ITTO20001035A1 - Composizione di pulizia per macchine per lavoraziione di materie plastiche. - Google Patents
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Description
DE SCRIZIONE
La presente invenzione concerne una composizione di pu lizia per macchine per la lavorazione di materie plastiche, come ad esempio estrusori o macchine per stampaggio ad inie zione.
Stato della tecnica
Resine termoplastiche vengono impiegate in virtù della loro eccellente foggiabilità par oggetti stampati ad iniezione e per oggetti estrusi, come fogli, lastre, corpi stam pati ecc. Sovente diverse delle molte resine a disposizio ne vengono lavorate con le stesse macchine. Per evitare un inquinamento della nuova resina all'atto di un cambio della resina da lavorare termoplasticamente , con quella lavorata in precedenza, tra le fasi di lavorazione è necessaria una pulizia della macchina per la lavorazione. Questa può avvenire mediante il fatto, che l'impianto viene smontato e avviene una pulizia meocanicernente,mediante bagno di solvente,mediante scriccatura alla fiamma o mediante bagno d'olio o bagno a turbolenza.E'anche usuale l'impiego di speciali composizioni di pulizia, che perlopiù per massima parte consistono di una resina termoplastica. Que: ste composizioni di pulizia vengono designate tra altro come mezzi di pulizia di cilindri.
DE-A 4418281 descrive una composizione di pulizia per macchine per la lavorazione di materie plastiche, che comprende 15 - 40 % in peso di almeno un componente scelto tra una resina acrilnitrile-stirolo, una resina acrilnitrile-butadiene-stirolo,una resina metacril-stirolo ed una resina metacril butadien Btirolo,84 a 50 Ì° in peso di un agente di pulizia, che comprende un materiale ten sioattivo ed un materiale inorganico, e 1 a 10 % in peso di un polifenolo.
US 3.869-525 descrive una composizione per la pulizia di estrusori, costituita da due polimeri lavorabili termoplasticamente, che sono presenti in una miscela particolare. Il primo polimero è un polimero termoplasti co altamente cristallino· Il secondo polimero ha un punto di fusione inferiore del primo e forma sotto condizioni di lavorazione un tipo di fase di trasporto liquida per il po limerò altamente cristallino, ohe sostanzialmente produce l'effetto di pulizia.
EP-A 0432585 descrive una composizione di resina di deterrenza. Questa contiene 50- 95 in peso di polistiro lo, 0,1 - 15 in peso polimetilmetacrilato, 2 - 30 % in peso di un sale neutro di acido solfonico e 0,1 - 10 ^ in peso di carbonato di magnesio,-idrossido, idrossido di al luminio, carbonato di zinco o una miscela di questi compo sti.
JP—A 91“230.922 (Chemical Abstracts: 116: 22394*) cita un agente di pulizia di cilindro costituito da 85 - 100 % in peso di metilmetacrilato e 0 - 15 % in peso di unestere acrilato. Il polimero viene impiegato ad esempio per la pu lizia di una macchina ad iniezione per 20 min a 280°C all'atto del cambiamento dà materia plastica ABS (acriini tril/butadiene/stirolo) a polimetilmetacrilato. ;;JP-A 7^-52*989 (Chemical Abstraots: 86:44533f) descri ve del pari un agente di pulizìa di cilindri costituito da polimetilmetacrilato o copolimeri polimetilmetacrilatoacrilato ed una quota di 0,01- 1 parte di un acido grasso superiore, come ad esempio acido stearico.
JP-A 75-21.353 (Chemical Abstracts:83s 80710h) descrive una composizione per la pulizia di macchina per la lavorazione delle materie plastiche costituita da polimetil metacrilato con una viscosità ridotta di 1— 15 di/g (0,1$ CHCl^).
Sotto la designazione del commercio RPlexifix è dispo nibile un agente di pulizia per cilindri per macchine per la lavorazione di masse da stampaggio termoplastiche.
Secondo la descrizione di prodotto (Ditta R8hm,Darmstadt) si tratta qui di un polimetilmetacrilato termoelastico, che anche a temperature elevate rimane gommaelastico. ZI principio di pulizia viene designato come flusso di massa. Viene raccomandato, dopo l’operazione di lavaggio a fondo sulla macchina di lavorazione secondo la cosiddetta estra zione della vite,uno smontaggio della coclea, asportare con una spazzola metallica residui dell'agente di pulizia del cilindro.Nonostante buon effetto di pulizia è perciò perlopiù ancora necesearia una scomposizione della macchi na per la lavorazione di materie plastiche.
Compito e soluzione
Alla base della presente invenzione sta il compito di apprestare una composizione di pulizia migliorata per mac-chine per la lavorazione di materie plastiche. Il compito viene risolto mediante una
composizione di pulizia per macchine per la lavorazione di materie plastiche, caratterizzata dal fatto, che essa con-siste dei componenti
a) 95 - 25 % in peso di un polimetilmetacrilato,ad alto peso molecolare,non lavorabile termoplasti camente
e
b) 5 - 75 % in peso di un polimetilmetacrilato lavo rabile termoplasticamente.
La composizione di pulizia secondo la presente inven zione è presente come miscela granuli/granulato o di granu lato dei componenti a) e b), che come una materia plastica da lavorare viene fatta passare risp.estrusa attraverso la macchina per la lavorazione di materie plastiche.
Miscelazione con la composizione di pulizia residui della resina di materia plastica lavorata in precedenza vengono estratti. Sorprendentemente la composizione secondo la pre sente invenzione fornisce un effetto di pulizia migliorato rispetto al livello della tecnica, che in molti casi rispar mia uno smontaggio delle apparecchiature di lavorazione. Questo effetto è evidentemente causato da un effetto siner gico dei due componenti poiimetiImetacrilato contenuti. Qui il componente b) sembra produrre un tipo di effetto mediatore tra i residui di materia plastica da estrarre e il componente a). Per i componenti a) e b) possono venire impiegati polimstilmetacrilati comuni risp. masse da stampaggio di polimetilmetacrilato comuni.
Attuazione dell'invenzione
La composizione di pulizia secondo la presente invenzione per macchine per la lavorazione di materie plastiche è presente preferibilmente come miscela di grano da macina re dei due componenti polimetilmetacrilato. Le dimensioni di grana possono essere ad esempio nell'intervallo di 1—8 mm. Per polimetilmetacrilato sono da intendere in quanto segue polimeri di prevalentemente, preferibilmente almeno 80 % in peso, particolarmente di preferenza almeno 95 i° in peso di metilmetacrilato. Eventualmente possono essere con tenuti comonomeri, come ad esempio alchilesteri di acido (met)acrilico con uno a otto atomi di carbonio nel radica le alchile, come ad esempio metilacrilato o etilacrilato. Il componente a) può contenere monomeri reticolanti come ad esempio allilcompoeti come allilmetacrilato o triallil— oìanurato. Il componente b) non contiene alcun-o solo quantità estremamente piccole di monomeri reticolanti.
Per principio vengono preferiti polimetilmetacrilati trasparenti, non pigmentati. E’ tuttavia in principio anche possibile impiegare polimetilmetacrilati più o meno colorati o anche tendenti al giallo, ad esempio materiale di riciclaggio di costo conveniente ad esempio materiale di riciclaggio di costo conveniente o scarti di produzione, per la composizione di pulizia. E' anche possibile combinare più composizioni di pulizia nella pulizia di macchine per la lavorazione di materie plastiche. Una composizione di pulizia di polimetìlmetacrilato trasparente può ad esem pio giungere ad impiego nelle ultime fasi di pulizia, men tre una composizione di pulizia con colorazione propria serve solo per la pulizia grossolana nelle prime fasi di pulizia.
Il componente a) è un polimetìlmetacrilato ad alto peso molecolare, non lavorabile termoplasticamente, che è presente nella composizione di pulizia per 95 — 25 % in peso. La quota preferita di componente a) sta nell'in tervallo di 70 — 30 $ in peso, in particolare nell'inter vallo di 60 — 40 % in peso.
Per altomolecolare è da intendere un peso molecolare medio (misurato ad esempio secondo la cromatografia di permeazione di gel; vedasi ad esempio: A.Determann: Gel Chromatographie, Springer Verlag Berlin, Heidelberg -New York 1967 un ulteriore metodo di misura è ad esempio il metodo di dispersione della luce,vedasi ad esempio B.G. Jfeyerhoff: Molekulargewichtsbestiramung in: Kunst stoffhandbuch, Volume I, Grundlagen, Vieweg/Braun, pag. 313 - 435, Hanser Verlag, Mllnchen-Wien, 1975) di più di 500.000, preferibilmente più di 1.000,000 dalton.
Non forzatamente necessario, però conveniente, è 1'aggiun ta di uno stabilizzatore, che per successivo impiego della composizione di pulizia a temperature elevate contrasta lina depolimerizzazione. Questo può ad esempio essere contenuto in una quantità di 0,1 - 1 % in peso, riferito al polimetilmetacrilato. Come stabilizzatori possono venire impiegati stabilizzatori contro decomposizione termoossi dativa e contro depolimerizzazione. Adatti per questo so no ad esempio fenoli stericamente impediti e bis-solfuri.
Anche altri additivi usuali, come assorbìtori-UV, antiossidanti e altri additivi usuali possono essere pre senti nelle quantità usuali. I po1imetiImetacrilati secondo componente a) vengono preparati mediante polimeriz zazione radlcalica dei monomeri preferibilmente mediante polimerizzazione in sostanza (cfr. per questo ad esempio H. Rauoh-Funtigam e Th.Vfllker in "Acryl- und Ifethacrylver bindungen", Springei>-Verlag 19^7 e J. Brandrup - E.H. Immer gut, Polymer-Handbook, 2a.Ed.,Wiley Intereciance (1975)» nonché ad esempio il DE—PS 639095)·Essi a causa del loro peso molecolare elevato e di una reticolazione eventualmen te presente non sono accessibili ad una lavorazione termoplastica. Per l'impiego nella composizione di pulizia secondo la presente invenzione poli(met)acrilati corrisponden ti usuali del commercio, se queeti non sono presenti come granulato, possono venire frantumati ad una dimensione di grana preferibilmente nell'intervallo di 1 — 8 mm e venire miscelati con corrispondente materiale al componente b).
Quanto al componente b) si tratta di un polimetilmetaacrilato lavorabile termoplasticamente, che è presente per 5 - 75 % in peso nella composizione di pulizia. La quota preferita di componente b) è nell'intervallo di 30 - 70 % in peso, in particolare nell'intervallo di 40 - 60 $ in pe so.
Per polimetilmetacrilato lavorabile termoplasticamen te è da intendere un polimetilmetacrilato con un peso mole colare medio di 50.000-200.000 dalton, preferito 100.000— 180.000, in particolare 120.000 - 180.000 dalton.
Polimetilmetacrilati secondo componente b) vengono usualmente preparati mediante polìjnerizzazione radicalica in pre senza di iniziatori di polimerizzazione e regolatori di pe so molecolare. La forma usuale del commercio sono granula^ ti, che possono venire lavorati mediante estrusione o stam paggio ad iniezione a temperature nell'intervallo di circa 180 - 290°C in modo termoplastico. Per.la preparazione del la composizione di pulizia secondo la presente invenzione vengono miscelati granulati con dimensioni di grana preferibilmente nell'intervallo di 1 — 8 min con corrispondenti dimensioni di grana del componente a).
La composizione di pulizia secondo la presente inven zione può ad esempio venire impiegata a temperature nel l’intervallo di 200 — 300°C. Per questo il materiale della composizione di pulizia viene impregnato attraverso l'appa recchiatura di lavorazione, ad esempio un estrusore o una macchina ad iniezione. In una macchina ad iniezione il prò cesso di iniezione può avvenire un tempo determinato di seguito, una portata potendo durare circa 5 eec a 1 min. L'effetto di pulizia può venire giudicato in base alla com posizione di pulizia espulsa.
Se in precedenza è stata impiegata una resina di mate ria plastica tinta in nero, di norma un buon effetto di pu lizia, allorquando la composizione di pulizia espulsa non mostra più alcuna colorazione.
La composizione di pulizia secondo la presente invenzione è adatta per la pulizia di apparecchiature per la la vorazione di materie plastiche di tutti i tipi, in pertico lare per macchine ad iniezione ed estrusori. Inoltre anche parti montate, come ugelli e canali caldi possono venire puliti "in place". L'effetto di pulizia si verifica ammpia mente indipendentemente dal tipo delle materie plastiche Cosi ad esempio impurezze di poliolefina, polistirolo.o acrilnitril/butadien/stirolo e policarbonato possono ad esempio venire estratte in solo brevi tempi di pulizia. Dopo il processo di pulizia il materiale ora da lavorare può subito venire dilavato ed il processo di lavorazione viene proseguito. Lo smontaggio di ugelli, parti montate e pulizia necessaria non è necessaria. Dopo breve tempo di marcia di macchine possono già venire prodotte parti. In particolare la composizione di pulizia secondo la pre sente invenzione è adatta per la pulizia di apparecchiatu re di stampaggio ad iniezione o estrusori che sono inqui nati con policarbonati colorati o trasparenti o polimetil metacrilati. Sovente l'effetto di pulizia desiderato può venire conseguito con poche passate di pulizia. Nella maggior parte dei casi decade uno smontaggio dispendioso e pulizia meccanica dell'apparecchiatura, ad esempio la cosid detta trazione della vite.
E S E M P I
Esempio 1 :
Pulizia di una macchina per lo stampaggio ad iniezione all'atto del cambio di una massa da stampaggio di policarbo nato/acriinitrile/-butadiene-stirolo tinta in nero (Bayblend® Ίβ5ΜΙϊ,Bitta Bayer AG) ad una massa da stampaggio di polimetilmetacrilato trasparente
Composizione di pulizia A (secondo l'invenzione): miscela di granuli dei componenti a) e b) ognuna per 50 % in peso con una dimensione media di grana di circa 3-4 mm Componente a) :
(§) Plexiglas GS 222 (omopoliraero di metilmetacrilato, peso molecolare medio circa 6.000.000 dalton,maci nato ad una dimensione media di grana di 4 mm.
Componente b)
Massa da stampaggio di polimetilmetacrilato, tipo (g) Plexiglas (Copolimero di 96 % in peso metilmetacrilato, 4 % in peso metilacrilato; peso moleco lare medio circa 170.000 daltonf granulato a gra na uniforme con una lunghezza ed un diametro di 3 ram.
Su una macchina per lo stampaggio ad iniezione del tipo Mannesmann Demag D60 sono state dapprima stampate ad iniezione lastre di una massa da stampaggio colorata in nero di policarbonato/acriInitrile/acri1-butadiene-stirolo (Bay blend (S)T85MN, Ditta Bayer AG) 110 x 110 x 3 mm. Quindi hanno dovuto venire stampati ad iniezione pezzi stampati di massa da stampaggio uguali di polimetilmetacrilato trasparente (tipo(§)Plexiglas 7H, trasparente, Ditta Rdhm CtabH) Per la pulizìa della macchina per lo stampaggio ad iniezio ne è stata impiegata la composizione di pulizia A citata sopra.
La composizione di pulizia A è stata dilavata ad una tempe ratura di 280°C e lavata a fondo mediante ripetizione di 10 volte dell'operazione di pompaggio (dosatura con funzio namento manuale e successiva iniezione del prodotto).
L'ugello della macchina per lo stampaggio ad iniezione montato (ugello aperto, foro 3 mm) non è stato asportato nell1operazione di lavaggio a fondo.
Dopo complessivamente ripetizione di 14 volte della operazione di pompaggio non si riconosceva più alcuna co— lorazione nera nel materiale iniettato. Nella tramoggia della macchina per lo stampaggio ad iniezione è stata introdotta massa da stampaggio di polimetilmetacrilato del tipo(S)Plexiglas 7 H, dilavata, e pompata 7 volte, il martoriale espulso rimanendo sempre esente da cambiamenti di colore. Quindi è stato iniziato lo stampaggio ad iniezione di pezzi stampati. Già dopo stampaggio di 5 pezzi ed un tempo di pulizia in totale di 7 minuti è stato ottenuto un pezzo stampato trasparente di elevata qualità ottica, sen za cambiamento di colore e con qualità di superficie inec cepibile. I pezzi stampati erano esenti da impurezze, par ticelle di sporcizia e puntini neri.
Esempio 2:
Secondo il procedimento descritto in Esempio 1 una composizione di pulizia B (non secondo la presente invenzione) è stata esaminata circa l'effetto di pulizia.
Composizione di pulizia B (non secondo l'invenzione) (S)Plexiglas GS 222 (omopolimero di polimetilmetaacrilato, peso molecolare medio circa 6.000.000 dal ton, dimensione media di grana 4 mm.
Risultato (composizione di pulizia B);
Dopo 7 operazioni di pompaggio il prodotto pompato non rao strava più alcuna colorazione. La massa da stampaggio impiegata successivamente (Tipo(§)Plexiglas 7H trasparente) dopo il lavaggio θ il pompaggio si colorava però di nuovo in nero. Anche i pezzi stampati ad iniezione mostravano etriature nere e impurezze. Una pulizia di vite-cilindro completa non era perciò stata conseguita con la composizio ne di pulizia B.
Esempio 3s
L'unità di stampaggio ad iniezione pulita come descritto in Esempio 2 è stata smontata e la vire estratta. Sulla vi te hanno potuto venire riconosciuti depositi. Mediante spazzolatura e lucidatura della vite questa è stata pulita. Del pari il cilindro a vite è stato pulito mediante una spazzola rotante, azionata da un trapano a mano. Le parti montate, come ad esempio ugello di macchina sono state pu lite mediante scriccatura alla fiamma con un cannello per saldatura. Dopo montaggio dell'impianto massa da stampagr; gio di polimetilmetacrilato J§)Plexiglas 7H trasparente) è stata dilavata, risciacquata due volte a fondo ed iniziato il processo di stampaggio ad iniezione. Dopo il ter zo ciclo di stampaggio ad iniezione hanno potuto venire estratti pezzi di buona qualità
Esempio 4=
Impiego di una composizione di pulizia secondo l'invenzio ne su un impianto di estrusione
Su un impianto di estrusione con estrusore monococlea (Ditta Berstorff) diametro di coclea D - 90 n™» lunghezza di coclea 32 D ed un'apertura di degassamento con testa di estrusione piana montata sono state estruse lastre di policarbonato colorato in nero © Makrolon 3103,nero 9^ 018, un policarbonato colorato in nero della Ditta Bayer AG) con una larghezza di 1920 mm ed uno spessore di 3 rnm. In seguito ha dovuto aver luogo un cambio di prodotto e venire prodotte sull’impianto lastre trasparenti di polimetilmetacrilato © Plexiglas 7H trasparente) della stessa dimensione.
Dopo marcia a vuoto della tramoggia di granulato e della coclea dell'estrusore nella tramoggia dell'estrusore sono stati introdotti 40 kg di una miscela di pulizia secondo l'invenzione e trasportati attraverso l'estrusore. Il nu mero di giri dell'estrusore è stato ridotto a 45 giri/min. Dopo un tempo di lavaggio a fondo di 14 min sulla misce la di pulizia rimaeta come residuo nella tramoggia di gra nulato è stata aggiunta massa da stampaggio di polimetil metacrilato © Plexiglas 7H trasparente) ed estrusa ulte riormente.Dopo l’aumento del numero di giri della coclea a 95 giri/min le temperature impostate delle zone di riscal damento del cilindro sono state ridotte in media di 35 °C, cosicché è stata raggiunta una temperatura di fueione di 270°C. Dopo una durata d'estrusione di 12 min è stato otte nuto un prodotto esente da etriature e da puntinature.
Claims (8)
- R I V E N D I C A Z I O N I 1. Composizione di pulizia per macchine per la lavorazione di materie plastiche, caratterizzata dal fatto, che essa consiste dèi componenti a) 95 - 25 $ in peso di un polimetilmetacrilato ad alto peso molecolare,non lavorabile termoplastica mente e b) 5 — 75 % in peso di un polimetilmetacrilato lavo rabile termoplasticamente.
- 2. Composizione di pulizia secondo rivendicazione 1, ca ratterizzata dal fatto, che esea consiste di 70 - 30 % in peso del componente a) e 30 — 70 % in peso del componente b).
- 3. Composizione di pulizia secondo rivendicazione 2, ca ratterizzata dal fatto, che essa consiste di 60 — 40 % in peso del componente a) e 40 - $0 % in peso del componente b).
- 4· Composizione di pulizia secondo una o più delle riven dicazioni 1 a 3, caratterizzata dal fatto, che il componen te a) presenta un peso molecolare medio di più di 500.000 dalton
- 5. Composizione di pulizia secondo una 0 più delle riven dicazioni 1 a 3, caratterizzata dal fatto, che il componen te b) presenta un peso molecolare medio di 50.000 a 200.000 dalton.
- 6. Composizione di pulizia secondo una 0 più delle riven dicazioni 1 a 5» caratterizzata dal fatto, che il componen te a) e/o il componente b) presenta uno stabilizzatore per impedire la depolimerizzazione ad alte temperature.
- 7. Procedimento per la pulizia di una macchina per la la vorazione di materie plastiche, caratterizzato dal fatto, che viene impiegata una composizione di pulizia secondo una o più delle rivendicazioni la 6.
- 8. Impiego di una composizione di pulizia secondo una o più delle rivendicazioni 1 a 6, per la pulizia di una macchina per la lavorazione di materie plastiche.
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