NL1035294C2 - Inrichting, werkwijze en voortbrengsel voor het verschaffen van een additief voor een kunststof hoofdstroom. - Google Patents

Description

INRICHTING, WERKWIJZE EN VOORTBRENGSEL VOOR HET VERSCHAFFEN VAN EEN ADDITIEF VOOR EEN KUNSTSTOF HOOFDSTROOM

De onderhavige uitvinding betreft een werkwijze en 5 inrichting voor het verschaffen van een additief voor een kunst3tof-stroom, en tevens een als additief dienend voortbrengsel of tussenproduct. Een dergelijke werkwijze, inrichting en voortbrengsel zijn algemeen bekend.

Het is hierbij bekend, dat stof- of poedervormige 10 basisstoffen bijeen worden gebracht om het additief te vormen. Deze kunnen op voorhand worden gemengd, voordat deze eventueel in een buffer worden geplaatst. Vanuit de buffer is het mogelijk om te doseren van het bij voorkeur homogeen gemengde mengsel van de basisstoffen, die tezamen het 15 additief moeten vormen. Een dergelijke bekende techniek vertoont echter als nadeel, dat segregatie op kan treden. Segregatie wil zeggen het ontmengen van de bestanddelen van een mengsel. Segregatie kan bijvoorbeeld optreden onder invloed van trillingen, zoals die voorkomen in een systeem, 20 waarin de werkwijze of de inrichting volgens de onderhavige uitvinding wordt toegepast, bijvoorbeeld als aanvoer naar een extruder.

Soortgelijke overwegingen en nadelen komen voor als korrels, bijvoorbeeld fijne of zeer fijne korrels, van 25 afzonderlijke basisstoffen worden toegepast. Het betreft dan weliswaar geen mengsel van stoffen maar van korrels, waarbij echter een dergelijke segregatie niettemin ook voor kan komen, in het bijzonder in het geval van verschillende afmetingen van afzonderlijke soorten korrels. Het is in de 30 techniek wel voorgesteld om andere oplossingen te gebruiken voor dit probleem.

Zo is in het verleden ook wel voorgesteld, dat een drager voor de verschillende basisstoffen kan worden verschaft om het additief te vormen. Een dergelijke drager 1035294 2 kan dan bijvoorbeeld bestaan uit hetzelfde thermoplastische materiaal, waaruit de kunststof hoofdstroom wordt gevormd, voor een goede opname van het additief daarin- Daartoe laat men een beperkte hoeveelheid van een dergelijk 5 thermoplastisch kunststof smelten om daaraan de additieven in een gemengde vorm toe te voegen. Vervolgens laat men de thermoplastische kunststof uitharden om deze in stukken te breken. Vele additieven reageren dan in dit voortraject al met de drager en verliezen de werkzaamheid nog voordat deze 10 nuttig zou moeten worden ingezet, bijvoorbeeld gedurende extrusie van een basisstroom. De basisstoffen zijn dan bij de extrusie niet meer werkzaam, omdat deze hun kracht hebben verloren in het proces van het vormen van de brokken thermoplastisch materiaal. Dergelijke additieven zijn dan 15 dus niet geschikt om te worden gebruikt in een drager om de brokken te vormen en dien nog afzonderlijk in de extruder te worden toegevoegd.

Met de onderhavige uitvinding is op verschillende wijze en in verschillende categorieën een oplossing voor de beide 20 problemen geboden, zoals die overheersend in de stand der techniek voorkomen. Door het tabletteren of pelletteren van droge basisstoffen, die tezamen het gewenste mengsel voor een additief moeten opleveren, kan cohesie worden gegeven aan het mengsel, zonder hiertoe een drager te hoeven 25 gebruiken. Tabletteren of pelletteren kan onder druk gebeuren en de druk hoeft niet hoger te worden opgevoerd dan nodig, om de basisstoffen bij elkaar te houden tot op het moment van gebruikt in de kunststof hoofdstroom. Een lichte cohesie kan hiertoe al volstaan, mits deze dan bestand is 30 tegen het uit elkaar brokkelen van de pallets of korrels, want dat zou op zijn beurt weer kunnen leiden tot segregatie.

Daarbij is het een voordeel dat een hoge mate van homogeniteit kan worden bewerkstelligd, en is 3 kleurstabiliteit verbeterd, daar slechts geringe variaties in samenstelling van de basisstoffen hoeven voor te komen. Tevens is het mogelijk de machines, zoals een extruder, schoner te houden omdat poeders en stofvormige basisstoffen 5 zijn gebonden in tabletten en/of pellets.

Bij voorkeur worden de korrels of pellets gebruikt om gedoseerd te worden ten behoeve van toevoer daarvan aan de kunststof hoofdstroom. Het doseren van korrels of pellets is op zich stuksgewijs gemakkelijker dan het doseren van 10 stofvormige of zelfs vloeibare basisstoffen.

Verder wordt opgemerkt, dat het pelletteren of anderszins tot korrels vormen van de basisstoffen voor het additief in situ kan plaatsvinden, of althans dicht in de nabijheid daarvan.

15 Aldus kan eenvoudig een nadeel worden verholpen, dat voor elk samenstel van basisstoffen een specifiek additief moet worden gevormd, en hiervan een aparte voorraad moet worden aangelegd. Het omschakelen tussen specifieke uitvoeringsvormen van additieven gaat bij bekende technieken 20 immers nagenoeg altijd gepaard met het aan de kunststof hoofdstroom verschaffen van een op voorhand geprepareerde additief waarin het gemengde mengsel van basisstoffen dan is verwerkt. Een eenvoudige variatie in een eenmaal op gang gebrachte toevoerstroom aan additief is dan dus niet 25 mogelijk. Vandaar, dat de toevoer van een bepaald additief moet worden beëindigd om dan een ander additief uit de voorraad te selecteren en die vervolgens aan te sluiten op de verdere verwerking, bijvoorbeeld in de hoofdstroom naar een extruder. In het bijzonder door productie van pallets of 30 tabletten in de nabijheid van een verdere verwerkingsinstallatie, zoals een extruder, kan daarentegen volgens een aspect van de uitvinding een dergelijke positionering van een inrichting voor het vormen van korrels of pellets voordelen bieden. Het productieproces, dat met 4 een dergelijke inrichting kan worden verwezenlijkt, kan momentaan worden aangepast aan de behoefte, zoals een verandering in de samenstelling van het additief. Zoals hierboven reeds is opgemerkt, dient hiertoe bij de bekende 5 techniek met een masterbadge, het productieproces te worden gestaakt om uit de voorraad een lichting te halen met een gewenste samenstelling van het additief. Dit kan derhalve worden voorkomen door in situ te produceren en de geproduceerde korrels of pellets vervolgens te doseren, 10 waarbij dat productieproces van de korrels of de pellets gemakkelijk kan worden aangepast aan de behoefte op enig moment.

Een dergelijke inrichting, die al dan niet in situ kan zijn geplaatst, dat kan toevoermiddelen omvatten voor de 15 basisstof of basisstoffen. Deze worden dan vermengd indien noodzakelijk. Daarnaast kunnen doseermiddelen zijn verschaft voor het afzonderen of selecteren van op voorhand bepaalde hoeveelheden gemengde basisstoffen, en deze afgemeten hoeveelheden kunnen worden geleverd aan persmiddelen voor 20 het tot korrels of pellets pelletteren van de gemengde basisstoffen. De gevormde pellets of korrels kunnen vervolgens worden doorgegeven aan een verdere verwerkingsinstallatie of een nadere doseerinrichting om toegevoegd te worden aan de kunststof hoofdstroom. Een 25 verder verwerkingsstation kan bijvoorbeeld zijn gevormd door een extruder.

Zoals hierboven reeds is opgemerkt, betreft de onderhavige uitvinding tevens het voortbrengsel op zich, dat kan worden toegepast als additief voor een kunststof-stroom, 30 waarbij het voortbrengsel korrel- of pelletvormig is en een gewenste samenstelling bevat van tenminste een geselecteerde basisstof.

De uitvinding zal hieronder nader worden verduidelijkt aan de hand van een tweetal figuren, welke illustratief maar 5 niet limitatief zijn voor aspecten en overwegingen volgens de onderhavige uitvinding, en waarbij soortgelijke of identieke onderdelen en componenten, overwegingen en aspecten zijn aangeduid met dezelfde referentienummers, en 5 waarin:

Fig. 1 een uitermate schematisch aanzicht toont van een installatie volgens de onderhavige uitvinding in zijn totaliteit, die uitmondt in een extruder;

Fig. 2 een evenzeer schematische weergave toont van een 10 wijze, waarop pellets of korrels additief kunnen worden gevormd volgens de onderhavige uitvinding.

In fig. 1 is een productieproces getoond, welke is gebaseerd op een installatie 1, voor het vormen van een buisvormig extrusieproduct 2, zoals een kunststof pijp 2.

15 Daartoe wordt een extruder 3 gebruikt, welke wordt gevoed met een kunststof hoofdstroom 4 via een toevoer 5. In de toevoer is een positie verschaft voor het in de kunststof hoofdstroom 4 invoeren van een additief, dat uit diverse basisstoffen kan bestaan. Voorheen werd bij de toevoer 6 20 gebruik gemaakt van het toevoeren van masterbadges of poedervormige mengsels van de basisstoffen.

Aan de linkerzijde in fig. 1 zijn drie containers 7, 8 en 9 weergegeven. De container 7 bevat anti-oxidanten. Container 8 bevat stabilisatoren, terwijl container 9 25 pigmenten bevat. Elke van de containers 7, 8 en 9 is trechtervormig en loopt naar een uitvoer 10, waarin een kraan 11, 12 als uitvoeringsvorm van een eerste doseermechanisme is aangebracht. Met de kranen 11, 12 (er zijn er twee met referentienummers, maar drie aangebracht 30 bij elke van de containers 7, 8 en 9) kan de verhouding in het gewenste mengsel voor het additief worden verwezenlijkt. Vanuit de containers 7, 8 en 9 lopen namelijk stromen basisstoffen naar een houder 13, waarin een schroef 14 is aangebracht, die wordt aangedreven met een motor 15. De 6 schroef 14 kan met de motor 15 in werking worden aangedreven om een homogeen mengsel van de basisstoffen voor het additief te verkrijgen. Op enig moment, met de motorl5 in bedrijf, kan het besluit zijn genomen of worden genomen, dat 5 het mengsel van basisstoffen in de houder 13 afdoende gehomogeniseerd is. Daarbij kan een klep 16 worden bediend, bijvoorbeeld met behulp van een (niet getoonde) besturing, om een hoeveelheid additief 17 op een transportband 18 te deponeren, welke transportband 18 in beweging is of kan 10 komen door geschikte of gewenste aandrijving met behulp van een elektromotor 19. Met de aandrijving van de motor 19 in bedrijf, loopt de transportband 18 naar links om uit de houder 13 uitgestoten hoeveelheden additief 17 via een instortkoker 20 te verschaffen aan een tabletteermachine 21. 15 De tabletteermachine 21 kan ook wel bekend staan als een pelletteermachine. Met de aldus aangeleverde toevoer van gehomogeniseerde mengsels aan basisstof om een additief 17 te vormen, kan met zekerheid worden gesteld, dat elke van de pellets of korrels 22 de gewenste verhouding omvat van de 20 verschillende basisstoffen. De pellets of korrels 22 verlaten de tabletteer- pelletteermachine 21 op een transportband 23 om gevoerd te worden naar de invoer 6 in de richting van pijl A.

Als de pellets of korrels 22 worden gestort in de 25 invoer 6, komen deze terecht in de kunststof-hoofdstroom 4, welke door de toevoer 5 heen wordt getransporteerd naar de extruder 3. Als de korrels 22 terecht komen in de kunststof-hoofdstroom, die stroomt omdat deze tot boven smeltpunt daarvan is verwarmd, vallen de pellets of korrels 22 ook uit 30 elkaar om een homogene kleuring met behulp van het pigment in de additieven een homogene kleuring van de geëxtrudeerde buis te bewerkstelligen.

Als het productieproces van de installatie 1 zoals, die in fig. 1 is getoond, op enig moment moet worden aangepast, 7 bijvoorbeeld wanneer de kleur van de buis 2 moet worden aangepast, kan de aansturing van de kranen 11, 12 worden aangepast. Daarbij kan een ander pigment dan dat in container 9 worden gestort in de houder 13, of kan de 5 concentratie van het pigment uit de houder 9 in het additief 17 worden gevarieerd. Er is natuurlijk enige verwerkingstijd, die samenhangt met het transport vanaf de containers 7, 8 en 9 tot aan de invoer 6. Daarentegen is er nagenoeg momentane omschakeling van het systeem naar een 10 andere kleur mogelijk, zonder een hele nieuwe masterbadge aan te hoeven laten rukken, bijvorbeeld uit een voorraad met verschilende masterbatches met afzonderlijke of verschillende samenstellingen van de basisstoffen.

In fig. 2 is in hoofdzaak nog schematischer dan in fig. 15 1 weergegeven op welke wijze het proces voor het produceren van pellets of korrels 22 verloopt.

Verder verschilt de configuratie in fig. 2 van die in fig. 1 door toevoeging van een extra container 25 met een ander pigment of kleurstof dan die in de container 9. Aldus 20 kan vrij snel een nieuwe kleur worden ingezet in het productieproces om de buizen 2 te extruderen.

In de verbindingen tussen de containers 7, 8, 9 en 25 naar een menginrichting 24 zijn kranen 11, 12, 26 en 27 aangebracht. Met de kranen kan een gewenste verhouding van 25 de basisstoffen in elke van de containers 7, 8, 9 en 25 worden ingesteld, zoals die terecht komen in de menginrichting 24. De menginrichting is vergelijkbaar met de houder 13 met daarin de mengschroef 14. Een andere uitvoeringsvorm van een menger kan echter evenzeer worden 30 toegepast. De menger 24 levert additief met de basisstoffen in gewenste verhoudingen via een verbinding 28 aan de tabeletteer- of pelletteerinrichting 21. Deze maakt van het additief pellets of korrels 22.

8

Na kennisneming van het voorgaande zullen zich vele alternatieve en aanvullende uitvoeringsvormen aan een vakman opdringen, die allen dienen te worden beschouwd als gelegen binnen het bereik van de onderhavige uitvinding, zoals dat 5 is gedefinieerd in de bijgevoegde conclusies, tenzij dergelijke aanvullende of alternatieve uitvoeringsvormen naar letter of geest afwijken van deze definities. Zo is het mogelijk, dat volledig andere eindgebruikers machines worden toegepast dan de extruder 3, en kunnen de containers 7, 8, 9 10 en 25 worden vervangen door aanvoerlijnen. Het is tevens mogelijk, dat de additieven bestaan uit basisstoffen, die in fluïdum stromen worden meegevoerd naar de tabletteermachine, die de fluïda uit die stromen kan persen. Er is in elk geval geen bindende drager toegepast, althans niet in de hiervoor 15 beschreven en getoonde uitvoeringsvormen. Zo is het verder mogelijk, dat de basisstoffen worden getabletteerd of gepelleteerd op een grotere afstand dan direct in situ of althans nabij bij de extruder. Daarenboven kan onder de uitdrukking basisstoffen tevens worden begrepen een 20 vulmiddel, dat bij het mengen van de ten minste twee basisstoffen wordt toegevoegd aan een mengsel, maar op zich geen functie vervult in een latere stap, bijvoorbeel extrusie, om een uiteindelijk product te vervaardigen. De genoemde basisstoffen van stabilisatoren, anti-oxidanten, en 25 kleurstoffen en pigmenten vervullen duidelijk wel een dergelijke functie bij de uiteindelijke productie.

1035294

Claims (9)

1. Werkwijze voor verschaffen van een additief voor of 5 aan een kunststof-stroom, bijvoorbeeld een stroom thermoplastisch materiaal, welk additief ten minste één basisstof omvat uit de groep, welke ten minste omvat: kleurstof; anti-oxidanten; stabilisatoren, en welke werkwijze omvat: 10. het bufferen van het additief; - het doseren van het additief; en - het in de kunststof-stroom brengen van gedoseerde hoeveelheden additief, GEKENMERKT door 15 het mengen van de basisstoffen en het uit het mengsel onder druk vormen van korrels of pellets, en het bufferen van de korrels of pellets.

2. Werkwijze voor produceren van een additief voor een kunststof-stroom, bijvoorbeeld een stroom thermoplastisch 20 materiaal, welk additief ten minste één basisstof omvat uit de groep, welke ten minste omvat: kleurstof; anti-oxidanten; stabilisatoren, welke werkwijze omvat: - het doseren van ten minste twee basisstoffen voor het additief; 25. het mengen van de basisstoffen; en - het uit het mengsel de basisstoffen onder druk vormen van korrels of pellets.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, verder omvattende het extruderen van de kunststof-stroom met 30 daaraan toegevoegde, gedoseerde hoeveelheden korrels of pellets.

4. Werkwijze volgens conclusie 1, 2 of 3, verder omvattende: het in situ of althans nabij en/of ter plaatse 1035294 van een verwerkingsinrichting, zoals een extruder, vormen van de korrels en/of pellets.

5. Werkwijze voor het verschaffen van een additief van ten minste één basisstof uit de groep, welke ten minste 5 omvat: kleurstof; anti-oxidanten; stabilisatoren, om te worden toegevoegd in een kunststof-stroom, omvattende het mengen van de basisstoffen en het uit het mengsel onder druk vormen van korrels of pellets, en het bufferen van de korrels of pellets om te worden gebruikt in of bij de 10 kunststof-stroom.

6. Inrichting voor het vervaardigen van een additief uit ten minste twee basisstoffen uit de groep, welke ten minste omvat: kleurstof; anti-oxidanten; en stabilisatoren, welke inrichting omvat: 15. toevoermiddelen voor de basisstoffen; - mengmiddelen voor het mengen van de basisstoffen; en - doseermiddelen voor het afzonderen van vooraf bepaalde hoeveelheden gemengde basisstoffen; en - persmiddelen voor het tot korrels of pellets pelleteren 20 van de afgezonderde, op voorhand bepaalde hoeveelheden gemengde basisstoffen.

7. Inrichting volgens conclusie 6, verder omvattende een afvoer voor afgifte van korrels of pellets, welke te verbinden is met één van een ingang van een extruder en een 25 doorgang voor doorvoer van een kunststofstroom.

8. Voortbrengsel als additief voor een kunststof-stroom, omvattende ten minste één basisstof uit de groep, welke ten minste omvat: kleurstof; anti-oxidanten; stabilisatoren,

30 MET HET KENMERK, dat de basisstoffen zonder thermoplastische drager onder druk zijn gevormd in korrels of pellets. 1035294