DE2738308A1 - Elastische formkoerper - Google Patents

Elastische formkoerper

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DE2738308A1 DE19772738308 DE2738308A DE2738308A1 DE 2738308 A1 DE2738308 A1 DE 2738308A1 DE 19772738308 DE19772738308 DE 19772738308 DE 2738308 A DE2738308 A DE 2738308A DE 2738308 A1 DE2738308 A1 DE 2738308A1
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Description

Bayer Aktiengesellschaft
Zentralbereich Patente, Marken und Lizenzen
5090 Leverkusen, Bayerwerk
G/Rz Elastische Formkörper 2^. Aufl. 1977
Gegenstände aus vulkanisiertem Gummi werden im allgemeinen hergestellt, indem man sie aus plastischen, kompakten Kautschukmischungen vorformt und dann durch Erhitzen vulkanisiert. Kautschukmischungen in diesem Sinn sind homogene Gemische aus Kautschuken und Füllstoffen (Verstärkerfüllstoffen wie Ruß), Vulkanisationsmitteln und Hilfsstoffen. Um solche Mischungen zu Formungen zu verformen, bedient man sich u. a. des Spritzgießens. Dieses Verfahren ist z. B. zur Verarbeitung von thermoplastischen Kunststoffen sehr gut entwickelt.
Für die Verarbeitung von Gummimischungen nach diesem Verfahren bestehen zwei grundsätzliche Schwierigkeiten. Einmal sind Gummimischungen (insbesondere hitzevulkanisierbare) gegen starkes Erwärmen empfindlich - sie vulkanisieren dann vorzeitig zum anderen können Gummimischungen nicht, wie etwa thermoplastische Kunststoffe, aufgeschmolzen werden, sondern sie werden zur Verarbeitung nur plastifiziert. Die erste Schwierigkeit setzt der thermischen und mechanischen Belasbarkeit der Mischungen enge Grenzen, die zweite Schwierigkeit zwingt dazu, Verarbeitungsmaschinen, insbesondere Schneckenextruder und Spritzgußmaschinen, mit Kautschukmischungen in homogen gemischter und vollständig kompaktierter Form zu beschicken.
Andererseits stehen Gummimischungen seit einiger Zeit auch in Form von Pulvern zur Verfügung ("pulverförmige Fertigmischungen11). Diese physikalische Form besitzt als Gemenge entscheidende Vorteile, insbesondere fertigungstechnischer Art; für die Weiterverarbeitung solcher pulverförmigen Fertigmischungen ist man bisher auf eine speziell ausgestaltete Zwischenkompaktierung des Gemenges angewiesen.
Le A 18 011 - 1 -
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Ziel der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, die es gestattet, aus Gummimischungen in Pulverform ("pulverförmige Fertigmischungen") direkt vulkanisierbare Formkörper herzustellen.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung von kompakten, geformten Gebilden aus vulkanisierbaren Gummimischungen in Pulverform mit Hilfe einer Schneckenplastiziereinheit, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die pulverförmige Gummimischung zuerst durch eine förderwirksame Einzugstasche in den Extruder der Schneckenplastiziereinheit gebracht, dann in einer Mischzone plastiziert und durch Vereinigung der plastizierten Pulverteilchen kompaktiert und danach in plastiziertem und homogenisierten Zustand verformt wird. Verformt wird z.B. durch Extrusion oder bevorzugt durch Spritzgießen.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Diese Vorrichtung ist eine Schnekkenplastiziereinheit mit Einfüllvorrichtung und einer nachgeschalteten Spritzform, die gekennzeichn et ist durch einen langen Hinterschnitt im Zylinder der Schneckenmaschine und eine Schneckenwelle mit Förderteil, Mischteil und Austragsteil.
Diese Vorrichtung ist in der Lage, die pulverförmige Gummimischung aufzunehmen; ohne förderwirksamen Hinterschnitt im Zylinder wäre dies nicht möglich. Ferner erlaubt die Vorrichtung, die einmal aufgenommene Mischung zu kompaktieren, zu plastizieren und anschließend zu homogenisieren. Dies erfordert eine Zone, die starke Mischwirkung hat,und in der die Pulverteilchen plastiziert werden und unter Bildung eines homogenen Gemische ihre Struktur verlieren.
Der förderwirksame Hinterschnitt im Zylinder kann beispielsweise wie folgt ausgestaltet sein:
Eine bevorzugte Welle für den Schneckenextruder kann wie folgt beschaffen sein:
Sie besitzt eine ein- oder mehrgängige Förderzone, eine oder mehrere daran anschließende Scher- und/oder Mischzonen bekannter Art, die das Fördergut (pulverförmige Kautschukmischung) Le A 18 011 - 2 -
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rasch unter Druck setzen und unter langsamer Entspannung walken lassen, eine Mischzone, in der schraubenförmige Stege, gegebenenfalls mit variabler Steigung, schraubenförmigen Nuten mit größerer Steigung überlagert sind, wobei ein oder mehrere Gänge vorhanden sein können, gegebenenfalls eine weitere Scherzone, und eine fördernde Austragszone.
Bevorzugt besitzt die Welle ein Verhältnis Länge : Durchmesser (l/d) von ca. 12 bis 20, und die einzelnen Zonen haben etwa folgende Längen (ausgedrückt als Vielfache des Durchmessers):
Förderzone 6 - 10
Scherzone 1 - 3
Mischzone 2 - 5
(Scherzone] 1 - 3
Austragszone 2
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform hat die Schnekkenwelle eine besondere Oberflächenausbildung: die Stege, die mit dem Gehäuse in Berührung stehen, sind vollständig glatt, während die Flanken und der Schneckengrund aufgerauht sind. Man kann dies durch Sandstrahlen der Schneckenwelle erreichen; günstiger und dauerhafter ist eine Ätzung der Oberfläche mit nachfolgender Härtung. Es können dadurch unregelmäßige Vertiefungen in, beispielsweise, 0,01 - 1 mm Tiefe und Durchmesser entstehen. Die Vertiefungen können auch länglich sein und eine Vorzugsrichtung (z.B. die Richtung des Materialflusses durch die Schnecke) haben.
Die Figur 1 gibt das Prinzip der gesamten Vorrichtung im Längsschnitt wieder. Es bedeuten:
(1) Einfüllvorrichtung mit Rührwerk (2), Einzugstasche (3), Schnecke (4), Mischzonen (5), Austragszone (6).
Figur 2 gibt einen Längsschnitt in der Achse A-B. Die Einzugstasche (3) ist deutlich erkennbar.
Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich im Prinzip auf sämtliche Kautschukmischungen in Pulverform anwenden. Bevorzugt sind jedoch Mischungen aus:
Le A 18 011 - 3 -
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Polychloropren, Butadien-Acrylnitril-Mischpolymerisate, Styrol-Butadien-Mischpolymerisate, Polybutadien, Naturkautschuk, Äthylen-Propylen-Terpolymerisate als Kautschuk, die Füllstoffe wie Russ, Vulkanisationshilfsmittel, Stabilisatoren, Alterungsund Ozonschutzmittel, gegebenenfalls Weichmacheröle und Fakti.. bereits enthalten.
Das erfindungsgemäße Verfahren vermeidet nicht nur die bisher erforderliche Zwischenplastizierung, es belastet auch das eingesetzte Kautschukmaterial weniger, so daß einwandfreie Formkörper und bessere Vulkanisate erhalten werden.
Die folgenden Ausführungsbeispiele erläutern das Verfahren:
(1.) Gummimischung: Gew _Tle
Nitrilkautschuk (Butadien-Acrylnitril-Copolymer 100
Füllstoffe 105
Vulkanisationshilfsmittel 8
Weichmacher 25
Alterungsschutzmittel 3
Die Mischung liegt vor als rieselfähiges Pulver mit Korngräßen von 0,1 bis 2 mm.
Die Mischung wird in einer Vorrichtung gemäß Figur 1 kompaktiert und homogenisiert und in der angeschlossenen 10-fach-Spritzform zu Schulterschutzstücken für Photoumhängetaschen verformt und bei 1600 bis 2000C 90 Sekunden in der Form vulkanisiert.
Le A 18 011 - 4 -
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6 Leerseite

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung von kompakten, geformten Gebilden aus vulkanisierbaren Gummimischungen in Pulverform mit Hilfe einer Schneckenplastiziereinheit, dadurch gekennzeichnet, daß die pulverförmige Gummimischung zuerst durch eine förderwirksame Einzugstasche in den Extruder gebracht, dann in einer Mischzone plastiziert, und durch Vereinigung der plastizierten Pulverteilchen kompaktiert, danach in plastiziertem und homogenisierten Zustand verformt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch Spritzgießen verformt wird.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einer Schneckenplastiziereinheit mit Einfüllvorrichtung und einer nachgeschalteten Spritzform, gekennzeichnet durch einen langen Hinterschnitt im Zylinder der Schneckenmaschine und eine Schnekkenwelle mit Förderteil, Mischteil und Austragsteil.
4. Vorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Schneckenwelle strukturiert ist.
Le A 18 011 - 5 -
90981 0/0158 ORIGINAL INSPECTED
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