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Title:
METHOD FOR PRODUCING THERMOPLASTIC SYNTHETIC MOULDING COMPOUNDS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1999/030893
Kind Code:
A1
Abstract:
Method for continuous production of a thermoplastic moulding compound with a low scatter-range melt-flow index. Two or more identical-mixture starting products with varying melt-flow indices are mixed in a reclaim extruder which is equipped with an on-line melt-flow index measuring device and an adjustable metering system.

Inventors:
REUSCHEL GERHARD (DE)
Application Number:
PCT/EP1998/007996
Publication Date:
June 24, 1999
Filing Date:
December 09, 1998
Export Citation:
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Assignee:
TICONA GMBH (DE)
REUSCHEL GERHARD (DE)
International Classes:
B29B7/72; B29C48/92; C08L59/02; B29B9/00; C08L59/04; (IPC1-7): B29C47/92; B29B9/00; B29B7/72
Foreign References:
EP0238796A21987-09-30
DE2838110A11980-03-13
EP0728796A21996-08-28
US5587434A1996-12-24
US4385016A1983-05-24
US4213747A1980-07-22
US4448736A1984-05-15
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Claims:
PatentansprCiche
1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung einer thermoplastischen Formasse mit einem Schmelzindex geringer Streubreite, dadurch gekennzeichnet, dafl zwei oder mehr chemisch identische Ausgangsprodukte mit unterschiedlichem Schmelzindex in einem Granulierextruder gemischt, werden, wobei der Extruder mit einem OnlineSchmelzindexgerat und regelbaren Dosiersystemen ausgerüstet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmelzindexgerät ein Meßsignal aussendet, durch das die Dosierung der Masseströme der einzelnen Komponenten gesteuert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dafl das Meflsignal auf den Wert des zu erhaltenen Produktes eingestelit wird.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Anspruche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dall als thermoplastische Formasse Polyoxymethylen, Polyester oder Polyamid eingesetzt wird.
Description:
Beschreibung Verfahren zur Herstellung von thermoplastischen Kunststoff-Formmassen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer thermoplastischen Kunststoff-Formmasse, die einen Schmelzindex mit geringer Streubreite aufweist.

Thermoplastische Kunststoffe werden überwiegend durch Spritzgufl oder Extrusion verarbeitet. Hierbei wird das Material geschmolzen und die Schmeize kontinuierlich oder diskontinuierlich in Formen gedrückt, in denen das Material wieder erstarrt. Auf diese Weise können sehr große Stückzahlen gleichartiger Formteile hergestellt werden.

Fur dise Art der Verarbeitung ist aber Voraussetzung, dall die Polymerschmeize eine bestimmte und mit einer möglichst geringen Schwankung behaftete Viskosität aufweist.

Schwankungen der Schmelzviskosität innerhalb einer zur Verarbeitung bestimmten Materiallieferung konnen namlich zu Störungen und erhöhtem Ausschuß führen.

Alle Rohstoffhersteller bieten daher ihre Produkte mit abgestufter Schmelzviskosität an.

Diese Produkte sind jeweils identisch im chemischen Aufbau und in der Zusammensetzung der Stabilisator-und Additivmischungen. Der Unterschied zwischen den einzelnen Produkttypen liegt dann ausschließlich in der Viskosität der Schmeize.

Beispiele hierfür sind in den Produktbroschüren der Hersteller angegeben.

Als Mats fur die Viskosität der Schmeize wird üblicherweise der Schmelzindex als Volumenfließrate nach ISO 1133 in ml/10 min angegeben. Daneben wird aber haufig auch noch die Massenflie#rate g/1 0 min verwendet.

Um einen definierten Schmelzindex eines Polymeren gezielt herzustellen, werden üblicherweise bei der Polymersynthese dem Gemisch aus einem oder mehreren Monomeren und Initiatoren Substanzen zugesetzt, die zu einem Abbruch des Kettenwachstums führen und wiederum eine neue Kette initiieren. Durch den Einsatz dieser"Regler'genannten Stoffe kann die mittlere Molasse eingestellt werden. Diese Methode ist jedoch ungenau und fuhrt zu Produkten, deren Schmeizviskosität stark

streut. Die fur eine kommerzielle Verwendung des Polymeren erforderliche Reproduzierbarkeit des Schmelzindexes ist nur mit großem Aufwand zu erreichen. Vor allem in kontinuierlich betriebenen Polymersynthesen ist for die Regelung des Schmeizindexes der Aufwand sehr hoch.

Bei der Copolymerisation von Trioxan mit zyklischen Ethern und zyklischen Acetalen zu Polyoxymethylen niedermolekulareoffenkettigeAcetalewieüblicherweise Methylal oder Butylal als Regeler eingesetzt. Trotz des Einsatzes dieser Substanzen weisen die so hergestellten Produkte aber eine große Schwankungsbreite des Schmelzindexes auf. Schwankungen des Schmelzindexes können aber, wie oben erwähnt, zu Produktionsstörungen bei der Spritzguß-oder Extrusionsverarbeitung des Materials führen. Um die Streuung des Schmelzindexes zu verringern, werden daher üblicherweise Homogenisierungseinrichtungen nach der Granulierung eingesetzt. In diesem zusatzlichen Verarbeitungsschritt wird Material solange gemischt, bis eine geringe Streuung des Schrneizindex über die gesamte Produktmenge erreicht ist.

Dieser zusätzliche Aufwand ist jedoch mit erheblichen Kosten verbunden.

Mischungen aus Polyoxymethylen-Komponenten mit hohem und niedrigem Schmelzindex, die eine verbesserte Flie#fähigkeit besitzen, sind bekannt (JP-A-50-030 949, JP-A-05-279 551). Es handelt sich dabei um Homopolymerisate wie auch um Copolymerisate. In den Beispielen werden aber jeweils nur die resultierenden Schmeizindices einer diskontinuierlich, d. h. chargenweise hergestellten Mischung angegeben, die Schwankungsbreite der Werte bei wiederholt hergestellten Mischungen kann aus dem Stand der Technik nicht entnommen werden. Es bestand daher ein Bedürfnis, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden.

Die Aufgabe wurde gelost durch ein kontinuierliches Verfahren zur Herstellung einer thermoplastischen Formasse mit einem Schmelzindex geringer Streubreite, bei dem zwei oder mehr chemisch identische Ausgangsprodukte mit unterschiedlichem Schmelzindex in einem Granulierextruder gemischt werden, wobei der Extruder mit einem Online-Schmelzindexgerät und regelbaren Dosiersystemen ausgerüstet wird.

Als thermoplastische Formmassen, die bei dem Verfahren gemä# der Erfindung eingesetzt werden können, eignen sich die bekannten Homo-und Copolymerisate des Polyoxymethylens (POM), Polyester wie Polyethylen-und Polybutylenterephthalat, Polyamid, vorzugsweise POM.

Durch das Verfahren gemall der Erfindung kann der Schmelzindex beispielsweise von linearen POM-Polymeren wesentlich genauer eingestellt werden kann, als dies bei der Synthese aus den Monomeren unter Einsatz von Reglern der Fall ist. Die mechanischen Eigenschaften der durch Mischen gemma der Erfindung hergestellten Produkte unterscheiden sich auch nicht von den Eigenschaften der durch Synthese unter Verwendung von Reglern hergestellten Produkte mit gleichem Schmelzindex.

Durch das Mischverfahren gemtill der Endung laf3t sich aber von zwei oder mehr Produkten mit unterschiedlichem Schmeizindex jeder Schmelzindexwert in engen Grenzen durch Variation der jeweiligen Massenanteile einstellen, der zu mischenden Ausgangswerten liegt.

Dieses Verfahren ist sehr gut automatisierbar und fOr die grolltechnische Produktion geeignet. Hierfür wird der Granulierextruder mit einem OnlineSchmeizindexmeßgerät und regelbaren Dosiersystemen, jeweils bekannten Apparaturen, ausgerüstet.

Hersteller von geeigneten Online-Meßgeräten sind Fa. Göttfert, Büchen, Bundesrepublik Deutschland oder Reametrix, Niederiassung Deutschland, Frankfurt am Main, Bundesrepublik Deutschland. Geeignete Dosiersysteme können z. B. bezogen werden von Fa. Engelhardt, Deutschland oder K-tron-Soder, Schweiz. Als elektronischer Regeler kann z. B. Typ Sipart DR 22, Hersteller Siemens AG, Karlsruhe, Deutschland, eingesetzt werden. Das Meßsignal des Schmelzindexme#gerätes, das den Wert des zu erhaltenen Produktes besitzt, steuert nun die Dosierung der Masseströme der einzelnen Komponenten so, dafl das Meflsignal konstant auf dem vorgegebenen Sollwert bleibt. Auf diese Weise können Produkte hergestellt werden, die, wie oben aufgefuhrt, nur noch minimale Schwankungen entweder innerhalb der einzelnen Chargen oder im kontinuierlichen Betrieb aufweisen. Zudem können beliebige, fOr spezielle Anwendungsfälle optimale Schmelzindices gezielt und mit geringen Streubreiten im Fließverhalten hergestellt werden. Die Schmelzindices der zur

Mischung verwendeten Ausgangssubstanzen können dabei in weiten Grenzen schwanken. Durch den so möglich gewordenen Verzicht auf aufwendige, genaue Schmelzindexregelungen bei der Polymersynthese sind grole Kosteneinsparungen bei der Bereitstellung der Ausgangssubstanzen fur die Endproduktherstellung möglich.

Die gemaf3 der Erfindung erhaltenen Produkte lassen sich problemlos verarbeiten, da sich auch die Eigenschaften gegenuber den auf herkömmliche Weise hergestellte Produkte nicht ändern. Vorteilhaft ist, dafl keine Schwankungen der Schmeizviskositäten auftreten und somit keine Störungen und die Bildung von Ausschuß bei der Verarbeitung im Spritzguß und bei der Extrusion zu beobachten sind.

Beispiele 1) Zwei handelsübliche Polyacetalformmassen mit den Schmeizindices g/1 0/min und 13 g/1 0 min wurden unter Verwendung von Online-Meßgerät, elektronischer Regeler und Sandwaagen kontinuierlich dem Extruder zugeführt, so daß das Online Me (3signal, eingestellt auf 9,50 g/1 0 min, konstant bleibt. Die Streuung des Schmelzindexes der erhaltenen Mischung betrug 0,05 g/1 0 min bei einem Mittelwert von 9,50 g/1 0 min.

Vergleichsbeispiel 1 Handelsubliches Polyacetal des Schmelzindexbereiches 9 g/10 min wurde 10 Mal gemessen. Die Streuung der Meßwerte betrug 0,5 g/10 min bei einem Mittelwert von 9,50 g/1 0 min.

2) Wie im Beispiel 1 wurde eine Formasse hergestellt, die einen Schmelzindex von 28 g/1 0 min aufwies. Die Schmelzindices der Ausgangsmaterialien waren 2,5 g/1 0 min und 52 g/1 0 min. Die Streuung des Schmelzindexes der erhaltenen Mischung betrug 0,12 g/1 0 min.

Vergleichsbeispiel 2 Handelsübliches Polyacetal des Schmelzindexbereiches 28 g/1 0 min wurde 10 Mal gemessen. Die Streuung der Meflwerte betrug 0,8 gamin bei einem 28g/10min.von