DE1778436A1 - Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Aufbereitung von Kunststoffmassen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Aufbereitung von Kunststoffmassen

Info

Publication number
DE1778436A1
DE1778436A1 DE19681778436 DE1778436A DE1778436A1 DE 1778436 A1 DE1778436 A1 DE 1778436A1 DE 19681778436 DE19681778436 DE 19681778436 DE 1778436 A DE1778436 A DE 1778436A DE 1778436 A1 DE1778436 A1 DE 1778436A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
mixing
processing
temperature
plastic
container
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
DE19681778436
Other languages
English (en)
Other versions
DE1778436C3 (de
DE1778436B2 (de
Inventor
Guenther Papenmeier
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.)
Individual
Original Assignee
Individual
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 Individual filed Critical Individual
Priority to DE1778436A priority Critical patent/DE1778436C3/de
Priority to US00819709A priority patent/US3854702A/en
Priority to FR6913418A priority patent/FR2007547A1/fr
Priority to GB21883/69A priority patent/GB1270698A/en
Publication of DE1778436A1 publication Critical patent/DE1778436A1/de
Publication of DE1778436B2 publication Critical patent/DE1778436B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE1778436C3 publication Critical patent/DE1778436C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00Mixing; Kneading
    • B29B7/002Methods
    • B29B7/005Methods for mixing in batches
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00Mixing; Kneading
    • B29B7/02Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type
    • B29B7/06Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type with movable mixing or kneading devices
    • B29B7/10Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type with movable mixing or kneading devices rotary
    • B29B7/12Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type with movable mixing or kneading devices rotary with single shaft
    • B29B7/16Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type with movable mixing or kneading devices rotary with single shaft with paddles or arms
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00Mixing; Kneading
    • B29B7/30Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices
    • B29B7/34Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices
    • B29B7/38Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary
    • B29B7/40Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with single shaft
    • B29B7/44Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with single shaft with paddles or arms
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00Mixing; Kneading
    • B29B7/30Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices
    • B29B7/58Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29B7/72Measuring, controlling or regulating
    • B29B7/728Measuring data of the driving system, e.g. torque, speed, power, vibration
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00Mixing; Kneading
    • B29B7/74Mixing; Kneading using other mixers or combinations of mixers, e.g. of dissimilar mixers ; Plant
    • B29B7/7466Combinations of similar mixers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00Mixing; Kneading
    • B29B7/80Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29B7/82Heating or cooling
    • B29B7/826Apparatus therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00Mixing; Kneading
    • B29B7/80Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29B7/88Adding charges, i.e. additives
    • B29B7/90Fillers or reinforcements, e.g. fibres
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/285Feeding the extrusion material to the extruder
    • B29C48/29Feeding the extrusion material to the extruder in liquid form
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00Mixing; Kneading
    • B29B7/02Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type
    • B29B7/22Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29B7/28Component parts, details or accessories; Auxiliary operations for measuring, controlling or regulating, e.g. viscosity control
    • B29B7/283Component parts, details or accessories; Auxiliary operations for measuring, controlling or regulating, e.g. viscosity control measuring data of the driving system, e.g. torque, speed, power
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • 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
    • B29K2105/0005Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing compounding ingredients
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • 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
    • B29K2105/16Fillers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)

Description

Günther Papenmeier, Fabrikant, 4931 Pivitsheide VL Kr. Detmold Schulstraße
Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Aufbereitung von Kunststoffmassen
Die Erfindung betrifft ein kontinuierliches Misch- und Aufbereitungsverfahren, bei dem in mehreren, nacheinander angeordneten Schnellmischern Kunststoffe mit Zuschlagstoffen wie z.B. Weichmacher, Stabilisatoren, Gleitmittel, Farben, Füllstoffe und dergleichen gemischt, gegebenenfalls getrocknet, vorgeliert, entlüftet und im erwärmten Zustand einer Verarbeitungsmaschine, z.B. einer Schneckenpresse,
wird. 109810/0824
177843S
Die Aufbereitung von Kunststoffen wild bekannterweise überwiegend in Sennellmischern vorgenommen, worin chargenweise die Vermischung der Zuschlagstoffe und die thermische Aufbereitung entweder durch Mantelheizung und Reibungswärme oder durch Reibungswärme allein vorgenommen wird.
Die thermische Behandlung des Kunststoffmaterialgs erfordert insbesondere bei Schnellmischern eine genaue Einregulierung der Umlaufgeschwindigkeit des Mischwerkzeuges, um z.B. die Eingabetemperaturen, sowie die Zeiten und Endtemperaturen für einen bestimmten Gelierungsgrad des Kunststoffmaterials zu steuern.
Die Aufbereitungsmaschinen für Chargenbetrieb erfordern eine komplizierte Steuerungseinrichtung zum Ein- und Ausschalten der Rührwerkemotore und öfteren Umschalten auf verschiedene Ge-
109810/0824 - 3 -
BAD ORIGINAL
schwindigkeitsstufen zur Regelung der Umlaufgeschwindigkeit des Mischwerkzeuges, der Behälterheizung, sowie der Steuerung der Zeit während einer Charge. Bei diesen Maschinen und der zugehörigen Schaltung werden beispielsweise Kunststoffe gemischt und bis kurz vor der Gelierungstemperatur zur Agglomeratbildung erwärmt. Dieses Agglomerat wird in einem nachgeschalteten Kühlbehälter abgekühlt f um ein weiteres Zusammenbacken der Agglomerate zu verhindern. Dabei wird ein rieselfähiges Produkt für die Weiterverarbeitung in Schneckenpressen oder Walzen erzielt. Der technische Aufwand und die erforderliche Leistung durch die dauernden EnergieSchwankungen ist erheblich und verursachen einen hohen Grad der Unwirtschaftlichkeit.
Es wurde daher vorgeschlagen, Misch- und Aufbereitungsmaschinen dieser Art in kontinuierlicher
10-98 10/082 A
Arbeitsweise zu verwenden, jedoch scheiterten diese Vorschläge insbesondere an der unzureichenden Kontrolle einer gleichmäßigen "Vermischung und der verfahrensbedingten Temperaturstufen während des thermischen Aufbereitungsprozesses, die in einem Behälter schwer bzw. nicht durchführbar ist.
Eine bekannte vorgeschlagene trombenförmige Umwälzung mit einem Mischwerkzeug ist für eine kontinuierliche, thermische Aufbereitung der Kunststoffe von der Raumtemperatur bis zur völligen Durchgelierung nicht geeignet, aufgrund der sich ständig ändernden Konsistenz, Schüttdichte und dem Gelierungsgrad, die abhängig ist von dem jeweiligen Wärmezustand des Kunststoffmaterialds.
Ein starres Mischwerkzeug ist konstruktiv nur für eine bestimmte Wirkung und eine bestimmte
5109810/0824
Konsistenz des Rohstoffes zu gestalten. Daher zeigte sich die Chargenauf "bereitung als unumgänglich, um durch Regelung der Umlaufgeschwindigkeit des Mischwerkzeuges die Friktion und Umwälzung den gegebenen einzelnen Temperatur- und Konsistenzzuständen anzupassen, um eine annähernd gleichmäßige Vorgelierung zu erzielen. Trotzdem ist der Grad der thermischen Aufbereitung und damit der Durchplastifizierung begrenzt, weil bei den hohen Temperaturen in sehr kurzer Zeit es sonst leicht zu einer zu starken Agglomeration und zur völligen Plastifizierung führt und diese Masse nicht mehr zerkleinert werden kann.
Bei allen diesen vorgeschlagenen Einrichtungen wird die für die Plastifizierung erforderliche Temperatur in der nachfolgenden Verarbeitungsmaschine, z.B. in einer Schneckenpresse, in unwirtschaftlicher Weise im vorangeschalteten
Kühlmischer vernichtet, die Im vorhergehenden
109810/0824 - 6 -
Aufbereitungsprozess im Heizmischer bereits erreicht wurde. Das in bekannterweise im Schnellmischer erzeugte Agglomerat hat im Vergleich zum völlig durchplastifizierten Granulat immer noch erhebliche Nachteile bezüglich einer ausreichenden Plastifizierung, fc die auf die vorbeschriebenen Nachteile bei
Mischmaschinen und auf die unterschiedlichen Strömungsverhältnisse in einem großen Mischbehälter zurückzuführen sind· Es ist schwierig bei der Weiterverarbeitung in der Schneckenpresse bis zum Ausstoß des Produktes durch Druck und äußere Aufheizung des Zylindermantels die nicht gelierten Teilchen im Agglomerat zur völligen einwandfreien Plastifizierung zu bringen·
Wie unvollkommen jedoch der Gelierungsgrad in einem nach bekannter Art hergestellten Agglomerat oder einer PulVermischung ist, zeigen
109810/0824
mehrere Untersuchungen von Materialsträngen, die in Schneckenpressen in der Verarbeitung standen. Die in der Verarbeitung befindliche Massen, welche nicht unmittelbar an den Flächen der Schneckenflanken, des Schneckenkerns oder Zylinders angrenzen, sind stets noch mit vielen unplastifizierten Teilchen durchsetzt, die
infolge der schlechten Wärmeleitfähigkeit des Kunststoffes nicht mehr bis zum Ausstoß aus der Düse aufgelöst werden konnten.
Trotz Entwicklung einer Vielzahl von verschiedenen Schneckenformen und Schneckenarten mit Einrichtung einer besseren Verteilung des Rohstoffes im Materialstrang, ist eine völlige einwandfreie Plastifizierung, insbesondere bei weichmacherarmen oder weichmacherfreien Mischungen noch nicht zufriedenstellend durchführbar. Das Kriterium wächst mit dem Durchmesser der Schnecke und der Querschnittsfläche des Materialstranges
-8- 109 8.10/0824
im Schneckengang.
Der Nachteil besteht bei einer Schneckenpresse darin, daß die Materialmasse von der Einzugszone bis zur Austrittsdüse einer stark ansteigenden Temperatur ausgesetzt ist und freiwerdende Dämpfe infolge des raschen Temperaturanstieges dem Materialfluß entgegenwirken, die sich auf die Füllung der Schneckengänge in der Einzugszone störend bemerkbar machen. Diese Erscheinung machen die geforderte Kompression in den Schneckengängen unwirksam und es kommt erst in den letzten ein bis zwei Gängen zu einer wirklichen Verdichtung und Endplastifizierung. Die im Materialstrang eingelagerten Teilchen können nicht mehr restlos durchgeliert werden.
Der Erfindung stellt sich nun die Aufgabe, eine
" 9 " 109810/0824
bessere Plastifizierung im Aufbereitungsprozeß bzw. im Vorbereitungsprozeß zur Verarbeitung zum fertigen Produkt zu erreichen, in der Art, daß in einem kontinuierlichen Mischvorgang ein besser durchplastifiziertes Produkt erzielt werden soll, das ohne Zwischenkühlung so weit getrieben wird, daß beispielsweise eine nachfolgende Schneckenpresse mit einer niedrigen Temperatur und einem geringeren Temperaturgefälle als bisher üblich arbeiten kann, wodurch das bisher erforderliche Temperatürgefälle von den Schneckenflächen bis zur Querschnittsmitte des Materialstranges entfällt, da die Kunststoffmasse bereits durchgewärmt ist und die Schnecke nur noch die Fließbarmachung des Kunststoffes unter Druck auszuführen hat.
Darüber hinaus soll erfindungsgemäß verhindert werden, daß die im Aufbereitungsprozeß der
Kunstetoffaasse notwendige {Temperatur bis nah
_10_ 109810/082* BAD0R1QlNW.
unter dem Gelierpunkt vernichtet wird, sondern diese einmal -erreichte Temperaturhöhe im Material erhalten bleibt und die so erwärmte Kunststoffmasse unmittelbar im Anschluß daran zum fertigen Produkt verarbeitet werden kann.
™ Bei einer solchen Einrichtung ist es erforderlich,
den ständigen Materialdurchfluß der zu aufbereitenden Kunststoffmasse zunächst mit einer präzisen kontrollierten Temperatur zu leiten und zu einem bestimmten Zeitpunkt bis kurz vor dem vollkommenem Gelierungsgrad in kurzer Zeit
fc einer Verarbeitungsmaschine, z.B. einer Schnecken
presse, zu überführen·
Ein solches Verfahren praktisch durchführen zu können, beruht auf der Erkenntnis, daß während des Misch- und Aufbereitungsprozessea zur Herstellung von harten bis weichen Kunst-
" 11 " 109810/0824
Stoffmischungen mit dem ständigen Temperaturanstieg das Schuttgewicht immer geringer wird, welches auf eine fortschreitende Quellung der Kunststoffteilchen zurückzuführen ist, und sich dadurch die Konsistenz, das Verhalten des Mater iales in der Umwälzung fortwährend ändert. Das Schüttgewicht einer warmen Kunststoffmasse ™
verhält sich umgekehrt, als die auf Raumtemperatur abgekühlte Masse.
Beispiel:
Rezeptur: 5,00 kg Vestolit S 6857 0,10 kg Pb Ga 361?
Schüttgewicht: * 0,66 gr/ml
Temp e ratur: 2o ° C « 0,66 gr/ml
600G - 0,65 gr/ml
800G * 0,6 gr/ml
900G « 0,54 gr/ml
1000G - 0,52 gr/ml
1100C - 0,49 gr/ml
1200G - 0,49 gr/ml
1500G - 0,49 gr/ml
1400C
- 12 -
109810/0824
Zonenmessung im Behälter:
Zone IV = 1360C
Zone III = 1330C
Zone II - 1300C
Zone I - 1140C
An diesem Beispiel ist festzustellen, daß "bei einem Temperaturanstieg von 140 C das Schüttgewicht
P auf 0,48 gr/ml sank. Nach Abkühlung dieser Masse auf 40°C stieg das Schüttgewicht auf 0,63 gr/ml, nach weiterer Abkühlung auf Raumtemperatur (200C) wurde ein Schüttgewicht von 0,65 gr/ml festgestellte Weitere Versuche ergaben ähnliche Ergebnisse. Weiterhin wurde festgestellt, daß die
t Veränderung des Litergewichtes von der Rezeptur und von der eingesetzten Kunststofftype abhängig ist. Der Einsatz von E-PVO-Typen zeigt eine größere Gewichtserniedrigung als die S-rVC-Typen. Aus dieser Erkenntnis folgert die technische Lehre, daß eine kontinuierliche thermische Aufbereitung von Kunststoffen in einem Behälter
- 13 -
109810/0824
ohne mechanische Mittel außer einem Mischwerkzeug durchführbar ist, dabei die einlaufende kältere Kunststoffmasse von der wärmeren, leichteren Kunststoffmasse getrennt kontrollierbar zu leiten und die thermisch aufbereiteten Kunststoffteilchen nach dem Grad der Erwärmung und Gelierung selbstätig abzuführen.
Der kontinuierliche Durchsatz durch einen Mischbehälter kann jedoch nur einen Teil des gesamten thermischen Aufbereitungsprozesses durchführen, weil mit dem Temperaturanstieg auch die Konsistenz und das Verhalten in der Umwälzung sich ändert und die weitere Behandlung dann mit entsprechend angepaßten Mischwerkzeuges, Umwälzgeschwindigkeiten, Scherkräften und evtl. in einem anderen, erforderlichen Temperaturbereich weiter durchgeführt werden muß.
109810/0824
Daher ist es notwendig, um den gesamten Temperaturbereich - von der Raumtemperatur des Kunststoffes bis zur völligen Gelierungstemperatur - für die gesamte thermische Aufbereitung sicher zu beherrschen, die Kunststoffmischung über mehrere gekoppelte Mischeinheiten zu leiten, wobei in jedem Mischbehälter der jeweiligen Konsistenz entsprechend abgestimmte Mischwerkzeuge vorhanden und die Umlaufgeschwindigkeiten, Temperaturen, Zeiten speziell einstellbar sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens einer kontinuierlichen Aufbereitung von Kunststoffmassen mit nachfolgenden Verarbeitungsmaschinen soll nun anhand der beigefügten Zeichnungen beispielsweise näher erläutert werden·
- 15 -
109810/0824
Diese zeigen:
Fig. 1 eine schematische Zeichnung über den Strömungsverlauf und Temperaturlagen im kontinuierlichen Mischvorgang{
Fig. 2 ein Beispiel einer Anordnung von drei hintereinander geschalteten kontinuierlichen Mischbehältern als Misch- und Aufbereitungsanlage j
Fig. 5 eine ähnliche Vorrichtung nach Fig. 2 als Vorsatzaggregat für eine Schneckenpresse zur thermischen Aufbereitung und Vorbereitung fertiger Pulvermischungen.
Die Fig. 1 stellt schematisch den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens dar, wobei die kälteren Kunststoffmassen zentral in die Behältermitte 1 einfließen und sofort dem am Behälterboden umlaufenden Mischwerkzeug 2 zugeführt
werden*
_ 16 _ 1 0.9 8 1 0 / 0 8 2 4
In der Zone I werden die Kunststoffteilchen durch intensiven Reibungs- und Schereffekt schnell erwärmt. Im kälteren Zustand ist die Kunststoffmasse noch rieselfähiger und folgen aufgrund ihres höheren Gewichtes leicht der Schwerkraft. Deshalb wird diese Masse, unterstützt durch die vertikalen, geschränkten Werk-
zeugprofile 3, torusförmig zum Mischwerkzeug zurückgeleitet. Folglich verbleibt eine kältere Kunststoffmasse in dem Bereich der Zone I und II, wo die stärksten Reibungs- und Scherkräfte des Mischwerkzeuges 2 wirksam sind.
Mit der zunehmenden Temperatur und dem veränderten Umwälzverhalten werden die Kunststoffteilchen durch die fortlaufende Quellung leichter und träger und an der Behälterwandung 4 durch die ständig zulaufende kältere und schwerere Kunststoff mischung in die Zone HE nach oben verdrängt.
- 17 -
109810/0824
In dieser Zone III erfährt die erwärmte Kunststoff mischung eine weitere Beschleunigung und Reibung durch die oberen Profile 5 des Mischwerkzeuges. Schwerere Teilchen, bei denen die Quellung noch nicht weit genug vorgeschritten ist, können mit dem einlaufenden Strom 1 der kalten Kunststoffmasse -über die trichterförmige Form 6 des Mischwerkzeuges wieder in die Zone I und II zurückgelangen und nochmals den intensiven Reibungskräften ausgesetzt werden.
Je nach Art der eingesetzten Rohstoffe und Temperaturbereiche kann ein weiteres Werkzeug 7 über dem Mischwerkzeug 6 angeordnet werden, um den gleichen Effekt der Mischwerkzeugteile 5 und 6 in der Zone IV zu erzielen.
Bas erfindungsgemäße kontinuierliche Mischprinzip gewährleistet eine bisher nicht gekannte
- 18 -
109810/0824 bad original
rasche und gleichmäßige Erwärmung der Kunststoffmasse, das nicht zuletzt darauf zurückzuführen ist, daß die wärmeren, leichteren Materialschichten von Zone zu Zone die kälteren Schichten von oben abdecken und keine kühlenden Luftmassen an dieterwärmende Kunststoffmasse heranlassen.
Diese Erscheinung ist z.B. bei der chargenweisen Aufbereitung in einem Mischbehälter nachteilig, da ein solcher Mischbehälter nur zum Teil gefüllt werden darf, um ausreichenden Raum für die bei der Erwärmung auftretenden Quellung frei zu halten.
Des weiteren mischen sich in den Grenzschichten der Zonen kalte und- warme Teilchen, wodurch der Temperaturausgleich günstig beeinflußt wird. Die kälteren Mischungsteilchen mit den härteren und die wärmeren Teilchen mit den weicheren Oberflächen erhöhen außerdem, noch den günstigen
109810/0824
■AD ORIGINAL
Reibungseffekt der Teilchen gegeneinander.
Hat die Mischung in einem solchen Mischbehälter bei bestimmter Temperaturführung die Zone IV erreicht, so wird die erwärmte Kunststoffmasse durch eine Vorrichtung 8 in einen folgenden
Behälter abgeleitet. In diesem Behälter wieder- ^
holt sich der vorbeschriebene Aufbereitungsprozeß, jedoch mit dem jetzigen Materialzustand angepaßten Temperaturen, Scherkräften, Umlaufgeschwindigkeiten, wie es für die zu aufbereitenden Stoffe oder Rezepturen erforderlich ist. Dabei kann in einem beliebigen Behälter evtl. Eindosierungsmöglichkeiten für Zusatzstoffe, Belüftungs- und Trocknungseinrichtungen mit Heißoder Kühlluft usw. vorgesehen werden.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, eine beliebige Anzahl von gekoppelten
- 20 -
109810/0824
Misckbeliältern auf alle Misch- und Aufbereitungsvorgänge jeglicher Art individuell auf die jeweiligen Bedingungen der Stoffe und Rezepturen abzustimmen und dabei eine gleichmäßige Erwärmung, Entlüftung und einen maximalen Gelierzustand in der KuBtstoff misehung zu erzielen.
In der Fig. 2 ist eine solche Anordnung mit drei Mischbehältern beispielsweise dargestellt, bei der jede Mischeinheit 9i 10, 11 getrennt mit Regeleinrichtungen 12, 13, 14- zur Einstellung der Umlaufgeschwindigkeit des jeweiligen Mischwerkzeuges ausgestattet ist. Jeder Mischbehälter ist mit einer getrennt regelbaren Heizung versehen· Die gesamte Anordnung kann über eine zentrale Steuerung 15 geschaltet und gesteuert werden.
Fig. 3 zeigt eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens als Vorsatzgerät in Verbindung mit einer Schneckenpresse.
- 21 - 109810/0824
Wird nach den örtlichen Verhältnissen die Vermischung der Zuschlagstoffe und die thermische Aufbereitung in konventioneller Weise mit einem Heiz- und Kühlmischer durchgeführt, beispielsweise zur Herstellung eines Dryblends, Premix und dergleichen, so ist das erfindungsgemäße Verfahren auch dann vorteilhaft einzusetzen.
Pulvermischungen werden wie vor beschrieben, aus einem Vorratsbehälter 16 über eine stufenlos regelbare Dosiervorrichtung 17 in die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitenden Mischeinheiten 9» 10, 11 geleitet, wobei die Pulvermischung gleichmäßig erwärmt, getrocknet, entlüftet und entgast wird und im heißen Zustand beispielsweise mit einer Stopfschnecke 18 in die Einzugszone einer Schneckenpresse 19 gefördert wird.
Das bekannte gefMährlieh hohe Temperaturgefälle
_ 22 - 109810/082A
entsteht in der Schneckenpresse nicht, da das Kunststoffmaterial mit hohen Wärmegraden in die Einzugszone der Schnecke gegeben wird· In der Einzugszone findet dadurch zunächst eine Abkühlung der zu verarbeitenden Kunststoffmasse statt, wodurch zwangsläufig ein gewisser Unter-
fc druck erzeugt wird. Dieser entstehende Unter
druck ist für die gute Füllung der Schneckengänge von besonderer Bedeutung, weil dadurch Luft- und Sampfeinschlüsse in der Masse selbst bereits weitgehend geduziert wird· Darüber hinaus hat die warme Kunststoffmasse einen engen Kontakt
^ mit den verarbeitenden Flächen der Schnecken
presse. Die im Inneren der Schneckengänge lagernde Kunststoffmasse hat bereits eine höhere Temperatur als die angrenzenden Flächen der Schneckenpresse· Durch die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens entstehen annähernd umgekehrte Temperaturverhältnisae in der Schnecken-
presse, die der schlechten Wärmeleitfähigkeit
109810/0824
- 23 -
des Kunststoffes entgegenkommt und Einschlüsse von nichtplastifizierten Teilchen vermieden werden.
Eine einfache Schnecke reicht aus, die nach diesem Verfahren völlig durchtemperierte Kunststoffmasse mit wenigen Gängen und geringer ' Arbeitstemperatur zum einwandfreien durchplastifizierten Ausstoß zu bringen· Nicht durchgelierte Partikelchen sowie Fließstreifen im Endprodukt werden ausgeschlossen, da Temperaturunterschiede in der Pressmasse vor und hinter den Schneckengängen nicht mehr vorhanden sind. i
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Mischen und Aufbereiten von Kunststoffen ermöglicht eine gesamte Aufbereitung und Verarbeitung von Kunststoffen mit beliebigen, bekannten Zuschlagstoffen in einem einzigen kontinuierlichen Arbeitsgang
~ 109*10/0824
mit geringem technischen Aufwand und erheblich reduziertem Energiebedarf, wobei ein besseres Endprodukt erreicht wird»
109810/0824

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE
    r1.)) Verfahren zum kontinuierlichen Mischen und Aufbereiten von Kunststoffen,, wobei Kunststoffe in einem Mischbehälter mit am Behälterboden umlaufenden Mischwerkzeug mit Zuschlagstoffen gemischt, getrocknet, geliert, entlüftet, gegebenenfalls gekühlt oder im heißen Zustand weiter-
    verarbeitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffmaterial mit Zuschlagstoffen oder Pulvermischungen zentral (1) in einen Mischbehälter geleitet werden, wobei die Rohstoffe von dem am Behälterboden umlaufenden Mischwerkzeug durch intensive Reib- und Scherkräften erwärmt werden und mit steigender Temperatur in der Mischung die erwärmten, leichteren Kunststoffteilchen durch die ständig zentral nachfließenden, kalten, schwereren Kunststoffteilchen an der glatten Behälterwand hoch nach oben verdrängt und bei einer erreichten bestimmten Temperatur aus dem oberen Bereich des
    Mischbehälterβ abgeleitet werden.
    - 2 - 109810/0824
    2.) Verfahren zum kontinuierlichen Mischen und Aufbereiten von Kunststoffen, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Misch- und Aufbereitungsprozeß des gesamten Temperaturbereiches von der Raumtemperatur (ca. 200C) bis zur Endtemperatur über mehrere, miteinander gekoppelte Mischbehälter erfolgt, wobei in jedem einzelnen Mischbehälter zur Steuerung eines bestimmten und begrenzten Abschnittes der aufgegliederten thermischen Aufbereitungsstufen und damit verbundenen unterschiedlichen Konsistenz, Eigenschaft und Verhaltens der Kunststoffmischung, die Reibungs- und Scherkräfte, Umlaufgeschwindigkeiten, Temperaturführungen entsprechend dem Materialzustand einstellbar sind.
    3.) Verfahren zum kontinuierlichen Mischen und Aufbereiten von Kunststoffen, nach Anspruch und 2, dadurch gekennzeichnet, daß fertige
    109810/0824 - 3 -
    Pulvermischungen für die Verarbeitung thermisch aufbereitet, d.h., erwärmt, entfeuchtet, entlüftet und getrocknet werden für die direkte Weiterverarbeitung in Schneckenpressen, Walzen u
    4.) Verfahren zum kontinuierlichen Mischen und Aufbereiten von Kunststoffen, nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, wobei ein heißes durchgeliertes Kunststoffmaterial 'bereitet wird zur direkten Weiterverarbeitung in Schneckenpressen, Walzen und dergleichen.
    5.) Verfahren zum kontinuierlichen Mischen und Aufbereiten von Kunststoffen, nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den letzten thermischen Stufen die aufbereitete Kunststoffmasse abgekühlt wird zu einem durchgelierten Agglomerat.
    109810/0824
    6.) Vorrichtung nach Anspruch 1-5» dadurch gekennzeichnet, daß in den einzelnen Mischbehältern ein nabenfreies Mischwerkzeug angeordnet ist.
    7.) Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischwerkzeug einen trichterförmigen (Pig. 1, 6) zentralen Durchlaß besitzt.
    8.) Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der trichterförmige Ansatz (6) auf vertikale, geschränkte Profile (5) angebracht ist.
    9.) Vorrichtung nach Anspruch 6-8, dadurch gekennzeichnet, daß am trichterförmigen Mischwerkzeugteil (6) sich zur Behälterwandung erstreckende geschränkte Profile (5) angeordnet sind.
    — 5 —
    109810/0824
    10.) Vorrichtung nach. Anspruch 6-9» dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Mischwerkzeugteile (3, 6, 5) übereinander (7) angeordnet sind.
    11.) Vorrichtung nach Anspruch 5 - "10, dadurch gekennzeichnet, daß die gekoppelten Mischbehälter für den kontinuierlichen Durchfluß der Kunststoffmasse mit Überleitungsvorrichtungen verbunden sind.
    12.) Vorrichtung nach Anspruch 5 - 11» dadurch gekennzeichnet, daß den Behältern der einzelnen Temperaturstufen beliebig Dosiereinrichtung für Zuschlagstoffe zugeordnet sind.
    13·) Vorrichtung nach Anspruch 5-12, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Mischbehälter mit gleichartigen oder verschieden ausgebildeten Ifischwerkzeuges ausgerüstet sind.
    109810/0824 BAD 0RlGINAL
    ■" O ™
    JO
    Vorrichtung nach Anspruch 5 - 15» dadurch gekennzeichnet, daß jeder einzelne Behälter mit der gleichen oder einer anderen Temperatur arbeitet.
    15·) Vorrichtung nach Anspruch 5 - 14» dadurch gekennzeichnet, daß Jedes einzelne Mischwerkzeug mit gleicher oder unterschiedlicher Umlaufgeschwindigkeit umläuft·
    16o) Vorrichtung nach Anspruch 5-15» dadurch gekennzeichnet, daß in jedem einzelnen Mischbe-P halter die Heizung, Drehzahl, Belüftung und
    Kühlung regelbar sindο
    17·) Vorrichtung nach Anspruch 5-16, dadurch
    gekennzeichnet, daß die Vorrichtung mit einer Verarbeitungamaschlne direkt verbunden ist.
    ~7~ 109810/0824
    18.) Vorrichtung nach Anspruch 5 - 17» dadurch gekennzeichnet, daß die heiße aufbereitete Kunststoffmasse über eine Fördereinrichtung (18) mit einer Verarbeitungsmaschine verbunden ist.
    19·) Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, wie sie beschrieben und in den Zeichnungen dargestellt ist.
    109810/0824
DE1778436A 1968-04-29 1968-04-29 Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Aufbereiten von pulverformigen bis körnigen thermoplastischen Kunststoffen Expired DE1778436C3 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1778436A DE1778436C3 (de) 1968-04-29 1968-04-29 Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Aufbereiten von pulverformigen bis körnigen thermoplastischen Kunststoffen
US00819709A US3854702A (en) 1968-04-29 1969-04-28 Method and device for the continuous production of synthetic resin masses
FR6913418A FR2007547A1 (de) 1968-04-29 1969-04-28
GB21883/69A GB1270698A (en) 1968-04-29 1969-04-29 Method and device for preparing synthetic resins

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1778436A DE1778436C3 (de) 1968-04-29 1968-04-29 Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Aufbereiten von pulverformigen bis körnigen thermoplastischen Kunststoffen

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE1778436A1 true DE1778436A1 (de) 1971-03-04
DE1778436B2 DE1778436B2 (de) 1974-01-10
DE1778436C3 DE1778436C3 (de) 1974-08-01

Family

ID=5703440

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1778436A Expired DE1778436C3 (de) 1968-04-29 1968-04-29 Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Aufbereiten von pulverformigen bis körnigen thermoplastischen Kunststoffen

Country Status (4)

Country Link
US (1) US3854702A (de)
DE (1) DE1778436C3 (de)
FR (1) FR2007547A1 (de)
GB (1) GB1270698A (de)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL7314908A (nl) * 1973-10-30 1975-05-02 Nautamix Patent Ag Werkwijze en inrichting voor het in een continu proces mengen en/of granuleren vsn stoffen.
AU508463B2 (en) * 1975-07-03 1980-03-20 Bayer Aktiengesellschaft and C-unter Papenmeier KG Pulverulent rubber mixture
DE2653019A1 (de) * 1976-11-22 1978-05-24 Hoechst Ag Verfahren und vorrichtung zum aufbereiten von vinylchlorid-polymerisaten
DE2835252C2 (de) * 1978-08-11 1984-02-16 MTI-Mischtechnik Industrieanlagen GmbH, 4937 Lage Mischer zum kontinuierlichen Mischen von Stoffen, insbesondere Kunststoffen
DE2837435B2 (de) * 1978-08-28 1981-06-25 Friedrich Horst 5840 Schwerte Papenmeier Verfahren und Vorrichtung zum Aufbereiten von PVC-Pulver
US4300841A (en) * 1980-04-04 1981-11-17 Tredair Industries, Inc. Processing of silicone polymers
US4674885A (en) * 1985-01-04 1987-06-23 Massachusetts Institute Of Technology Mixing liquids of different viscosity
CA1290528C (en) * 1985-07-09 1991-10-15 Martin Walsh Method and apparatus for producing thermoplastic and products produced therefrom
EP2907639A1 (de) * 2014-02-13 2015-08-19 Sika Technology AG Verfahren zur Herstellung von weich-PVC-Halbfabrikaten

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2850467A (en) * 1956-04-30 1958-09-02 Du Pont Continuous production of cellular polyurethane plastics
NL245113A (nl) * 1959-11-06 1964-02-10 Shell Internationale Research Maatschappij N.V. Werkwijze en inrichting voor de bereiding van vaste roetaggregaten uit een waterige roetsuspensie
US3308096A (en) * 1960-08-18 1967-03-07 Ivanov Petr Sergeevich Method of continuous manufacturing of a phenol-aldehyde resin
DE1188264B (de) * 1960-12-06 1965-03-04 Henschel Werke Ag Vorrichtung zum fortlaufenden Mischen und Aufbereiten von pulverfoermigen Kunststoffen

Also Published As

Publication number Publication date
GB1270698A (en) 1972-04-12
DE1778436C3 (de) 1974-08-01
DE1778436B2 (de) 1974-01-10
FR2007547A1 (de) 1970-01-09
US3854702A (en) 1974-12-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2143923C2 (de) Verfahren zum kontinuierlichen Plastifizieren und Formen von thermoplastischem Granulat
EP1324869A1 (de) Mehrwellen-extruder und verfahren zur aufbereitung und/oder verarbeitung von mit füllstoff versetzten elastomeren
DD200007A5 (de) Vorrichtung zum aufbereiten von thermoplastischem kunststoffgut
DE2025778B2 (de) Verfahren zur extrusionsformung von thermoplastischen, insbesondere pulverfoermigen, kunststoffen und extruder zur durchfuehrung des verfahrens
WO2003024683A1 (de) Elastomermischungen für die gummiherstellung
DE1778436A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Aufbereitung von Kunststoffmassen
EP0008712A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Aufbereiten von PVC-Pulver
DE102010060423A1 (de) Verfahren zum Mischen eines aus Feststoffpartikeln bestehenden Mischgutes sowie Mischeranordnung
EP3245035B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines thermoplastischen granulates
DE1779521A1 (de) Verfahren zur Trocknung von Polyesterteilchen und hierfuer geeignete Vorrichtung
EP0618055A1 (de) Vorrichtung zum Verarbeiten von nicht reaktive Zusatzstoffe enthaltende Kautschukmischungen zu Kautschukfertigmischungen
DE1118959B (de) Verfahren und Vorrichtung zur Aufbereitung von Thermoplasten oder Duroplasten
WO2013121049A1 (de) SPRITZGIEßCOMPOUNDER
EP1543059B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur erhöhung der grenzviskosität von polyester-material mittels festphasenpolymerisation
CH542045A (de) Spritzgussmaschine für Plastikmaterial
EP1432560B1 (de) Kontinuierliche herstellung von elastomermischungen für die gummiherstellung
EP0988338A1 (de) Verfahren zur herstellung von weich-pvc
DE1917195A1 (de) Verfahren und Einrichtung zur Herstellung von PVC-Granulat
EP0687534B1 (de) Verfahren zur Herstellung von Kautschukmischungen
EP3659773B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur aufbereitung einer styrol-acrylnitril-schmelze
DE1261660B (de) Verfahren zur Herstellung von Schaumkunststofferzeugnissen durch Strangverpressen von blaehmittelhaltigem, thermoplastischem Material
CH430180A (de) Schneckenpresse zur Verarbeitung thermoplastischer Kunststoffe
DE10148721A1 (de) Elastomermischungen für die Gummiherstellung
DE1779291C (de) Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Kunststoffschaum
DE10157820A1 (de) Verfahren und Anlagen zur Verarbeitung von Pulverkautschuk

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977
EF Willingness to grant licences
8339 Ceased/non-payment of the annual fee