DE4230793C2 - Verfahren und Anlage zur Herstellung von Schreibstiften - Google Patents
Verfahren und Anlage zur Herstellung von SchreibstiftenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung
von Schreibstiften mit einer festen Schreibmine und
mindestens einer Ummantelung, bei dem Polymere als
Bindemittel eingesetzt werden und das Minenmaterial
und das Ummantelungsmaterial extrudiert werden. Die
Erfindung betrifft auch eine Anlage zur Durchführung
dieses Verfahrens mit einem Minenextruder und
mindestens einen an einen Ummantelungsspritzkopf
angeschlossenen Ummantelungsextruder.
An Schreibstifte werden mehrere Anforderungen
gestellt, wobei die Gebrauchseigenschaften im
wesentlichen von der Qualität der Mine abhängen. Ein
Schreibstift muß u. a. gut spitzbar sein, was
einerseits durch die Härte des Ummantelungsmaterials
und andererseits wegen der angreifenden
Torsionskräfte durch die Sprödigkeit der Mine und
die Haftung zwischen Mine und Ummantelungsmaterial
bestimmt wird. Dickenschwankungen in der Mine machen
sich hierbei nachteilig bemerkbar. Weiterhin darf
die Mine im Ummantelungsmaterial nicht
unterschiedlichen Spannungen unterliegen oder gar
bereits Bruchstellen aufweisen, die beim
Herstellungsprozeß leicht auftreten können.
Schreibstifte werden heutzutage zunehmend aus
Kunststoffen hergestellt, wobei entsprechende
Strangprofile extrudiert werden, die anschließend
auf Schreibstiftlänge geschnitten werden. Als
Bindemittel im Minenmaterial und im
Ummantelungsmaterial werden die unterschiedlichsten
Polymere, vorzugsweise jedoch SAN- und ABS-Polymere
eingesetzt, denen wiederum geeignete Zuschlagsstoffe
wie Farbmaterial, Gleit- und Haftstoffe und ggf.
Füllstoffe zugesetzt werden.
Obwohl die Eigenschaften der Schreibstifte im
wesentlichen durch die verwendeten Materialien
bestimmt werden, so hat sich doch gezeigt, daß auch
das Herstellungsverfahren auf die
Gebrauchseigenschaften von Schreibstiften einen
wesentlichen Einfluß haben.
Aus der DE-OS 20 30 578 ist eine Vorrichtung zur
Herstellung und/oder Umhüllung von Strangprofilen,
insbesondere von Schreibstiften, bekannt. Gemäß
einer Ausführungsform wird ein bereits
vorgefertigtes Strangprofil wie ein Draht, Seil,
Rohr oder dergleichen in die Strangpreßdüse
eingeführt, wo die Ummantelung des Strangprofiles
erfolgt. Für die Herstellung von Schreibstiften ist
dieses Verfahren jedoch nicht geeignet, da
vorgefertigte Minen wegen ihrer Bruchempfindlichkeit
nur schwer handhabbar sind. Ein weiterer Nachteil
besteht darin, daß vorgefertigte Minen dann leicht
brechen, wenn sie mit dem heißen
Ummantelungsmaterial in Kontakt kommen, weil durch
die Temperaturunterschiede zwischen Mine und
Ummantelungsmaterial unweigerlich Spannungen im
Minenmaterial auftreten.
In der DE-OS 20 30 578 wird auch vorgeschlagen, das
zu umhüllende Strangprofil unmittelbar vor dem
Ummanteln zu extrudieren. Die Düse ist derart
gestaltet, daß sie gleichzeitig als Dorn für eine
zweite Strangpreßdüse dient. Dieses Verfahren hat
jedoch den Nachteil, daß die Mine noch plastisch
ist, wenn bereits die Ummantelung aufextrudiert wird.
Wenn der Druck des Ummantelungsmaterials sehr groß
ist, tritt eine Deformation der Mine auf. Dies kann
nicht nur dazu führen, daß Dickenschwankungen
auftreten, sondern auch dazu, daß überhaupt keine
Mine mehr erzeugt wird.
Aus der DE-PS 38 27 968 ist ein Verfahren bekannt,
bei dem alle Minenkomponenten zunächst auf feine
Korngröße gemahlen werden und anschließend in einem
Turbomischer gemischt werden. Im Turbomischer ist
eine bestimmte Temperaturführung erforderlich, weil
die Mischung wiederum gekörnt werden muß, bevor sie
dem Extruder zugeführt wird. Im Minenextruder
durchläuft die zugeführte Mischung eine Einfüllzone,
eine Durchgangszone, eine Kompressionszone und eine
Extruderkopfzone, wobei die Temperatur bis zur
Extrusionszone ansteigt und am Extruderkopf wieder
geringfügig abfällt. Dieses Verfahren ist wegen der
Aufbereitung der Minenkomponenten sehr aufwendig und
wenig flexibel, wenn beispielsweise die Härte der
Mine geändert werden soll.
Aus der DE-AS 22 03 635 ist ein Bleistift mit Kunststoffummantelung bekannt.
Es wird beschrieben, daß unter Anwendung eines Mischers vom V-Typ ABS-
Harz-Pulver, Graphitpulver und Calciumstearat gründlich vermischt wird. Nach
der Trocknung wird das Gemisch bei etwa 170°C unter Anwendung eines
Extruders extrudiert und noch heiß zur Bildung des Materials für die
Bleistiftkerne geschnitten. Insofern erfolgt die Herstellung der Mine in zwei
Verfahrensschritten, wobei sich der erste Verfahrensschritt durch die gleichzeitige
gemeinsame Vermischung der Komponenten in einem Mischer und die der
Extrusion vorgeschaltete Trocknung auszeichnet. Eine relativ schnelle
Durchmischung aller Komponenten wird mit diesem bekannten Verfahren jedoch
nicht erzielt.
Weiterhin wird in der DE-AS 22 03 635 erwähnt, daß das Verfahren dem
Verfahren der Ummantelung von Drähten entspricht. Drähte werden jedoch
vorgefertigt und von einer Spule abgewickelt und dann einem Extruder zugeführt.
Dies bedeutet, daß der Draht, der der Mine entspricht, vollständig erkaltet und
somit auch vollständig verfestigt vorliegt, bevor die Ummantelung vorgenommen
wird.
Gegenstand der DE-AS 28 03 206 ist ein Gemisch, insbesondere für die
Ummantelung von Minen. Das Gemisch wird hierfür mit einer Strangpresse
ausgepreßt, die mit einem Querspritzkopf versehen ist. In diesem wird
gleichzeitig und kontinuierlich die plastische Mine dosiert und mittels einer
weiteren Strangpresse herausgedrückt. Das herausgedrückte Sechskantprofil wird
kalibriert und nachher auf die entsprechende Länge des klassischen Bleistiftes
zugeschnitten. Die Oberfläche der auf diese Art erzeugten Bleistifte kann durch
einen Lackanstrich verbessert werden oder es wird ein dreifacher Spritzkopf
angewandt und die Oberfläche wird mit einer dünnen dekorativen Schicht aus
einem steifen Kunststoff überzogen.
Aufgabe der Erfindung ist daher ein Verfahren und
eine Anlage, das eine flexible Herstellung von
Schreibstiften unterschiedlicher Härte bei
geringerem Aufwand ermöglicht, wobei die erzeugten
Schreibstifte eine bessere Qualität hinsichtlich
Minenbruch und Spitzbarkeit aufweisen sollen.
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren gemäß
Anspruch 1 gelöst. Gegenstand der Anlage ist
Anspruch 10.
Die Erfindung geht von der Überlegung aus, daß eine
größere Flexibilität dann erreicht wird, wenn das
polymere Bindemittel und die übrigen Komponenten des
Minenmaterials getrennt aufbereitet und dem Extruder
zugeführt werden. Die Härte der Mine wird durch die
Zuschlagsstoffe wie Farbstoffe, Gleit- und
Haftstoffe sowie ggf. Füllstoffen bestimmt. Hierbei
handelt es sich um pulverförmige Materialien, die
unabhängig vom polymeren Bindemittel gemischt und
aufbereitet werden. Wenn auf eine andere Härte der
Mine oder eine andere Farbe umgestellt werden soll,
so kann unabhängig vom eingesetzten polymeren
Bindemittel die Mischung der Zuschlagsstoffe
geändert werden. Es können auch mehrere Mischungen
bereitgehalten werden, die dann nach Wahl dem
bereits aufgeschmolzenen polymeren Bindemittel
zugesetzt werden.
Dadurch, daß das polymere Bindemittel bei der Zugabe
der pulverförmigen Zuschlagsstoffe bereits
aufgeschmolzen ist, wird eine relativ schnelle
Durchmischung aller Komponenten erzielt. Nach
erfolgter Durchmischung wird das Minenmaterial zu
einem Minenprofil extrudiert, das anschließend
abgekühlt wird. Wichtig ist hierbei, daß die
Abkühlung nur so weit erfolgt, daß das Minenprofil
gerade nicht mehr plastisch ist. Dies bietet den
Vorteil, daß das Minenprofil beim Aufextrudieren der
Ummantelung nicht mehr deformiert werden kann, so
daß keine Dickenschwankungen auftreten können.
Andererseits ist die Temperatur noch so hoch, daß
die Differenz zur Temperatur des aufextrudierten
Ummantelungsmaterials keine Spannungen im
Minenprofil hervorrufen können. Insbesondere, wenn
sowohl für das Minenmaterial als auch für das
Ummantelungsmaterial als Bindemittel dieselben
Polymere oder ähnliche Polymere eingesetzt werden,
die einen etwa gleichen Erweichungsbereich
aufweisen, beträgt der Temperaturunterschied nur
einige Grad Celsius bis einige 10°C, so daß die
Vorteile einer bereits nicht mehr plastischen Mine
mit den Vorteilen einer noch auf hoher Temperatur
befindlichen Mine kombiniert werden können. Erst
nach der Ummantelung und der vollständigen
Ausbildung des Schreibstiftprofiles erfolgt die
vollständige Abkühlung des Schreibstiftprofils.
Das Aufschmelzen des Bindemittels
und das Vermischen mit den pulverförmigen
Zuschlagsstoffen wird in einem Extruder durchgeführt, der
im Rahmen der Anlage zur Herstellung der
Schreibstifte beschrieben wird.
Die Temperatur der Polymerschmelze wird bis zur
Zugabe des pulverförmigen Gemisches kontinuierlich
erhöht, da eine niedrige Viskosität der
Polymerschmelze das Einmischen der pulverförmigen
Zuschlagsstoffe erleichtert. Nach der Zugabe der
Zuschlagsstoffe wird die Temperatur geringfügig
abgesenkt und anschließend wieder bis zur
Extrusionstemperatur erhöht, wobei die
Temperaturabsenkung nur so weit erfolgt, daß das
Bindemittel noch als Schmelze vorliegt. Die
Temperatur der Polymerschmelze darf allerdings nicht
so weit erhöht werden, daß eine Depolymerisation
eintritt.
Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn das
Gemisch der Minenmaterialien nach der Zugabe der
Zuschlagsstoffe nicht nur mindestens einem
Mischvorgang sondern auch mindestens einem
Knetzyklus unterworfen wird. Vorzugsweise wird das
Gemisch zwei oder drei aufeinanderfolgenden Misch-
und Knetzyklen unterworfen, wobei der jeweils
nachfolgende Misch- und Knetzyklus bei höherer
Temperatur durchgeführt wird.
Damit in der Mine keine Blasen erzeugt werden, die
die Stabilität der Mine beeinträchtigen, wird
während der Zugabe der Zuschlagsstoffe eine
Entgasung durchgeführt. Vorzugsweise wird auch nach
dem letzten Misch- und Knetzyklus oder während des
letzten Misch- und Knetzyklus eine Entgasung des
Minenmaterials durchgeführt.
Je nach Art des gewünschten Schreibstiftes und der
geforderten Farbgebung können auf das Minenprofil
zwei oder mehr Ummantelungen aufgebracht werden.
Vorzugsweise werden zwei Ummantelungen gleichzeitig
auf das Minenprofil aufextrudiert, wobei die äußere
Ummantelung als dünne Farbschicht ausgebildet wird.
Das Schreibstiftprofil wird unmittelbar nach dem
Extrudieren der Ummantelungsmaterialien kalibriert.
Die Anlage zur Durchführung des Verfahrens weist
einen Minenextruder auf, der eine erste und eine
zweite Beschickungsstation besitzt. Zwischen der
ersten und der zweiten Beschickungsstation ist
mindestens eine Aufschmelz- und Förderstrecke und
hinter der zweiten Beschickungsstation mindestens
eine Misch- und Knetstrecke vorgesehen. Zwischen dem
Minenextruder und dem Ummantelungsspritzkopf ist
eine erste Kühlstrecke und hinter dem
Ummantelungsspritzkopf eine zweite Kühlstrecke
vorgesehen.
Der Minenextruder ist modular aufgebaut, so daß die
einzelnen Aufschmelz-, Förder-, Misch- und
Knetstrecken den jeweils eingesetzten Materialien
angepaßt werden können.
Die zweite Beschickungsstation ist an einem
Beschickungsextruder angeschlossen, der wiederum von
einer Dosiereinrichtung, die vorzugsweise eine
graphimetrische Dosiereinrichtung ist, gespeist
wird. Über die zweite Beschickungsstation werden die
pulverförmigen Zuschlagsstoffe den im Extruder
befindlichen Polymerschmelzematerial zugeführt. Die
Temperaturführung in der oder den Aufheiz- und
Förderstrecken zwischen der ersten
Beschickungsstation und der zweiten
Beschickungsstation ist so gewählt, daß die
Temperatur kontinuierlich zwischen der ersten
Beschickungsstation und der zweiten
Beschickungsstation zunimmt und im Bereich der
zweiten Beschickungsstation eine Schmelze der
gewünschten Viskosität vorliegt. In die zweite
Beschickungsstation ist vorzugsweise eine
Entgasungsstation integriert, um bereits in einem
frühen Stadium der Aufbereitung des Minenmaterials
Gase zu entfernen, die bei der späteren fertigen
Mine zur Blasenbildung führen können. Um
sicherzustellen, daß die gesamten, im Minenmaterial
vorhandenen Gase abgeführt werden können, ist hinter
der oder im Bereich der letzten Misch- und
Knetstrecke eine zweite Entgasungsstation
angeordnet.
Die Kühlstrecke kann unterschiedliche Kühlmedien
enthalten. Im Bereich der Kühlstrecke können auch
Einrichtungen zum Führen des extrudierten
Minenprofils vorgesehen sein. Vorzugsweise ist die
Kühlstrecke jedoch lediglich ein Freiraum zwischen
dem Minenextruder und dem Ummantelungsspritzkopf. In
diesem Freiraum wird das extrudierte Minenprofil
freihängend dem Ummantelungsspritzkopf zugeführt,
wobei es ausreicht, wenn die Luft in diesem Freiraum
auf Raumtemperatur sich befindet. Auf zusätzliche
Einrichtungen kann verzichtet werden, wenn die Länge
dieser ersten Kühlstrecke in der Weise auf die
Abzugsgeschwindigkeit des Minenprofils eingestellt
ist, daß die gewünschte Temperaturabsenkung des
Minenprofils erzielt wird.
Hinter dem Ummantelungsspritzkopf ist eine
Kalibrierstation angeordnet, wobei vorzugsweise die
Kalibrierstation zumindest einen Teil der zweiten
Kühlstrecke bildet.
Nachfolgend werden beispielhafte Ausführungsformen
der Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 die Draufsicht auf die Anlage,
Fig. 2 einen Teil der Anlage in Seitenansicht und
Fig. 3 den Aufbau des Minenextruders in
schematischer Darstellung.
In der Fig. 1 ist die Anlage zur Herstellung von
Schreibstiften in Draufsicht dargestellt. An den
Minenextruder 1 ist seitlich ein
Beschickungsextruder 2 für die Zuführung der
Zuschlagstoffe zur Polymerschmelze angeflanscht. Das
aus dem Minenextruder extrudierte Minenprofil 13
durchläuft danach eine Kühlstrecke 3 und tritt in
den Ummantelungsspritzkopf 6 ein, an den ein erster
und ein zweiter Ummantelungsextruder 4, 5
angeschlossen sind. Mit dem Ummantelungsextruder 4
wird das Material für die Minenummantelung dem
Ummantelungsspritzkopf 6 zugeführt. Gleichzeitig
wird mittels des zweiten Ummantelungsextruders 5
Material für das Aufbringen einer Außenschicht,
vorzugsweise einer Farbschicht, dem
Ummantelungsspritzkopf 6 zugeführt. Beide
Ummantelungsmaterialien werden im
Ummantelungsspritzkopf 6 gleichzeitig auf das
Minenprofil 13 aufextrudiert. Die Extrusion erfolgt
in der Weise, daß das Schreibstiftprofil 14
unmittelbar hinter dem Ummantelungsspritzkopf 6 in
eine Kalibrierstation 7 extrudiert wird, die einen
Teil der zweiten Kühlstrecke 8 bildet. Die zweite
Kühlstrecke 8 besteht in der hier gezeigten
Darstellung aus zwei Kühlwannen 9 und 10, die mit
Kühlflüssigkeit, beispielsweise Wasser gefüllt sind.
Am Ende der zweiten Kühlwanne 10 befindet sich ein
Wasserabstreifer und das Schreibstiftprofil 14
gelangt in die Abzugsstation und danach in eine
Sägestation 12, wo eine mitlaufende Säge zum
Abtrennen der einzelnen Schreibstifte vom
Schreibstiftprofil 14 angeordnet ist. Sowohl der
Minenextruder 1 als auch die Ummantelungsextruder 4,
5 und die Abzugsstation 11 sind an eine gemeinsame
Schaltstation 30 angeschlossen.
In der Fig. 2 ist der vordere Teil der Anlage in
Seitenansicht dargestellt. Die erste Kühlstrecke 3
besteht aus einem Freiraum zwischen dem
Minenextruder 1 und dem Ummantelungsspritzkopf 6, in
dem das extrudierte Minenprofil 13 freihängend dem
Ummantelungsspritzkopf 6 zugeführt wird. Das
extrudierte Minenprofil 13 weist eine so große
Stabilität auf, daß es in dieser ersten Kühlstrecke
3 nicht reißt. Diese erste Kühlstrecke ermöglicht
auch eine optische Kontrolle des extrudierten
Minenprofils 13. Am Ende der ersten Kühlstrecke 3
ist das Minenprofil 13 so weit abgekühlt, daß es bei
Eintritt in den Ummantelungsspritzkopf nicht mehr
plastisch ist. Wenn die Länge der ersten Kühlstrecke
entsprechend auf die Abzugsgeschwindigkeit des
Minenprofils 13 abgestimmt ist, reicht es auch, wenn
die Umgebungsluft in diesem Freiraum der Kühlstrecke
3 sich auf Raumtemperatur befindet.
In Fig. 3 ist der Minenextruder schematisch
dargestellt. Bei dem Minenextruder 1 handelt es sich
um einen Doppelschneckenextruder, der verschiedene
Streckenabschnitte und Stationen aufweist, die
modular zusammengestellt werden können. Benachbart
dem Antrieb 17 ist eine erste Beschickungsstation 18
angeordnet, über die aus einer ersten
Dosiereinrichtung 15, die eine gravimetrische
Dosiereinrichtung sein kann, das polymere
Bindemittel dem Minenextruder 1 zugeführt wird. Im
Bereich der ersten Beschickungsstation 18 ist eine
erste Aufschmelz- und Förderstrecke 20 vorgesehen,
die das angelieferte Polymermaterial über die
Erweichungstemperatur erhitzt und einer zweiten
Aufschmelz- und Förderstrecke 21 zuführt, wo eine
weitere Aufschmelzung des Polymermaterial erfolgt.
Danach gelangt das auf eine hohe Temperatur
aufgeheizte Polymermaterial in die zweite
Beschickungsstation 19, wo die Zuschlagsstoffe, wie
z. B. Graphit, Haft- und Gleitstoffe sowie ggf.
Füllstoffe als pulverförmiges Gemisch aus einer
gravimetrischen zweiten Dosiereinrichtung 16
zugeführt wird. Im Bereich der zweiten
Beschickungsstation 19 ist ebenfalls eine Aufheiz-
und Förderstrecke vorgesehen, die mit einer ersten
Entgasungsstation 22 versehen ist. An die zweite
Beschickungsstation 19 schließen sich insgesamt drei
Misch- und Knetstrecken 24, 25 und 26 an, wobei die
dritte Misch- und Knetstrecke eine zweite
Entgasungsstation 23 aufweist. An die zweite
Entgasungsstation 23 schließt sich eine
Förderstrecke 27 sowie die Verdichtungsstrecke 28
an, die am Extruderkopf 29 endet, aus dem das
Minenprofil 13 extrudiert wird.
Auf dieser Anlage können Schreibstifte hergestellt
werden, die beispielsweise als Bindemittel
Polystyrol enthalten. Das Polystyrol, das etwa 10
bis 40 Gew.-% des Minenmaterial ausmacht, wird als
Granulat der ersten Beschickungsstation zugeführt
und dort auf dem Weg zur zweiten Beschickungsstation
auf etwa 240°C aufgeheizt. Über die zweite
Beschickungsstation wird ein Gemisch aus
pulverförmigem Graphit, das 50 bis 70 Gew.-% des
Minenmaterial ausmacht, sowie Stearinsäure und
Calciumstearat mit Anteilen von 2 bis 5 Gew.-% bzw.
2 bis 10 Gew.-% zugeführt. Die Temperatur in den
anschließenden Misch- und Knetstrecken 24 bis 26
beträgt 190 bis 200°C. Diese Temperatur wird dann im
Bereich der Förderstrecke 27 sowie der
Verdichtungsstrecke 28 aufrechterhalten und das
Minenmaterial am Extruderkopf 29 mit etwa dieser
Temperatur extrudiert. Im Bereich der ersten
Kühlstrecke 3 erfolgt dann eine Abkühlung auf etwa
190°C, eine Temperatur bei der das Minenmaterial
sich bereits so weit verfestigt hat, daß es beim
Eintritt in den Ummantelungsspritzkopf 6 nicht mehr
deformiert werden kann. Als Ummantelungsmaterial
kann ebenfalls Polystyrol als Bindemittel eingesetzt
werden, das einen Anteil von 60 bis 70 Gew.-%
ausmacht. Das Ummantelungsmaterial kann weiterhin
noch 30 bis 40 Gew.-% talkumgefülltes LDPE sowie
Farbbatches und Treibmittel aufweisen. Die
Außenschicht, die ebenfalls im
Ummantelungsspritzkopf 6 aufextrudiert wird, kann
ebenfalls Polystyrol aufweisen, das einen Anteil von
über 50 Gew.-% ausmacht. Zusätzlich enthält das
Material für die Außenschicht noch Farbbatches, so
daß eine farbliche Ausgestaltung des Schreibstiftes
möglich ist.
Das Anfahren der Anlage erfolgt in der Weise, daß
zunächst mit der Extrusion der Ummantelung begonnen
wird und dann erst die Minenextrusion erfolgt. Der
Anfang des Minenprofils wird dann in den
Ummantelungsspritzkopf eingeführt und von dem
extrudierten Ummantelungsmaterial erfaßt und
mitgezogen.
Eine beispielhafte Temperaturführung für
Minenmaterialien, die als Bindemittel Polystyrol
aufweisen, ist aus der nachfolgenden Tabelle zu
entnehmen.
Bezugszeichenliste
1 Minenextruder
2 Beschichtungsextruder
3 erste Kühlstrecke
4 erster Ummantelungsextruder
5 zweiter Ummantelungsextruder
6 Ummantelungsspritzkopf
7 Kalibrierstation
8 zweite Kühlstrecke
9 erste Kühlwanne
10 zweite Kühlwanne
11 Abzugsstation
12 Sägestation
13 Minenprofil
14 Schreibstiftprofil
15 erste Dosiereinrichtung
16 zweite Dosiereinrichtung
17 Antrieb
18 erste Beschickungsstation
19 zweite Beschickungsstation
20 erste Aufschmelz- und Förderstrecke
21 zweite Aufschmelz- und Förderstrecke
22 erste Entgasungsstation
23 zweite Entgasungsstation
24 erste Misch- und Knetstrecke
25 zweite Misch- und Knetstrecke
26 dritte Misch- und Knetstrecke
27 Förderstrecke
28 Verdichtungsstrecke
29 Extruderkopf
30 Schalteinrichtung
2 Beschichtungsextruder
3 erste Kühlstrecke
4 erster Ummantelungsextruder
5 zweiter Ummantelungsextruder
6 Ummantelungsspritzkopf
7 Kalibrierstation
8 zweite Kühlstrecke
9 erste Kühlwanne
10 zweite Kühlwanne
11 Abzugsstation
12 Sägestation
13 Minenprofil
14 Schreibstiftprofil
15 erste Dosiereinrichtung
16 zweite Dosiereinrichtung
17 Antrieb
18 erste Beschickungsstation
19 zweite Beschickungsstation
20 erste Aufschmelz- und Förderstrecke
21 zweite Aufschmelz- und Förderstrecke
22 erste Entgasungsstation
23 zweite Entgasungsstation
24 erste Misch- und Knetstrecke
25 zweite Misch- und Knetstrecke
26 dritte Misch- und Knetstrecke
27 Förderstrecke
28 Verdichtungsstrecke
29 Extruderkopf
30 Schalteinrichtung
Claims (15)
1. Verfahren zur Herstellung von Schreibstiften mit
einer festen Schreibmine und mindestens einer
Ummantelung, bei dem Polymere als Bindemittel
eingesetzt werden und das Minenmaterial und das
Ummantelungsmaterial extrudiert werden, dadurch
gekennzeichnet,
daß zur Herstellung der Mine zunächst das polymere Bindemittel aufgeschmolzen wird,
daß dann der Polymerschmelze ein pulverförmiges Gemisch aus an sich bekannten Zuschlagsstoffen wie Farbstoffen, Gleit- und Haftstoffen und ggf. Füllstoffen zugegeben wird, wobei das Aufschmelzen des Bindemittels und das Vermischen mit den pulverförmigen Zuschlagsstoffen in einem Extruder durchgeführt wird,
daß nach intensiver Vermischung der Polymerschmelze mit den Zuschlagsstoffen das Minenmaterial zu einem Minenprofil extrudiert wird,
daß das erhaltene Minenprofil anschließend nur so weit abgekühlt wird, daß das Minenprofil gerade nicht mehr plastisch ist,
daß auf das abgekühlte aber noch nicht erkaltete Minenprofil das Ummantelungsmaterial zur Ausbildung des Schreibstiftprofils extrudiert wird und
daß danach das Schreibstiftprofil vollständig abgekühlt wird.
daß zur Herstellung der Mine zunächst das polymere Bindemittel aufgeschmolzen wird,
daß dann der Polymerschmelze ein pulverförmiges Gemisch aus an sich bekannten Zuschlagsstoffen wie Farbstoffen, Gleit- und Haftstoffen und ggf. Füllstoffen zugegeben wird, wobei das Aufschmelzen des Bindemittels und das Vermischen mit den pulverförmigen Zuschlagsstoffen in einem Extruder durchgeführt wird,
daß nach intensiver Vermischung der Polymerschmelze mit den Zuschlagsstoffen das Minenmaterial zu einem Minenprofil extrudiert wird,
daß das erhaltene Minenprofil anschließend nur so weit abgekühlt wird, daß das Minenprofil gerade nicht mehr plastisch ist,
daß auf das abgekühlte aber noch nicht erkaltete Minenprofil das Ummantelungsmaterial zur Ausbildung des Schreibstiftprofils extrudiert wird und
daß danach das Schreibstiftprofil vollständig abgekühlt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Temperatur der
Polymerschmelze bis zur Zugabe des
pulverförmigen Gemisches der Zuschlagsstoffe
kontinuierlich erhöht wird, nach der Zugabe der
Zuschlagsstoffe abgesenkt und anschließend
wieder bis zur Extrusionstemperatur erhöht wird,
wobei die Temperaturabsenkung nur so weit
erfolgt, daß das Bindemittel noch als Schmelze
vorliegt.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch nach der
Zugabe der Zuschlagsstoffe mindestens einem
Misch- und Knetzyklus unterworfen wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das Gemisch mindestens zwei
aufeinanderfolgenden Misch- und Knetzyklen
unterworfen wird, wobei der jeweils nachfolgende
Misch- und Knetzyklus bei höherer Temperatur
durchgeführt wird als der vorhergehende Misch-
und Knetzyklus.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß während der Zugabe
der Zugschlagsstoffe eine Entgasung durchgeführt
wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß nach dem letzten
Misch- und Knetzyklus eine Entgasung
durchgeführt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß zwei Ummantelungen
gleichzeitig auf das Minenprofil aufextrudiert
werden, wovon die äußere Ummantelung als dünne
Farbschicht ausgebildet wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß das
Schreibstiftprofil unmittelbar nach der
Extrusion des Ummantelungsmaterials kalibriert
wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch
gekennzeichnet, daß beim Kalibrieren das
Schreibstiftprofil gekühlt wird.
10. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach
Anspruch 1 mit einem Minenextruder und
mindestens einem an einen Ummantelungsspritzkopf
angeschlossenen Ummantelungsextruder, dadurch
gekennzeichnet,
daß der Minenextruder (1) eine erste Beschickungsstation (18) und eine zweite Beschickungsstation (19) aufweist, wobei zwischen der ersten und der zweiten Beschickungsstation (18, 19) mindestens eine Aufschmelz- und Förderstrecke (20, 21) und hinter der zweiten Beschickungsstation (19) mindestens eine Misch- und Knetstrecke (24, 25, 26) angeordnet ist,
daß zwischen dem Minenextruder (1) und dem Ummantelungsspritzkopf (16) eine erste Kühlstrecke (3) und hinter dem Ummantelungsspritzkopf (6) eine zweite Kühlstrecke (8) vorgesehen ist.
daß der Minenextruder (1) eine erste Beschickungsstation (18) und eine zweite Beschickungsstation (19) aufweist, wobei zwischen der ersten und der zweiten Beschickungsstation (18, 19) mindestens eine Aufschmelz- und Förderstrecke (20, 21) und hinter der zweiten Beschickungsstation (19) mindestens eine Misch- und Knetstrecke (24, 25, 26) angeordnet ist,
daß zwischen dem Minenextruder (1) und dem Ummantelungsspritzkopf (16) eine erste Kühlstrecke (3) und hinter dem Ummantelungsspritzkopf (6) eine zweite Kühlstrecke (8) vorgesehen ist.
11. Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die zweite Beschickungsstation (19) an einen
Beschickungsextruder (2) angeschlossen ist.
12. Anlage nach Anspruch 10 oder 11, dadurch
gekennzeichnet, daß in die zweite
Beschickungsstation eine erste Entgasungsstation
(22) integriert ist.
13. Anlage nach einem der Ansprüche 10 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß hinter der ersten
Entgasungsstation (22) und der mindestens einen
Misch- und Knetstrecke (24 bis 26) eine zweite
Entgasungsstation (23) angeordnet ist.
14. Anlage nach einem der Ansprüche 10 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß hinter dem
Ummantelungsspritzkopf eine Kalibrierstation (7)
angeordnet ist.
15. Anlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kalibrierstation (7) zumindest einen
Teil der zweiten Kühlstrecke (8) bildet.
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