METHOD OF PRODUCING HOLLOW EXTRUDED PROFILES WITH LIMITED SHRINKAGE

Abstract: 1. Process for the extrusion of shrink-resistant hollow sections consisting of a thermoplastically deformable, impact-resistant plastics substance, preferably an elastomer-modified polyvinyl chloride substance, and having a profile calibrated externally within given tolerances, using a screw-type extrusion machine with an extrusion die, a calibrating device for calibrating the external profile of the section and a removal device, wherein, first, a hollow billet is produced at an adjustable extrusion die output speed, this billet then being calibrated by the calibrating tool, cooled and removed by the removal device at an adjustable removal speed, wherein the external dimensions of the profile of the section are, at the exit of the extrusion die, from about 2 to 5 % smaller than the dimensions of the calibrating input, and wherein the gap widths of the extrusion die exit producing the wall and cross-piece of the section are, in each case, uniformly between 20 and 40 % smaller than the desired wal thicknesses of the section, characterized in that extrusion die output speeds of between 50 and 180, preferably from 100 to 160, cm/minute are used and the removal speed after calibration is from 20 to 40 % less than the extrusion die output speed.

Description: Verfahren zur Herstellung schrumpfarmer Stranghohlnrofile Die vorliegende Erfindung beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Stranghohlprofilen, wie z.3. Fensterprofilen aus elastomermodifizierten schlagzähen Kunststoffmassen, die sich durch sehr niedrige Schrumpfwerte beim Altern auszeichnen. Bei der Herstellung eines Kunststoffpro1ilstranges geht man norma lertVeise davon aus, dass die Extruderkopfausgangsöffnung die Sollmasse wie Querschnitt und Wandstärke des Profilstranges bestimmen. Das Kali- brierwerkzeug ist lediglich nachgeschaltet und besitzt eine Kalibrier- ausnehmung, die der Extrudericopfausgangsöffnung entspricht. Weiterhin werden Kunststoffprofile dadurch erzeugt, dass beim Kalibrieren eine Querschnittsreduzierung erfolgt. Dies hat den Vorteil, dass die dabei erhaltenen Profile eine exakte Geometrie aufweisen Nachteilig ist jedoch, dass zur Regulierung eines auftretenden Massestaus vor der Kalibrierung aufwendige bless- und Regeleinrichtungen notwendig sind. Aufgrund dor starken Verformungskräfte treten bei diesen Verfahren, besonders bei grossen E\trusionsgeschwindigkeiten, beim fertiggestellten Kunststoffprofil Schrumpfungen bei Alterung und Lagerung auf. Zweck der Erfindung ist es, schrumpfarme Hohlprofile aus schlagzäh modifizierten plastisch verformbaren Polyrmermassen zu erhalten. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Extrusionsverfahren zur Her- stellung schrumpfarmer Hohlprofile aus schlagzäh modifizie-tem thermopla.tisch verformbarem Polymermaterial anzugeben. Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Extrusion schrumpf armer Stranghohlprofile aus thermoplastisch verformbaren schlag zähen Kunststoffmassen, vorzugsweise elastomermodifizierten PVC Nassen, eines innerhalb vorgegebener Toleranzen aussen kalibrier- ten Strangprofils, vermittels einer Schneckenstrangpresse mit Strang presswerkzeug und Kalibriervorrichtung für den kalibrierten Kunst stoffprofilstrang und Abzugsvorrichtung, wobei zunächst ein Kunst- stoffhohlstrang mit einstellbarer Extruderkopfaustrittsgeschwindig- keit erzeugt, dieser im Kalibrier'erkzeug kalibriert und gekühlt und durch die Abzugsvorrichtung mit einstellbarer Abzugsgeschwin- digkeit abgezogen wird, bei Extruderkopfausstossgeschwindigkeiten zwischen 50 und 180, vorzugsweise 100 bis 160 cm pro Minute, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilaussenmasse am E\.-truderkopfausgang um 2 bis 5 kleiner als die Abemssungen des Kalibriereingangs sind, die Profilwand und -steg erzeugenden Spaltweiten des Extru- derkopfaustritts jeweils einheitlich um einen Betrag zwischen 20 und 40 % kleiner als die Sollwandstärken des Profils sind und die - Abzügsgeschwindigkeit nach der Kalibrierung 20 bis 40 % kleiner als die Extruderkopfausgangsgeschwindigkeit ist. Das erfindungsgemässe Verfahren ist besonders dann vorteilhaft, wenn Stranghohlprofile mit Innenstegen und/oder Profilnasen hergestellt werden müssen. Bei dem erfindungsgemässen Verfahren wird ein Nassestau vor der Kali briereinrichtung vermieden. Überraschenderweise wird es durch die erfindungsgemässe Verfahrens weise möglich, Kunststoffhohlprofilstränge, auch mit komplizierter Geometrie, sie z.3. mit Innenstegen und Aussenprofilnasen bei hohen Extrusionsgeschwindigkeiten so herzustellen, dass die Kunststoffhohl- profilstuänge geringe oder gar keine eingefrorenen Rückstellkräfte aufweison. Dies beinhaltet den Vorteil 1 dass bei Lagerung bzw. Alterung der Kunststoffhohlprofilstränge doren Schrumpfung im wesentlichen untercrückt werden kann. Stranghohlprozile werden beispielsweise als Fensterprofile, Baderoste, Zaun- und Markierungspfähle, i3an-, Balkon- und Garagentorlatten sowie in inneneinsatz bei Schubkasten-, Türzargen- oder Kühl- truhenprofilen eingesetzt. Die Profile Isönllen dabei mehr oder weni- ger kompliziert aufgebaut sein. Einfache geschlossene Honlprofile können auch innere Stege und Rammern aufweisen, aber auch vom Profil abstehende Nasen und Stege, auch in abgewinkelter Form werden häufig gefordert. Je komplizierter das Hohlprofil gestaltet ist, desto schwieriger wird es naturgemäss, exakte Massgenauigkeit zu erreichen. Durch das erfindungsgemässe Verfahren ist es möglich, ausgehend von kleineren Dimensionen der Aussenabmessungen und der Stege am Extruderkopfwerkzeugausgang, das Profil in die Kalibrierung unter Dimen- sinsvergrösserung hineinquellen zu lassen. Dabei werden auch Kanten und Stege masshaltig und exakt ausgefüllt. Durch die Einstellung der Abzugsgeschwindigkeit nach der Kalibrierung im Verhältnis zur Aus trittsgeschwindigkeit aus dem Extruderkopfwerkzeugausgang kann das Quellungsverhältnis festgelegt werden. Starke Quellung, d.h. z.B. starke Quellung der Profilwände bewirkt dabei, dass die Schrumpfung des fertigen Profils gering wird, bei nur geringer Quellung des Profils in der Kalibrierung muss mit höherer Schrumpfung gerechnet werden. Die Quellung kann üblicherweise bereits mit 20 , als ausreichend für die Erzielung eines geringen Schrumpfwertes bezeichnet werden. Bei Kunststoffmassen mit hohem Anteil an elastomerer Komponente ist auch eine Erhöhung des Quellfaktors empfehlenswert. Quellungsverhältnisse über 40 5 sind zwar realisierbar, aber selten notwendig. Neben der Quellung der Profilwinde, -stege und -nasen ist es vorteilhaft, auch die äusseren Dimensionen der Profile isotrop bzw. anisotrop zu vergrössern. Dies wird dadurch bewirkt, dass die äusseren Dimensionen des EtruderK-opfausgang s 2 bis 5 % geringere Dimensionen aufweisen, als der Kelibrierwerkzeugeingang. Diese geringe Dimensionsaufweitung macht es möglich, die IKalibriereinrichtung nahe an den E--truderkopfausgang heranzuführen. Die öusseren Dimensionen der Prefile l@ gen bis c. 10 cm Drchmesser, die Profilsçände, Stege und -nasen haben Stärken zwischen 1 und 6 m1. Thermoplastisch verformbare schlagzähe Kunststoffmassen sind dem Fachmann bekannt. Ublicherweise bestehen diese aus einer thermoplastischen harten Kunststoffmasse und einer elastischen Kunststoff komponente. Als harte Kunststoffkomponente wird häufig Polyvinyl- chlorid eingesetzt, das nach den üblichen Polymerisationsverfahren, wie Fiasse-, Suspensions-, Mikroperl- oder Emulsionspolymerisation hergestellt sein kann. Der K-Wert solcher Polymerisate liegt im allgemeinen zwischen 55 und 80. Diese Polmerisate sind mit elastomeren Komponenten, wie z.B. Äthylenvinylacetatcopolymerisaten mit 25 bis 60 Gew.% Vinylacetateinheiten im Copolyneren, chloriertem Polyäthylen, Reinacrylatkautschuk, Butylacrylat und Acrylatocpolymeren, ie Acrylbutadienstyrolcopolymerisaten modifiziert. Der Gehalt an elastomerer Kunststoffko..nponente ist dabei zwischen 3 und 20 Gew.'/. Neben physikalischen mischungen aus harter Polymermasse und elastomerer Komponente in feinster Verteilung ist es vorteilhaft, Polymermassen alleine oder im Gemisch mit harten Homopolymermassen einzusetzen, die durch Pfropfpolymerisation der harten Polymerkomponente, wie z.i3. Vinylchlorid auf die elastomere Komponente, wie z.B. Athylenvinyl- acetatcopolymerc entstanden sind. Hier liegt der Elastomeranteil ebenfalls zwischen 3 und 20 Gew. %. Die Erfindung ist besonders vorteilhaft bei Polymermassen anzuwenden, die Vinylchlorid auf Äthylenvinylacetatcopolymeres gepfropft enthalten. Die Schrumpfprobleme bei Stranghohlprofilen werden besonders auffällig wenn mit hoher Extruderausstossleistung gearbeitet wird. Teilweise können diese Probleme durch Verarbeitungshilfsstoffe, wie z.B. Gleitmittel, ausgeglichen werden, bei Ausstossleistungen über 50 cm/ Minute, vorzugsweise 100 emAinute, sind jedoch die Schrumpfprobleme durch herkömmliche Massnahmen nicht mehr auszugleichen. Etrusions- geschwindigkeiten bis zu 160 bzw. 180 cm/Minute, wie sie bisher gefordert werden, sind bei erfindungsgemässer Verfahrensweise jedoch problemlos zu beherrschen. Bei schlaczähen pniymermassen auf der Basis Vinylchlorid in Kombination mit elastomerer Kunststoffkomponento, wie z.B. Äthylenvinylacetatcopolymeren, braucht die Extrusionstemperatur gegenüber herkömmlicher Verfahrensweise nicht crhöht zu werden. Beispiel Mit einen Doppelschneckenextruder CT 80 der Firma Anger Plastik KG und einem Schwarz-Fensterprofilwekzeug* wurde eine schlagzähe Polyvinglchloidmasse, die 6 Gew. % Äthylenvinylacetat (45 Gew. %) in gepfropfter Form enthält, mit einer Extruderwerkzeugausgangsgeschwindigkeit on 110 cm/Minute und einer Abzugsgeschwindigkeit nach der Kalibrierung und Kühlung von 79 cm/Minute erzeugt. Die isotrope Aufweitung zwischen Extruderwerkzeugausgang und Kalibrierwerkzeugeingang beträgt 3 1). Die Quellung der Profllwände und -stege beträgt ca. 25 ó, so dass eine Wandstärke für das fertige Profil von 3 mm resultiert. Der Düsenspalt im profilwerkzeug betrug 2,25 mm. Das resultierende Profil zeigt einen Schrumpfwert von.nur 1,6 %. Vergleichsbeispiel Wie im erfindungsgemässen Beispiel wurde mit einer Abzugsgeschwindig keit nach der Kalibrierung von 79 cm/Minute gearbeitet, wobei der Extruderwerkzeugprofilquerschnitt gleiche Dimensionen wie die Kalibrierung aufweist. Die Schlitze des Extruderkopfwerkzeugs geben die Sollwandstärke des fertigen Profils vor, es tritt keine Quellung beim Übergang vom E\:truderkopfwerkzeug zur Kalibriereinrichtung auf. Die Extruderwerkzeugaustrittsgeschwindigkeit ist im wesentlichen gleich wie die Abzugsgeschwindigkeit nach der Kalibrierung. Das resultierende Profil weist eine Schrumpfung von 2,9 eo auf. * Fa. Schwarz, Wolfratshausen/()ob.

Claims: Patentansprüche 1. Verfahren zur Extrusion schnimpfarmer Stranghohlprofile aus thermoplastisch verformbaren schlagzähen Kunststoffmassen, vo zugsweise elastomermodifizierten PVC-Massen, eines innerhalb vorgegebener Toleranzen aussen kalibrierten Strangprofils, ver mittels einer Schneckenstrangpresse mit Strangpresswerkzeug und Kalibriervorrichtung für den kalibrierten Kunststoffprofil- strang und Abzugsvorrichtung, wobei zunächst ein Kunststoff- hohlstrang mit einstellbarer Extruderwerkzeugaustrittsgeschwin digkeit erzeugt, dieser im Kalibrierwerkzeug kalibriert und ge kühlt und durch die Abzugsvorrichtung mit einstellbarer Abzugs geschwindigkeit abgezogen wird, bei Extruderwerkzeugausstoss- geschwindiglceiten zwischen 50 und 180, vorzugsweise 100 bis 160 cm/Minute, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t dass die Profilaussenmasse am Extruderwerkzeugausgang um 2 bis 5 o kleiner als die Abmessungen des Kalibriereingangs sind, die Profilwand und -steg erzeugenden Spaltweiten des Es- truderwerkzeugaustritts jeweils einheitlich um einen Be trag zwischen 20 und 40 % kleiner als die Sollwandstärken des Profils sind und die Abzugsgeschwindigkeit nach der Kalibrierung 20 bis 40 % kleiner als die Extruderwerkzeugausgangsgeschwindig- keit ist. 2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Stranghohlprofile Innenstege und/ oder Profilnasen aufweisen. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass vor der Kalibrierung ein Massestau ver mieden wird.

Inventors: PEPPERL, GERNOT, DR., DIPL.-CHEM.
Applicants: WACKER-CHEMIE GMBH
Application year: 1979
Main classification: B29D23
IPC codes: B29C47