer Zeit auch aus dem Bereich des Schneckeneinzuges entfernt werden, was nicht nur die Um­ rüstzeit verkürzt, sondern auch den verlorenen Materialein­ satz erheblich verringert. Da der Granulatdruck nunmehr nicht nur im Bereich der Umwandlungszone und der Metering­ zone, sondern auch im Einzugsbereich der Extruderschnecke eine für eine gute mechanische Reinigung der Schnecken- bzw. Gehäuseflächen von den Farbresten ausreichende Abriebwirkung sicherstellt, kann auch die Dosierung des Reinigungsmittels herabgesetzt und unter Umständen auf den Einsatz eines Rei­ nigungsmittels verzichtet werden.

Um das einen Farbwechsel bedingende Granulat mit Druck in den Schneckenextruder einbringen zu können, kann der Einzug des Schneckenextruders an einen wahlweise einsetzbaren Druck­ förderer angeschlossen werden, so daß über den Druckförderer ein entsprechender Druck auf das Granulat im Einzugsbereich der Extruderschnecke ausgeübt werden kann. Die Größe des für eine gute mechanische Reinigungswirkung aufzubringenden Druckes kann für den jeweiligen Einsatzfall in einfacher Weise durch einen Vorversuch bestimmt werden, falls nicht bereits Erfahrungswerte vorliegen. Der Druckförderer selbst kann unterschiedlich aufgebaut sein. Besonders einfache Kon­ struktionsverhältnisse ergeben sich, wenn der Druckförderer aus einem in einen Einzugstrichter eingreifenden Druckstem­ pel besteht, dessen Anstelldruck das Granulat in den Einzugs­ bereich der Extruderschnecke preßt.

Eine andere Möglichkeit der Druckaufbringung besteht darin, den verschließbaren Einzugstrichter an eine Druckluftquelle anzuschließen, um über den im Einzugstrichter aufgebauten Luftdruck die gewünschte Reibung zwischen dem Granulat und den Farbreste tragenden Extruderflächen zu sichern.

Die Druckaufbringung auf das Granulat kann allerdings dessen sonst gegebene Rieselfähigkeit beeinträchtigen, so daß sich im Einzugstrichter Granulatbrücken bilden, die das Nachrie­ seln des Granulates beispielsweise in den beim Zurückziehen des Druckstempels entstehenden Hohlraum behindern. Zur Zer­ störung solcher Granulatbrücken und zur Verbesserung des Rieselverhaltens kann der Einzugstrichter mit einer Druck­ luftquelle über eine Druckleitung verbunden werden, die in den Einzugstrichter mündende Blasdüsen aufweist. Die in den Blastrichter eingeblasene Druckluft führt zu einer Verwirbe­ lung des Granulats im Bereich des Einzugstrichters und damit zu einer störungsfreien Gutnachförderung.

Da der Druckförderer für das Granulat nur zum Umrüsten des Schneckenextruders bei einem Farbwechsel benötigt wird, emp­ fiehlt es sich, den Druckförderer mit dem an ihn angepaßten Einzugstrichter auswechselbar auf dem Schneckenextruder zu befestigen, um nach der Reinigungsphase diesen Einzugstrich­ ter mit dem Druckförderer gegen einen herkömmlichen Einzugs­ trichter ohne Druckförderer austauschen zu können. Das Aus­ wechseln der Einzugstrichter kann dabei durch entsprechende Schnellspannverschlüsse erleichtert werden.

An Hand der Zeichnung wird das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Farbwechseln beim Spritzgießen von Kunststoffen in einer schema­ tischen Ansicht in Richtung der Extruderachse und

Fig. 2 diese Vorrichtung in einem vereinfachten Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1.

Die dargestellte Vorrichtung zum Spritzgießen von Kunststof­ fen besteht in herkömmlicher Weise aus einem in ein Gestell 1 eingesetzten Schneckenextruder 2, dessen Schnecke mit 3 und dessen zylindrisches Schneckengehäuse mit 4 bezeichnet sind. An den Schneckeneinzug 5 ist ein Einzugstrichter 6 an­ geschlossen, der im Zusammenwirken mit einem Druckstempel 7 einen Druckförderer 8 für das Granulat bildet. Dieser Druck­ stempel 7 kann über einen Stellzylinder 9 gegen den Schnec­ keneinzug 5 verstellt werden, um das in den Einzugstrichter 6 eingefüllte Granulat unter Druck der Schnecke 3 zuzufüh­ ren. Die Endstellung 10 des Druckstempels 7 ist in der Fig. 2 strichpunktiert angedeutet.

Der Einzugstrichter 6 stellt zusammen mit dem Druckförderer 8 eine Baueinheit dar, die eine Spannplatte 11 zur auswech­ selbaren Befestigung an einem gestellfesten Träger 12 auf­ weist. Die Auswechselbarkeit wird durch einen Schnellspann­ verschluß 13 für die Verbindung zwischen der Spannplatte 11 und dem Träger 12 erleichtert, so daß nach dem durch einen Farbwechsel bedingten Umrüsten der Vorrichtung wieder her­ kömmliche Einzugstrichter ohne Druckförderer eingesetzt wer­ den können.

Wird ein Farbwechsel vorgesehen so wird zunächst der Schneckenextruder 2 entleert und der Schneckeneinzug 5 an den Druckförderer 8 angeschlossen, bevor das anders einge­ färbte Granulat in den Einzugstrichter 6 eingefüllt wird, um das Granulat über den Druckstempel 7 in den Einzugsbereich der Schnecke 3 zu drücken. Diese Druckbelastung des Granula­ tes bedingt eine erhebliche Steigerung der mechanischen Rei­ nigungswirkung durch das Granulat zufolge der entsprechend vergrößerten Reibung zwischen dem Granulat und den mit den anhaftenden Farbresten des vorhergehend eingesetzten Granu­ lates verunreinigten Extruderflächen. Aus diesem Grunde wird der Schneckenextruder 2 selbst im Einzugsbereich rasch ge­ reinigt, obwohl allenfalls eingesetzte chemische Reinigungs­ mittel in diesem Bereich aufgrund der ungünstigen Temperatur­ verhältnisse nur unvollkommen wirksam werden können. Nach der Reinigung des Schneckenextruders von den Farbresten des vorhergehend eingesetzten Granulates kann mit dem ungestör­ ten Spritzgießen des Folgegranulates begonnen werden, wobei die Baueinheit mit dem Druckförderer 8 wieder abgenommen und ein üblicher Einzugstrichter aufgesetzt wird.

Da nach dem Zurückziehen des Druckstempels 7 in seine in der Fig. 2 mit vollen Linien gezeichnete Ausgangsstellung das Nachrieseln von Granulat in den Schneckeneinzug 5 durch Brückenbildungen od. dgl. beeinträchtigt werden kann, ist der Einzugstrichter 6 mit einem öffenbaren Deckel 14 verse­ hen, der eine an eine Luftdruckquelle anschließbare Druck­ leitung 15 mit in den Einzugstrichter 6 mündenden Blasdüsen 16 aufweist. Die durch die Blasdüsen 16 in den Einzugstrich­ ter 6 austretende Blasluft bewirkt eine Verwirbelung des Gra­ nulats und damit eine Zerstörung allfälliger Granulatbrüc­ ken, so daß das Granulat unbehindert in den Schneckeneinzug 5 nachrieseln kann.

Bei Vergleichsversuchen hat sich herausgestellt, daß durch das erfindungsgemäße Verfahren selbst bei einem schwierigen Farbwechsel die Rüstzeiten, die bei einem solchen schwieri­ gen Farbwechsel mit einem herkömmlichen Reinigungsmittel ca. 60 Minuten betragen, auf ca. 15 Minuten verringert werden konnten, wobei der verlorene Granulatverbrauch von 4,2 auf 0,5 kg gesenkt wurde. Daraus läßt sich unmittelbar die wirt­ schaftliche Bedeutung des erfindungsgemäßen Verfahrens ab­ leiten, insbesondere bei häufigeren Farbwechseln.

Claims (6)

1. Verfahren zum Farbwechseln beim Spritzgießen von Kunststoffen, die einem Schneckenextruder in Form von mit Farbe versetzten Granulaten zugeführt werden, deren Farb­ reste nach einem Farbwechsel mit Hilfe des anders einge­ färbten Folgegranulates und gegebenenfalls eines während einer Reinigungsphase beigemengten Reinigungsmittels aus dem Schneckenextruder ausgetragen werden, dadurch gekennzeich­ net, daß das Folgegranulat während der Reinigungsphase unter Druck in den Schneckenextruder eingebracht wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An­ spruch 1 mit einem einen Einzug für das Granulat aufweisen­ den Schneckenextruder, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneckeneinzug (5) an einen wahlweise einsetzbaren Druck­ förderer (8) anschließbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckförderer (8) aus einem in einen Einzugstrichter (6) eingreifenden Druckstempel (7) besteht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der verschließbare Einzugstrichter (6) an eine Druckluftquelle anschließbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Einzugstrichter (6) mit der Druckluftquelle über eine Druckleitung (15) verbunden ist, die in den Einzugs­ trichter (6) mündende Blasdüsen (16) aufweist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Einzugstrichter (6) mit dem Druck­ förderer (8) auswechselbar auf dem Schneckenextruder (2) be­ festigt ist.