WO2008049561A1 - Verfahren zur beeinflussung der schmelzeigenschaften - Google Patents
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- B29K2105/0005—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing compounding ingredients
Definitions
- the invention relates to a method for influencing the melt properties of plastic melts in an extruder with at least one expansion region operating in overpressure.
- melt properties can be influenced. Even if recycled granules are used, the melt properties can be conditionally influenced in this way.
- the melt properties of plastic melts are thereby changed by adding to the granules corresponding chemical materials which are then incorporated into the melt upon heating and melting, and are here e.g. foam or change the color or smell of the plastic melt.
- foam or change the color or smell of the plastic melt In this way, however, can hardly achieve a homogeneous incorporation of strictlyturden substances.
- a precise dimensioning of the substances to be introduced is extremely complicated, so that a simple influencing of the melt properties in a cost-effective manner is not possible.
- DE 198 54 689 A1 discloses a method and a device for processing a thermoplastic polycondensate, in which tail gasification and / or drying of the polycondensate is achieved by influencing the melt properties by means of a vacuum applied to an extruder.
- an inert gas will be added, which causes in the thermodynamic equilibrium, the lowering of the partial pressure of the low-molecular constituents to be degassed.
- the intergas is added to the polycondensate melt with increased pressure compared to the negative pressure and causes foaming of the polycondensate, whereby its surface area increases, so that in the prevailing vacuum, the unwanted low molecular constituents more easily degas from the large area. It is ensured that the inert gas does not change the properties of the polycondensate. However, far-reaching influences on the melt properties are not possible here.
- the object of the invention is to influence the melting properties of plastic melts so that substances can be introduced into the plastic melt in the most cost-effective, simple and precisely metered manner and incorporated homogeneously into them.
- a gaseous medium is injected into the expansion region and coupled to the melt over a large area, and that the gaseous medium and / or the length of the expansion region and / or the mass flow of the melt in the expansion region are influenced in such a way that the desired melt properties can be predetermined Reach setpoints.
- melt properties can be further influenced.
- melt properties such as viscosity and / or color and / or odor, but also other melting properties can be significantly influenced.
- foamed or specially scented plastics can be created.
- melt properties z. B. be measured online and in the course of a regulation on the influence of the gaseous medium and / or the length of the expansion region and / or the mass flow of the melt in the expansion range predetermined target values can be achieved.
- the online measurement has proven itself.
- values such as the viscosity and / or the color and / or the odor of the melt could be measured online.
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Abstract
Ein Verfahren zur Beeinflussung der Schmelzeeigenschaften von Kunststoffschmelzen in einem Extruder mit mindestens einem im Überdruck arbeitenden Expansionsbereich, soll so verbessert werden, dass die Schmelzeigenschaften von Kunststoffschmelzen vorgebbar beeinflusst werden können, wobei Substanzen möglichst kostengünstig, einfach und exakt dosiert in die Kunststoffschmelze eingebracht und in diese homogen eingearbeitet werden sollen. Dazu wird vorgeschlagen, dass ein gasförmiges Medium in den Expansionsbereich injiziert und großflächig an die Schmelze angekoppelt wird und dass das im Expansionsbereich anliegende gasförmige Medium und /oder die Länge des Expansionsbereichs und / oder der Massestrom der Schmelze im Expansionsbereich derartig beeinflusst werden, dass die gewünschten Schmelzeeigenschaften vorgebbare Sollwerte erreicht.
Description
Verfahren zur Beeinflussung der Schmelzeigenschaften
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beeinflussung der Schmelzeeigenschaften von Kunststoffschmelzen in einem Extruder mit mindestens einem im Überdruck arbeitenden Expansionsbereich.
In Extrudern können hochreine Kunststoffe verarbeitet werden. Hier garantieren bereits die Rohstoffe für bestimmte Schmelzeigenschaften. Durch Zumischen von Medien zum Kunststoffgranulat lassen sich die Schmelzeeigenschaften beeinflussen. Auch bei Verwendung von recyceltem Granulat lassen sich die Schmelzeeigenschaften auf diese Art bedingt beeinflussen.
Die Schmelzeeigenschaften von Kunststoffschmelzen werden dabei dadurch verändert, dass dem Granulat entsprechende chemische Materialien hinzugefügt werden, die dann bei Erwärmung und Aufschmelzung in die Schmelze eingearbeitet werden und hier z.B. schäumen oder die Farbe oder den Geruch der Kunststoffschmelze verändern. Auf diesem Wege lässt sich jedoch kaum ein homogenes Einarbeiten der Einzubringenden Substanzen erreichen. Hinzu kommt, dass ein exaktes Bemessen der einzubringenden Subtanzen äußerst aufwendig ist, so dass ein einfaches Beeinflussen der Schmelzeeigenschaften auf kostengünstige Weise nicht möglich ist.
Die DE 198 54 689 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Aufbereitung eines thermoplastischen Polykondensats, bei dem zur Beeinflussung der Schmelzeeigenschaften durch einen an einen Extruder angelegten Unterdruck eine Endgasung und/oder Trocknung des Polykondensats erreicht wird. Um die Endgasung bzw. Trocknung des Polykondensats noch zu verbessern kann dem
im Unterdruckbereich gefahrenen Extruder ein Inertgas zugeben werden, welches im thermodynamischen Gleichgewicht die Absenkung des Partialdrucks der zu entgasenden niedermolikularen Bestandteile bewirkt. Das Intergas wird der PoIy- kondensatschmelze mit gegenüber dem Unterdruck erhöhtem Druck zusetzt und bewirkt ein Aufschäumen des Polykondensats, wodurch sich dessen Oberfläche vergrößert, so dass im vorherrschenden Vakuum die unerwünschten niedermolikularen Bestandteile leichter aus der großen Fläche entgasen. Dabei wird darauf geachtet, dass das Inertgas die Eigenschaften des Polykondensats nicht verändert. Weiterreichende Beeinflussungen der Schmelzeeigenschaften sind hier jedoch nicht möglich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde die Schmelzeigenschaften von Kunststoffschmelzen vorgebbar zu beeinflussen, wobei Substanzen möglichst kostengünstig, einfach und exakt dosiert in die Kunststoffschmelze eingebracht und in diese homogen eingearbeitet werden sollen.
Dazu wird vorgeschlagen, dass ein gasförmiges Medium in den Expansionsbereich injiziert und großflächig an die Schmelze angekoppelt wird, und dass das gasförmige Medium und / oder die Länge des Expansionsbereichs und / oder der Massestrom der Schmelze im Expansionsbereich derart beeinflusst werden, dass die gewünschten Schmelzeeigenschaften vorgebbare Sollwerte erreichen.
Grundsätzlich ist es zwar bekannt, Schmelzeeigenschaften durch injizieren von gasförmigen Medien einzustellen, in Extrudern konnte die Einstellung der Schmelzeigenschaften jedoch wegen der verhältnismäßig hohen Vorschubgeschwindigkeiten der Schmelze im Extruder bisher nicht bewirkt werden. Erst dadurch, dass das gasförmige Medium großflächig an die Schmelze herangeführt wird, hat sich entgegen der bisher geübten Praxis herausgestellt, dass eine befriedigende Einstellbarkeit der Schmelzeeigenschaften durch die Beeinflussung des gasförmigen Mediums möglich ist.
Es hat sich gezeigt, dass sich durch eine Beeinflussung des gasförmigen Mediums über seine Art und / oder seinen Druck z. B. > 1 bar und / oder über seine Konzentration und / oder über die Zeit z. B. > 3 Sekunden die Schmelzeeigenschaften auch im Extrusionsprozess auf gewünschte Werte einstellen lassen. Dazu müssen neben einer großflächigen Expansionszone auch bestimmte Zeiten überschritten oder Drücke je nach Anwendung über- bzw. unterschritten werden. Speziell zur Verlängerung der Zeit, insbesondere die Möglichkeit diese variabel zu gestalten bedurfte es entsprechender verfahrenstechnischer Weiterentwicklungen. Dazu gehört auch die Möglichkeit, die Einwirklänge des Expansionsbereichs variabel zu gestalten und / oder den Massestrom der Schmelze im Expansionsteil bei vorzugsweise konstanter Schneckendrehzahl zu verändern.
Von Vorteil ist, wenn im Strom des gasförmigen Mediums kleinste Flüssigkeitsund / oder Festpartikel enthalten sind, über welche die Schmelzeeigenschaften noch weitergehender beeinflusst werden können.
Durch die Beeinflussung des gasförmigen Mediums und / oder der Länge des Expansionsbereichs und / oder des Massestroms der Schmelze in Expansionsbereich lassen sich dabei Schmelzeeigenschaften wie Viskosität und / oder Farbe und / oder Geruch, aber auch andere Schmelzeigenschaften wesentlich beeinflussen. Insbesondere können beispielsweise geschäumte oder speziell duftende Kunststoffe erstellt werden.
Von besonderem Vorteil ist, wenn die Schmelzeeigenschaften z. B. online gemessen werden und im Zuge einer Regelung über die Beeinflussung des gasförmigen Mediums und / oder der Länge des Expansionsbereichs und / oder des Massestroms der Schmelze im Expansionsbereich vorgebbare Sollwerte erreicht werden.
Für die Messung der Schmelzeeigenschaften hat sich insbesondere die Onlinemessung bewährt. Hier könnten Werte wie die Viskosität und / oder die Farbe und / oder der Geruch der Schmelze online gemessen werden.
Claims
1. Verfahren zur Beeinflussung der Schmelzeeigenschaften von Kunststoffschmelzen in einem Extruder mit mindestens einem im Überdruck arbeitenden Expansionsbereich, dadurch gekennzeichnet, dass ein gasförmiges Medium in den Expansionsbereich injiziert und großflächig an die Schmelze angekoppelt wird und dass das gasförmige Medium und / oder die Länge des Expansionsbereichs und / oder der Massestrom der Schmelze im Expansionsbereich derartig beeinflusst werden, dass die gewünschten Schmelzeeigenschaften vorgebbare Sollwerte erreicht.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Beeinflussung des gasförmigen Mediums in seiner Art und / oder in seinem Druck und / oder in seiner Konzentration und /oder in seiner Einwirkzeit und / oder seiner Einwirklänge erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck > 1 bar und / oder die Einwirkzeit > 3 Sekunden beträgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Strom des gasförmigen Mediums kleinste Flüssigkeits- und / oder Festpartikel enthalten sind.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Schmelzeeigenschaften wie Viskosität und / oder Farbe und / oder Geruch einstellbar sind.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmelzeeigenschaften gemessen werden und im Zuge einer Regelung über die Beeinflussung des gasförmigen Mediums und / oder der Länge des Expansionsbereichs und / oder des Massestroms der Schmelze im Expansionsbereich vorgebbare Sollwerte erreicht werden.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmelzeeigenschaften wie Viskosität und / oder Farbe und / oder Geruch gemessen werden.
Applications Claiming Priority (2)
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-
2007
- 2007-10-22 WO PCT/EP2007/009132 patent/WO2008049561A1/de active Application Filing
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