NL1009627C2 - Inrichting en werkwijze voor het bereiden van een mengsel omvattende vezelversterkte thermoplastische pellets. - Google Patents
Inrichting en werkwijze voor het bereiden van een mengsel omvattende vezelversterkte thermoplastische pellets. Download PDFInfo
- Publication number
- NL1009627C2 NL1009627C2 NL1009627A NL1009627A NL1009627C2 NL 1009627 C2 NL1009627 C2 NL 1009627C2 NL 1009627 A NL1009627 A NL 1009627A NL 1009627 A NL1009627 A NL 1009627A NL 1009627 C2 NL1009627 C2 NL 1009627C2
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- plastic
- fiber
- mixing
- piston
- mixture
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 16
- 239000008188 pellet Substances 0.000 title claims description 15
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 title description 12
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 title description 9
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 41
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 36
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 36
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 23
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims description 23
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 17
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 claims description 15
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 10
- 239000012815 thermoplastic material Substances 0.000 claims description 4
- 229920002430 Fibre-reinforced plastic Polymers 0.000 claims description 2
- 229920000426 Microplastic Polymers 0.000 claims description 2
- 239000011151 fibre-reinforced plastic Substances 0.000 claims description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 5
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 2
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 2
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- 229920002292 Nylon 6 Polymers 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical group [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical group [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004760 aramid Substances 0.000 description 1
- 229920003235 aromatic polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004918 carbon fiber reinforced polymer Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000004035 construction material Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 235000011837 pasties Nutrition 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C45/46—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould
- B29C45/58—Details
- B29C45/581—Devices for influencing the material flow, e.g. "torpedo constructions" or mixing devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
- B01F35/75—Discharge mechanisms
- B01F35/754—Discharge mechanisms characterised by the means for discharging the components from the mixer
- B01F35/75425—Discharge mechanisms characterised by the means for discharging the components from the mixer using pistons or plungers
- B01F35/754251—Discharge mechanisms characterised by the means for discharging the components from the mixer using pistons or plungers reciprocating in the mixing receptacle
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C45/46—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould
- B29C45/53—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould using injection ram or piston
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C45/46—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould
- B29C45/53—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould using injection ram or piston
- B29C2045/536—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould using injection ram or piston rotatable injection plungers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
Description
Inrichting en werkwijze voor het bereiden van een mengsel omvattende vezelversterkte thermoplastische pellets.
De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het bereiden 5 van een mengsel volgens de aanhef van conclusie 1. Een dergelijke inrichting is bekend uit US-A-2.990.978. Daarin wordt een menginrichting voor pasta-achtige levensmiddelen beschreven. Deze zijn verhoudingsgewijs dun vloeibaar.
Het is bekend thermoplastische en thermohardende materialen te verwerken door bijvoorbeeld spuitgieten of vloeipersen. Deze technieken zijn redelijk ver ontwikkeld.
10 Om echter de sterkte van de zo vervaardigde voorwerpen uit kunststofinateriaal te verhogen, is voorgesteld thermoplastische vezelversterkte kunststoffen toe te passen. Het gebruik van een thermoplastisch materiaal ten opzichte van een thermohardend materiaal heeft als voordeel dat de cyclustijden van het spuitgieten verkort kunnen worden, de slagvastheid toeneemt, goede mix van stijfheid en sterkte verkregen wordt, meer in het 15 bijzonder een voldoende breukrek, een grotere keuzevrijheid van materiaal bestaat terwijl tot slot recycling mogelijk is.
Gebleken is echter, dat bevochtiging van de vezel in de thermoplastische matrix een probleem vormt. Daartoe zijn in de stand der techniek oplossingen aangedragen bijvoorbeeld door het met behulp van poederimpregnatie vervaardigen van 20 vezelversterkte thermoplasten. Deze worden in pelletvorm toegeleverd. De verkregen pellets worden van een band gesneden of gehakt. Dergelijke pellets worden op gebruikelijke wijze aan de toevoerinrichting voor een verwerkingsinrichting, zoals een spuitgietmachine toegevoerd. Een dergelijke toevoerinrichting bestaat uit een schroefextruder. Daarin wordt enerzijds de druk verhoogd en anderzijds optimale 25 vermenging van het materiaal verkregen. Het nadeel is echter dat de schroef van de schroefextruder de vezels beschadigt resp. vezelafbraak tot gevolg heeft. Bovendien zijn dergelijke extruders zeer kostbaar. Doordat vezelafbraak plaatsvindt, nemen de mechanische eigenschappen van het met bijvoorbeeld spuitgieten verkregen product af en door de hoge kosten is economische vervaardiging van dergelijke producten niet 30 mogelijk. In de praktijk is het met dergelijke kostbare machines niet mogelijk meer dan 30 vol% vezel te verwerken. Anderzijds bestaat er wel degelijk behoefte aan dergelijke producten met vezels en zo met hogere sterkte, meer in het bijzonder om allerlei delen uit aluminium en dergelijke te vervangen. Toepassing van kunststof heeft als voordeel dat 1009627 2 met name het gewicht van de betreffende constructie verlaagd kan worden hetgeen bijvoorbeeld bij voertuigen tot gevolg heeft dat het verbruik daarvan kan dalen.
In US-A-3.844.699 wordt een persinrichting beschreven voor het gelijktijdig mengen en spuitgieten van polymere materialen. In het daar gebruikte zuiger-5 cilindersamenstel is een in het midden aangebrachte roerstaaf aanwezig die zich slechts over een beperkt deel van het roeroppervlak uitstrekt.
Het is het doel van de onderhavige uitvinding te voorzien in een inrichting voor het bereiden van een mengsel omvattende vezelversterkte thermoplastische of thermohardende pellets of versterkte rubberdeeltjes. Dit vezelmateriaal kan elk in de 10 stand der techniek bekend materiaal omvatten zoals koolstof, aramide en glas. Hetzelfde geldt voor het thermoplastische, thermohardende or rubber materiaal.
Een dergelijke inrichting moet enerzijds in staat zijn een dergelijk materiaal voldoende te plasticeren en onder druk te brengen en anderzijds een verhoudingsgewijs lage kostprijs hebben terwijl tijdens het plasticeren hoogstens slechts geringe 15 vezelafbraak plaats mag vinden.
Dit doel wordt bij een hierboven beschreven inrichting verwezenlijkt met de kenmerkende eigenschappen van conclusie 1.
Doordat de mengstaven op verschillende afstand van het rotatiehart van de zuiger liggen, kan intensieve menging gewaarborgd worden. Bij voorkeur wordt het aantal 20 staven zodanig gekozen en worden de staven elk zodanig aangebracht dat het hele menggebied door de staven bestreken wordt. Gebleken is dat, indien een menginrichting volgens US-A-2.990.978 toegepast wordt, bij gebruik van thermoplastische materialen, waarin grote hoeveelheden vezels gemengd moeten worden, geen voldoende doormenging plaatsvindt om tot een homogeen mengsel te komen. De inrichting volgens 25 US-A-2.990.978 is niet bedoeld voor het mengen van vezelbevattende materialen.
Begrepen moet worden dat het percentage vezel in dergelijke materialen bijzonder hoog kan zijn. Als voorbeeld wordt een waarde van 50 vol% vezel genoemd, waarbij de vezels een behoorlijke lengte kunnen hebben bijvoorbeeld groter dan 1 cm. Begrepen dient te worden dat de verschillende afstand van de roerstaven tot rotatiehart eveneens 30 verkregen kan worden door de diameter van de staven verschillend uit te voeren. De uit de stand der techniek bekende technieken om het gehele mengoppervlak met behulp van de menginrichting te bestrijken, vallen eveneens onder de onderhavige uitvinding.
Door het gebruik van een zuiger-cilinder-samenstel wordt beschadiging van de 1009627 3 vezels grotendeels voorkomen, d.w.z. er vindt niet of nauwelijks vezelafbraak plaats. Omdat echter met een zuiger-cilinder-samenstel onvoldoende menging gewaarborgd is, is het noodzakelijk een afzonderlijke menginrichting toe te passen die volgens de uitvinding bestaat uit met de zuiger roteerbare mengmiddelen. Dergelijke mengmiddelen 5 kunnen enige in de stand der techniek bekende middelen omvatten.
Volgens de uitvinding bestaan de mengmiddelen uit een of meer mengstaven die zich in de bewegingsbaan van de zuiger door die zuiger uitstrekken. Dat wil zeggen, de mengstaaf of -staven voeren een bijvoorbeeld roterende beweging samen met de zuiger uit. De zuiger maakt bijgevolg een reciprocerende beweging alsmede een roterende 10 beweging. Een dergelijke roterende beweging voorziet enerzijds in goede menging zodat een gelijkmatige warmteverdeling over het oppervlak van de cilinder verkregen wordt en ontziet anderzijds de vezels zodat vezelafbraak verwaarloosbaar is.
Om een homogene temperatuur over de dwarsdoorsnede van de cilinder te verkrijgen, kan als eerste stap een aantal verwarmingselementen aan de buitenomtrek van 15 de cilinder aangebracht worden. Daardoor wordt de temperatuur van het thermoplastische materiaal voorzien van vezelmateriaal verhoogd. Een verdere homogenisatie van temperatuur kan verkregen worden indien de roerstaven van verwarmingselementen voorzien zijn. Dergelijke verwarmingselementen kunnen met fluïdum werkende verwarmingselementen omvatten alsmede elektrische verwarmingselementen zijn. 20 Begrepen zal worden dat passende regel- en stuurmiddelen aanwezig zijn om de temperatuur van de verschillende verwarmingselementen te regelen.
De menging met behulp van de hierboven beschreven mengstaven wordt bevorderd door het aanbrengen van verschillende mengstaven. Indien deze mengstaven samen met de zuiger om het hart van de zuiger een roterende beweging uitvoeren, kan 25 optimale homogene vermenging verkregen worden indien de afstand van de verschillende mengstaven tot de rotatiehartlijn van de zuiger steeds verschillend is. Dat wil zeggen, een zo breed mogelijk gebied van het oppervlak van de cilinder wordt met de \ mengstaven bestreken.
Verdere optimalisatie van de vermenging wordt verkregen indien een of meer van 30 de aanwezige mengstaven van een oppervlaktereliëf voorzien is. Dit kunnen ribbels, groeven en dergelijke zijn.
Om de omstandigheden tijdens het mengen en plasticeren te optimaliseren en in het bijzonder oxidatie van hetzij de kunststof hetzij de vezels te voorkomen bij de hoge 1009627 4 temperatuur waarbij dit plasticeren plaatsvindt, wordt volgens de uitvinding voorzien in een gastoevoer waarin een aktief, inert of oxidatie voorkomend gas ingebracht kan worden. Een voorbeeld is ozon of stikstof.
De uitvinding heeft eveneens betrekking op een spuitgietsamenstel of ander 5 verwerkingssamenstel, omvattende een spuitgietinrichting of andere verwerkingsinrichting met ten minste twee, een vormholte begrenzende, ten opzichte van elkaar beweegbare, matrijshelften en een kunststoftoevoer, alsmede ten minste een inrichting voor het bereiden van een mengsel van vezelversterkte vezels volgens het hierboven beschrevene verbonden met die kunststoftoevoer.
10 Indien de druk opgewekt met de hierboven beschreven inrichting voor het bereiden van een mengsel omvattende vezelversterkte thermoplastische pellets en meer in het bijzonder door het zuiger-cilinder-samenstel niet voldoende is, kan er volgens de uitvinding in voorzien worden om tussen deze inrichting en de verwerkingsinrichting een verdere drukverhogende inrichting aan te brengen. Dit kan een verdere zuiger-cilinder-15 inrichting zijn.
Er moet vanzelfsprekend naar gestreefd worden de capaciteit van de inrichting voor het mengen resp. plasticeren van het vezelversterkte thermoplastische kunststofmateriaal zoveel mogelijk aan te passen aan de verwerkingsinrichting. Het is echter mogelijk dat de capaciteit van een inrichting voor het bereiden van een dergelijk 20 kunststofmengsel onvoldoende is. In een dergelijk geval kunnen verscheidene van dergelijke inrichtingen op een verwerkingsinrichting aangesloten zijn en achtereenvolgens een hoeveelheid materiaal afgeven.
Het is mogelijk dat voor elke shot van de verwerkingsinrichting de zuiger van het zuiger-cilinder-samenstel een volledige slag uitvoert. Het is eveneens mogelijk dat het 25 volume van het zuiger-cilinder-samenstel groter is dan het volume benodigd voor het eenmaal vullen van de spuitgietmachine.
De uitvinding heeft eveneens betrekking op een werkwijze voor het bereiden van een mengsel bestaande uit kunststof en vezel of ander vulmateriaal, waarbij de kunststof met de vezels of ander vulmateriaal in een mengruimte gebracht wordt en tijdens het 30 door roeren mengen onder druk gebracht wordt. Daarbij wordt het roeren bij voorkeur met mengstaven uitgevoerd, die in hoofdzaak het gehele roervolume omvatten. Zoals hierboven aangegeven wordt de druk in het mengsel bij voorkeur met behulp van een zuig-cilindersamenstel opgebracht. De toevoer van de kunststof met vezels of ander 1009627 5 vulmateriaal wordt bij voorkeur verwezenlijkt door pellets waarin de betreffende vezels respectievelijk vulmateriaal aanwezig zijn. Indien vezels toegepast worden, kunnen deze een aanzienlijk lengte hebben. Bij voorkeur zijn deze ten minste 1 cm lang en meer in het bijzonder ligt de lengte daarvan tussen 10 en 100 mm. Volgens de uitvinding wordt bij 5 voorkeur 40 vol% vezel gebruikt. Een dergelijk mengsel met een zo groot volume-aandeel vezel is bijzonder moeilijk te mengen maar met de hierboven beschreven maatregelen is verrasserderwijs gebleken dat één en ander realiseerbaar is. Op deze wijze kunnen zeer sterke kunststoffen verkregen worden. Ten opzichte van een conventionele stalen constructie kan stijver en lichter geconstrueerd worden. Bovendien maakt de 10 uitvinding het mogelijk op verhoudingsgewijs goedkope wijze producten te vervaardigen.
De uitvinding zal hieronder nader aan de hand van een in de tekening afgebeeld uitvoeringsvoorbeeld verduidelijkt worden. Daarbij tonen:
Fig. 1 schematisch en gedeeltelijk in langsdoorsnede de plasticeerinrichting 15 volgens de uitvinding; en
Fig. 2 een doorsnede volgens de lijn Π-ΙΙ volgens fig. 1.
In fig. 1 is de inrichting volgens de uitvinding voor het mengen en plasticeren van vezelversterkte thermoplastische kunststofpellets in het geheel met 1 aangegeven. Deze is gekoppeld met een zeer schematisch met 2 aangegeven spuitgietinrichting. Details van de 20 spuitgietinrichting zijn niet gegeven omdat deze elke in de stand der techniek bekende spuitgietinrichting met een of meer beweegbare matrijshelften kan omvatten. Begrepen moet worden dat deze met elke andere in de stand der tehniek bekende verwerkingsinrichting gecombineerd kan worden.
De inrichting voor het plasticeren van thermoplastisch kunststofmateriaal wat 25 vezel versterkt is, omvat een cilinder 3 waarin een zuiger 4 reciproceerbaar aangebracht is. Met deze zuiger 4 is een zuigerstang 5 verbonden die via een koppeling 7 aangrijpt op een hydraulische cilinder. Deze koppeling is een druk opnemende rotatie toelatende koppeling. Dat wil zeggen, zuigerstang 5 kan roteren ten opzichte van de cilinder van de hydraulische cilinder 8.
30 Met 6 is een motor aangegeven die via een snaar 9 zuigerstang 5 in rotatie kan brengen. Daardoor wordt zuiger 4 geroteerd. Tevens wordt daardoor een draagplaat 13 in draaiing gebracht waarop een aantal, in dit geval drie, roerstaven 15-17 aangebracht zijn. Deze kunnen voorzien zijn van een oppervlaktereliëf. Draagplaat 13 is via een lager 14 t009e?7 6 op een niet nader afgebeeld huis afgesteund. Sleepcontacten 10 zijn aanwezig die in elektrische verbinding van de omgeving met elk van de roerstaven 15-17 voorzien en meer in het bijzonder met daarin aangebrachte verwarmingselementen 19. Met 27 is een glijdend gelagerde draagplaat aangegeven waarin de staven 15-17 anderzijds afsteunen.
5 Zuiger 4 is bij de thans getoonde uitvoering voorzien van drie openingen voor het opnemen van de roerstaven 15-17. Zuiger 4 kan heen en weer bewegen langs elk van deze roerstaven 15-17. De roerstaven zijn niet volgens een cirkel concentrisch aan de zuiger aangebracht. Zoals uit fig. 2 blijkt, zijn de afstanden a, b en c van de roerstaven 15 -17 tot het rotatiehart van de zuiger verschillend. Daardoor wordt het grootste deel van 10 het dwarsdoorsnedeoppervlak van de cilinder bij rotatie bestreken.
Met 20 is in fig. 1 de kop van de inrichting volgens de uitvinding aangegeven. Deze is voorzien van een gebruikelijke afsluiterzitting 21 waarin een verplaatsbare naald 22 aangebracht is. Enige afluiter in de inrichting volgens de uitvinding is van belang voor het kunnen opbouwen van druk. De cilinder 3 is voorzien van verscheidene 15 verwarmingselementen 12 terwijl de kop voorzien is van een verwarmingselement 24. De toevoer van kunststofmateriaal vindt plaats via de vulopening resp. trechter 11 en de daarin aan te brengen pellets zijn met 25 aangegeven. Bovendien is een gastoevoer 26 aangebracht voor het inleiden van een inert of actief gas.
De hierboven beschreven inrichting werkt als volgt. Uitgegaan wordt van de 20 positie van de zuiger 4 in de naar links gebrachte toestand waarin pellets 25, zoals met koolstofvezels versterkte thermoplastische pellets, met een verhoudingsgewijs lage temperatuur in de cilinderruimte ingebracht worden. Vervolgens wordt zuiger 4 naar rechts bewogen bij het toevoeren van een inert of actief gas door gastoevoer 26. Tijdens deze beweging roteert de zuiger en daarmee de roerstaven 15. Als voorbeeld wordt een 25 omwentelingssnelheid van 60 omwentelingen per minuut genoemd. Begrepen zal worden dat de uitvinding daartoe echter niet beperkt is. Door de aanwezigheid van de verwarmingselementen en door het samendrukken van het kunststofmateriaal vindt een temperatuurverhoging tot bijvoorbeeld 400°C plaats. Indien de druk en temperatuur de gewenste waarde bereikt hebben, wordt naald 21 naar links bewogen en vindt transport 30 van het kunststofmateriaal naar de spuitgietinrichting plaats waar verdere verwerking plaatsvindt.
Gebleken is dat met de hierboven beschreven inrichting niet of nauwelijks beschadiging van de vezels die aanwezig zijn in de pellets plaatsvindt en dat materiaal 1009627 f 7 verkregen wordt met eigenschappen die in alle richtingen in hoofdzaak hetzelfde zijn. Het is met deze inrichting mogelijk om materialen met een hoog vezelaandeel, bijvoorbeeld 50-60 gew.% vezel, in een spuitgietinrichting bij voldoende hoge temperatuur en zonder wezenlijke beschadiging van de vezels te brengen. Met de 5 hierboven beschreven inrichting is het zonder bijzondere maatregelen mogelijk een druk van ongeveer 50 atmosfeer in de kunststof te verwezenlijken. Is een dergelijke druk onvoldoende, dan dienen bijzondere maatregelen genomen te worden zoals het tussenschakelen tussen inrichting 1 en spuitgietinrichting 2 van een drukverhogende inrichting.
10 Hieronder zijn de materialen verkregen met de inrichting en de werkwijze volgens de uitvinding verkregen met bekende materialen. In onderstaande tabel wordt plaatmateriaal van de firma Azdel (zogenaamde GMT-plaat) vergeleken met twee materialen volgens de uitvinding: PA6-LCF en PA12-LCF. Het eerstgenoemde materiaal is nylon 6 verstevigd met 12,5 mm lange koolstofVezels. het tweede materiaal is nylon 12 15 verstevigd met 12,5 mm lange koolstofVezels. Tot slot worden deze materialen vergeleken met de gebruikelijke constructiematerialen aluminium en staal.
1009627 o
Tj- m Λ Q os "3- m oo S 2 vo ^ o i i r- m es es o o T3
B
C/3 ;l § r- vo oo —J * VO N '/ι ^ ® < i i (N ·—' f" <n —I o (N m m o <n <Uoo^oooo 0*_)m<N—'cncncncn *—
® | O
vo u* o-.cn r~-
‘Ï^oooOimmTj-m*—ί CL|hJ(N(N'—l'—l'—l'~I
o o N" TJ 2 * S o o <1 o ^ ^
<0*Tf(N — ^OmcNO
^ g "ao 'aS § ,_, r—i J7-1 ,_, "ö ^ $5
^ o"' B 3 rt1 7 § M
* > S O § p, P
l__l 1—1 LJ UJ u 1—1 W—I
M
-Μ
Cl co
<T O
4) S
Ά 2 o i 11 1 a | i ! i s i s & ►3 > .£ jj *S» ta | | 4) 0> co ‘S S *3 4> tÊ
EElSfïicg'SS
1009627 - 9
Uit deze vergelijking blijkt dat de met de werkwijze en inrichting volgens de uitvinding verwerkte materialen bijzonder goede eigenschappen hebben, waarbij opgemerkt wordt dat daarmee in principe elke vorm te verwezenlijken is. Dit in tegenstelling tot het plaatmateriaal dat in de linker kolom van de tabel beschreven is. Met 5 een dergelijk plaatmateriaal worden thans kunststof voorwerpen door persen gemaakt, waarbij verdikkingen gerealiseerd worden door verschillende delen plaatmateriaal op elkaar te plaatsen. Deze werkwijze is omslachtig en brengt verlies mee terwijl bovendien afwerking van de produkten noodzakelijk is. Met het voorstel volgens de uitvinding bestaan deze problemen niet.
10 Hoewel de uitvinding hierboven beschreven is aan de hand van het gebruik van kant en klare pellets, is het mogelijk om zelf bepaalde mengsels te bereiden door het afzonderlijk of gelijktijdig toevoeren van verschillende componenten of ongevulde plastische granulaten of thermopoeder.
Tevens zal begrepen worden dat de mengstaven niet noodzakelijkerwijs zuiver 15 evenwijdig aan de bewegingshartlijn van de zuiger uitgevoerd hoeven te zijn. Een en ander kan spiraalvormig of volgens een andere curve uitgevoerd zijn. Voor de uitvinding is het slechts wezenlijk dat binnen de cilinder een afzonderlijk roerwerk aanwezig is en dat de combinatie die verwezenlijkt wordt bij schroefextruders niet toegepast wordt om zo beschadiging van de vezels te voorkomen.
20 Voor de vakman zijn direct een aantal wijzigingen van verschillende onderdelen van de hierboven beschreven inrichting voor de hand liggend. Dergelijke wijzigingen worden geacht binnen het bereik van de bijgaande conclusies te liggen.
1009627
Claims (13)
1. Inrichting (1) voor het bereiden van een mengsel, omvattende vezelversterkte pellets (25) met een zuiger (4)-cilinder (3)-samenstel, omvattende een menginrichting, 5 die met die zuiger roteerbare mengmiddelen (15, 16, 17), welke mengmiddelen zich volgens de bewegingsbaan van die zuiger uitstrekkende mengstaven (15, 16) omvatten, met het kenmerk, dat ten minste twee mengstaven aangebracht zijn en de afstand (a, b, c) tot het draaiingshart van die zuiger van elk van die staven steeds verschillend is.
2. Inrichting volgens conclusie 1, waarbij die mengmiddelen van 10 verwarmingsmiddelen (19) voorzien zijn.
3. Inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij die staven van een oppervlaktereliëf voorzien zijn.
4. Inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, omvattende een gastoevoer (26).
5. Verwerkingssamenstel, omvattende een verwerkingsinrichting (2) met ten minste twee, een vormholte begrenzende, ten opzichte van elkaar beweegbare, matrijshelften en een kunststoftoevoer, alsmede ten minste een inrichting voor het bereiden van een mengsel van vezelversterkte kunststoffen volgens een van de voorgaande conclusies verbonden met die kunststoftoevoer.
6. Samenstel volgens conclusie 5, waarbij tussen die inrichting voor het bereiden van een mengsel van vezelversterkt thermoplastisch materiaal en die kunststoftoevoer een de druk van de te spuitgieten kunststof verhogende inrichting is aangebracht.
7. Samenstel volgens conclusie 5 of 6, omvattende een aantal inrichtingen (2) volgens een van de conclusies 1-6, aangesloten op een gemeenschappelijke toevoer voor 25 kunststof van die spuitgietinrichting (2).
8. Werkwijze voor het bereiden van een mengsel bestaande uit kunststof en vezelf of ander vulmateriaal, waarbij de kunststof met de vezels of ander vulmateriaal in een mengruimte gebracht wordt en tijdens het door roeren mengen onder druk gebracht wordt.
9. Werkwijze volgens conclusie 8, waarbij het roeren met mengstaven uitgevoerd wordt, die in hoofdzaak het gehele roervolume omvatten. i
\ 10. Werkwijze volgens conclusie 8 of 9, waarbij het onder druk brengen, het met een zuiger-cilindersamenstel persen omvat. j 1009627
11. Werkwijze volgens een van de conclusies 8-10, waarbij de toevoer van kunststof vezels de toevoer van kunststof pellets met vezels omvat.
12. Werkwijze volgens een van de conclusies 8-11, waarbij het mengsel ten minste 40 vol% vezel omvat.
13. Werkwijze volgens een van de conclusies 8-12, waarbij ten minste sommige van de vezels ten minste 1 cm lang zijn. ******** 1009627
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1009627A NL1009627C2 (nl) | 1998-07-13 | 1998-07-13 | Inrichting en werkwijze voor het bereiden van een mengsel omvattende vezelversterkte thermoplastische pellets. |
| EP99933288A EP1097036A1 (en) | 1998-07-13 | 1999-07-13 | Device and method for the preparation of a mixture comprising fibre-reinforced thermoplastic pellets |
| PCT/NL1999/000447 WO2000002718A1 (en) | 1998-07-13 | 1999-07-13 | Device and method for the preparation of a mixture comprising fibre-reinforced thermoplastic pellets |
| AU49362/99A AU4936299A (en) | 1998-07-13 | 1999-07-13 | Device and method for the preparation of a mixture comprising fibre-reinforced thermoplastic pellets |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1009627A NL1009627C2 (nl) | 1998-07-13 | 1998-07-13 | Inrichting en werkwijze voor het bereiden van een mengsel omvattende vezelversterkte thermoplastische pellets. |
| NL1009627 | 1998-07-13 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL1009627C2 true NL1009627C2 (nl) | 2000-01-17 |
Family
ID=19767479
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL1009627A NL1009627C2 (nl) | 1998-07-13 | 1998-07-13 | Inrichting en werkwijze voor het bereiden van een mengsel omvattende vezelversterkte thermoplastische pellets. |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1097036A1 (nl) |
| AU (1) | AU4936299A (nl) |
| NL (1) | NL1009627C2 (nl) |
| WO (1) | WO2000002718A1 (nl) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102010023500A1 (de) * | 2010-06-11 | 2011-12-15 | Netstal-Maschinen Ag | Schmelzespeicher zum Einbringen von viskoser Schmelze in ein Formwerkzeug |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2990978A (en) * | 1959-10-15 | 1961-07-04 | Charos Peter | Mixers |
| DE1529944A1 (de) * | 1964-03-28 | 1969-10-30 | Goehring Dipl Ing Karl | Druckgiessmaschine |
| US3844699A (en) * | 1971-12-03 | 1974-10-29 | B Maxwell | Injection molding machine with a rotary plunger and rod mixing and working chamber |
| FR2580219A1 (fr) * | 1985-04-16 | 1986-10-17 | Ube Industries | Appareil d'injection utilisable notamment pour l'injection de matiere plastique armee ou premix, telles que des resines thermodurcissables contenant des fibres de verre |
| JPS63168323A (ja) * | 1987-01-05 | 1988-07-12 | Ube Ind Ltd | 射出成形機 |
| WO1997002126A1 (en) * | 1995-07-05 | 1997-01-23 | Eastman Chemical Company | Apparatus and process for distributing molten thermoplastic polymers to molding machines |
-
1998
- 1998-07-13 NL NL1009627A patent/NL1009627C2/nl not_active IP Right Cessation
-
1999
- 1999-07-13 EP EP99933288A patent/EP1097036A1/en not_active Withdrawn
- 1999-07-13 AU AU49362/99A patent/AU4936299A/en not_active Abandoned
- 1999-07-13 WO PCT/NL1999/000447 patent/WO2000002718A1/en not_active Ceased
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2990978A (en) * | 1959-10-15 | 1961-07-04 | Charos Peter | Mixers |
| DE1529944A1 (de) * | 1964-03-28 | 1969-10-30 | Goehring Dipl Ing Karl | Druckgiessmaschine |
| US3844699A (en) * | 1971-12-03 | 1974-10-29 | B Maxwell | Injection molding machine with a rotary plunger and rod mixing and working chamber |
| FR2580219A1 (fr) * | 1985-04-16 | 1986-10-17 | Ube Industries | Appareil d'injection utilisable notamment pour l'injection de matiere plastique armee ou premix, telles que des resines thermodurcissables contenant des fibres de verre |
| JPS63168323A (ja) * | 1987-01-05 | 1988-07-12 | Ube Ind Ltd | 射出成形機 |
| WO1997002126A1 (en) * | 1995-07-05 | 1997-01-23 | Eastman Chemical Company | Apparatus and process for distributing molten thermoplastic polymers to molding machines |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 12, no. 434 (M - 764) 16 November 1988 (1988-11-16) * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1097036A1 (en) | 2001-05-09 |
| AU4936299A (en) | 2000-02-01 |
| WO2000002718A1 (en) | 2000-01-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI95217C (fi) | Laite ja menetelmä vahvistuskuitujen sekoittamiseksi termoplastiseen hartsiin | |
| CA1247818A (en) | Method and machine for forming articles from a plastic material | |
| US5387386A (en) | Extrusion method and apparatus | |
| KR0184300B1 (ko) | 장섬유 보강 열가소성수지용 사출성형방법 및 사출성형장치 | |
| US5165941A (en) | Extruder apparatus and process for compounding thermoplastic resin and fibres | |
| JPH05116204A (ja) | 熱可塑性発泡物の製造方法および装置 | |
| JPH06297452A (ja) | 合成樹脂細粒造粒機 | |
| CN110936512A (zh) | 一种生产不同塑料颗粒的造粒装置 | |
| US20040080064A1 (en) | Computer-controlled compounding extrusion blending apparatus and method | |
| GB2271741A (en) | Housing for strand cutting pelletizer | |
| US20080179793A1 (en) | Ejector-Plate Actuator of a Molding System | |
| US3669415A (en) | Machine for mixing, plasticating and pressing out of plastics, rubber and other highly viscous materials at controlled pressure | |
| CN210705688U (zh) | 一种木纹机的注射装置 | |
| US6497775B2 (en) | Method and apparatus for manufacturing a vehicle cross car beam or other structural, functional articles out of multiple materials with optimum material utilization | |
| CN114055664A (zh) | 螺杆式脱水挤出机 | |
| EP1097036A1 (en) | Device and method for the preparation of a mixture comprising fibre-reinforced thermoplastic pellets | |
| KR101505724B1 (ko) | 원료포장 시스템용 믹싱 장치 | |
| US20030021860A1 (en) | Twin screw compounding/injection molding apparatus and process | |
| JP2003136557A (ja) | 可塑化装置用支持装置 | |
| Burkhardt et al. | Plastics processing, 1. Processing of thermoplastics | |
| CN119283313B (zh) | 一种注塑腔带有充分混料避免分层的注塑机 | |
| US4176152A (en) | Heating and stratification method for an injection molding machine | |
| JPH08142120A (ja) | 長繊維強化熱可塑性樹脂用射出成形装置 | |
| Schwendemann | Manufacturing technologies for wood–polymer composites | |
| GB2100178A (en) | Moulding machine injection units |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD2B | A search report has been drawn up | ||
| VD1 | Lapsed due to non-payment of the annual fee |
Effective date: 20060201 |