DD202658A1 - Verfahren zur herstellung geschaeumter kunststoffprofile - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung geschaeumter Kunststoffprofile durch Extrusion, wobei dem zu verschaeumenden Kunststoff physikalische oder chemische Treibmittel zugegeben werden. Ziel der Erfindung ist es, die Qualitaet, insbesondere die mechanische Festigkeit und die Oberflaechenguete, der geschaeumten Profile zu verbessern. Die Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zu schaffen, das die Herstellung von Schaumstoffprofilen mit einer gleichmaessigen Dichte und einer einheitlichen Zellstruktur ermoeglicht. Als Loesung wird vorgeschlagen, dass der aus dem Extrusionswerkzeug austretende Schmelzestrang in einem statischen Mischer vorschaeumt, gemischt und homogenisiert wird und anschliessend in einem Schaeumkopf vollstaendig aufschaeumt. In dem Schaeumkopf erfolgt gleichzeitig die Profilierung und Vorfixierung des Stranges. Das nach diesem Verfahren hergestellte Profil zeichnet sich durch eine einheitliche Zellstruktur aus und weist keine Oberflaechenmarkierungen, wie Schweissnaehte oder Fliessmarkierungen auf.

Description

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TSB CHEMIEKOMBIMT BITTSEB¹EIII Bitterfeld, 7. 7. 1981

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Verfahren zur Herstellung geschäumter Kunststoffprofile

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung geschäumter Kunststoffprofile durch Extrusion, wobei dein zu verschäu— menden Kunststoff physikalische oder chemische Treibmittel zugegeben werden«

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist ein Verfahren zur Herstellung von geschäumten Kunststoff prof ilen bekannt, bei dem ein im Werkzeug angeordneter Dorn., der als Verdränger bzw. als I¹ ließbremse wirkt, in dem extrudierten Strang einen Hohlraum erzeugt» In der unmittelbar am Werkzeug befestigten Kalibriervorrichtung wird dieser Hohlraum ausgeschäumt· Die Schaumbildung erfolgt von außen nach innen (DE-AS 1 729 076; DE-OS 1 913 921; DE-OS 2 050 550).

Es ist weiterhin bekannt, die treibmitte1haItige Schmelze durch eine am Diisenausgang angeordnete lochplatte zu Strängen zu extrudieren, die anschließend zu einem einheitlichen

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Gebilde verschweißt werden. Durch, eine weitere lochplatte, die der anderen vorgeschaltet ist, kann die Dichte der Extru— date variiert werden (DE-AS 2 038 803; DE-AS 2 256 130; DE-AS 2 428 999; DE-OS 2 510 006)*

Zur Erhöhung des Druckaufbaues im Extrusionswerkzeug kann auch ein Drosselgitter angeordnet werden, um ein vorzeitiges Aufschäumen der Schmelze' im Werkzeug zu verhindern. Zur Verringerung der Dichte können in dem Drosselgitter noch Verdrängungskörper (Stifte) angeordnet werden (DE-AS 2 249 435; DE-AS 2 359 282).

Alle diese Lösungen haben den Nachteil, daß die treibmitte 1-haltige Schmelze im Extrusionswerkzeug mittels verschiedenartiger Vorrichtungen, wie z„ B„ Dorn, lochplatte, Drosselgitter usw., reguliert wird· Dadurch entstehen !Fließmarkierungen, die am Endprodukt zu sehen sind und sich.nachteilig auf die mechanische Festigkeit auswirken. Ein weiterer wesentlicher Fachteil ist die durch die Teilung der Schmelze bewirkte inhomogene Zellstruktur. Die einzelnen Zellen weisen in ihrer Größe und Geometrie erhebliche Unterschiede auf. Die nach diesen Verfahren hergestellten Profile haben somit unterschiedliche mechanische Eestigkeitswerte und sind für bestimmte technische Anwendungsfälle 'ungeeignet.

Weiterhin ist ein Sxtrusionsverfahren (DD-PS 143 229) bekannt bei dem der treibmitte!haltige Schmelzestrang in einem Schaumkopf aufgeschäumt, profiliert und vorfixiert wird und als plastisches Profil mit elastischer Außenhaut aus dem Schaumkopf austritt· Nach diesem Verfahren ist zwar eine bessere Regelung des Schäumprozesses möglich, aber eine einheitliche Zellstruktur und Zellgröße wird jedoch nicht immer erreicht.

In der DE-AS 2 239 900 wird eine Vorrichtung zur Herstellung geschäumter Profile beschrieben, bei der zwischen dem Extruder und dem Extrusionswerkzeug eine Mischeinrichtung angeordnet ist, die aus einem oder aus mehreren statischen Mi-

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schern besteht. Dadurch soll ermöglicht werden, daß größere Mengen an Treibmittel eingearbeitet und gleichmäßig vermischt werden und mit dem statischen Mischer eine Verringerung der Dichte des herzustellenden Schaumprofiles erreicht wird. Einen wesentlichen Einfluß auf die Schaumstruktur wird jedoch nicht ausgeübt, Ss treten die gleichen Nachteile wie bei den anderen genannten Verfahren auf„

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die Qualität, insbesondere die mechanische Festigkeit und die Oberflächengüte, der geschäumten Profile zu verbessern sowie ihr Einsatzgebiet zu erweitern.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zu schaffen, das die Herstellung von Schaumstoffprofilen mit einer gleichmäßigen Dichte und einer einheitlichen Ze list ruktur ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die aus dem Extrusionswerkzeug austretende treibmittelhaltige Schmelze in einen statischen Mischer gelangt, in diesem vorschäumt, gemischt und homogenisiert wird und anschließend in dem Schäumkopf vollständig aufschäumt.

Zur Herstellung von Vollprofilen wird ein statischer Eohmi— scher und zur Herstellung von Hohlprofilen wird ein statischer Eingmi scher e inge set zt.

Zur Regulierung des Schäumvorganges ist der statische Mischer heiz- und kühlbar«,

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Ausführung st) ei spie 1

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden» Hie zugehörige Zeichnung zeigt die schematische Darstellung einer Schaumprofilextrusionslinie zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens· Der Extruder 1, in dem die Kunststoffschmelze plastiziert wird, ist mit dem Extrusionswerkzeug 2 verbunden,, Das Treibmittel kann bereits in dem zu verarbeitenden Granulat und/oder Dryblend eingearbeitet sein oder es wird in flüssigem bzw. gasförmigem Zustand der Plast schmelze im Extruder Λ zugeführt,, Es ist auch möglich, zur besseren Einarbeitung des Treibmittels in die Schmelze zwischen dem Extruder 1 und dem Extrusionswerkzeug 2 einen statischen Mischer anzuordnen. Diese Variante ist jedoch in der Zeichnung nicht dargestellt. Unmittelbar an dem Austritt des Sxtrusionswerkzeuges 2 ist ein statischer Mischer 3 angeflanscht» Gemäß der in der Zeichnung dargestellten Extrusionslinie besteht der statische Mischer aus drei Mischeinheiteii. Die Anzahl der Mischeinheiten kann variiert werden und richtet sich nach der gewünschten Schaumstruktur. Je nach Art des Profils wird für Vollprofile einstatischer Eohrmischer und für Hohlprofile ein statischer Ringmischer eingesetzt. Da bereits in dem statischen Mischer J ein Vorschäumen erfolgt, ist dieser zur Regulierung des Schäumvorganges mit einer Heiz- und Kühlvorrichtung 4 ausgerüstet. An dem statischen Mischer ist der Schäumkopf 5 befestigt, der ebenfalls mit einer Heiz- und Kühlvorrichtung 6 ausgerüstet ist· In dem Schäumkopf erfolgt das vollständige Aufschäumen der treibmitte 1haItigen Schmelze. Nach dem Schaum— kopf sind noch die Kalibriervorfichtung 8, die Kühlvorrichtung 9 und die Trenneinrichtung 10 angeordnet.

Das erfindungsgemäße Verfahren läuft wie folgt ab: Die in dem Extruder 1 plastizierte, treibmittelhaltige Schmelz gelangt in das Extrusionswerkzeug 2 und wird zu einem Vo.ll- oder Hohlprofil extrudiert. Die kurz vor dem Werkzeugaustritt

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angeordneten Verdrängungskörper verhindern ein vorzeitiges Aufschäumen der Schmelze im Werkzeug« Da in dem statischen Mischer ein Druckabbau erfolgt, kann die treibmitte 1haItige Schmelze in diesem vorschäumen. Durch entsprechende konstruktive Gestaltung der Mischeinheiten des statischen Mischers und deren Anzahl ist es möglich, den Druckaufbau und damit den Aufschäumprozeß zu steuern. Der statische Mischer ist hinsichtlich der Temperaturregelung und des Druckaufbaues so ausgelegt, daß lediglich ein Vorschäumen ermöglicht wird. Während des Vorschäumens setzt bereits die Zellbildung ein, und durch den intensiven Misch- und Homogenisiervorgang in dem statischen Mischer wird eine einheitliche, gleichmäßige Zellstruktur erzeugt. Außerdem werden die durch die Verdr'ängerkörper hervorgerufenen Pließmarkierungen vollständig beseitigt. Der bereits vorge schäumte plastische Strang schäumt in dem Schäumkopf vollständig auf. Der Schäumvorgang wird durch die Temp ei? atur führung 'und den Druckaufbau im Schäumkopf gesteuert* Gleichzeitig wird der aufschäumende Strang in dem Schäumkopf profiliert und vorfixiert und verTäßt diesen mit einer elastischen Außenhaut. Anschließend wird durch die Kalibriervorrichtung 8 die gewünschte Dimensionsstabilität erreicht.

Danach gelangt der geschäumte Profilstrang 7 noch in eine Kühlvorrichtung 10 und wird mittels einer Trennvorricht'ung getrennt. Das nach diesem Verfahren hergestellte Schaumprofil weist eine einheitliche Ze!!struktur auf, wobei die einzelnen Zellen annähernd die gleiche Größe haben. Dadurch werden konstante mechanische Pestigkeitswerte erreicht, die einen universellen Einsatz der Profile, auch im technischen Bereich, ermöglichen. Ein weiterer Vorteil ist die ausgezeichnete Oberflächenqualität, da keine Fließmarkierungen und Schweißnahtstellen mehr vorhanden sind.

Claims (4)

3172 2129 Brfindungsanspruch

1. Verfahren zur Herstellung geschäumter Kunststoffprofile durch Extrudieren eines treibmittelhaltigen Kunststoffes in ein Extrusionswerkzeug und anschließendes Aufschäumen, Profilieren und Vorfixieren in einem Schäumkopf, wobei das aus dem Schäumkopf austretende Profil kaiioriert, gekühlt und auf die gewünschte Länge getrennt wird, gekennzeichnet dadurch, daß die aus dem Sxtrusionswerkzeug austretende treibmittelhaltige Schmelze in einen statischen Mischer gelangt, in diesem verschäumt, gemischt und homogenisiert wird und anschließend in dem Schäumkopf vollständig aufschäumt.

2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß zur Her stellung von Vollprofilen ein statischer Rohrmischer eingesetzt wird.

3· Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß zur Her stellung von Hohlprofilen ein statischer Ringmischer eingesetzt wird.

4. Verfahren nach Punkt 1 "bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß der statische Mischer heiz- und kühlbar ist.

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