DE2500972A1 - Injection mouldings of thermoplastics with expansion agents - mixing head between plasticiser and buffer chamber improves product quality - Google Patents
Injection mouldings of thermoplastics with expansion agents - mixing head between plasticiser and buffer chamber improves product qualityInfo
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Abstract
Description
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Formteilen aus einem ein Treibmittel enthaltenden thermoplastischen Kunststoff Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Formteilen aus einem ein Treibmittel enthaltenden thermoplastischen Kunststoff, bei dem die plastifizierte und mit physikalischem Treibmittel durchsetzte Kunststoffmasse von einer Plastifiziereinheit einer Austrittsdüse zugeführt wird.Method and device for the production of molded parts from one A propellant-containing thermoplastic material The invention relates refers to a process for the production of molded parts from a blowing agent containing thermoplastic material, in which the plasticized and with physical Propellant penetrated plastic mass from a plasticizing unit of an outlet nozzle is fed.
Für die Herstellung von Formteilen aus einem ein Treibmit;t;## enthaltenden thermoplastischen Kunststoff ist einerseits ein Verfahren bekannt, bei dem zuerst der als Granulat vorliegende Kunststoff mit einer vorgegebenen Menge eines chemischen Treibmittels vermischt wird. Anschließend erfolgt dann erst die Plastifizierung.For the production of molded parts from a propellant containing thermoplastic plastic is on the one hand a method known in which first the plastic present as granules with a predetermined amount of a chemical Propellant is mixed. Then only then does the plasticization take place.
Bei einem anderen Verfahren, von dem die vorliegende ErE-indung ausgeht, wird der ebenfalls als Granulat vorliegende thermoplastische Kunststoff zuerst in einer Pllstifiziereinheit, die üblicherweise als Schneckenextruder ausgebildet; ist, plastifiziert, und anschließend wird dem plastifiz#erten Kunststoff ein physikalisches Treibmittel zugegeben, das mit dem plastifizierten Kunststoff vermischt werden muß.In another procedure, from which the present invention is based, the thermoplastic material, which is also available as granules, is first used in a plasticizing unit, which is usually designed as a screw extruder; is, plasticized, and then the plasticized plastic becomes a physical Propellant added, which must be mixed with the plasticized plastic.
Bei diesen bekannten Verfahren mündet in die Plastifiziereinheit - mit Abstand vor dem Ende der Schnecke - eine Linspritzleitung für das Treibmittel. Über die restliche S(ilnekkenlänge wird dann der plastifizierte Kunststoff mit dein Treibmittel vermischt und anschließend diese Kunststoffrnasse über eine Austrittsdüse in ein Formwerkzeug eingespritzt.In these known processes, the plasticizing unit - at a distance in front of the end of the screw - a lens injection line for the propellant. Over the remaining length of the corner, the plasticized plastic is then combined with your Propellant mixed and then this plastic mass through an outlet nozzle injected into a mold.
Dieses bekannte Verfahren hat nun den Nachteil, daß die Plastifiziereinheit nur kontinuierlich betrieben werden kann. Für einen diskontinuierlichen Spritzvorgang ist es deshalb unbedingt notwendig, zwischen der Plastifiziereinheit und der Austrittsdüse einen sogenannten Zwischenspeicher vorzusehen, der den kontinuierlich aus der P astifiziereinheit austretenden Kunststoff aufnimmt und diskontinuierlich über die Austrittadüse ausstößt. Eine kontinuierlich arbeitende Plastifiziereinheit bringt darüber hinaus eine Verschlechterung der Schaumstruktur der fertigen Formteile mit sich. Ferner ist die für dieses Verfahren benötigte Plastifiziereinheit, insbesondere aber die Schnecke, im Bereich der Einspritzdüse für das Treibmittel besonders ausgebildet, was mit einem nicht unerheblichen Mehraufwand verbunden ist. Damit eine zufriedenstellende Vermischung des bereits plastifizierten Kunststoffes mit dem eingespritzten Treibmittel stattfinden und eine homogene Kunststoffschmelze erreicht werden kann, muß der diesem Mischvorgang dienende Schneckenteil unnötig lang ausgebildet sein, was ebenfalls einen Mehraufwand erforderlich macht.This known method now has the disadvantage that the plasticizing unit can only be operated continuously. For a discontinuous spraying process it is therefore absolutely necessary between the plasticizing unit and the outlet nozzle to provide a so-called buffer, which is continuously from the P Astifying unit absorbs leaking plastic and discontinuously over the Ejects outlet nozzle. A continuously working plasticizing unit brings in addition, a deterioration in the foam structure of the finished molded parts themselves. Furthermore, the plasticizing unit required for this process, in particular but the screw, specially designed for the propellant in the area of the injection nozzle, which is associated with a not inconsiderable additional effort. So that a satisfactory Mixing of the plasticized plastic with the injected propellant take place and a homogeneous plastic melt can be achieved, this must The screw part serving the mixing process must be made unnecessarily long, which is also makes additional effort necessary.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Wrfahren zur Herstellung von Formt ei len aus einem ein Treibmittel enthaltenden thermoplastischen Kunststoff zu schaffen, das es bei geringstem maschinentechnischen Aufwand möglich macht, die Plastifiziereinheit diskontinuierlich zu betreiben, eine homogene Schmelze zu erhalten und eine besonders gute Schaumstruktur der fertigen Formteile zu erzielen.The invention is therefore based on the object of a method for production von Moldt ei len made of a thermoplastic material containing a blowing agent to create that makes it possible with the least amount of technical equipment that To operate the plasticizing unit discontinuously to obtain a homogeneous melt and to achieve a particularly good foam structure in the finished molded parts.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung bei dem eingangs beschriebenen Verfahren vorgeschlagen, daß das Treibmittel zwischen der P astifiziereinheit und der Austrittsdüse in die plastifizierte Kunststoffmasse eingespritzt und anschließend mit derselben vermischt wird. Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß die Plastifiziereinheit nicht mehr in aufwendiger Weise für die Einspritzung des Treibmittels ausgebildet sein muß, d. h., es ist jede Plastifiziereinheit verwendbar. Die Einspritzung des Treibmittels erfolgt hier unabhängig vom Plastifiziervorgang und ermöglicht somit einen diskontinuierlichen Betrieb der Plastifizier einheit. Für das Vermischen des plastifizierten Kunststoffes mit dem Treibmittel können jetzt solche Nischwerkzeuge verwendet werden, die eine bessere Vermischung des Kunststoffes mit dem Treibmittel als die Schnecke der Plastifiziereinheit gewährleisten.To solve this problem is according to the present invention at proposed the method described above that the propellant between the plasticizing unit and the outlet nozzle into the plasticized plastic compound is injected and then mixed with the same. This procedure has the advantage that the plasticizing unit is no longer costly for the Injection of the propellant must be designed, d. i.e., it is any plasticizing unit usable. The injection of the propellant takes place independently of the plasticizing process and thus enables discontinuous operation of the plasticizing unit. For mixing the plasticized plastic with the propellant you can now Such niche tools are used, which allow a better mixing of the plastic with the propellant as the screw of the plasticizing unit.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen Figur 1 eine Aufrißdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im Schnitt und Figur 2 eine weitere Ausbildung einer Vorrichtung gemäß der Erfindung.The invention is illustrated below with reference to the drawing Embodiments explained in more detail. FIG. 1 shows an elevation a device according to the invention in section and FIG. 2 shows a further embodiment a device according to the invention.
In der Fig. 1 der Zeichnung ist ein Schneckenextruder 1 dargestellt, der aus einem Gehäuse 2 mit einer drehbar darin ßelagerten Förder- und Plastifizierschnecke 3 besteht. Auf dem Gehäuse 2 ist ein Einfülltrichter 4 befestigt, der zur Bevorratung von als Granulat oder Schnitzel vorliegendem K1lnststoff dient. Der von dem Einfülltrichter 4 in den Bereich der Schnecke 3 einlaufende Kunststoff wird von der Schnecke 3 erfaßt und unter gleichzeitiger Plastifizierung in Richtun; auf eine Austrittsöffnung 5 des Gehäuses 2 gefördert. Im Bereich der Austrittsöffnung 5 schließt sich an das Gehause 2 ein Mischkopf 6 mit einem Kanal 7 an, durch den der plast-ifizierte Kunststoff strömt. Im Bereich dieses Kanales 7 weist der Mischkopf 6 eine Mischkammer 8 auf, in der ein bspw. als Rijhrer ausgebildetes Mischwerkzeug 9 angeordnet ist. ueber eine Welle 10 ist das Mischwerkzeug 9 mit einem Antrieb 11 verbunden. Mit Abstand vor der Mischkammer 8 bzw. dem Mischwerkzeug 9 mündet in den Kanal 7 eine Leitung 12, durch die ein an sich bekanntes, physikalisches Treibmittel in die durch den Kanal 7 strömende Kunststoffmasse eingespritzt werden kann. Durch das Mischwerkzeug 9 wird dabei eine intensive Vermischung des plastifizierten Kunststoffes mit dem eingespritzten Treibmittel und damit eine homogene Schmelze sichergestellt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel gelangt nun der mit dem Treibmittel vermischte Kunststoff über ein Kugel-Rückschlagventil 13 in einen Zwischenspeicher 14.In Fig. 1 of the drawing, a screw extruder 1 is shown, which consists of a housing 2 with a conveyor and plasticizing screw rotatably supported therein 3 exists. On the housing 2, a funnel 4 is attached to the storage of plastic in the form of granules or chips is used. The one from the hopper 4 plastic entering the area of the screw 3 is grasped by the screw 3 and with simultaneous plasticization in direction; to an outlet opening 5 of the housing 2 promoted. In the area of the outlet opening 5, this is followed by the Housing 2 has a mixing head 6 with a channel 7 through which the plast-ized plastic flows. In the area of this channel 7, the mixing head 6 has a mixing chamber 8, in which a mixing tool 9 designed, for example, as a mixer is arranged. above a shaft 10, the mixing tool 9 is connected to a drive 11. With distance A line opens into the channel 7 in front of the mixing chamber 8 or the mixing tool 9 12, through which a known physical blowing agent in the through the Channel 7 injected flowing plastic compound can be. By the mixing tool 9 is an intensive mixing of the plasticized plastic with the injected blowing agent and thus a homogeneous melt is ensured. In the present exemplary embodiment, the one mixed with the propellant now arrives Plastic into an intermediate storage 14 via a ball check valve 13.
Dieser Zwischenspeicher 14 weist einen zylindrischen Speicherraum 15 auf, in dem ein Kolben 16 axial verschiebbar gele gert ist. Dieser Kolben 16 ist über eine Kolbenstange 18 mit einem Kolben 19 einer bspw. hydraulisch beaufschlagbaren Kolben-Zylindereinheit 20 verbunden. Ferner ist der Zwischenspeicher 14 mit einer absperrbaren Austrittsdüse 21 versehen. Durch den in den Speicherraum 15 einströmenden Kunststoff wird nun der Kolben 16 aus der -gezeichneten Stellung, der vorderen Endstellung, in seine andere Endstellung bewegt.This intermediate storage 14 has a cylindrical storage space 15, in which a piston 16 is axially displaceable Gert. This piston 16 is via a piston rod 18 with a piston 19 of a, for example, hydraulically acted upon Piston-cylinder unit 20 connected. Furthermore, the buffer 14 is with a lockable outlet nozzle 21 provided. By flowing into the storage space 15 Plastic is now the piston 16 from the position shown, the front end position, moved to its other end position.
Sobald der Speicherraum 15 vollständig mit plastifiziertem Kunststoff gefüllt ist, wird die Austrittsdüse 21 geöffnet und durch entsprechende Beaufschlagung der Kolben-Zylindereinheit 20 wird der Kunststoff innerhalb kürzester Zeit in ein Formwerkzeug gespritzt, in dem derselbe durch das Treibmittel aufschäumt.As soon as the storage space 15 is completely covered with plasticized plastic is filled, the outlet nozzle 21 is opened and applied accordingly the piston-cylinder unit 20, the plastic is in a very short time Injection molding tool in which it foams up due to the propellant.
Die in der Fig. 2 gezeigte Vorrichtung stimmt weitgehend mit der an Hand der Fig. 1 erläuterten Vorrichtung überein. Für die Teile mit gleicher Funktion werden deshalb die gleichen Bezugszahlen, jedoch zusätzlich mit dem Buch-staben "a" verwendet. Der in dem Schneckenextruder laplastifizierte Kunststoff wird hier von der Förder- und Plastifizierschnecke 3a über ein Zwischenstück 22 mit einem Rückschlagventil 13a direkt in den Speicherraum 15a des Zwischenspeichers 14a gefördert. Dem Zwischenspeicher 14a ist hier ein Mischkopf 6a nachgeordnet, der eine Mischkammer 8a mit einem Mischwerkzeug 9a besitzt. Das Mischwerkzeug 9a ist in diesem Ausführungsbeispiel als an sich bekanntes, statisches Mischelement ausgebildet und besteht aus mehreren in die Mischkammer eingesetzten Wendeln. An dem dem Zwischenspeicher 14a abgewandten Ende trägt der Mischkopf 6a eine absperrbare Austrittsdüse 21a. Vor dem Nischwerkzeug 9a mündet hier ebenfalls eine Leitung 12a in die Mischkammer 8a, über die ein physikalisches Treibmittel in den plastifizierten Kunststoff eingespritzt werden kann.The device shown in Fig. 2 largely agrees with the Hand of the Fig. 1 explained device. For the parts with the same function are therefore the same reference numbers, but with the addition of the letter "a" is used. The plastic that is laplasticised in the screw extruder is used here from the conveyor and plasticizing screw 3a via an intermediate piece 22 with a Check valve 13a promoted directly into the storage space 15a of the intermediate storage 14a. A mixing head 6a, which has a mixing chamber, is arranged downstream of the intermediate storage 14a 8a has a mixing tool 9a. The mixing tool 9a is in this embodiment designed as a known, static mixing element and consists of several coils inserted into the mixing chamber. At the one facing away from the intermediate store 14a At the end of the mixing head 6a carries a lockable outlet nozzle 21a. A line 12a also opens into the mixing chamber in front of the niche tool 9a 8a, through which a physical blowing agent is injected into the plasticized plastic can be.
Der aus dem Schneckenextruder 1a über das Zwischenstück 22 in den Speicherraum 15a einströmende, plastifizierte Eunststoff enthält in diesem Ausführungsbeispiel noch kein Treibmittel. Erst dann, wenn die in dem Speicherraum 15a befindliche Kunststoffmasse durch axiale Verschiebung des Kolbens 16a ausgestoßen wird, wird über die Leitung 12a Treibmittel in die Kunststoffmasse eingespritzt, das sich in der Mischkammer 8a intensiv mit dem plastifizierten Kunststoff vermischt, so daß hier aus der Austrittsdüse 21a ebenfalls eine homogene Kunststoffschmelze austritt.The from the screw extruder 1 a via the intermediate piece 22 in the Storage space 15a contains inflowing, plasticized plastic in this exemplary embodiment no propellant yet. Only when the plastic compound located in the storage space 15a is ejected by axial displacement of the piston 16a, is via the line 12a propellant injected into the plastic mass, which is in the mixing chamber 8a mixed intensively with the plasticized plastic, so that here from the outlet nozzle A homogeneous plastic melt also emerges from 21a.
In die Leitung 12a für das Treibmittel ist ein an sich bekanntes Absperrventil 23 eingesetzt, das in Abhängigkeit von der Stellung des Kolbens 16a im Speicherraum 15a in an sich bekannter Weise geöffnet und geschlossen wird. Dadurch ist es möglich, zuerst eine geringe Kunststoffmenge aus dem Speicherraum 15a über die Düse 21a auszuspritzen, die kein Treibmittel enthält und demzufolge auch nicht aufschäumen kann. Sobald der Kolben 16a einen einstellbaren Weg zurückgelegt hat und sich somit eine vorgegebene, nicht schäumende Kunststoff menge in einem Formwerkzeug befindet, wird das Ventil 23 l,eöffnet und der jetzt über die Düse 21a austretende, plastifizierte Kunststoff ist mit Treibmittel vermischt und kann in dem Formwerkzeug aufschäumen. Weiterhin ist es möglich, kurz vor der Entleerung des Speicherraumes 15a in Abhängigkeit von der Stellung des Kolbens 16a das Ventil 23 wieder zu schließen, so daß äetzt wieder plastifizierter Kunststoff ohne Treibmittel über die Düse 21a austritt. Auf diese Weise ist es möglich, Formteile aus Kunststoff zu fertigen, die einen geschäumten Kern und eine ungeschäumte Außenhaut besitzen.In the line 12a for the propellant is a known shut-off valve 23 is used, depending on the position of the piston 16a in the storage space 15a is opened and closed in a manner known per se. This makes it possible first spray a small amount of plastic from the storage space 15a via the nozzle 21a, which does not contain any propellant and therefore cannot foam. As soon the piston 16a has covered an adjustable distance and thus a predetermined, If the amount of non-foaming plastic is in a mold, the valve will 23 l, opened and the plasticized plastic now emerging through nozzle 21a is mixed with blowing agent and can foam up in the mold. Farther it is possible shortly before the emptying of the storage space 15a as a function of the position of the piston 16a to close the valve 23 again, so that it etches again plasticized plastic exits through the nozzle 21a without propellant. To this Way, it is possible to manufacture molded parts from plastic that have a foamed Have a core and a non-foamed outer skin.
In Abänderung der erläuterten Ausführungsbeispiele ist es möglich, den Schneckenextruder 1, 1a ohne Zwischenspeicher 14, 14a zu betreiben, so daß der plastifizierte Kunststoff direkt von dem Schneckenextruder 1, 1a über den Mischkopf 6, 6a und die Austrittsdüse 21, 21a in das Formwerkzeug gelangt.In modification of the exemplary embodiments explained, it is possible to to operate the screw extruder 1, 1a without intermediate storage 14, 14a, so that the plasticized plastic directly from the screw extruder 1, 1a via the mixing head 6, 6a and the outlet nozzle 21, 21a enters the mold.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OHJ | Non-payment of the annual fee |