DE2359282C3

DE2359282C3 - Vorrichtung zur Herstellung von Profilen aus geschäumten Thermoplasten

Info

Publication number: DE2359282C3
Application number: DE2359282A
Authority: DE
Inventors: Hansjochen Dr. 8261 Emmerting Barth; Johann Dr.-Ing. 8263 Burghausen Bauer
Original assignee: Wacker Chemie AG
Current assignee: Wacker Chemie AG
Priority date: 1973-11-28
Filing date: 1973-11-28
Publication date: 1979-02-01
Also published as: DE2359282A1; JPS5086569A; FR2252204A2; US3954365A; JPS5348228B2; DE2359282B2

Description

uas Hauptpatent 2249435 betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Profilen aus geschäumten Thermoplasten, bestehend aus Extruder und Schnecke, sowie einem Extruderkopf mit Fließkanal, bei der der Fließkanal durch in axialer Richtung angeordnete Trennwände in Einzelkanäle aufgeteilt ist und wobei jeder Einzelkanal einen Düsenkoeffizienten von weniger als 2 mm³ hat, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die axiale Länge oder die Seitenlänge der Einzelkanäle über dem Querschnitt des Gesamtkanals verschieden groß ausgebildet ist.

Bei der Vorrichtung nach der DE-OS 1 729 015 weist die Preß- oder Spritzform eine in Sektionen eingeteilte Düsen- oder Formplatte auf.

Aus der GB-PS 1138938 ist eine Vorrichtung zum Herstellen von Profilen aus geschäumten Thermoplasten mit einem Extruder mit Schnecke und Extruderkopf bekannt, bei der der Fließkanal durch in axialer Richtung angeordnete Trennwände einer Dicke von mehr als 2 mm in Einzelkanäle aufgeteilt ist und wobei auch jeder Einzelkanal einen Düsenkoeffizienten k von ca. 0,1 hat.

Aus der GB-PS 1 084000 ist die Anordnung einer Bügelzone nach den Trennwänden bekannt.

Durch die Vorrichtung nach dem Hauptpatent ist es möglich, auch Profile, die große Querschnitte aufweisen, mit Dichten von 0,4 bis 0,6 g/cm³ herzustellen. Jedoch kann die Dichte über den Querschnitt des Profils nicht unabhängig von der Einzclkanalgestaltung variiert werden. Zudem ist in manchen Fällen die Einstellung einer gleichmäßigen Fließfront für den ge-

samten Querschnitt nicht einfach.

Aufgabe der Erfindung war es somit, einen Extruderkopf zu finden, der über den Querschnitt des zu extrudierenden Profils ein möglichst einheitliches Geschwindigkeitsprofil bzw, eine gleichförmige Fließfront erzeugt, in der Weise, daß über den Querschnitt des Profils Bereiche unterschiedlicher Dichte erhalten werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dur<~h eine Vorrichtung zur Herstellung von Profilen aus geschäumten Thermoplasten, bestehend aus Extruder und Schnecke sowie einem Extruderkopf mit Fließkanal, bei der der Fließkanal durch in axialer Richtung angeordnete Trennwände in Einzelkanäle aufgeteilt ist und wobei jeder Einzelkanal einen' Düsenkoeffizienten von weniger als 2 mm^J hat und bei der die axiale Länge oder die Seitenlänge der Einzelkanäle über den Querschnitt des Gesamtkanals verschieden groß ausgebildet ist, nach Patent 2249435 gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der Fließquerschnitt der Einzelkanäle durch dornähnliche Stifte verengt ist.

Die dornähnlichen Stifte können verschiedenartig gestaltet sein. Bevorzugt sind sie rund. Es ist jedoch auch möglich, eckige Stifte anzuwenden, wie z. B. solehe, die den Querschnitten der Einzelkanäle ähnlich oder gleich sind. Meistenteils sind sie an beiden Enden kegelförmig und in der Mitte zylindrisch (vgl. Fig. 3 u. 4). Es sind jedoch auch andere Formen möglich. Der Durchmesser der dornähnlichen Stifte wird so gewählt, daß der Abstand zwischen der Oberfläche der Dorne und den Einzelkanalinnenwänden zwischen 0,2 und 5 mm dick ist, wobei die Durchmesser der dornähnlichen Stifte innerhalb eines Extruderkopfes unterschiedlich sein können. Die Länge der domähnlichen Stifte beträgt insbesondere das 0,1- bis l,5fache der Länge der Einzelkanäle innerhalb des Drosselgitters, wobei die Länge der dornähnlichen Stifte innerhalb eines Extruderkopfes verschieden sein kann.

Im allgemeinen sind die Dorne untereinander durch Verbindungsstege verbunden und vierden durch diese gehalten, da die Stege auf den Gitterblechen des Drosselgitters aufliegen. Innerhalb des Drosselgitters werden die dornähnlichen Stifte selbstzentrierend in ihrer Lage gehalten. Die Anzahl der Dorne kann in weiten Bereichen schwanken. Sie hängt ausschließlich von der gewünschten Dichteverringerung ab, d. h. sollen Formkörper mit geringer Dichte angestrebt werden, so muß eine größere Anzahl von Dornen eingesetzt werden. Im allgemeinen werden nicht mehr als 95% aller Einzelkanäle und nicht weniger als 5% aller Einzelkanäle mit Dornen ausgerüstet.

Das Drosselgitter und die übrigen Teile, aus denen die Gesamtvorrichtung besteht, sind im Hauptpatent 2249435 beschrieben. Ebenso wird die Zusammensetzung der üblicherweise eingesetzten verschäumbaren Massen im Hauptpatent beschrieben. Der Unterschied besteht darin, daß sich durch die Dorne innerhalb der einzelnen Stränge Hohlräume bilden, die sich im Bereich der Kompressionszone wieder schließen, jedoch das Entstehen von Bereichen niedriger Dichte bewirken.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert.

Die Fig. 1 entspricht der im Hauptpatent gezeigten Fig. 1, nur sind mit der Nummer 9 die dornähnlichen Stifte gekennzeichnet. Die anderen Nummern haben entsprechend der Hauptanmeldung folgende Bedeutung:

1 = Extruder 5 = Drosselgitter

2 = Schnecke 6 = Einzelkanal

3 = Extruderkopf 7 = Düsenmund

4 = Fließkanal 8 = Bügelzone

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch das Drosselgitter 5. Es ist deutlich zu erkennen, daß die dornartigen Stifte in dem Bereich, in dem das Profil besonders dick ist, angebracht wurden.

Fig. 3 zeigt vergrößert die Anordnung der Dorne im Drosselgitter in zwei Schnitten. Die einzelnen Dorne 9 ragen in die Fließkanäle 6 hinein, die aus den Wänden des Drosselgitters 5 gebildet werden. Die Dorne sind in Richtung des Massestroms beidseitig konisch angespitzt. Die einzelnen Dorne werden durch Verbindungsstege 10 gehalten, die auf den Gitterflächen des Drosselgitters aufliegen. Innerhalb des Drosselgitters werden die dornartigen Stifte selbstzentrierend in ihrer Lage gehalten.

Mit Fig. 4 werden verschiedene Ausführungsmögüchkeiten zur Verbindung der einzelnen Dorne dargestellt. Die Verbindungen können sowohl größer (α), als auch kleiner (Zj) als die Dorne sein. Ebenso tonnen sie auch entsprechend der in Fig. 4c gezeigten Art in länglicher Form ausgeführt sein.

Durch die Erfindung ist eine Regelung der Dichte innerhalb des Profilquerschnitts möglich. Falls der Durchmesser und die Länge der einzelnen Dorne innerhalb eines Extruderkopfes gleich gehalten werden, kann man eine gleichbleibende, aber niedrigere Dichte als ohne Verwendung von Dornen erzielen. Durch eine Variation des Durchmessers und evtl. der Länge der einzelnen Dorne innerhalb eines Extruderkopfes ist eine weitere Reduzierung der Dichte beim Einsatz von größeren und/oder längeren Dornen möglich. Durch die Verwendung der beschriebenen Dorne ist die Dichte unabhängig vom Fließwiderstand des Einzelkanals beeinflußbar. Es ist also möglich, die Dichte in den Bereichen des Profils zu reduzieren, wo es aus mechanischen oder praktischen Gründen sinnvoll ist.

Durch den Einsatz der beschriebenen Vorrichtung ist es möglich, die Dichte in außenliegenden Bereichen des Profils besonders hoch einzustellen und damit eine glatte Oberfläche zu erzielen. Nach innen hin kann dann die Dichte stärker reduziert werden, damit erzielt man eine gewünschte niedrige Gesamtdichte des ·'> Profils und gleichzeitig gute mechanische Werte.

Die Fig. 5 u. 6 sind Beispiele von Profilen, die besonders günstig mit der beschriebenen Vorrichtung hergestellt werden können. Die Forderung nach möglichst niedriger Gesamtdichte bei ausreichender Fein stigkeit (Biegefestigkeit, Druckfestigkeit) in Zonen hoher mechanischer Belastung wird durch Einsatz unterschiedlicher Dorndurchmesser erreicht. In Fig. 5 wurden 2 unterschiedliche Dorndurchmesser, in Fig. 6 fünf verschiedene Durchmesser verwendet.

Beispiel 1

Mit der Vorrichtung entsprechend den Fig. 1 und 2, jedoch ohne Dorne, wurde eine schäumbare thermoplastische Mischung, bestehend aus 100 Gew.-Tei-Ien PVC, K-Wert 65, 2 Gew.-Teilen Stabilisator. 1 Gew.-Teil Gleitmittel, 0,3 Gew.-Tc.ien Treibmittel und 5 Gew.-Teilen Polyacrylat extrudiert. Die Einzelkanäle haben einen Querschnitt von 4,2 X 4,2 mm und eine Länge von 60 mm. Der Düsenkoeffizient k des Einzelkanals beträgt k = 0,216 mm. Die Dichte des extnriierten Profils ist über dem gesamten Querschnitt etwa gleich. Die Gesamtdichte betrug 0,68 g/ ml. Die Oberfläche des Profils war glatt.

_i() Beispiel 2

Mit der gleichen schäumbaren Mischung wie in Beispiel 1 und der Vorrichtung entsprechend Fig. 1 und 2 unter Verwendung von 10 Dornen mit einem Durchmesser von 1,0 mm und einer Länge von 40

π mm in den Einzelkanälen mit einer lichten Weite von 4,2 mm und einer Länge von 60 mm, in der in Fig. 2 angegebenen Anordnung, wobei der Düsenkoeffizient der Fließkanäle mit Dorn k = 0,18 mm betrug, ließ sich die Dichte in den Bereichen der Dome weiter

4u senken. Die Poren sind in diesen Bereichen gröber. Die Gesamtdichte des Profils liegt bei 0,55 g/ml. Die Oberiräche des Profils ist glatt wie in Beispiel 1.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Herstellung von Profilen aus geschäumten Thermoplasten, bestehend aus Extruder und Schnecke, sowie einem Extruderkopf mit Fließkanal, bei der der Fließkanal durch in axialer Richtung angeordnete Trennwände in Einzelkanäle aufgeteilt ist und wobei jeder Einzelkanal einen Düsenkoeffizienten von weniger als 2 mm³ hat und bei der die axiale Länge oder die Seitenlänge der Einzelkanäle über den Querschnitt des Gesamtkanals verschieden groß ausgebildet ist nach Patent 2249435, dadurch gekennzeichnet, daß der Fließquerschnitt der Einzelkanäle durch dornähnliche Stifte verengt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen Stiftoberfläche und Einzelkanalinnenwand zwischen 0,2 und 5 mm liegt, wobei die Durchmesser der dornähnliönjn Stifte innerhalb eines Extruderkopfes unterschiedlich sein können.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der dornähnlichen Stifte das 0,1- bis l,5fache der Länge der Einzelkanäle innerhalb des Drosselgitters beträgt, wobei die Länge der dornähnlichen Sl'ifte innerhalb eines Extruderkopfes unterschiedlich sein kann.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der dornähnlichen Stifte kreisförmig ist.