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DE2052399A1 - Verfahren und Vorrichtung zur fort laufenden Herstellung von mit Glasfaser verstärkten thermoplastischen Verbin düngen, Gemischen oder Gebilden - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur fort laufenden Herstellung von mit Glasfaser verstärkten thermoplastischen Verbin düngen, Gemischen oder Gebilden

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Publication number
DE2052399A1
DE2052399A1 DE19702052399 DE2052399A DE2052399A1 DE 2052399 A1 DE2052399 A1 DE 2052399A1 DE 19702052399 DE19702052399 DE 19702052399 DE 2052399 A DE2052399 A DE 2052399A DE 2052399 A1 DE2052399 A1 DE 2052399A1
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DE
Germany
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stage
depth
screw
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range
Prior art date
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Application number
DE19702052399
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English (en)
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DE2052399B2 (de
Inventor
James Leo Boonville Woodham George William Evansville Ind Stuart (V St A)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dart Industries Inc
Original Assignee
Dart Industries Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dart Industries Inc filed Critical Dart Industries Inc
Publication of DE2052399A1 publication Critical patent/DE2052399A1/de
Publication of DE2052399B2 publication Critical patent/DE2052399B2/de
Ceased legal-status Critical Current

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    • C08J5/04Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
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    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/06Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Description

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PATENTANWÄLTE
DR. W. SCHALK· DIPL.-ING. P. Wl RTH · DI PL.-I NG. G. DAN N ENBERG DR. V. SCHMiED-KOWARZIK · DR. P. WEI NHOLD · DR. D. GUDEL
6 FRANKFURT AM MAIN
OR. EtCHIKHIIMIK STRASSE Ϊ9
23. Oktober 1970 , Oase EC-1157-M38
PW/Ar
Dart Industries Inc. Los Angeles, Calif. 90054
U.S.A.
Verfahren und Vorrichtung zur fortlaufenden Herstellung von mit G-laafaser verstärkten thermoplastischen Verbindungen, Gemischen oder Gebilden.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur fortlaufenden Herstellung von mit Glasfaser verstärkten thermoplastischen Verbindungen oder Gemischen, die sich ium Strangpressen oder Giessen oder sonstiger Formgebung insbesondere Formgebung durch Spritzen eignen. Insbesondere besieht sich die Erfindung auf ein Strangpressverfahren und eine Strangpressvorrichtung zur fortlaufenden Herstellung solcher Gemische aus thermoplastischen Teilchen und Glasfasern verhältnismässig geringer Länge.
Es ist bekannt, mit Glasfaser verstärkte thermoplastische Gebilde oder Gemische durch Strangpressverfahr en herzustellen. Bei diesem Verfahren werden die Glasfasern und thermoplastischem Kunstharz einer Strangpreesvoxriohtung zugeführt, in der das thermoplastische Harz geschmolzen und mit den Glasfasern gemischt wird. Sie Hisohung wird dann ausgepresst und auf eine Grosse bzw. ein format gebracht, das sioh zur Handhabung und aaohfolgenden ?orm-
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gebungs- und Strangpressvorgängen eignet. Eine der bei den Strangpresstechniken auftretende Schwierigkeit ist das Hin- und Herwallen oder Aufwallen der Masse innerhalb der Strangpressvorrichtung. Dieses Hin- und Herwailen (surging), das Fluktuationen der Strömungsgeschwindigkeit der Glaafaser-Kunstharzmasse in der Strangpressvorrichtung mit sich bringt, verursacht, dass der ausgepresste Körper uneben oder ungleichmassig ausfällt und sich in der Nähe der Strangpressöffnung vom Strang trennt oder abbricht, wodurch der kontinuierliche Ablauf der Produktion unterbrochen wird. Diese Eigenschaft tritt besonders stark bei Strangpresserzeugnissen aus Kunstharz und Glasfaser auf, da diese zusammensetzungen b*w. Gemische nur verhältnismässig geringe Dehnungseigenschaften haben. Ausserdem ist es mühsam, eine zweckentsprechende Verteilung der Glasfasern in dem Kunstharz herbeisufUhren· Eine ungenügende Verteilung oder Dispersion der Fasern führt aber zu unerwünschten Produkten, aus denen eine Vielzahl von Faserenden vorragen und die grosse Bereiche aufweisen, welche leer oder porös sind. Durch diese leeren Bereiche oder lunker wird notwendigerweise die Dichte bzw. das spezifische Gewicht des Produkts herabgesetzt, so dass sich beim Versand von Standardaengen des Produkte zusätzlicher Raumbedarf ergibt. Ausserdem besteht die Gefahr, dass diese unerwünschten Produkte quellen, wenn ei· mit feuchtigkeit in Berührung kommen.
Gemäes der Erfindung wird nun ein Strangpressverfahren und eine Strangpressvorrichtung zum fortlaufenden und gleichmäseigen Herstellen glasfaserverstärkter thermoplastischer Zusammensetzungen oder Gemische geschaffen, bei dem die vorgenannten Schwierigkeiten im wesentlichen behoben oder auf ein Minimum herabgesetzt werden. Kurz gesagt, wird gemäss der Erfindung ein physikalisches Gemisoh von Glasfasern verhältnismässig geringer Länge mit thermoplastischem Kunstharz in fester zerteilter Porm bzw. in form von festen Teilchen gebildet. Das
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Gemisch wird dann einer zweistufigen Strangpressvorrichtung zugeführt, wobei jede Stufe eine Förderzone, eine Übergangszone und eine Messzone aufweist. Das Gemisch wird zunächst in die Förderzone der ersten Stufe der Strangpressvorrichtung eingeführt und durch diese Vorrichtung kontinuierlich mittels einer Strangpresschnecke unter besonderen Arbeitsbedingungen vorwärts gefördert. In der ersten Stufe wird das Gemisch erhöhten Temperaturen und einer Verdichtung unterworfen, wobei das Verdichtungsverhältnis im Bereich von etwa 3 : 1 bis etwa 5 : 1 beträgt und wobei diese Bedingungen dazu dienen, praktisch das gesamte Harz zu schmelzen und die Glasfasern innig durch das gesamte geschmolzene Harz hindurch zu verteilen. Das Gemisch geht dann von der ersten Stufe zur Förderzone der zweiten Stufe der Strangpressvorrichtung über, die zur Entspannung und zur Gasabfuhr dient, wobei die radial vom Umfang bis zum Kern der Schnecke gemessene Tiefe der Schneckengänge (flights) in der Förderzone der zweiten Stufe geringer ist - d.h. die Schneckengänge in dieser weniger vom Kern vorragen - als in der Förderzone der ersten Stufe der StrangpresschaBcke und das Verhältnis dieser Tiefe (H«) der Schneckengänge in der Förderzone der zweiten Stufe zur Tiefe (H1) in der Förderzone der ersten Stufe im Bereich von 1 : 1,25 bis 1 : 2,5 liegt. In der zweiten Stufe wird das Kunstharz in einem geschmolzenen Zustand gehalten und werden die Glasfasern weiter durch das Kunstharz hindurch verteilt, wobei das Gemisch wieder einer Verdichtung unterworfen wird und hier das Verdichtungsverhältnis im Bereich von 1,5 : 1 bis 3,5 : 1 liegt. Hiernach wird das Gemisch kontinuierlich in geeigneter Form ausgepresst, wobei sich, wenn nötig, noch eine Verringerung /dee stranggepressten Körpers auf das gewünschte Format oder auf die gewünschte Grosse anschliesst und dieser hiernach erstarrt. Durch die gemäes der vorstehend kurz beschriebenen Erfindung bewirkte Herstellung von mit Glasfaser verstärkten thermoplastischen Massen bzw. Gebilden werden die früheren, durch das Hin- und Herwallen verursachten Schwierigkeiten gänzlich oder praktisch ♦oder Zerteilung
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behoben und wird eine gate b«w. gleiohw&ssige Tertellung der Glasfasern durch die Ranathars-SJubettong«—aae hindurch herbeigeführt, so dass die gewünschten Produkte kontinuierlich und gleichmässig erseugt werden können·
Hachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen ist einseinen beispielsweise besehrieben, wobei sieh weitere Tortelle und Merkwale der Ausführung der Erfindung ergeben, und «war «eigens
Fig. 1 schewatisch den Ablauf des erflndungsgeaasaen Terfahrens und den Aufbau der erf Indungsgeaaasen Tor~ riohtung, und
Fig. 2 - teilweise i* Schnitt - eine Seltenansieht der speziellen, bei der Erfindung terwenAeten Ausführung der StrangpressTorriehtung·
Genäse Fig. 1 werden., ein thermoplastisches Xunsthars in Fox« fester Teilchen und Glasfasern Terhältniseaseig geringer iänge einer Mechanlschen MiachTerriehtung 1 sugefuhrt. In der Miech-Torriohtung werden das Bars und die Glasfasern in beliebiger bekannter Weise innig: miteinander gern !seht. Be hat sich gezeigt, dass für diesen Arbeitsgang ein Bandvisoher (ribbon blender) an besten geeignet let, dft das Kanethars und die Fasern durch die sanfte Howeel- oder Taumelbewegung, dl* dieser Mischer hervorruft. In kurser Seit gut gea&aeht werden können* Babel ist Sorge su tragen» dass eine ubersassige Xerkleinerung der Glasfasern Terhindert wird, weil eine solche eine Zuawenballung der Glasfasern su Fasermaeaekörpern herbeiführen kann,. was eine gute TerscLschung der Fasern Mit den Kunathars aus«- sehlle sst und Schwierigkelten herbeiführt, solche Gemische sur StrangpressTorriohtung su fördern·
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Im Hinblick auf den mechanischen Misohvorgang ist ee wesentlich, dase sich das -thermoplastisch· Harz in zerteilter Form befindet, z.B. in Fora τοη Kugel chen, (Pellets), Körnern, Pulver oder dergleichen. Auf diese Weise lassen sich nicht nur die Glaefasern leichter durch di· Kunstharzmasse hindurch verteilen, sondern kann auch das Harz in der Strangpressvorrichtung leichter und schneller geschmolzen werden. Die Vorteile dieses Vorgangs und der Aufteilung des Kunstharzes in Teilchen ergeben sich nachstehend deutlicher bei der Beschreibung der Strangpressvorrichtung und ihrer Arbeitsweise.
Es wurde schon erwähnt, dass die Glasfasern verhältnismässig geringe Länge haben sollen. Vorzugsweise werden Glasfasern mit Sollängen im Bereich von 3,18 mm bi· 12,7 mm verwendet, Glasfaser η dieser Länge lassen sich in der Mischvorrichtung 1 gut mechanisch mit dem Kunstharz mischen und auch gut in dem geschmolzenen Kunstharz verteilen, wenn das Gemisch durch die Strangpressvorrichtung hindurchgeht. Wenn hingegen die Fasern zu lang sind, so strömen «ie nicht gut durch die Strangpresavor richtung hinduroh und können die unerwünschten Schwierigkeiten des Hin- und Herwallens der Masse erhöhen. Wenn umgekehrt die Fasern zu kurz sind, schaffen sie nicht den gewünschten Grad von Verstärkung bei den Endprodukten.
Glasfasern mit den gewünschten Längen sind im Handel mit Durchmessern verfügbar, di· zwischen 0,0025 und 0,0152 mm liegen. Bine besondere geeignet· handelsübliche Glasfaserart ist diejenige, die als "zerhaokt·· Vorgespinst11 bezeichnet wird, bei dem die Fasern eine Sollänge von etwa 6,2 mm besitzen. Diese· zerhackte Vorgespinst (chopped roving) enthält kurze Vorgtspinst-■egmente bzw. Vorgespinet-Abeehnitt· von ungefähr 6,2 mm Länge, wobei jeder Abschnitt aus einer Vielzahl von Glasfaden besteht, die mittel· eine· Klebstoffe, wi· z.B. Sohliohte, lose zmsammengefcalten werden. Si· Klebstoff·, Leim· oder Schlichten siad üblich· Materialien, die von der Glasindustrie auf di· Glasfasern
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aufgebracht werden, um deren Handhabung und Verarbeitung zu erleichtern. Solche Klebstoffe oder Schlichten sind z.B. öder enthalten Polyvinylacetat und rerschiedene Silanverbindungen, um nur einige zu nennen. Ee ist ssu bevorzugen, dass die gemäss der Erfindung verwendeten Glasfasern mit einer Schlichte bzw. einem Klebstoff überzogen sind, da ein solcher Überzug dazu beiträgt, eine bessere Verbindung zwischen dem Kunstharz und dem Glas herzustellen.
Gemäss Fig. 1 wird die in der Mischvorrichtung 1 hergestellte Mischung von Kunstharz und Glasfasern von dieser Torrichtung zum Einfüllechacht 2 einer Strangpresse 3 gefördert. Die Strangpresse ist im wesentlichen in herkömmlicher Bauart ausgeführt abgesehen τοη ihrer Strangpreseohnecke. Me Schnecke ist derart ausgeführt, dass sie innerhalb der Strangpressvorrichtung zwei Stufen bildet, wobei in jeder dieser Stufen eine Förderzone, eine Übergangszone und eine Messzone in dieser Reihenfolge gebildet werden. Die Schnecke ist im übrigen so gestaltet, dass sich in der ersten Stufe ein Verdichtungsverhältnis im Bereich von ungefähr 3 > 1 bis ungefähr 5 : 1, in der zweiten Stufe ein Verdichtungsverhältnis im Bereich von ungefähr 1,5 : 1 bis ungefähr 3,5 t 1 ergibt und dass das Verhältnis der (radial rom Umfang bis zum Kern der Schnecke gemessenen) Tiefe (H2) der Sehneokengänge in der Förderzone der zweiten Stufe zur Siefe (Hj) der Sohneckengänge der Förderzone der ersten Stufe ungefähr 1 : 1,25 bis ungefähr 1 : 2,5 beträgt. Vorzugsweise liegt das Verdichtungsverhältnis in der ersten Stuft im Bertioh τοη etwa 3,5:1 bis etwa 4,5 J 1 und in der zweiten Stuf· im Bereich τοη etwa 1,5 « 1 bis 3:1, und vorzugsweise liegt das Verhältnis TSL^ » H^ etwa zwischen 1 ι 1,75 bis etwa 1 t 2.
Di« Torgenannten Merkmal· und Besonderheiten der Erfindung ergeben eich im einzelnen aus Pig. 2, in der der Zylinderteil der Strangpreis· 3 im Sohnitt in Verbindung mit einer Ausführungsform der Strangpressdüse 31 dargestellt ist, wie si·
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nach der Erfindung verwendet wird. Die Schnecke 31 besitzt
XRernj einen MittelschafV32, auf dem eine Folge von Sehne ckengängen 33 sit st, die sich schraubenlinienförmig entlang dem Schaft über die gesamte Länge dee Strangpresssylindera 34. erstrecken. Der Strangpresszylinder ist an seinem Torderen Ende mit einer Mundstückplatte 38 versehen, die geeignete Auspresaöffmuigen besitzt, durch welche das Material nach der Verarbeitung in der Strangpresse schliesslich ausgepresst wird. Die Schneckengänge 33 haben vorzugsweise gleichbleibende Steigung, um. die Herstellung der Schnecke 31 zu vereinfachen. Jedoch ändert sich der Durchmesser des mittleren Schaftes 32 der Schnecke über deren Länge, so dass sich auch die Tiefe der Schneckengänge von einer Stelle sur anderen entlang der Schnecke ändert, wie es Fig. 2 seigt. Durch diese Darchmesserveränderung in Verbindung mit der Steigung der Sehneckengäng« werden die zwei Strangpresstufen gebildet und ergeben sich die wesentlichen Parameter der Erfindung, nämlich die Kompressionsverhältnisse in der einen und der anderen Stufe und das Verhältnis der liefe der Sohneckengänge in der einen Förderzone sur Tiefe der Schneckengänge in der anderen Förderzone·
Die Erfindung ist zwar vorstehend beschrieben und in der Zeichnung dargestellt für konstante Steigung der Schneckengäng« und für bestimmte Veränderungen im Durchmesser des Schneckenschaf tee, durch die sich die wesentlichen Parameter der Erfindung ergeben; es ist aber ersichtlich, dass eine Kombination von Änderungen sowohl in der Steigung der Schneckengänge als auch im Durchmesser der Schnecke bzw. des Schneckenschaftes verwendet werden kann und die gleichen Arbeitsbedingungen hevrft.
Das Gemisch von Glasfasern und thermoplastischem Kunstharz, das von der Füllvorrichtung 2 kommt, wird in die Förderzone der ersten Schneckenstufe eingeführt, in der die Tiefe der Schneckengänge im Verhältnis zu den weiteren Zonen am grössten ist. Von der Förder zone wird die Mischung durch eine Ober gangs zone der
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ersten Stufe hindurchgeführt, in der die Tiefe der Schneckengänge zunehmend geringer wird, während der Durchmesser des Schneckenkerne zunimmt, wodurch eine zunehmende Verdichtung dee Gemische herbeigeführt wird. Das Gemisch wird dann durch die sog. Meθsζone hindurchgeführt, in der die Tiefe der Schneckengänge am geringsten ist, wonach das Gemisch in die zweite Strangpreestufe eintritt·
In der ersten Stufe imt der Unterschied in der Tiefe (H1) der * Schraubengänge der Förderzone gegenüber der Tiefe (H11) der Schraubengänge in der Measzone so gewählt, dass sich ein Verdi oh tungererhältni β im Bereich ron etwa 5 : 1 bis etwa 5 t 1 ergibt. Es hat sich herausgestellt, dass geringer· Verdiohtungsrerhältnisse keine genügende Verteilung der lasern über die Masse des Kunstharzes herbeiführen und dass höhere Verdichtungsverhältnisse zu Schwierigkeiten des sog. "suggings", d.h. Hin- und Herwallen der Masse führen.
Die erste Stufe der Strangpresse wird derart erhitzt, dass die Wärmezufuhr in Verbindung mit der Verdichtung des Gemische bei seinem Durchgang durch diese Stufe praktisch etwa in dem Zeitpunkt, in welchem es die zweite Stufe erreicht, zum Schmelzen des thermoplastischen Kunstharzes führt· Sie Wärme kann dem Gemisch durch den Strangpresszylinder hindurch in üblicher Weise zugeführt werden, z.B. durch elektrische Heiselemente· Es ist jedoch darauf hinzuweisen, dass die am Strangpresezylinder erzeugten Temperaturen notwendigerweise sehr riel höher als diejenigen Temperaturen sein können, die für gewöhnlich ium Schmelzen des Kunstharzes allein notwendig wären, wenn Glasfasern nicht vorhanden wären. Hit anderen Worten wurde die bei gewöhnlichen Strangpressrorgängen des Harzes allein angewendete Temperatur nicht Immer dasu auereiahen, praktisch das gesamte Harz in der ersten Stufe deserfindungtgemäeeen Strangprea·- TO r gange β zu schnellen. Die wirklich anzuwendend·!! temperature» hängen von einer Vielzahl ron Sektoren ab, «u Äemea die föl-
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genden gehören: die Menge des pro Zeiteinheit beim Strangpressen verarbeiteten Materials, die physikalische ?orm des thermoplastischen Harzes (Pulver schmelzen schneller als Kügelehen oder Pellets), das Volumen der Leerräume im Gemisch, und andere mehr. Verwendet man z.B. eine Strangpresse mit 15»2 cm durchmesser, die mit einer geeigneten Schnecke ausgerüstet ist, die die Parameter nach der Erfindung erfüllt und festlegt, so kann man erwarten, dass zur Verarbeitung eines Semisches von Polypropylen und 20 Gew.^ der Mischung an Glasfasern Temperaturen erforderlich sind, die mindestens 55»5 0 über den Temperaturen liegen, die für gewöhnlich bei einem ähnlichen Strangpressvorgang von Polypropylen verwendet werden, das Glasfasern nicht enthält. Der Fachmann kann die wirklich notwendigen .Arbeitstemperaturen dadurch auffinden und festlegen» dass er lediglich den Zustand des Gemisches bei seinem Eintritt in die zweite Strangpresstufe beobachtet und an den Heizelementen der ersten Stufe diejenigen notwendigen Einstellungen vornimmt» die gewährleisten, dasβ praktisch das gesamte Harz während des Zeitraumes geschmolzen wird» in welchem es durch die erste Strangpresstufe hindurchgeht·
Das Gemisch wird von der Messzone der ersten Stufe» in der die Glasfasern und das geschmolzene Kunstharz im wesentlichen zwiseheneinander verteilt werden, zu der zweiten Stufe überführt, in der eine Entspannung in der förderzone dadurch auftritt, dass die Sief· der Sehntektngänge grosser isiyi Vorzugsweise ist die Zunahme der liefe der SchntcktngäÄge so plötzlich, dass die Entspannung so rasmh wie möglich stattfindet· Jedoch kann man auch eine mehr allmähliche Zunahmt dtr Tieft dtr Schneckengänge anwenden. Es ist für die Erfindung wesentlich» dass dit Titft (H2) dtr Sehntoktngängt in dtr iördtrzoae dtr »wtittn Stufe geringer ist al« die Tief· (H1) in dtr Pördtrztmt dtr ersten Stuft und dass Insbesondere da« Verhältnis ditttr Titftn (H2 t H1) dtr Schmtoktmgängt in einem Bereich von ungefäkr (1 t 1,25 Mt ungefähr 1 s 2,5 litgt. A*f ditit Wtitt * al· in der Messzone der treten Stuft
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erfährt das Gemisch eine Entspannung und durch einen Kanal hinduroh eine Abfuhr τοη beliebigen Bitgeführten flüchtigen Bestandteilen und Grasen, während gleichseitig jegliches Hin- und Herwallen praktisch oder vollständig vermieden wird.
Nach der Förderzone der zweiten Stufe erfährt das entspannte GeHiBCh eine erneute Verdichtung in einer Übergangszone, in der die Tiefe der Sehneckengänge allmählich auf eine Tiefe (H22) abnimmt» die dann im wesentlichen über die abschliessende Messzone konstant bleibt. Sie Differenz zwischen der Tiefe der Schneckengänge in der 3?örderzone und der Tiefe in der Hesszone ist so gewnlt, dass das Verdichtungsverhältnis während der Wiederverdichtung in einem Bereich von etwa 1,5 J 1 bis 3,5 J liegt. Hieraus ergibt sich, dass ein Hin- und Herwallen noch weiterhin vermieden wird und die Glasfasern noch besser in dem geschmolzenen Harz verteilt bzw. dispergiert werden·
Das thermoplastische Kunstharz wird in die zweite Stufe in einem im wesentlichen geschmolzenen Zustand eingeführt und über die ganze zweite Stuf· in geschmolzenem Zustand gehalten· Es ist zu bemerken, dass zufolge der Reibungswärme, die zwischen dem Kunstharz und den Glasfasern erzeugt wird, während die Mischung ) durch die zweite Stufe hindurchgeht, eine Kühlung notwendig sein lann, um zu hohe Temperaturen des Kunstharzes zu verhindern» bei denen seine Viskosität ζ» gering wird und bei denen das abschliessend ausgepresste Erzeugnis seinen einstückigen Zusammenhang verliert. Diese Bedingung, dass gegebenenfalls eine Kühlung durchgeführt werden muss, tritt beim Strangpressen von nicht verstärktem Kunstharz, bei dem über die gesamte Länge der Strangpress· im allgemeinen Wärmezufuhr notwendig ist, regelmässig nicht auf.
Da· sich gegen Ende der Strangpresse ergebende Gemisch von In dem geschmolzen·* Kunstharz gut verteilten Glasfasern wird dann durch dl· Pormpressplatte bzw· das Mundstuck 38 in geeig-
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nete Form gepresst, wie es bei 4 in Pig. 1 dargestellt iet, z.B. in Form von dünnen Platten, Folien, Streifen oder Bändern, Strängen oder dergleichen. Das ausgepresste Produkt wird dadurch zum Erstarren gebracht, dass es durch ein übliches Wasserbad 5 oder eine sonstige geeignete Kühlvorrichtung hindurchgeführt wird, an das bzw. an die sich eine herkömmliche Schneidvorrichtung 6 anschliesst, durch die das Produkt auf die Grosse gebracht bzw. abgeschnitten wird, die für anschliessende Formvorgänge geeignet ist.
ISs ist zu betonen, dass nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren und mit der vorstehend beschriebenen Vorrichtung Gemische aus thermoplastischem Kunstharzen, die bis zu ungefähr 50 Gew.^ Glasfasern und vorzugsweise zwischen ungefähr 10 # und 50 Gew.9t Glasfasern enthalten, kontinuierlich und gleichmässig in Zusammensetzungen bzw.Gebilde geformt werden können, in denen die Glasfasern gut über die ganze Kunstharzmasse verteilt sind, wobei praktisch die gewöhnlich auftretenden Schwierigkeiten durch Hin- und Herwallen der Masse vermieden werden. Es sei auch bemerkt, dass durch die Verwendung von Glasfasern, die Sollängen im Bereich von ungefähr 3,18 mm bis ungefähr 12,7 mm haben, bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren und bei der beschriebenen Vorrichtung verstärkte Gebilde erzielt werden, in denen die Mehrzahl der Fasern eine Länge besitzt, bei der die Gebilde in hohem Maße für Arbeitsgänge geeignet sind, bei denen sie geformt, z.B. gepresst oder gespritzt oder stranggepresst werden. Verwendet man z.B. handelsüblich verfügbare Glasfasern mit einer Sollänge von etwa 6,23 mm, so ergeben sich bei dem erfindungsgemässen Verarbeitungsverfahren verstärkte Gebilde bzw. Massen, in denen die Mehrzahl der Fasern Längen hat, die im Bereich von ungefähr 0,25 mm bis 0,76 mm liegen und bis zu 1,75 mm betragen können. Solche Gebilde haben äusserat erwünschte physikalisch· Eigenschaften.
!Thermoplastische Kunstharze können ganz allgemein «ur Herstellung von Gebilden bzw. Massen gemäss der Erfindung verwendet
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werden. Unter diesen verwendbaren Harzen sind auch die Polyolefine zu nennen, insbesondere Polyäthylen, Polypropylen und deren Copolymere, Polystyrol, Styrol-Acrylnitril-Polymere, Polymere vom ABS-Typ (Polymere auf der Basis von Acrylnitril-Butadien-Styrol), Polyamid, Polyphenylenoxyde, Polyacetale, Polysulfone, Polyester, Polycarbonate, Polyurethane, Celluloseester, Acrylpolymere, Polyvinylchloride und verschiedene thermoplastische Elastomere, wie diejenigen, die als Basis Styrol und Butadien oder Älthylen und Propylen haben.
Zusätzlich zu dem thermoplastischen Kunstharz und den Glasfasern können die Massen auch mit verschiedenen anderen Zuschlägen versehen werden, die der Mischung zugegeben werden können, bevor diese de» Strangpressvorrichtung zugeführt wird oder während sie durch diese hindurchgeht, je nach der Art dieser Additive. Solche Zuschläge können Farben, Pigmente, Stabilisatoren, Antioxydationsmittel, Talkum, Asbest, Molybdändieulf id, Tetrafluoräthylenteilchen, Schmiermittel, Gleitmittel, Antibackmittel und dergleichen sein.
Beispiel 1
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung diene das folgende Beispiel:
31,8 Kg handelsüblich verfügbares Polyäthylenharz in Form von Pellets (Handelename "Alathone 7050$ wurden zusammen mit etwa 22,7 g Calciumstearat, das als VerarbeitungshilÄiittel dient, in einen normalen Bandmischer eingebracht. Nachdem diese Stoffe ungefähr 1 Minute miteinander gemischt wurden, wurden 13,6 Kg handelsübliche zerhackte Glasfasern (vom Typ 832 OC?) zugesetzt, die eine Nominallänge von 6,23 mm hatten. Das gesamte Gemisch wurde ungefähr 30 - 45 Sekunden im Misoker weiter gesiecht, wobei Sorge getragen wurde, dass keine übermäaslge Misohung eintritt, die eine unzulässige Zerkleinerung des Glases herbeiführen nUrde. Die erhaltene fertige Mischung
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- 13 -
von Glasfasern und Kunstharz wurde dann in den Füllschacht einer Strangpresse von 89 mm Durchmesser eingebracht, "bei der das Verhältnis ihrer länge I zu ihrem Durchmesser D 30 : 1 betrug und die eine Zweistufen-Schnecke mit konstanter Steigung (von 89 mm) der Schneckengänge enthielt und die im übrigen folgende Daten erfüllte:
Stufe
Erste
Zweite
Zone
Förderzone (H-) Übergangszone Messzone (H^) Förderzone (H2) Übergangszone Messzone (H00)
Anzahl der Tiefe der Schnecken-Schneckengänge gänge (in mm vom Umfang bis zum Kern)
6 4 4 6 3 7
10,15
2,95 5,08
2,90
Das Verdichtungsverhältnis in der ersten Stufe betrug ungefähr 3,4 : 1, das Verdichtungsverhältnis der zweiten Stufe ungefähr 1,8 : 1 und das Verhältnis H2/H.j der Tiefe der Schneckengänge der Förderzone der zweiten Stufe zur Tiefe der Schneckengänge der Förderzone der ersten Stufe betrug ungefähr 1:2. Die Temperaturregeleinrichtungen der Strangpresse wurden für die erste Stufe bei der Förderzone auf 1880O, bei der Übergangszone auf 1770C, bei der Messzone auf 239°C und für die zweite Stufe bei der Förderzone auf 122 0, bei der Übergangszone auf 1320C und bei der Messzone auf 2280C eingestellt.
Die Förderzone der zweiten Stufe wurde von Gas befreit b*w. entlüftet und arbeitete unter den oben genannten Bedingungen mit 85 U/Min, und unter diesen Bedingungen wurde das Gemisch aus Glasfaser und Kunststoff durch sein Eigengewicht auf. ier Püllvtrrichtung in die Förderzone der ersten Stufe der Strangpresse eingebracht. Sas Gemisch ging dann durch die Strangpresse hinduroh und wurde in Fora von Strängen durch eine Mund-
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-H-
stückplatte hindurch ausgepresst, die 12 Löcher mit einem Durchmesser von ungefähr je 5»18 mm aufwies. Beim Durchgang des Gemische durch die Strangpresse wurde durch visuelle Beobachtung am Grasabzug 39 festgestellt, dass das Kunstharz praktisch oder vollständig geschmolzen war, wenn das Gemisch von der ersten Stufe zur zweiten überging. Der Druck am Pressmundstück 38 betrug konstant 35 kp/ca . Die ausgepressten Stränge wurden dann dadurch zum Erstarren gebracht, dass sie durch ein Wasserbad hindurchgeführt wurden, das bei einer Temperatur von 240C bis 37,8 O gehalten wurde. Die Stränge wurden mittels einer sich drehenden Messertrommel in Pellets von ungefähr 3,18 mm Länge geschnitten.
Während des Verarbeitungsprozesses wurde keinerlei Hin- und Herwallen beobachtet und es wurde ein kontinuierlich ausgepresstes Produkt erzielt, ohne dass Trennstellen oder Unterteilungen auftraten. Visuell betrachtet besass das ausgepresste Produkt einen guten einstückigen Zusammenhang während des Austretens aus der Presse und ergaben sich durch das Abschneiden Pellets von gutem Aussehen, d.h. Pellets, die nicht faserig erschienen, sondern bei denen eine gute Paserverteilung vorlag.
Beispiel 2
Zum Vergleich mit der im Beispiel 1 durchgeführten Ausführung der Erfindung wurden die folgenden Versuche durchgeführt, bei denen die Verarbeitungsgänge die gleichen waren wie im Beispiel 1, abgesehen von den nachstellend angegebenen Ausnahmen.
Mit einem Bandmischer wurde aus 31,8 kg handelsüblichem Polyäthylen Pellets (Handelsbezeichnung Alathone 7050), 13,6 kg handelsübliches zerhackten Glasfasern (Type 885 OCF) mit einer nominellen Länge von 6,23 ana, 318 g Pellets aus Polyäthylen, das Kohleschwarx als Pigment in hoher Konzentration enthidt, und 22,6 g Calciumstearat als Verarbeitungshilfsmittel eine trockne Mischung hergestellt· Diese Mischung wurde dem Füllschacht
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einer 8,9 cm-Strangpresse mit zwei Stufen und einem Verhältnis der Länge L/D von 30 : 1, die der Strangpresse nach Beispiel 1 ähnlich war, zugeführt, mit der Ausnahme, daes die Strangpressschnecke, die eine konstante Steigung von 8,9 cm besass, in der ersten Stufe mit einem Kompressionsverhältnis von ungefähr 4,3 : 1, in der zweiten Stufe mit einem Kompressionsverhältnis von ungefähr 2,9 : 1 und mit Schneckengängen versehen war, deren Tiefe (H2) in der Förderzone der zweiten Stufe zu deren Tiefe (H1) in der Förderzone der ersten Stufe im Verhältnis von etwa 1 : 1 'stand. Die Temperaturen am Strangpresszylinder waren wie folgt eingestellt: in der ersten Stufe bei der I1Orderzone auf 1770C, bei der Übergangszone auf 2040C, bei der Messzone auf 193,5°C und für die zweite Stufe bei der Förderzone auf 1490C, bei der Übergangszone auf 165,4-0C und bei der Messzone auf 2160C eingestellt.
Das fertige Gemisch wurde der Strangpresse durch seine Schwerkraft zugeführt und durch diese Presse hindurchgefördert, wobei die gleiche ^-Loch-Mundstückplatte wie bei Beispiel 1 verwendet wurde. Am ^ntlüftungskanal 39 der Förderzone der zweiten Stufe wurde beobachtet, dass das Kunstharz praktisch oder vollständig geschmolzen war. Es ergab sich jedoch bei dem Versuch, das Gemisch kontinuierlich in Form von Strängen auszupressen, ein beständiges Hin- und Herwallen des Gemische, das Unterbrechungen der Stränge verursachte und verhinderte, die Presse mit einem glatten, kontinuierlichen Verfahrensablauf zu betreiben.
Es wurden Versuche gemacht, die durch das Hin- und Herwallen oder Aufwallen der Masse entstehenden Probleme dadurch zu lösen, dass die Temperatureinstellungen an dem Strangpresszylinder wie folgt geändert wurden: für die erste Stufe bei der Förderzone 177-2600C, bei der Übergangszone 204-2600C, bei der Messzone 193,4-2600C und für die zweite Stufe bei der Förderzone 148,9-1770C, bei der Übergangszone 165,4-193,40C und bei der Messzone 226-2360C. Durch diese Temperaturänderungen konnten
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- 16 die Wallungserscheinungen nicht behoben werden.
Beispiel 3
Dieses Beispiel verfolgt ein ähnliches Vorgehen wie in Beispiel 1. Jedoch wurde das Gemisch im Mischer aus 36,5 kg handelsüblicher Polypropylen-Pellets (Type 11-H-10, E-I-Hex) 8,06 kg handelsüblicher zerhackter Glasfasern mit einer Nominallänge von 6,23 mm (Type 832, OCP) und 22,6 g Calciumstearat als Verarbeitungshilfsmittel hergestellt.
Das Gemisch wurde einer zweistufigen 8,9 cm-Strangpresse mit einem Verhältnis der Länge L zum Durchmesser D von 24 : 1» d.h. von ähnlicher Ausführung wie in Beispiel 1, zugeführt, wobei die Temperaturen wie folgt eingestellt wurden: für die erste Stufe bei der Förderzone auf 2040C, bei der Übergangszone auf 2280C, bei der Messzone auf 1880C und für die zweite Stufe bei der Förderzone auf 1600C und bei der Messzone auf 1710C. Dabei hatte die Schnecke eine konstante Steigung und waren für die Schnecke folgende Werte erfüllt:
Stufe Zone Anzahl der Tiefe der Schneckengänge (in mm)
Erste Förderzone (H1) 4 . 14,95
Zone Anzahl der
S ohne ckengänge
Förderzone (H- ) 4
Übergangszone 6
Messzone (H11) 4
Förderzone (Hg ) 4
Übergangszone 2
Messzone (Er1n) 4
3,58 Zweite Förderzone (E0) 4 8,90
5,33
Das Verdichtungsverhältnis in der ersten Stufe betrug ungefähr 4,2 : 1 und in der zweiten Stufe ungefähr 1,7 t 1, während das Verhältnis der Tiefe (Hg) der Sehneokengänge in der Messzone der zweiten Stufe zur Tiefe (H1) in der Messzone der ersten
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Wim
Stufe ungefähr 1 : 1,7 betrug.
Bei der Behandlung des Gemische der Strangpresse wurde visuell am Gasabfuhrkanal 39 beobachtet, dass praktisch oder tatsächlich das gesamte Kunstharz sich in der geschmolzenen Phase befand. Der Auspressvorgang vollzog sich kontinuierlich ohne irgendwelche Anzeichen von Aufwallen oder Hin- und Herwallen. Die ausgepressten Stränge hatten ein gutes Aussehen und guten einstückigen Zusammenhalt Sie wurden zum Erstarren gebracht und zu -^ellets von ungefähr 3,18 mm Länge zerschnitten. Die visuelle Prüfung der Pellets zeigte eine gute Verteilung der Fasern, wobei sich keine Fasermaterialpellets oder faserige Pellets ergaben.
Beispiel 4-
Bei diesem Beispiel der Erfindung wurde ein Gemisch von 384- kg handelsüblicher ABS-Pellets (Polymerisate auf der Basis von Acrylnitril-Butadien-Styrol mit der Handelsbezeichnung Cycolac DH 4051 R), 59,1 kg iäidelsüblicher zerhackter 9lasfasern mit einer Nominallänge von 6,23 mm (vom !Typ PPG-6532) und 226 g Calciumstearat als Verarbeitungshilfsmittel hergestellt. Vor dem Mischen wurde die ABS-Masse gründlich bis zur Entfernung jeglicher Feuchtigkeit getrocknet· In ähnlicher Weise wie beim Beispiel 1 wurde das Gemisch einer zweistufigen 15,2 cm-Strangpresse mit einem Verhältnis der Länge L zum Durchmesser D von 24 : 1 zugeführt. In der Strangpresse wurden die Temperaturen wie folgt eingestellt: für die erste Stufe in der Förderzone auf 2710O, in der Übergangsζone auf 3160O, in der Messzone auf 2710C und für die zweite Stufe in der Förderzone auf 1770C, in der Übergangszone auf 1880O und in der Messzone auf 2770C.
Strangpresschnecke hatte konstante Steigung, und es galten für sie die folgenden Daten:
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Stufe Zone Anzahl der Tiefe der Schnecken-
Schneckengänge gänge ( in mm )
Erste Förderzone (H1) 5 25,4
Übergangszone 3 -
Messzone (H11) 4 6,23
Zweite Förderzone (H2) 3 15,2
Übergangszone 3 -
Messzone (Hp«) 6 8,47
Das Verdichtungsverhältnis in der ersten Stufe betrug 4,0 : 1, in der zweiten Stufe 1,8:1 und das Verhältnis der Tiefe der Schneckengänge in der Förderzone der zweiten Stufe zur Tiefe der Schneckengänge in der Förderzone der ersten Stufe betrug 1 s 1,67. Die Strangpresse war in diesem Beispiel mit einem Auspressmundstück mit 29 löchern ausgerüstet, von denen jedes einen durchmesser von etwa 3,18 mm besass. Das Gemisch wurde durch die Strangpresse hindurchgepresst, wobei sich in der Förderzone der zweiten Stufe beim Gasauslass ergab, dass das Kunstharz praktisch oder vollständig geschmolzen war. Es wurde kein Hin- und Herwallen beobachtet und es wurden kontinuierlich fortlaufende Stränge mit gutem einstückigem Zusammenhalt ausgepresst. Die Stränge wurden gekühlt und in Pellets von etwa 3,18 mm Länge zerschnitten, die ein gutes Aussehen zeigten und nichijiaserig waren.
Im Rahmen des Erfindungsgedankens der Beschreibung Ansprüche sind Abwandlungen und Variationen der Ausführung der Erfindung für den Fachmann gegeben.
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Claims (17)

  1. (B) das Gemisch, kontinuierlich durch die erste und die zweite Stufe mittels einer Schneckenstrangpresse gefördert wird, die mehrere Schneckengänge aufweist, wobei
    Verdichtungsverhältnis im Bereich von ungefähr 3 : bis ungefähr 5 : 1 unterworfen und ihm genügend Hitze zugeführt wird, um praktisch das gesamte thermo plastische Harz zu schmelzen, wobei ausserdem die Glasfasern durch die gesamte Harzmasse hindurch verteilt werden, und
    (2) in der zweiten Strangpresstufe das thermoplastische Harz in der geschmolzenen Phase gehalten und das von der ersten Stufe zugeführte Gemisch in der Pördeiaone entspannt und von Gas befreit wird, wobei das Verhältnis der Tiefe (H2) der Schneckengänge der Strangpresse in der Förderzone der zweiten Stufe zur Tiefe (H1) in der Förderzone der ersten Stufe im Bereich von ungefähr 1 : 1,25 bis ungefähr 1 : 2,5 liegt,
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    wonach, das Gemisch erneut einer erhöhten Verdichtung bis zu einem Verdichtungsverhältnis im Bereich von ungefähr 1,5 1 bis ungefähr 3,5 : 1 unterzogen wird und die Glasfasern noch weiter in der Harzmasse verteilt werden, und
    (ö) das Gemisch kontinuierlich aus der Strangpressanlage ausgepresst unä das ausgepresste Gemisch zur Erstarrung gebracht und in Stücke aufgeteilt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasfasern eine Sollänge im Bereich von ungefähr 3,18 mm bis ungefähr 12,7 mm haben.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasfasern Bruchstücke, von zerhacktem Glasfaservorgespinst mit nominellen Faserlängen im Bereich von etwa 3,18 bis etwa 12,7 mm sind.
  4. 4-. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasfasern Bruchstücke aus zerhacktem Vorgespinst mit nominellen Faserlängen von ungefähr 6,2 mm sind.
  5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasfasern mit einer Schlichte oder einem sonstigen Klebstoffüberzug versehen sind.
  6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, dass das Verdichtungsverhältnis in der ersten Stufe auf den Bereich von ungefähr 3,5 J 1 bis ungefähr 4,5 : 1 und das Verdichtungsverhältnis in der zweiten Stufe auf den Bereich von ungefähr 1,5 : 1 bis ungefähr 3 : 1 gebracht wird, und dass das Verhältnis der Tiefe (Hp) der Schneckengänge der Strangpresschnecke in der Förderzone der zweiten Stufe
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    SAO OBlGlNAL
    zur Tiefe (Η-) der Schneckengänge der Strangpresschnecke in der Förderzone der ersten Stufe im Bereich von ungefähr 1 : 1,75 bis ungefähr 1 : 2 liegt.
  7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das thermoplastische Kunstharz in Form von Pellets oder Pulver zugeführt wird.
  8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-7» dadurch gekennzeichnet, dass das thermoplastische Kunstharz ein Polyolefin, Polyester, Polyurethan, Polystyrol, Mischpolymerisat von Styrol und Acrylnitril, ABS, Polysulfon, Polyphenylenoxyd, Polyacetal, Polyamid wie z.B. Nylon, oder Zelluloseester ist.
  9. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch in Form mindestens eines Stranges ausgepresst wird, der nach seiner Erstarrung in Pellets zerschnitten wird.
  10. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass das G-emisch in Form eines blattförmigen Gebildes, einer Folie oder eines Bandes ausgepresst wird, das bzw. die nach der Erstarrung in körnige Form zerkleinert wird.
  11. 11. Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von mit Glasfaser verstärkter thermoplastischer Gemische oder Gebilde, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, daas
    (A) eine Einrichtung (1, 2) zum kontinuierlichen Zuführen eines Gemisches aus Glasfasern und thermoplastischem Kunstharz in zerteilter Form zu einer Strangpresse (3) vorgesehen ist, die
    (B) zum Schmelzen des thermoplastischen Harzes und zum Verteilen der Glasfasern durch die Harzmaese hindurch^οwie zum Auspressen des Gemisches als ein kontinuierliches ·
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    Gebilde eingerichtet ist und die zwei Strangpresstufen mit mehreren Schneckengängen (33) aufweist, die sich durch die zwei Stufen hindurch erstrecken und innerhalb jeder der beiden Stufen aufeinanderfolgend je eine Förderzone, eine Übergangszone und eine Messzone bilden, wobei das Verdichtungsverhältnis in der ersten Stufe im Bereich von ungefähr 3 J 1 bis ungefähr 5:1, das Verdichtungsverhältnis in der zweiten Stufe im Bereich von ungefähr 1,5 : 1 bis ungefähr 3,5 ί 1 liegt und * das Verhältnis der Tiefe (Hp) der Schneckengänge in der
    Förderzone der zweiten Stufe zur Tiefe (H-) der Schneckengänge in der Förderzone der ersten Stufe im Bereich von ungefähr 1 : 1,25 bis ungefähr 1 : 2,5 liegt und wobei die Strangpresse in der Förderzone der zweiten Stufe einen Gasauslass (39) zur Atmosphäre hin besitzte
  12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die mehrere Schneckengänge (33) aufweisende Strangpresschnecke (31 bis 33) über ihre gesamte länge gleichbleibende Steigung der Schneckengänge besitzt.
    )
  13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass aufeinanderfolgend die Förderzone der ersten Stufe durch einen Teil der Strangpresschnecke gebildet wird, in welchem die Tiefe der Schneckengänge praktisch konstant einen Wert H. besitzt, die Übergangszone der ersten Stufe durch den nächstfolgenden Teil der Strangpresschnecke mit Schneckengängen gebildet wird, deren Tiefe von einem Wert H1 auf einen Wert H11 allmählich abnimmt, die Messzone der ersten Stufe durch den nächstfolgenden Teil der Schnecke mit Gewindegängen gebildet wird, deren Tiefe praktisch konstant einen Wert H11 beeitzt, wobei das Verhältnis der Tiefe H1 zur Tiefe H11 so gewählt ist, dass das Verdichtungsverhältnis im Bereich von ungefähr 3 : 1 bis ungefähr 5 * 1 liegt, dass sich ferner an die Messzone der ersten Stufe die Förderzone der zweiten
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    Stufe der Strangpresse anschließet, die durch den nächstfolgenden Teil der Strangpresschnecke mit Gewindegängen gebildet wird, deren Tiefe von einem Wert H11 bis zu einem Wert H2 zunimmt, wobei das Verhältnis der Tiefe H2 zu der Tiefe H- so gewählt ist, dass es im Bereiöh von ungefähr 1 : 1,25 bis ungefähr 1 : 2,5 liegt, ferner die durch den nächstfolgenden Teil der Schnecke gebildete Förderzone der zweiten Stufe Sehne ckengänge mit einer Tiefe besitzt, die praktisch konstant die Grosse H2 hat, weiterhin die Übergangszone der zweiten Stufe durch den nächstfolgenden Teil der Schnecke mit Schneckengängen gebildet wird, deren Tiefe allmählich von einem Wert H2 auf einen V/ert H22 abnimmt und schliesslich die Messzone der zweiten Stufe durch den nächstfolgenden Teil der Schnecke mit Schneckengängen gebildet wird, deren Tiefe praktisch konstant bei einem Wert H22 liegt, wobei das Verhältnis zwischen der Tiefe H2 und der Tiefe H22 so gewählt ist, dass das Verdichtungsverhältnis im Bereich von ungefähr 1,5 i 1 "bis ungefähr 3,5 : 1 liegt.
  14. 14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Tiefe H1 der einen Schneckengänge zur Tiefe H11 der anderen Schneckengänge so gewählt ist, dass das Verdichtungsverhältnis im Bereich von ungefähr 3,5 ! 1 bis ungefähr 4,5 : 1 liegt, und dass das Verhältnis der Tiefe H2 der einen Schneckengänge zur Tiefe H22 der anderen Schneckengänge so gewählt ist, dass das Verdichtungsverhältnis im Bereich von ungefähr 1,5 s 1 bis ungefähr 3 : 1 liegt, und dass das Verhältnis von H2 zu H1 im Bereich von ungefähr 1 : 1,75 bis 1 : 2 liegt.
  15. 15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 - 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Strangpresse mit einer Auspress-Mundstückplatte (38) in Anschluss an die Messzone der zweiten Stufe versehen ist und diese Platte mindestens eine Auspressöffnung besitzt.
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  16. 16. Vorrichtung nach Anspruch 15t dadurch gekennzeichnet, dass die Auspressöffnung einen Durchmesser von ungefähr 3»18 mm besitzt.
  17. 17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 - 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung (5) zur Kühlung des ausgepressten Gebildes und eine Einrichtung zur Zerteilung dieses Gebildes in Stücke vorgesehen sind.
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GB (1) GB1330689A (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0463579A3 (en) * 1990-06-21 1992-10-28 Fuji Photo Film Co., Ltd. Magnetic disk cartridge and method of manufacturing same

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4054632A (en) * 1970-10-29 1977-10-18 H. B. Fuller Company Method for forming hot melt adhesives into a readily packageable form
US4065519A (en) * 1975-07-03 1977-12-27 Rilsan Corporation Process for coating fine powders with a nylon and products made therewith
DE2706755C2 (de) * 1977-02-17 1983-12-22 Dynamit Nobel Ag, 5210 Troisdorf Verfahren und Vorrichtung zum Einarbeiten von Glasfasern in thermoplastische Kunststoffe
US4350657A (en) * 1980-11-04 1982-09-21 Union Carbide Corporation Low-energy extruder-pump system
US5132342A (en) * 1991-04-16 1992-07-21 E. I. Du Pont De Nemours And Company Nonsegregating blends of glass fibers and polymer pellets
DE19548854C2 (de) * 1995-12-27 1997-10-02 Ebers & Mueller Fibrit Verfahren zur Herstellung von Gegenständen aus faserverstärkten Thermoplasten
US7198840B2 (en) * 2003-02-25 2007-04-03 Polyone Corporation Profile-extruded poly(vinyl chloride) articles and method of making same
US20060235136A1 (en) * 2005-04-18 2006-10-19 Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Mechanically strong, thermally stable, and electrically conductive nanocomposite structure and method of fabricating same
US8663524B2 (en) * 2009-05-12 2014-03-04 Miller Waste Mills Controlled geometry composite micro pellets for use in compression molding
CN102650078B (zh) * 2012-03-22 2014-12-03 上海罗洋新材料科技有限公司 一种水汽密封型双螺杆挤出机
RU2592795C1 (ru) * 2015-04-03 2016-07-27 Федеральное казенное предприятие "Алексинский химический комбинат" (ФКП АХК) Способ изготовления гранул армированного полимерного прессматериала и устройство для его осуществления
CA3075852C (en) 2017-09-15 2024-02-13 Geon Performance Solutions, Llc Flame retardant poly(vinyl chloride) compounds
CN115445556B (zh) 2022-09-13 2024-03-26 青岛科技大学 一种有机磷腈催化高分子量聚硅氧烷连续生产装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0463579A3 (en) * 1990-06-21 1992-10-28 Fuji Photo Film Co., Ltd. Magnetic disk cartridge and method of manufacturing same
US5307229A (en) * 1990-06-21 1994-04-26 Fuji Photo Film Co., Ltd. Magnetic disk cartridge and method of manufacturing same
US5804124A (en) * 1990-06-21 1998-09-08 Fuji Photo Film Co., Ltd. Method of manufacturing a magnetic disk cartridge

Also Published As

Publication number Publication date
US3655850A (en) 1972-04-11
GB1330689A (en) 1973-09-19
DE2052399B2 (de) 1976-07-22
CA928015A (en) 1973-06-12

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