DE4020699A1 - Kunststoffgranuelen sowie verfahren und vorrichtungen zu ihrer herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Kunststoffgranülen für die Herstellung von Gegenständen in einem Verfahren, bei dem die Granülen nur oberflächlich bis über den Erweichungspunkt erhitzt und in diesem Zustand in einer Form zu dem Gegenstand gepreßt werden.

Es gibt bereits eine Reihe von Versuchen, Gegenstände aus Kohlenstoff in einer Preßform herzustellen, in die man als Rohstoff Kunststoffgranülen einfüllt, die nur oberflächlich bis über den Erweichungspunkt erhitzt sind und dann in diesem Zustand in der Form zu dem Gegenstand verpreßt werden. Dieses Herstellungsverfahren eignet sich insbesondere für die Herstellung von Platten oder anderen nicht allzu kompliziert geformten Kunststoffgegenständen. Der Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, daß der zu verarbeitende Kunststoff nicht insgesamt aufgeschmolzen und homogenisiert werden muß, sondern daß nur die Oberfläche der Kunststoffgranülen bis über den Erweichungspunkt erhitzt werden müssen, während die Kerne der Kunststoffgranülen vor und während des Preßvorgangs in kälterem Zustand verbleiben als ihre Oberflächen. Auf diese Weise kann Energie gespart werden, die sonst zur vollständigen Erweichung der Kunststoffgranülen notwendig wäre.

Gescheitert sind diese Versuche bisher daran, daß die hergestellten Gegenstände Vakuolen oder Bläschen, insbesondere Mikrobläschen, aufwiesen, die die Festigkeit des hergestellten Gegenstandes negativ beeinträchtigten.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß diese Vakuolen, Bläschen und Mikrobläschen in den Gegenstand bereits durch das verwendete Granulat eingetragen werden. Während bei einem vollständigen Aufschmelzen der Kunststoffgranülen diese Vakuolen, Bläschen und Mikrobläschen durch Evakuierungsvorrichtungen am Extruder aus der Kunststoffmasse herausgebracht werden können oder spätestens im Preßvorgang aus der aufgeschmolzenen Masse entweichen, ist dieses bei Kunststoffgranülen nicht möglich, die in ihrem Kern Vakuolen, Bläschen und Mikrobläschen aufweisen. Gerade hier im Kern der Kunststoffgranülen aber treten diese in besonderem Maße auf, weil durch die meist kreisförmige Querschnittsform der Stränge, aus denen die Granülen nach dem Erkalten oder während des Erkaltens geschnitten werden, die Bildung solcher Vakuolen, Bläschen und Mikrobläschen begünstigt. Denn die Stränge und das später aus ihnen geschnittene Granulat erkaltet zuerst an der Oberfläche unter Bildung einer festen Wandung, während der Kern noch lange Zeit flüssig bleibt und erst im Laufe der Zeit langsam erkaltet. Während des Erkaltens schwindet das Material, d. h. es verkleinert sein Volumen. Da die Außenwand durch die Kreisform besonders stabil ist, das Material im Inneren der Stränge bzw. Granülen aber sein Volumen verkleinert, ist die Bildung der Vakuolen, Bläschen und Mikrobläschen vorprogrammiert.

Die Erfindung vermeidet die Nachteile des Standes der Technik. Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Kunststoffgranulat zu schaffen, dessen Granülen die Vakuolen, Bläschen und Mikrobläschen nicht aufweisen.

Die Erfindung besteht darin, daß Kunststoffgranülen erzeugt werden, die eine Querschnittsform aufweisen, deren eine Dimension länger als die andere ist.

Vorzugsweise weisen diese Granülen eine ovale oder genähert ovale Querschnittsform auf.

Diese Kunststoffgranülen weisen keine Vakuolen, Bläschen oder Mikrobläschen auf, weil die zuerst erkaltenden äußeren Bereiche der Kunststoffgranülen nicht mehr eine durch eine Kreisform besonders stabilisierte Wand bilden, sondern während der Volumenverringerung beim Erkalten des Kernes sich noch dadurch in ihrem Volumen ohne Bildung von Vakuolen, Bläschen und Mikrobläschen dadurch zusammenziehen können, daß die Querschnittsform mit zunehmender Erkaltung stärker oval wird, d. h. die längeren Wandungen durch Bewegung in Richtung auf das Zentrum der Granüle verformt werden.

Mit Granülen dieser Art, die in ihrem Kern keine Vakuolen, Bläschen und Mikrobläschen aufweisen, lassen sich Gegenstände in einer Form pressen, die frei von derartigen Vakuolen, Bläschen und Blasen sind, denn die zwischen den einzelnen Granülen vor dem Preßvorgang befindlichen Lufträume werden während des Preßvorganges aus der Form herausgepreßt, weil die Luft durch die erweichten Oberflächenteile, die während des Preßvorganges durch Reibung noch weicher werden, hindurchtreten kann.

Diese Kunststoffgranülen können in verschiedenen Verfahren hergestellt werden, die beide von einem strangförmigen Extrudieren und einem nachfolgenden Zerteilen der Stränge bei der Herstellung der Kunststoffgranülen ausgehen.

Das eine Verfahren besteht darin, daß man für die Extrusion einen Spritzkopf mit Austrittsöffnungen, deren eine Querschnittsdimension länger als die andere ist und deren Ecken abgerundet sind, vorzugsweise ovalen Austrittsöffnungen, verwendet. Derartige Austrittsöffnungen sind zwar schwieriger herzustellen als die bisher verwendeten kreisrunden und durch Bohren hergestellten Austrittsöffnungen, das mit diesen Austrittsöffnungen hergestellte Granulat hat aber den Vorteil, daß es vakuolen- und blasenfrei ist.

Ein anderes Verfahren besteht darin, daß man die bisher verwendeten Spritzköpfe mit kreisrunden Austrittsöffnungen weiterhin verwendet und daß man die Stränge nach dem Extrudieren in noch warmen Zustand kalandriert, so daß die eine Querschnittsdimension länger als die andere ist und möglichst die Ecken abgerundet bleiben.

Für die Durchführung des erstgenannten Verfahrens verwendet man eine Vorrichtung, bei der die Ausformöffnungen im Spritzkopf von im Querschnitt länglicher, vorzugsweise ovaler Form sind.

Bei dem zweiten genannten Verfahren verwendet man eine Vorrichtung, bei der dem Extruderspritzkopf ein Kalander nachgeschaltet ist, durch den der Strangquerschnitt zu einer genähert ovalen Form verformt ist.

Durch die Verwendung dieser Kunststoffgranülen, deren Querschnittsform in einer Dimension länger als die andere ist, lassen sich vakuolen- und blasenfreie Gegenstände aus diesen Kunststoffgranülen pressen.

Das Wesen der Erfindung ist nachstehend anhand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Kunststoffgranüle,

Fig. 2 eine Vorrichtung zur Herstellung der Kunststoffgranülen mit einem Spritzkopf, dessen Ausformöffnungen oval gestaltet sind,

Fig. 3 eine Ansicht dieses Spritzkopfes,

Fig. 4 eine mit Kalander arbeitende Vorrichtung.

Die in Fig. 1 dargestellte Kunststoffgranüle weist einen ovalen Querschnitt und zwei im wesentlichen ebene Stirnflächen auf, die durch das Schneiden der Messer der Schneidvorrichtung, die den hergestellten Strang zerteilt, entstanden sind.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 und 3 werden Kunststoffstränge 1 in dem Spritzkopf 2 eines Extruders 3 ausgeformt und nach Durchlaufen einer Abkühlungsvorrichtung 4 in der Schneidvorrichtung 5 zu Kunststoffgranülen zerteilt. Die Ausformöffnungen 6 im Spritzkopf 2 weisen hier eine ovale Form auf.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 4 werden aus dem Spritzkopf 2 des Extruders 3 Kunststoffstränge 1 mit kreisrundem Querschnitt extrudiert und ohne Durchlaufen einer Kühlvorrichtung oder nach Durchlaufen einer nur eine teilweise Kühlung vornehmenden Abkühlungsvorrichtung 4 in einem Kalander 7 kalandriert, so daß sie etwa die in Fig. 5 gezeigte Querschnittsform aufweisen. Diese Stränge werden dann noch weiter abgekühlt, bevor sie in der Schneidvorrichtung 5 zu Granülen zerschnitten werden.

Liste der Bezugszeichen:

1 Kunststoffstränge
2 Spritzkopf
3 Extruder
4 Abkühlungsvorrichtung
5 Schneidvorrichtung
6 Ausformöffnung
7 Kalander

Claims (7)

1. Kunststoffgranülen, für die Herstellung von Gegenständen in einem Verfahren, bei dem die Granülen nur oberflächlich bis über den Erweichungspunkt erhitzt und in diesem Zustand in einer Form gepreßt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Granülen eine Querschnittsform aufweisen, deren eine Dimension länger als die andere ist.

2. Kunststoffgranülen nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine ovale oder genähert ovale Querschnittsform.

3. Verfahren zur Herstellung von Kunststoffgranülen durch strangförmiges Extrudieren und nachfolgendes Zerteilen der Stränge, dadurch gekennzeichnet, daß man für die Extrusion einen Spritzkopf mit Austrittsöffnungen, deren eine Querschnittsdimension länger als die andere ist und deren Ecken abgerundet sind, vorzugsweise ovalen Austrittsöffnungen, verwendet.

4. Verfahren zur Herstellung von Kunststoffgranülen durch strangförmiges Extrudieren und nachfolgendes Zerteilen der Stränge, dadurch gekennzeichnet, daß man die Stränge nach dem Extrudieren in noch warmem Zustand kalandriert.

5. Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoffgranülen, bestehend aus einem mit einem Spritzkopf für die Herstellung von Strängen versehenen Extruder und einer Schneidvorrichtung zum Zerteilen der Stränge, gekennzeichnet durch, Ausformöffnungen von im Querschnitt länglicher, vorzugsweise ovaler Form im Spritzkopf.

6. Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoffgranülen, bestehend aus einem mit einem Spritzkopf für die Herstellung von Strängen versehenen Extruder und einer Schneidvorrichtung zum Zerteilen der Stränge, dadurch gekennzeichnet,, daß dem Extruderspritzkopf ein Kalander nachgeschaltet ist, durch den der Strangquerschnitt zu einer genähert ovalen Form verformt wird.

7. Verwendung von Kunststoffgranülen mit einer Querschnittsform, deren eine Dimenion länger als die andere ist, vorzugsweise oval ist, zur Herstellung von Gegenständen in einem Verfahren, bei dem die Granülen nur oberflächlich bis über den Erweichungspunkt erhitzt und in diesem Zustand in einer Form gepreßt werden.