DE2135725A1

DE2135725A1 - Plastic profiles - with expanded core and solid skin produced from a single extruder

Info

Publication number: DE2135725A1
Application number: DE19712135725
Authority: DE
Inventors: Jean Pierre Courbevoie Fau (Frank reich) B29d 27 08
Original assignee: AQUITAINE ORGANICO SA
Current assignee: AQUITAINE ORGANICO SA
Priority date: 1970-07-16
Filing date: 1971-07-16
Publication date: 1972-01-20
Also published as: BE770040A; LU63547A1; IT988412B

Abstract

Profiles are produced from a thermoplastic material contg. a blowing agent by dividing the flow of thermoplastic material from a single extruder into an exterior flow, which is subjected over at least a part of its path to cooling sufficiently intense to prevent the expansion of the thermoplastic material in this exterior flow, and an interior flow over whose path a pressure release enable the thermoplastic material to expand.

Description

,§Verfahren und Anlage zur Herstellung von Profilen aus erleichtertem Thermoplastmaterial" Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Profilen aus erleichtertem Thermoplastmaterial mit dichter Außenhaut. Durch Anwendung dieses Verfahrens ist es möglich, aus ein und demselben Material mit Hilfe einer einzigen Schneckenpresse und einer einzigen Preßform Profile einer gewünschten Dichte herzustellen, die auf ihrer gesamten Länge eine genau festliegende und konstante Kalibrierung aufweisen. Die Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf die zur Anwendung des Verfahrens erforderliche Anlage., §Process and plant for the production of profiles from lightened Thermoplastic Material "The invention relates to a method of manufacture of profiles made of lightened thermoplastic material with a dense outer skin. By Applying this method it is possible to use one and the same material a single screw press and a single die profiles of a desired Establish a density that is precisely fixed and constant over its entire length Have calibration. The invention also relates to the application the system required for the procedure.

Erfindungsgemäß ist es möglich, Profile eines beliebigen Querschnitts herzustellen, die ein erleichtertes Mittelteil und eine dichte Außenhaut besitzen, wobei je nach den Erfordernissen die Dichte des inneren Materials und die Stärke der Außenhaut verändert werden kann. According to the invention it is possible to have profiles of any cross-section to produce, which have a lightened middle part and a tight outer skin, depending on the requirements, the density of the inner material and the strength the outer skin can be changed.

Es sind bereits Verfahren bekannt, nach denen Profile diesen Art hergestellt werden können. Hierzu wird eine Doppelpreßform ver wendet, die von zwei Schneckenpressen beschickt wird, die jeweils die Zufuhr des dichten und nicht ausdehnungsfähigen sowie die Zufuhr des dehnungsfähigen und den Innenteil des Profils bildenden Materials gewährleisten. Im allgemeinen sind die beiden Schneckenpressen winkelförmig zueinander angeordnet, wobei eines der Verbindungssysteme zwischen Preßform und Schneckenpresse abgewinkelt ist, um die Parallelität des Flusses der beiden Materialströme zu gewährleisten. There are already methods known, according to which profiles of this type can be produced. For this purpose, a Doppelpreßform ver used that of two Screw presses are fed, each supplying the dense and non-expandable and the supply of the expandable material which forms the inner part of the profile guarantee. In general, the two screw presses are angled to one another arranged, with one of the connection systems between mold and screw press is angled to ensure the parallelism of the flow of the two Ensure material flows.

Der Nachteil dieser Systeme liegt darin begründet, daß die Beschickung mit Thermoplastmaterial eine doppelte Ausführung von Schneckenpresse und Preßform erfordert und somit eine schwere Anlage entsteht, die einen großen Raum benötigt und schwierig zu bedienen ist. The disadvantage of these systems is that the feed with thermoplastic material a double version of screw press and press mold requires and thus a heavy system is created that requires a large space and difficult to use.

Zur Beseitigung der genannten Nachteile liegt es demnach in der Zielsetzung der Erfindung, ein Verfahren und eine Anlage zu schaffen, durch die unter Einsatz einer einzigen Schneckenpresse Profile verschiedenster Formen hergestellt werden können, die eine dichte Außenhaut und einen erleichterten Mittelteil besitzen. To eliminate the disadvantages mentioned, it is therefore in the objective of the invention to provide a method and a system by which using Profiles of various shapes can be produced in a single screw press that have a dense outer skin and a lightened middle part.

Gemäß der Erfindung arbeitet das Extrusionsverfahren für Thermoplaststoffe mit einem Treibmittel, um Profile herstellen zu können, die eine regelmäßige Wabenstruktur, umgeben von einer dichten Außenhaut, aufweisen und ist dadurch gekennzeichnet, daß der von einer einzigen Schneckenpresse gelieferte Thermoplastmaterial-Fluß in einen äußeren Fluß, der auf einem Teil seiner Strekke einer ziemlich starken Abkühlung ausgesetzt wird, um die Ausdehnung des mit dem äußeren Fluß geführten Thermoplastmaterials zu verhindern, und in einen inneren Fluß aufgespalten wird, in dessen Verlauf ein Druckabfall erzeugt wird, der eine Ausdehnung des Thermoplastmaterials ermöglicht. According to the invention, the extrusion process works for thermoplastics with a blowing agent in order to be able to produce profiles with a regular honeycomb structure, surrounded by a tight outer skin, and is characterized in that the flow of thermoplastic material supplied by a single screw press into one outer river, which on part of its route underwent a rather strong cooling is exposed to the expansion of the thermoplastic material carried with the external flow to prevent, and is split into an inner river, in the course of which Pressure drop is created which allows the thermoplastic material to expand.

In diesem Falle kommt es darauf an, sich die Möglichkeit offenzulassen, die Dichte des aufgeschäumten Mittelteils verändern zu können. Dies erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß die Dichte durch Veränderung des Durchflußverhältnisses zwischen äußerem und innerem Fluß beeinflußt werden kann, wobei diese Beeinflussung mit Hilfe einer Steuerung erfolgt, die vom äußeren Teil der Schneckenpresse aus vorgenommen werden kann, ohne daß hierdurch irgendwelche Teile an der Maschine ausgewechselt werden müs#en. In this case it is important to leave the possibility open to be able to change the density of the foamed middle part. This is done according to the invention in that the density by changing the flow ratio between external and internal flow can be influenced, this influencing with the help of a Control takes place, which are made from the outer part of the screw press without changing any parts on the machine must # s.

Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ist es möglich, den Extrudiervorgang zu vereinfachen und die Qualität des Endproduktes zu verbessern, indem während der Ausdehnung der innere Fluß wiederum in einen mittleren Strom und einen oder mehrere Außenströme aufgeteilt wird, die gegenüber dem mittleren Strom eine abweiehende Flußrichtung erfahren. Der äußere Strom, der der nicht ausgedehnten Außenhaut am nahegelegendsten ist, gewährleistet eine wirksamere Verbindung zwischen dem aufgeschäumten Mittelteil und der Außenhaut und begünstigt den Extrudiervorgang, da dieser die Außenhaut unter einem bestimmten Winkel erreicht und zu der von der Schneckenpresse ausgeübten Druckwirkung sowie der Zugkraft der Außenhaut, die von einer in sich bekannten Auszugsvorrichtung herrührt, eine zusätzliche Druckkraft treten läßt, die vom Innern des Profils herrührt. According to a further embodiment of the invention, it is possible to simplify the extrusion process and improve the quality of the end product to improve by turning the inner flow into a medium one during the expansion Stream and one or more outside streams is divided opposite the middle Stream experience a deviating flow direction. The external current, that of the non-extended Outer skin is closest, ensures a more effective connection between the foamed middle part and the outer skin and promotes the extrusion process, because this reaches the outer skin at a certain angle and to that of the Screw press exerted pressure effect as well as the tensile force of the outer skin, which by a known pull-out device, an additional compressive force can occur, which originates from the inside of the profile.

Außerdem kann festgestellt werden, daß der mittlere Fluß und die äußeren Flüsse mehr nach dem Ausgang der Preßform zu gerichtet sind und daß somit geringere Dichtigkeitswerte für das aufgeschäumte Mittelteil erzielt werden können. An der modifizierten Preßform ermöglicht die Betätigung der erwähnten, von außen zugänglichen Steuerung innerhalb eines größeren Bereiches eine Einstellung der nicht aufgeschäumten Außenhaut sowie eine Einstellung der Dichte des aufgeschäumten Mittelteils. It can also be seen that the mean flow and the external flows are directed more towards the exit of the mold and that thus lower tightness values can be achieved for the foamed middle part. On the modified mold enables the operation of the mentioned, from the outside accessible control within a larger area a setting of the not foamed outer skin as well as an adjustment of the density of the foamed middle part.

Die Erfindung erstreckt sich darüber hinaus auf eine Anlage zur Herstellung von Profilen mit aufgeschäumtem Mittelteil, die aus einer Schneckenpresse und einer Abkühlvorrichtung besteht, wodurch auf der gesamten Profillänge eine genau bestimmte und konstante Kalibrierung erreicht wird. Diese Anlage ist dadurch gekenn~ zeichnet, daß zwischen dem Ausgang der Schneckenpresse und der Abkühlvorrichtung ein Anschlußstück und eine Preßform angeordnet ist, die eine zylinderförmige, viereckige, rechteckige oder eine andere Form besitzt und einen Verteiler mit jeweils entsprechender Außenform aufweist, der über der Preßform liegt und bis in die Abkühlvorrichtung reicht, wobei der somit zwischen dem Verteiler einerseits und der Preßform und der Abkühlvorrichtung andererseits gebildete Schlitz die Stärke der nicht aufgeschäumten Außenhaut bestimmt und der Verteiler in Längsrichtung von einem Kanal länglichen Querschnitts in zuerst zusammenlaufender, später auseinanderlaufender Form durchdrungen wird, um am inneren Strom des Thermoplastmaterials ein Druckgefälle entstehen zu lassen. The invention also extends to a plant for production of profiles with a foamed middle part, consisting of a screw press and a There is a cooling device, whereby a precisely defined one over the entire length of the profile and constant calibration is achieved. This system is characterized by that between the exit of the screw press and the cooling device a connection piece and a die is arranged which is cylindrical, square, rectangular or has another shape and a distributor with a corresponding external shape has, which is above the mold and extends into the cooling device, wherein thus between the distributor on the one hand and the mold and the cooling device on the other hand, the slot formed determines the strength of the non-foamed outer skin and the manifold longitudinally from a duct of elongated cross-section in first converging, later diverging Imbued with form is to create a pressure gradient on the inner flow of the thermoplastic material permit.

Die Erfindung wird darüber hinaus durch die Möglichkeit gekennzeichnet, daß das Durchflußverhältnis zwischen äußerem und innerem Thermoplastmaterial geregelt werden kann und zwar dadurch, daß das am Druckgefälle beteiligte Organ mit einem Regelventil ausgerüstet ist, das den Durchfluß des Thermoplastmaterials im Innenkanal des am Druckgefälle beteiligten Organs regelt. The invention is further characterized by the possibility of that the flow ratio between the outer and inner thermoplastic material is regulated can be in that the organ involved in the pressure gradient with a Control valve is equipped, which controls the flow of the thermoplastic material in the inner channel of the body involved in the pressure gradient.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die Anlage dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb und in Nähe des Endes des konvergenten und divergenten Kanals ein Flußverteiler angeordnet ist, der einen Mittelkanal sowie einen oder mehrere auseinanderlaufende, ringförmige Durchgänge aufweist und daß sich die Mündung eines ringförmigen Durchgangs mit zunehmender Annäherung an das Zentrum immer weiter unterhalb des benachbarten Durchgangs befindet. Durch Prüfungen wurde festgestellt, daß durch diese Anordnung die Druckwirkung vom Innern des Profils her auf die nicht aufgeschäumte Außenhaut verstärkt wird. According to a further embodiment of the invention, the system characterized in that within and near the end of the convergent and divergent channel a flow distributor is arranged, which has a central channel as well has one or more diverging, annular passages and that the mouth of an annular passage as the approach to the Center is always further below the neighboring passage. Through exams it was found that by this arrangement the pressure effect from the inside of the profile forth on the non-foamed outer skin is reinforced.

Im Hinblick darauf, die Einstellmöglichkeit der Stärke der Außenhaut sowie der Dichte der aufgeschäumten Struktur weiterhin zu verbessern, wurde festgestellt, daß es gemäß einem weiteren Wesenszug der Erfindung vorteilhaft ist, durch eine Regelvorrichtung die jeweilige Stellung der benachbarten, ringförmigen Durchgänge sowie deren Durchflußleistung verändern zu können. Diese Veränderung erfolgt durch einfaches Drehen bzw. Schrauben des Ringes, der die Wandung eines Durchgangs bildet, sofern es sich um den Extrudiervorgang eines Rundprofiles handelt; durch Verstellen einer oder mehrerer Regelschrauben, sofern es sich um Profile abweichender Querschnitte handelt. With that in mind, the ability to adjust the thickness of the outer skin and to further improve the density of the foamed structure, it was found that it is advantageous according to a further aspect of the invention, by a Control device the respective position of the adjacent, annular passages and to be able to change their flow rate. This change takes place through simply turning or screwing the ring that forms the wall of a passage, if it is the extrusion process of a round profile; by adjusting one or more regulating screws, provided that the profiles are of different cross-sections acts.

Zum besseren Verständnis der Erfindung dienen die beiliegenden Zeichnungen, die beispielhaft eine Ausführungsform der Erfindung darstellen. Es zeigen: Fig. 1 - eine Aufrißdarstellung der erfindungsgemäßen Anlage mit einem einfachen Verteiler und Fig. 2 - eine Aufrißdarstellung der erfindungsgemäßen Anlage mit einem Verteiler und einem zusätzlichen Verteiler für den mittleren Fluß.The accompanying drawings serve for a better understanding of the invention, which exemplify an embodiment of the invention. They show: Fig. 1 - an elevation view of the system according to the invention with a simple distributor and Fig. 2 is an elevation view of the plant according to the invention with a distributor and an additional distributor for the middle flow.

Die in Figur 1 dargestellte Anlage besteht aus einer Schnekkenpresse 1, einem Anschlußstück 2 mit einer Durchführung 3, einer Preßform 4 und einer Abkühlvorrichtung 5. Die Preßform 4 ist mit Aussparungen 6 zur Aufnahme der Rippen 7 eines Verteilers 8 versehen. Der Verteiler 8 besitzt normalerweise eine Zylinderform, wobei sein nach der Schneckenpresse zu gerichtetes Ende in der Form bearbeitet ist, um den Fließvorgang des von der Schneckenpresse herrührenden Thermoplastmaterials zu begünstigen und das andere Ende bis in die Abkühlvorrichtung 5 hineinreicht. Der Verteiler 8 wird in Längsrichtung von einem zuerst zusammenlaufenden, dann auseinanderlaufenden Kanal 9 durchdrungen. Dieser Kanal 9 ist mit einem Durchflußregelventil 10 ausgerüstet. Der Außendurchmesser des Verteilers 8 liegt unter dem Innendurchmesser der Preßform 4, wodurch zwischen der Preßform und dem Verteiler ein ringförmiger Durchgang 11 entsteht. Das Anschlußstück 2 und die Preßform 4 sind mit Heizelementen 12 versehen, während die Abkühlvorrichtung 5 durch Umwälzung eines Kühlmediums 13 gekühlt wird. Die Kühlvorrichtung wird von der Preßform 4 durch eine Asbestdichtung 14 getrennt. Bei der in Figur 2 gezeigten Anlage wid der Verteiler durch ein Vorderteil 8 gebildet, das mit einer Durchführung für das Ventil 10 sowie mit einem Gewindegang 15 zur Aufnahme der Muffe 16 versehen ist, die das Innere der Verlängerung des ringförmigen Raumes 11 für den Durchtritt der nicht aufgeschäumten Außenhaut und das Äußere des ringförmigen Raumes 17 für den äußersten Strom begrenzt, der aus der Teilung des vom Mittelkanal 9 geleiteten mittleren Stromes entsteht. The system shown in Figure 1 consists of a screw press 1, a connector 2 with a bushing 3, a mold 4 and a cooling device 5. The mold 4 is provided with recesses 6 for receiving the ribs 7 of a distributor 8 provided. The manifold 8 normally has a cylindrical shape, with his after the screw press to directed end is machined in the mold to the To favor the flow process of the thermoplastic material originating from the screw press and the other end extends into the cooling device 5. The distributor 8 is in the longitudinal direction of a first converging, then diverging Channel 9 penetrated. This channel 9 is equipped with a flow control valve 10. The outer diameter of the manifold 8 is less than the inner diameter of the mold 4, whereby an annular passage 11 between the mold and the manifold arises. The connector 2 and the mold 4 are provided with heating elements 12, while the cooling device 5 is cooled by circulating a cooling medium 13. The cooling device is separated from the compression mold 4 by an asbestos seal 14. In the system shown in Figure 2, the distributor is formed by a front part 8, that with a passage for the valve 10 and with a thread 15 for Receiving the sleeve 16 is provided, which is the interior of the extension of the annular Space 11 for the passage of the non-foamed outer skin and the exterior of the annular space 17 bounded for the outermost flow resulting from the division of the from the central channel 9 conducted mean stream arises.

Die Muffe 16 besitzt eine Frontfläche 18, die gegen den Eingang 8 des Verteilerstücks des Mittelflußverteilers 19 gepreßt wird. Dieser Verteiler besitzt eine Zentralbohrung 20 sowie die ringförmigen Hohlräume 17 und 21, die jeweils für den Durchlauf der aus der Teilung des mittleren Flusses entstehenden Ströme bestimmt sind. Die Mündung jeder Durchführung liegt mit zunehmender Entfernung vom Zentrum immer weiter oberhalb einer benachbarten Durchführung. Die ringförmigen Hohlräume 17 und 21 werden durch einen Ring 22 getrennt, der mit einem Innengewinde ausgerüstet ist, wodurch seine Stellung auf dem Verteiler 19 eingestellt und die Durchführung 17 mehr oder weniger verkleinert werden kann, ohne daß der Querschnitt der Durchführung 21 verändert zu werden braucht. The sleeve 16 has a front surface 18 which faces the entrance 8 of the manifold of the medium flow manifold 19 is pressed. This distributor owns a central bore 20 and the annular cavities 17 and 21, each for determines the flow of the currents resulting from the division of the mean river are. The mouth of each implementation lies with increasing distance from the center further and further above an adjacent bushing. The annular Cavities 17 and 21 are separated by a ring 22 which is internally threaded is equipped, whereby its position is set on the manifold 19 and the Implementation 17 can be reduced in size to a greater or lesser extent without affecting the cross section the implementation 21 needs to be changed.

Beispielsweise wurde eine Extrusion von Polystyren mit 0,6% Treibmittel vorgenommen, wobei die Temperatur am Ausgang der Schneckenpresse 175 0C betrug. For example, an extrusion of polystyrene with 0.6% blowing agent was used made, the temperature at the exit of the screw press was 175 ° C.

Der Innendurchmesser der Abkühlvorrichtung und damit der Außendurchmesser des extrudierten Profils betrug 44 mm. Der Durchgangsquerschnitt in Höhe des Ventils betrug 0,30 cm2; die Summe der Querschnitte am Ausgang des Verteilers somit 2,0 cm2. Somit ergibt sich ohne Auszugsschwierigkeiten ein Profil einer mittleren Dichte von 0,3, wobei sich ein ausgezeichneter Wert für den Verbindungswiderstand zwischen dem aufgeschäumten Mittelteil und der Außenhaut erreichen ließ.The inside diameter of the cooling device and thus the outside diameter of the extruded profile was 44 mm. The cross-section of the passage at the level of the valve was 0.30 cm2; the sum of the cross-sections at the outlet of the distributor is 2.0 cm2. This results in a profile of medium density without any extraction difficulties of 0.3, which is an excellent value for the connection resistance between the foamed middle part and the outer skin.

Claims

Claims.

1: Process for the production of thermoplastic profiles of various Molds with a foamed middle part and a dense outer skin by extrusion a thermoplastic material with the addition of a blowing agent, characterized in that that the flow of thermoplastic material from a screw press into an outer one River that has been subject to rather severe cooling in part of its route is to the expansion of the outflow with the outer flow of thermoplastic material to prevent, and is split into an inner river, in the course of which Pressure drop is created which allows the thermoplastic material to expand.

2. A method for producing thermoplastic profiles according to claim 1, characterized in that the density of the foamed middle part by changing the flow ratio between the external and internal flow is influenced.

3. A method for producing thermoplastic profiles according to claim 1 or 2, characterized in that the change in the flow ratio between outer and inner flow with the help of a control that is carried out on the outer Part of the screw press is accessible.

4. A method for producing thermoplastic profiles according to claim 1, 2 or 3, characterized in that during the expansion the internal flow again divided into a middle stream and one or more external streams will experience a different flow direction compared to the mean current.

5. Plant for the production of profiles according to one of the claims 1, 2, 3 or 4, formed from a screw press and a cooling device, the a specific and precisely maintained calibration over the entire length of the profile undertakes, characterized in that between the outlet of the screw press (1) and the cooling device (5) a connecting piece (2) and a compression mold (4) with a cylindrical, square, rectangular or any internal shape is used, which has a distributor (8) each has a corresponding outer shape that lies above the mold and extends into the cooling device (5), the thus between the distributor (8) on the one hand and the mold (4) and the cooling device (5) on the other hand Slot determines the thickness of the non-foamed outer skin and the distributor (8) in the longitudinal direction of a channel of elongated cross-section in the first converging, then divergent shape is penetrated to get on with the inner flow of the thermoplastic material to create a pressure gradient.

6. Plant for the production of profiles according to one of claims 1, 2, 3, 4 or 5, characterized in that the distributor generating the pressure gradient (8) with a pressure control valve to adjust the flow rate for the thermoplastic material is provided in the inner channel and this valve is provided on the outside of the screw press can be controlled.

7. Plant for the production of profiles according to one of claims 1, 2, 3, 4, 5 or 6, characterized in that within and near the end of the convergent / divergent channel, a flow distributor is arranged, which has a central channel and one or more diverging, annular passages.

8. Plant for the production of profiles according to claim 7, characterized in that that the mouth of an annular passage with increasing approach to the Center is always further below that of the neighboring passage.

9. Plant for the production of profiles according to claim 7 or 8, characterized characterized in that the respective position of the by screws or a thread adjacent, annular passages and their flow rate can be changed can. Blank page