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Publication number: DE2117045A1
Application number: DE19712117045
Authority: DE
Original assignee: IDE FA BERNHARD; Bayer AG
Current assignee: IDE FA BERNHARD; Bayer AG
Priority date: 1971-04-07
Filing date: 1971-04-07
Publication date: 1972-10-12
Also published as: FR2132753A1; CH535119A; DE2117045B2; IT967043B; FR2132753B1; DE2117045C3; GB1360917A

Description

FIRMA FARBENFABRIKEN" BAYER

BERNHARD IDE · AKTIENGESELLSCHAFT

7301 Scharnhausen 509 Leverkusen

Leverkusen, 6. April 1971 Mr /HG

Vorrichtung zum Herstellen von Strang-Profilen aus thermoplastischen Kunststoffen mit Farbeffekten

Die vorliegende Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung zum Herstellen von Strang-Profilen v/ie Bänder, Platten aus thermoplastischen Kunststoffen mit Farbeffekten, bestehend aus einem Extruder miir Profildüse, in der eine drehbare, mit Öffnungen versehene Hohlwelle angeordnet ist, die mit einem Beispritzextruder in Verbindung steht.

Zweck einer solchen Vorrichtung ist die Herstellung von Kunststoffprofilen mit Farbeffekten, insbesondere Material für Brillengestelle, Kamme, Haarschmuck, imitierten Bernstein und andere Steinimitationen. Mit dem ersten Extruder wird das thermoplastische Material, gegebenenfalls eingefärbt, zugeführt. Mittels des Beispritzextruders wird ein zweites thermoplastisches Material anderer Färbung, im folgenden als Farbkonzentrat bezeichnet, in das noch plastische, in der Extrusion befindliche Strangprofil innerhalb der Profildüse eingebracht.

Es ist bereits bekannt, eine mit Öffnungen versehene rotierende Hohlwelle im Zuführkanal einer Düse anzuordnen. Durch

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die Öffnungen wird das zweite Material in die plastische., in der Extrusion befindliche Masse eingeimpft. Insbesondere bei' der Herstellung breiter Platten erfolgt bei dieser Vorrichtung über die Breite gesehen die Verteilung des beigespritzten Materials unregelmäßig. Denn in der Plattenmitte ist infolge der Extrusionsgeschwindigkeit ein Voreilen des Beispritzmaterials bemerkbar, so daß gegenüber den Plattenrändern länger gezogone Tupfen auftreten. Das Erzielen gleich-mäßiger Farbeffekte über die Plattenbreite ist mit dieser Vorrichtung kaum möglich. Das Farbkonzentrat läuft aus den nicht verschließbaren Bohrungen auch zu lange nach.

Nach einem anderen Verfahren.werden verschiedenfarbige, aneinanderliegende Stränge plastifizierten Materials in einer geeigneten Vorrichtung miteinander verquirlt. Dies hat den Nachteil, daß sich eine jahresringartige Schichtung der Farbkoraponenten einstellt, die beim Anfrasen eine holzähnliche Struktur erscheinen läßt, nicht jedoch die bei Brillengestellen und Kämmen bevorzugten Schildpatt- und Havanna-Effekte.

Es ist weiterhin "eine Breitschlitzdüse bekannt, in der ein durch eine Kurbelschwinge gesteuertes Absperrelement abwechselnd ganz oder teilweise einen von zwei zugeführten Strömen plastifizierten Materials absperrt. Es wird hiermit eine quer zur Extrusionsrichtung.verlaufende Zebrastreifenstruktur erreicht. Die zu große Gleichmäßigkeit der Farbeffekte mag für bestimmte Verv/endungszwecke wünschenswert sein, für andere jedoch ist eine Zebrastreifenstruktur unerwünscht.

Versucht wurde auch schon, mittels einer offenen Förderschnecke das Beispritzmaterial in die plastische Masse einzutragen. Für größere Plattenbreiten ist das Verfahren ungeeignet, weil

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■bereits nach kurzer Wegstrecke das Farbkonzsntrat von der

Förderschnecke abgespült wird. Es entsteht hierbei eine Längs^- streifeneffeiet. Dafür gelten die gleichen Vorbehalte wie .für eine Zebrastreifenstruktur.

Reine Wellenlinieneffekte und auch größere Farbschlieren herzustellen, ist ebenfalls schon bekannt. Auch hier muß gesagt werden, daß die entstandenen Farbeffekte nicht allgemein verwendbar sind, insbesondere wenn es sich um modische Artikel handelt, die at.s den Profilen herzustellen sind.

Schließlich ist auch schon bekannt, im Forrawerkzeugblock eines Extruders eine mit einem Beispritzextruder verbundene Hohlwelle anzuordnen, die in ihrer Wandung Schlitze aufweist. Im Formwerkzeugblock selbst sind Röhrchen eingelassen, die von den Rotationsebenen der Schlitze bis in den Extrusionskanal für das Profil führen. Mit dieser Vorrichtung lassen sich in einem Strangprofil tupfenförraige Farbeffekte erzielen. Wegen der relativ langen Wege von der Hohlwelle zum Extruderkanal können thermische Schwierigkeiten auftreten, indem die Hauptmasse und die beigespritzte Masse im Augenblick der Vereinigung in ihren Tenperaturen zu weit auseinanderliegen. Schließlich tritt wegen der relativ langen Bohrungen auch noch ein Nachlaufen auf, so daß die Tupfen bereits die Form länglicher Streifen besitzen. Dies entspricht insbesondere bei Fcrtigartikeln mit relativ kleinen Abmessungen nicht immer dem modischen Empfinden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der Strangprofile mit tupfenartigen Farbeffekten großer Variationabreite herstellbar sind, wobei die

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Tupfen leicht verwischt sein können, aber keinen langen Nachlauf aufweisen. Die Tupfen sollen dabei möglichst in der Mittelebene des Strangprofiles oder gleichmäßig über dessen * Dicke verteilt liegen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die drehbare Hohlwelle von einer feststehenden, mit Öffnungen versehenen Hülse umgeben ist, wobei jeweils einzelne oder mehrere Öffnungen der Hohlwelle und der Hülse in gleichen, zur Drehachse der Hohlwelle senkrechten Ebenen angeordnet sind und .der Extrusionskanal sich vor der Hülse teilt und hinter ihr wieder vereinigt.

Mit dieser Vorrichtung ist der gewünschte Farbeffekt exakt vorausplanbar. Die Druckverteilung innerhalb der Hohlwelle ist auch bei breitem Düsenkanal sehr gleichmäßig und wirkt sich entsprechend vorteilhaft auf die Farbeffekte über die Breite der Platte aus. Von besonderem Vorteil ist die plötzliche Unterbrechung des Zuflusses des Beispritzmaterials, wenn die Öffnungen der Hohlwelle infolge ihrer Rotation durch den nicht perforierten Rohrmantel verschlossen werden.

Vorzugsweise sind Hohlwelle und/oder Hülse austauschbar. So lassen sich Hülsen und Hohlwellen mit Öffnungen verschiedenartiger Anordnung, Größe und Gestalt benutzen, so daß sich die Vorrichtung für die Herstellung von Strangprofilen mit verschiedenartigen Farbeffekten benutzen läßt. Die Öffnungeii bestehen in einfachster Weise aus zylindrischen Bohrungen. Aber auch Schlitze, schräg, längs oder quer angeordnet, dienen

der Verwirklichung besonderer Effekte.

Zur bessere2i Verteilung des Beispritznaterials sieht die Erfindung vorzugsweise vor, daß in der Hohlwelle ein feststehender Verdrängerkörper angeordnet ist. Er besteht bei- ' spielsweise aus einem Dorn oder einer feststehenden Schnecke.

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Bei einem breiten Düsenkanal wird hiermit eine gleichmäßigere Verteilung über dessen gesamte Breite erzielt. Vorzugsweise schließt sich an dem dem Beispritzextruder angewandten Ende * des Verdrängerkörpers ein Abweiser an. Dieser hat den Zweck, daß beim Wechsel des Beispritzmaterials das alte Material schnell und restlos aus der Hohlwelle ausgetragen wird.

Um besondere Effekte bei der Farbgebung zu erzielen, 3ieht die Erfindung gemäß einer besonderen Weiterbildung vor, daß die Hohlwelle mit wechselnder Drehzahl antreibbar ist. Damit läßt sich in Längsrichtung des Profils der Abstand der Farbtupfen beim Extrudieren des Strangprodils verändern.

Die Intensität der Farbtupfer läßt sich gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform der Erfindung dadurch variieren, daß der für die Zuführung des Farbstoffes dienende Beispritzextruder mit intermittierend wechselnder Drehzahl antreibbar ist. So lassen sich dem Flachprofil, in Längsrichtung gesehen, beim Extrudieren Tupfen verschieden starker Farbintensität aufprägen.

Nach einer besonderen Ausbildungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist die Hülse im Bereich der Öffnungen Abflachungen auf. Durch diese Gestaltung läßt sich auf die Form der Tupfen Einfluß nehmen.

Nach einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weisen die Öffnungen der'Hülse nach außen Erweiterungen auf. Sie können z.B. die Form einer konischen Verjüngung oder eines Näpfchens haben. Auch mit dieser Maßnahme läßt sich die Form der Farbtupfen beeinflussen. Schließlich können die Öffnungen in an sich bekannter Weise noch mit Erhebungen, wie Warzen, Düsen, versehen sein. '

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Vorzugsweise sind die Öffnungen der Hülse an der Wiedervereinigungsstelle des Extrusionskanales angeordnet. Dabei wird das Beispritzmaterial in die Mittelebene des Strangprofiles eingebettet. Eine andere Ausführungsform, gegebenenfalls mit der vorstehenden kombiniert, sieht jedoch vor, die Öffnungen der Hülse an anderes Stellen, vorzugsweise um 90° versetzt und gegebenenfalls in Verbindung mit aufgesetzten Warzen oder Düsen, anzuordnen. Dabei werden die · Tupfen über die Dicke des Profiles verteilt, wobei die Höhe der aufgesetzten Warzen oder Düsen die Lage der Tupfen im Profilquerschnitt bestimmen.

In einer Zeichnung ist die erfindungsgemäße Vorrichtung in einem Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt und nachstehend näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 die Vorrichtung im Schnitt nach Linie A - A in Figur 2

Figur 2 die Vorrichtung im Schnitt nach Linie B-B in Figur 1.

Figur 3 Eine Draufsicht auf Hohlwelle und Hülse

Figur 5 Schnitte durch die abrißweise dargestellte Hülse mit verschiedenen Ausführungsformen der Öffnungen.

In Figur 1 und 2 ist einem Extruder 1 eine Profildüse 2 nachgeschaltet. In ihrem Extrusionskanal 3 ist eine drehbare Hohlwelle 4 angeordnet, die Öffnungen 5 aufweist. An ihrem einen Ende ist im Inneren ein mitrotierender Abweiser 6 ^l vorgesehen. Ein Verdrängerkörper 13 sorgt für die Ablenkung des Beiepritzinaterials zu den Öffnungen 5. Außen greift

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eine Antriebskupplung 7 an. Am anderen Ende ist das Innere der Hohlwelle 4 mit einem Beispritzextruder 8 verbunden. Die Hohlwelle 4 ist von einer fixierten Hülse 9 so eng ungeben, daß sich kein Material swischensetzen kann. Bei der Rotation der Hohlwelle 4 wird das Beispritzraaterial durch die Öffnungen 5 der Hohlwelle Λ gegen die Wandung der Hülse gedrückt. Sobald die öffnungen 5 mit den Öffnungen 10 der Hülse 9 zur Deckung kommen, wird das Beispritznaterial hindurchgepreßt in das Hauptmaterial hinein, dessen Strom sich vor der Hülse 9 geteilt hat, diese umströmt und sich im Bereich der Öffnungen 10 der Hülse 9 wieder vereinigt.Im extrudierten Strangprofil 11 erscheinen dann die Tupfen 12.

Gemäß einer Variation sind !zusätzlich, gegenüber den Öffnungen 10 um 90° versetzte Öffnungen 10 a, die mit Düsen 14 versehen Bind, in der Hülse 9 angeordnet.

In Figur 3 sind in der Hohlwelle 304 die Öffnungen in Form von Schrägschlitzen 305 verschiedener Neigung angeordnet. In gleicher Weise ist die Hülse 309 mit Schrägschlitzen 305 versehen.

In Figur 4 weist die in der Hülse 409 angeordnete Öffnung nach außen eine konische Erweiterung 411 auf.

Figur 5 zeigt eine Öffnung 510, die sich zu einem liäpfchen 512 erweitert.

In Figur 6 ist die Hülse 609 im Bereich der Öffnung 510 mit einer Abflachung 613 versehen.

Figur 7 zeigt eine auf die Öffnung 710 aufgesetzte Düse 714.

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Claims

Patentansprüche:

1.J Vorrichtung zum Herstellen von stranggepreßten Profilen

as thermoplastischen Kunststoffen nit Farbeffekten, bestehend aus einem Extruder mit Profildüse, _t in der eine drehbare, mit radialen Bohrungen versehene Hohlwelle angeordnet ist, die mit einem Beispritzextruder in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß die drehbare Hohlwelle (4) von einer feststehenden, mit Bohrungen (10) versehenen Hülse (9) eng umgeben ist, wobei jeweils einzelne oder mehrere Öffnungen (5, 10) der Hohlwelle (4) und der Hülse (9) in gleichen, zur Drehachse der Hohlwelle (4) senkrechten Ebenen angeordnet sind und der Extrusionskanal (3) sich vor der Hülse (4) teilt und hinter ihr v/i ed er vereinigt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlwelle (4) auswechselbar ist.

3. Vorrichtung 2iach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (9) austauschbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Hohlwelle (4) ein feststehender Verdrängerkörper (13) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an dem dem Beispritzextruder (8) abgewandten Ende des Verdrängerkörpers (13) ein Abweiser (6) anschließt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlwelle (4) mit intermittierend wechselnder Drehzahl antreibbar ist.

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7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Beispritzextruder (8) nit intermittierend wechselnder. Drehzahl antreibbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (9) im Bereich der Öffnungen (610) Abflachungen (613) aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen die Form von Schlitzen (310) besitzen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (410) der Hülse (409) nach außen zu Erweiterungen (411) aufweisen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (10a) der Hülse (9) in aufgesetzten Warzen oder Düsen (14) verschiedener Höhe münden, die vorzugsweise um 90 gegenüber der Wiedervereinigungsstelle des Extrusionskanals (3) versetzt angeordnet sind.

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