DE2359282A1

DE2359282A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von profilen aus geschaeumten thermoplasten

Info

Publication number: DE2359282A1
Application number: DE2359282A
Authority: DE
Inventors: Hansjochen Dr Barth; Johann Dr Ing Bauer
Original assignee: Wacker Chemie AG
Current assignee: Wacker Chemie AG
Priority date: 1973-11-28
Filing date: 1973-11-28
Publication date: 1975-06-12
Also published as: JPS5086569A; DE2359282C3; JPS5348228B2; US3954365A; DE2359282B2; FR2252204A2

Description

Verfahren-^rund Vorrichtung zur Her.st ellung von Profilen aus geschäumten Thermoplasten

Zusatz zu der Anmeldung P 22 49 435 .

Aus der Anmeldung P 2 249 435 isst- ein Vorfahren sur Herstellung, von Profilen aus geschäumten Therncplasten nittels eines Extx'uders ba~ kannt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der plastische, Treibmittel enthaltende Thermoplast mittels dor Extruderschnecke durch einen Extruderkopf, dessen J'ließkanol durch in axialer Richtung angeordnete Trennwände mit einer Dicke von 0,2-3 om in Einzelkanäle aufgeteilt ist, wobei jeder Einzelkanal einen Büsenkoeffizienten K von 0,1-2 nur hat exbrudiert wird und.

eine Vorrichtung zur Durchführxmg des Verfahrens bestehend aus einem Extruder Λ mit Schnecke 2 und Extiu&erkopf 5i dadurch gekennzeichnet. daß der gesamte cder ein Teil des Fließkaii&ls 4 des Extruderkopfs 3 durch in axialer Sichtung angeordnete Trennwände 5 ^EL^ einer Dicke von 0,2-5 Jam. in Einzelkanäle 6 aufgeteilt, ist, wobei jeder F.inzelkanal einen Duseukoe.fi zi ent en k von 0,1-2 rom hat.

Durch dieses Verfahren bzw. diese Vorrichtung ist es nöglich auch Profile die große Querschnitte aufweisen mit Dichten von 0,4-0,6 g/csr herzustellen. Jedoch kaxiri die Dichte über den Querschnitt des Profils nicht unabhängig von der E:\nzelkanalgestaltung variert werden-Zudem ist in manchen Tal lon die Einstellung einer gleichmäßigen Fließfront für den gesamten Querschnitt nicht einfach. Ea wurde nun ein Verfahren zur Herstellung von Profilen aus geschäumten Thermoplasten mittels eines Extruders.gefunden, wobei der plastische, Treibmittel enthaltende Thermoplast mittels der Extruderschziecke durch den Extruderkopf, dessen Fließkanal durch in axialer Hichtiuig angeordnete Trennwände mit einer Dicke von 0,2-3 *&& in Einzelkanäle aufgeteilt ist, und . jeder Einselkanal einen Eüsenkoeffizient Jc von 0,1-

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2 nsrn^ hat, extrudiert wird, gemäß .Anmeldung P 22 49 4-35₅ das dadurch gekennzoichrot ist, daß der Fl ießquerschnitt von Einzelkanälen durch dor-nähnliche Sbifte verengt ist.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch besteht aus dem Extruder 1 mit Schnecke 2 und Extruderkcpf 3 wobei der gesamte oder ein Teil des Fließkanals 4 des Extruderkopfes 3 durch in axialer Richtung angeordnete Trennwände 5 mit einer Dicke von 0,2 ·- 3 cm in, Einzelkanäle aufgeteilt isc, wobei jeder Einseikanal einen Düsenkoeifizienten k von 0,1 - 2 itnn^ hat, dadurch gekennse.ic.hnet, daß in Einzalkanälen dornähnliche Stifte angebracht sind. Das Verfahren, bzw. die Vorrichtung ermöglichen in einfacher Weise in gewissen Bereichen des Profils die Dichte weiter zu erniedrigen und zwar dadurch.,', daß in den Bereichen in denen die Dichte erniedrigt werden eoll, in die Einzelkanäle die beschriebenen dornartigen Stifte eingesetzt werden. Diese Kethod-3 ist von besonderer Bedeutung, bei Profilen die z.B. aus dekorativen Gründen große Wanddicken aufweisen. Die Dorne werden dabei meistenteils in Einzelkanäle-.eingesetzt die in inneren des Profils liegen, so:.daß eine "Verdünnung" des Inneren des Profils erfolgt (vgl. 2.B. Figur 5+6). Es können auch andere Teile des Profils mit niedriger Dichte erzeugt werden, wenn die dornähnlichen Stifte in die entsprechenden Einzelkanäle eingesetzt werden.

Ein weiterer Vorteil der Verwendung der dornähnlichen Stifte besteht darin, daß in einfacher Weiße die Fließfront des Gesamtprofils veränderbar ist und diese somit entsprechend der Notwendigkeit/optimiert werden kann. Grundsätzlich ist es zwax' möglich die FLießfront auch durch die /mderung der Querschnittehöhe und der Länge der Einzelkanäle su beeinflussen. Es ist $&- doch oft einfacher, für diese Änderungen die dornähnlichen Stifte einzusetzen.

Die dornähnlichen Stifte können vex-schie&enartig gestalte*' sein*! Bevorzugt sind sie rund·- Es ist jedoch auch, möglich, eckige Stifte anzuwenden_t wie z.B. solche, die den Querschnitten der Einselfcanäle ähnlich oder gleich sind, Meistenteils sind sie an beiden Enden kegelförmig und in der Mitte zylindrisch (vgl, Figur 3+£). Es sind jedoch auch andere Formen aSglich. Der Durchmesser der dornahnlichen Stifte wird, so gewählt, da3 der Ab-

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stand zwischen der Oberfläche der Dorne und

den Einzelkanalinnenwäiiden zwischen 0,2 und 5 mm dick ist, wobei die Durchmesser der dornahnlichen Stifte innerhalb eines Extruderkopfes unterschiedlich sein können, Die Länge der dornahnlichen Stifte beträgt insbesondere daä 0,i bis 1,5 fache der Länge, der Einzelkanäle innerhalb des Drosselgitters, wobei die Länge der

domähnlichen Stifte innerhalb eines Extruderkopfes verschieden sein können.

Im allgemeinen sind die Dorne untereinander durch Verbinduügsstege verbunden und -werden durch-diese gehalten, da die Stege auf den Gitterblechen des Drosselgitters aufliegen. Innerhalb des Drosselgitters werden die . dorn .ä-hnl"' chen Stifte εelbst zentrierend 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 in der Hatiptanmeldtuig P 22 49 435 beschrieben. Ebenso wird das Verfahren und die ZusEtmruansetzung der üblicherweise eingesetzten verschaumbaren Hassen in der Hauptanmeldung beschrieben. Der Unterschied besteht darin, daß sich durch die Dorne innerhalb der einzelnen Strange Hohlräume bilden, die sich im Bereich der Kompressionszone wieder schließen, jedoch das Entstehen von Bereichen niedriger Dichte bewirken.

Die Figur 1 entspricht der in der Hauptanmeldung gezeigten Figur 1, nur sind mit der Nummer 9 die dornenähnlichen Stifte gekennzeich net. Die anderen Nummern '. haben ' * entsprechend der Hauptanmeldung folgende Bedeutung:

1 . *·■ ;: " Extruder ?· « Düsenmund

2 ; « -..:· Schnecke 8 _β - Bügel zone · '.

3 "cj" .·. läset ruderkopf ♦■'·--,..-.·

4 - ■-« .; ι Fließkanal . . ■

5 · : Drosßelgitter

"■■""■ 1; .■--■:-■ _ ₄ _

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Figur 2 zeigt eir όι Schnitt durch das Erosseigitter 5· Ee istr deüt— licli zu erkennen, daß die dornenarfcigen Stifte in den Bereich in dem das Profil besonders dick ist angebracht wurden.

Figur 3 zeigt die Anordnung der Dorne im Drosselgitter im größeren Maßstab in zwei Schnitten. Die einzelnen Dorne 9 ragen in die Fließkanäle 6 hinein, die. aus den Wänden des •Drbs33Liitfcecs 5 gebildet werden. Die Dorne sind in Richtung des Massestroms beidseitig konisch angespitzt. Die einzelnen Doriia werden durch Verbindungsstege 10 gehalten, die auf den Gitterflächen des Drosselgitters .atifliegen. Innerhalb des Drosselgitters werden die dornartigen Stifte selbstzentrierend in ihrer Lage gehalten. .

Mit Figur 'f- werden verschiedene Ausführungsmöglichkeifcen zur Verbindung der einzelnen Dorne.dargestellt. Die Verbindungen können sowohl größer (a), als auch kleiner (b) als die Lome sein. Ebenso können sie auch entsprechend der in Figur 4- c gezeigten Art in länglicher !Form ausgeführt sein.

Durch die Erfindung ist eine Regelung der Dichte innerhalb des Profi lquersehnittes möglich. Falls der Durchmesser und die Länge der einzelnen Dorne innerhalb eines Extruderk-opf es gleich gehalten werden, kann man eine gleichbleibende, aber niedrigere Dichte als ohne Vervendung von Dornen erzielen. Durch eine Variation des Durchmessers und evtl. dex' 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 Dorn-? ist die Dichte unabhängig vom Fließwiders fcand des Einzelkanals beeinflußbar. Es ist also möglich die Lichte in den Bereichen des Profils zu reduzieren, wo es aus mechanischen oder praktischen Gründen sinnvoll ist.

Durch den F-insatz 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 raan eine gewünschte niedrige Gessmtdichte des Profils und gleichzeitig gute meca&jaische Werte.

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mit dem beschriebenen Verfahren bzw^ der beschriebenen Vorrichtung '■ hergestellt werden können. Die Forderungen möglichst niedrige Gesantdichte bei ausreichender Festigkeit (Biegefestigkeit, Druckfestigkeit) in Zonen hoher mechanischer Belastung werden durch c" Einsatz unterschiedlicher Dorndurchmesser erreicht. In Figur 5 wurden 2 unterschiedliche Dorndurchinesser, in Figur 6 fünf verschiedene Durchmesser verv/endet.

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Mit der Vorrichtung entsprechend den Figuren 1 und 2, jedoch ohne Dox'-rie, wurde eine schäumbare thermoplastische Mischung, "bestehend aus 100 Gew.Tl. PVC, K-Wert 65, 2 Gew.Tl. Stabilisator, 1 Gew.Tl. Gleitmittel, 0,3 Gew.Tl. Treibmittel und 5 Gew.Tl. Polyacrylat e-r~ trudiert. Die Einzelkanäle haben einen Querschnitt von 4,2x4,2 mm unä eine Länge von 60 mm« Der Düsenkoeffizient k des Einzelkanals beträgt k '= 0,216 mm. Die Dichte des extrudierten Profils ist ubcx' dem gesamten Querschnitt etwa, gleich.* Die Gesaiatdichte "be— trug 0,68 g/ml. Die Oberfläche des Profils war glatt»

Mit der gleichen schäumbaren Mischung wie in Beispiel 1 und der Vorrichtung entsprechend Figur 1 und 2 unter Verwendung von 10 Dornen mit einem Durcamesser von 1,0 min und einer Länge von^Qirmi in den Einzelkanälen mit einer lichten Weite von 4,2 min und einer Länge von 60 mm,,in der in Figur 2 angegebenen Anordnung? wobei der Düsenkoeffizient der· Fließkanäle mit Dorn k=0,18mni betrug, - ließ sich die Dichte in den Bereichen der Dorne weiter senken. Die Poren sind in diesen Bereichen gröber. Die Gesexafcdichte des I¹TOfUs liegt bei 0,55 g/ial« Die Oberfläche des Profils ist glatt wie in Beispiel 1..

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Claims

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Pate ■ t a η s ρ r ü c h e

Verfahren zur Herstellung von Profilen aus geschäumten Thermoplasten mittels eines Extruders, wobei der plastische, Treibmittel enthaltende mittels der Extruderschnecke durch den Extruderkopf, dessen Fließkanal" durch in axialer !Richtung angeordnete Trennwände mit einer Dicke von 0,2 bis 3 mm in E in ze !!kanüle aufgeteilt ist, und . jeder

Einzelkanal. einen Düsenkoeffizienten k von 0,1 bis 2 Enr hat, exi'rudiert wird, gemäß Anmeldung P 22 49 4J^, dadurch gekennzeichnet, daß der Fließquerschnitt von Einzellcanälen durch dorn.-.ähnliche Stifte verengt ist.

Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß ,.Anspruch 1 bestehend aus einem Extruder (1) mit- Schnecke (2) und Extruderkopf (3), wobei der gesamte oder ein Teil des Fließkanals (4) des Extruderkopfes (3) durch in axialer Eichtung angeordnete Trennwände (5) in einer Dicke von 0,2-3 iora in Einzelkanäle (6) aufgeteilt ist, wobei jeder Einzelkanal einen Düsenkoeffizienten k von 0,1-2 rnm^hat dadurch gekennzeichnet, daß in Einzelkanälen dornähnliche Stifte angebracht sind. "- .._ \

Vorrichtung nach Anspruch 2 dadurch/gekennzeichnet, daß der Durchmesser der dornähnlichen Stifte so gewählt wird, daß der Abstand zwischen der Stiftoberfläche und der Einzelkanalinnenwand zwischen 0,2 und 5 dim liegt, wobei die Durchmesser der doriühnlichen Stifte innerhalb eines Extruderkopfes unterschiedlich sein können.

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

Vorrichtung nachtAnspruch 2 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der domähnlichen Stifte kreisförmig ist·

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