DE3710418A1

DE3710418A1 - Verfahren zur herstellung von extrudierten kunststofferzeugnissen, insbesondere kunststoffrohren

Info

Publication number: DE3710418A1
Application number: DE19873710418
Authority: DE
Inventors: Fritz-Walter Hundhausen
Original assignee: F W Hundhausen & Co KG GmbH
Current assignee: F W Hundhausen & Co KG GmbH
Priority date: 1987-02-26
Filing date: 1987-03-28
Publication date: 1988-09-08
Also published as: DE3710418C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von extrudierten Kunststofferzeugnissen, insbesondere Kunst stoffrohren, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei der Erfindung geht es darum, Überreste aus der Kunststoffverarbeitung erneut zu verwenden, und zwar insbesondere zur Herstellung von Kunststoffrohren. Vor allem sollen dadurch bei der Herstellung von Kunststoff- Folien anfallende Überbleibsel bzw. Ausschußfolien wie derverwendbar gemacht werden, indem ein daraus herge stelltes Kunststoffregenerat verwendet wird zur Her stellung von Kunststoffrohren oder ähnlichen Kunststoff artikeln.

Problematisch bei einer Wiederverarbeitung von derartigem Kunststoffregenerat ist der Umstand, daß dieses zum einen bereits für den ersten Fertigungsvorgang, nämlich die Her stellung von Folien, mit entsprechenden Zusatzstoffen (Ad ditiven) versehen ist. Zum anderen hat das wiederaufberei tete Kunststoffmaterial andere Gestalt als ein erstmals verarbeitetes Neumaterial (Pulver). Das führt bei der Ver arbeitung des wiederaufbereiteten Kunststoffgranulats zu erheblichen Problemen, da im Gegensatz zum Neumaterial das Kunststoffregenerat über eine verminderte Rieselfähigkeit verfügt. Im übrigen liegt bei der Verarbeitung von Recyc ling-Kunststoffmaterialien ein Problem darin, daß je nach Art und Herkunft des aufbereiteten Kunststoffs das Regene rat über eine unterschiedliche Schüttdichte verfügt. Die Weiterverarbeitung eines derartigen Regeneratkunststoffma terials wird dadurch fast unmöglich gemacht.

Hiervon ausgehend, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrun de, ein Verfahren zu schaffen, welches ein Recycling von Kunststoffen, insbesondere eine Weiterverarbeitung zu ex trudierten Kunststoffrohren, zuläßt.

Zur Lösung dieser Aufgabe weist das erfindungsgemäße Ver fahren die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 auf. Dadurch, daß das Regenerat feinstgemahlen und als Gemisch aus unterschiedlichen Chargen dem Extruder zugeführt wird, ist ein annähernd gleichbleibendes Schüttgutgewicht und die Rieselfähigkeit des Regenerats gewährleistet. Durch die gleichzeitige Erfüllung dieser beiden Forderungen ist eine kontinuierliche Extrudierbarkeit von Recycling-Kunst stoffmaterialien gewährleistet. Vor allem ist man bei der Herstellung des Regenerats nicht an einen bestimmten Kunststofftyp gebunden. Es können daher praktisch alle gängigen Kunststoffe der Wiederverarbeitung zugeführt werden.

Besonders geeignet für die Herstellung des Regenerats und zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Folienabschnitte oder Ausschußfolien wie sie bei der Fo lienherstellung in erheblicher Menge anfallen. Ein Recycling dieser Kunststoffe ist auch vor allem deshalb besonders lohnend, weil für die Folienherstellung übli cherweise hochwertige Kunststoffe verwendet werden, bei spielsweise Hart-Polyvinylclorid. Dies läßt sich auch dann wiederverwenden, wenn in den Folienresten bzw. im Folien ausschuß bereits zur Folienherstellung erforderliche Addi tive gebunden sind.

Zweckmäßigerweise wird das Regenerat vor der Wiederverar beitung eingefärbt, und zwar dunkel. Das Regenerat kann dadurch aus sämtlichen Folienabfällen hergestellt werden, ohne daß Rücksicht auf die Farbe derselben genommen werden muß.

Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung erfolgt das Feinstmahlen des aufzubereitenden Kunststoffmaterials durch eine Gebläsemühle handelsüblicher Bauart. Dadurch erhält das Regenerat eine relativ geringe Korngröße, näm lich vorzugsweise zwischen 150 und 700 µm. Hierdurch wird einerseits sichergestellt, daß das Regenerat noch über ein rieselförmiges Korn verfügt, und andererseits wird eine staubförmige Zerkleinerung des zu zermahlenden Kunststoff materials vermieden. Um beim Mahlen ein zu starkes Erhit zen des Kunststoffes und ein Zusammenschmelzen der einzel nen Mikro-Körner zu Klumpen zu vermeiden, wird erfindungs gemäß des weiteren vorgeschlagen, das Kunststoffmaterial in der Gebläsemühle zu kühlen.

Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung wird das feinstgemahlene Regenerat nicht unmittelbar dem zur Wei terverarbeitung dienenden Extruder zugeführt; vielmehr er folgt eine Zwischenlagerung in mehreren Silos. Aufgrund unterschiedlicher Ausgangsmaterialien für die Regenerat bildung wird davon ausgegangen, daß die einzelnen Silos Regenerat unterschiedlicher Schüttdichte enthalten. Dem entsprechend wird eine Mischung von zu verarbeitendem Regenerat durch ein gezieltes Entnehmen von Teilmischungen aus unterschiedlichen Silos hergestellt. Erfindungsgemäß wird hierzu eine computergesteuerte Waage verwendet, die den jeweils richtigen Silos entsprechende Teilmischungen entnimmt, derart, daß eine Mischung mit dem gewünschten, optimal weiterverarbeitbaren Schüttgewicht des Regenerats entsteht.

Schließlich wird weiterhin vorgeschlagen, das Regenerat auf dem Weg von der Entnahme aus den Silos bis zur Schnecke des Extruders ständig in Bewegung zu halten, und zwar auch in Regionen, in denen keine Förderung im eigent lichen Sinne erfolgt.

Weitere, den Unteransprüchen entnehmbare Merkmale beziehen sich auf die Behandlung des Regenerats in Förder-, Dosier und Mischorganen.

Anhand eines bevorzugten Beispiels einer Anlage zur Aufbe reitung und Weiterverarbeitung des Regenerats wird ein Beispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens näher erläutert. Diese Anlage ist schematisch in der einzigen Figur der Zeichnung dargestellt.

Die gezeigte Einrichtung verfügt eingangs über eine Fein mühle, nämlich eine Gebläsemühle 10. Diese kann über eine an sich bekannte Bauart verfügen, wobei es sich als beson ders vorteilhaft erwiesen hat, eine Gebläsemühle des Con dux-Werks, Hanau, einzusetzen. Der Gebläsemühle 10 werden die weiterzuverarbeitenden Kunststoff-Folienreste oder dergleichen aus Hart-PVC vorzugsweise in Form von Schnit zeln zugeführt. Anstatt von Kunststoff-Folien-Schnitzeln können auch bei anderen Kunststoffverarbeitungsvorgängen anfallende Reste bzw. Ausschußteile verwendet werden.

Bei der Feinstzerkleinerung des Kunststoffmaterials in der Gebläsemühle 10 erfolgt zweckmäßigerweise eine Kühlung derselben zur Verhinderung einer Erwärmung des Mahlgutes auf Temperaturen im oder um den Schmelzbereich des jewei ligen Kunststoffes.

Das Kunststoffmaterial verläßt mit einer Korngröße von 150-700 µm die Gebläsemühle 10 als Regenerat. Dieses wird von hier aus durch einen Luftfilter 11 üblicher Bau art geleitet und gelangt von diesem durch einen Abschei der, beispielweise eine Zellenradabscheider 12, in einen von mehreren Silos 13, die zur Zwischenlagerung dienen.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind neun Silos mit einem Fassungsvermögen von jeweils 20 000-30 000 kg des Regenerats vorgesehen. Zweckmäßigerweise werden die Silos in Abhängigkeit von dem jeweiligen Schüttgewicht der Rege nerat-Charge beschickt, derart, daß in den einzelnen Silos 13 Regenerate mit einem bestimmten Schüttgewichts-Spektrum gelagert werden.

Aus den einzelnen Silos 13 kann das Regenerat in einer gezielten Menge, beispielsweise durch einen weiteren Zel lenradabscheider 14 entnommen und einer Dosierwaage 15 zugeführt werden. Die Dosierwaage 15 und die jeweiligen Zellenradabscheider 14 unter den Silos 13 werden durch einen Computer 25 derart gesteuert, daß durch gezielte Entnahme bestimmter Regenerat-Teilmengen aus den einzelnen Silos 13 das für den optimalen Verfahrensablauf erforder liche Schüttgutgewicht des Regenerats zusammengemischt wird. Zu diesem Zweck wird einem der Silos 13 eine be stimmte Teilmenge eines Regenerats einer Charge mit einem größeren Schüttgewicht entnommen, wenn die Dosierwaage 15 bei einem bestimmten Füllzustand ein Regenerat mit einem zu geringen Schüttgewicht gegenüber dem Soll-Schüttgewicht enthält. Umgekehrt wird verfahren, wenn das sich bereits in der Dosierwaage 15 befindliche Regenerat ein zu großes Schüttgewicht aufweist.

Aus der Dosierwaage 15 gelangt das in bezug auf das Soll- Schüttgewicht aus entsprechenden Regenerat-Teilmengen aus den unterschiedlichen Silos 13 in einen Mischer 16. Hier wird das aus einzelnen Teilmengen zusammengemischte Rege nerat intensiv vermischt, so daß den Mischer 16 ein in bezug auf das Schüttgewicht homogenes Regenerat verläßt.

Vom Mischer 16 aus gelangt das Regenerat von oben in ein eine Zwangsmischung ermöglichendes Silo, nämlich ein Schneckenmischsilo 17. Letzteres verfügt über einen han delsüblichen Aufbau, nämlich über eine mittige, vertikale Innenschnecke 18, die das Regenerat von der Unterseite des Schneckenmischsilos 17 her hochfördert und es am oberen Ende der Innenschnecke 18 austretend auf das übrige im Schneckenmischsilo 17 enthaltene Regenerat. Dadurch er folgt eine ständige Umwälzung des Regenerats im Schecken mischsilo 17, das einerseits dazu dient, das Regenerat in bezug auf sein Schüttgewicht weiterhin zu homogenisieren und andererseits das Regenerat ständig in Bewegung hält. Das Fassungsvermögen des Schneckenmischsilos 17 beträgt im vorliegenden Falle etwa 8000 kg.

Vom Schneckenmischsilo 17 gelangt das Regenerat in ein weiteres, aber kleineres Mischsilo 19 mit einem Fassungs vermögen von etwa 1500 kg. Das Mischsilo 19 hat die glei che Bauart wie das Schneckenmischsilo 17, verfügt also auch über eine mittige, aufrechte Innenschnekke 20.

Aus dem Mischsilo 19 kommend, wird das Regenerat schließ lich einem oberhalb eines Extruders 21 angeordneten Addi tivmischer 22 zugeführt. Der Additivmischer 22 verfügt über einen (mittigen) Mischbehälter 23 und mehrere darauf angeordnete Dosiertöpfe 24 zur Aufnahme der dem Regenerat zuzuführenden Additive. Hierbei handelt es sich um einen Wärmestabilisator, nämlich Blei, Kalzium-Heißmacher, inne re und äußere Stabilisatoren und ggf. Gleitmittel. Darüber hinaus wird dem Renegerat am Mischbehälter 23 ein geeigne tes Mittel zur Einfärbung zugeführt, vorzugsweise Ruß. Nach dem Vermischen des Rohgenerats und der Additive er folgt vom Mischbehälter 23 aus eine unmittelbare Zufuhr des verarbeitungsfähigen Regenerats (mit Additiven) zu dem Verarbeitungsorgan des Extruders 21.

Den Dosiertöpfen 24 sind Schwingungserreger zugeordnet, die in regelmäßigen Zeitabständen die Dosiertöpfe 24 in Schwingung versetzen. Vorzugsweise erfolgt alle fünfzehn bis dreißig Minuten ein kurzfristiges Einschalten der nicht dargestellten Schwingungserreger.

Als Extruder 21 für die Wiederverarbeitung des nach vor stehenden Verfahren aufbereiteten Regenerats hat sich ein Doppelschnecken-Extruder als besonders vorteilhaft erwie sen. Für die Doppelschnecke wird vorteilhafterweise eine solche mit einer steilen, progressiven Steigung verwendet, nämlich eine sogenannte R3-Schnecke. Ein derartiger Extru der 21 verfügt über eine handelsübliche Bauart, beispiels weise kann ein Doppelschnecken-Extruder vom Typ DS 10.5 der Firma Maschinenfabrik Hans Weber KG, Kronach, verwen det werden.

Auf den schematisch durch schwarze Striche dargestellten Förderwegen zwischen den Silos 13 und dem Mischbehälter 23 erfolgt bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfin dungsgemäßen Verfahrens eine Förderung des Regenerats in üblichen Schnecken, die in regelmäßigen oder unregelmäßi gen Zeitabständen in Schwingungen versetzt werden durch entsprechende Schwingungserreger, beispielsweise (eben falls nicht dargestellt) elektromagnetische Vibratoren.

Die dem Rohgranulat zugesetzten Additive setzen sich aus einer zum Extrudieren üblichen Grundrezeptur von 1,8 kg zusammen, der zusätzlich 0,1 kg Ruß und 0,8 kg Kalzium- Stearat hinzugefügt worden sind. Diese Additive werden durch Rohregenerat auf eine Gesamtmischung von 100 kg auf gefüllt und in diesem Gewichtsverhältnis im Mischbehälter 23 vermischt, bevor das fertige Regenerat der Doppel schnecke des Extruders 21 zugeführt wird.

Es hat sich gezeigt, daß sich nach dem auf der vorstehend beschriebenen Anlage durchgeführten Verfahren Folienreste reibungslos wiederverarbeiten lassen, und zwar mit etwa der gleichen Produktionskapazität wie sie sich mit dem verwendeten Extruder 21 auch bei der Verarbeitung von Neu material (Pulver) erzielen läßt. Besonders läßt sich eine derartige Extrusionsleistung dann erzielen, wenn das Rege nerat aus wiederaufbereitetem Hart-Polyvinylchlorid herge stellt worden ist.

Bezugszeichenliste: 10 Gebläsemühle
11 Luftfilter
12 Zellenradabscheider
13 Silo
14 Zellenradabscheider
15 Dosierwaage
16 Mischer
17 Schneckenmischsilo
18 Innenschnecke
19 Mischsilo
20 Innenschnecke
21 Extruder
22 Additivmischer
23 Mischbehälter
24 Dosiertopf
25 Computer

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von extrudierten Kunst stofferzeugnissen, insbesondere Kunststoffrohren, die auf einem Extruder extrudiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß dem Extruder (21) ein Gemisch aus feinstgemahlenem Kunst stoffmaterial (Regenerat) zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Regenerat aus Folienabschnitten oder Ausschuß bei der Folienherstellung, insbesondere aus Hart-Polyvi nylchlorid mit bereits gebundenen Additiven, hergestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß das Kunststoffmaterial von einer Gebläsemühle (10) feinstgemahlen wird, und zwar vorzugsweise mit einer Korngröße von 150-700 µm.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Regenerat vor der Wie deraufbereitung eingefärbt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Regenerat in der Gebläsemühle (10) ständig gekühlt wird zur Verhinderung einer Verklebung bzw. Verklumpung desselben.

6. Verfahren nach Anspruch 1 sowie einem oder mehreren der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Regenerat vor der Weiterverarbeitung im Extruder (21) (zwischen-)gelagert wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Regenerat in einer Mehrzahl von Silos (13) mit einem Fassungsvermögen von insbesondere 20 000-30 000 kg gela gert wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1 sowie einem oder mehreren der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Regenerat nach dem Verlassen der Silos (13) ständig in Bewegung gehalten wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1 sowie einem oder mehreren der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß unter schiedliche Chargen des Regenerats aus unterschiedlichen Silos (13) einer Dosierwaage (15) zugeführt werden zur Erlangung eines bestimmten Schüttgewichts des Regenerats. 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosierwaage (15) elektronisch gesteuert wird, vorzugsweise durch einen Computer (25).

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekenn zeichnet, daß das Regenerat nach dem Abwiegen in einem Mischer (16) gemischt wird zur Vermischung der aus unter schiedlichen Silos (13) entnommenen Teilmengen des Regene rats mit unterschiedlichen Schüttgewichten.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Mischer (16) kommende Regenerat durch zwei aufeinanderfolgende Mischbehälter (Schneckenmischsilo 17, Mischsilo 19) unterschiedlichen Fassungsvermögens geleitet wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß beide Mischbehälter Schneckenmischsilos sind zur Durchführung einer Zwangsmischung.

14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das aus dem Mischsilo (19) kommende (Roh-)Regenerat einem Additivmischer zur Zumischung von Additiven zuge führt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Additivmischer von Zeit zu Zeit mit Schwingen be aufschlagt werden.

16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das mit Additiven angereicherte Regenerat unmittelbar dem Extruder (21) zugeführt wird.

17. Verfahren nach Anspruch 1 sowie einem oder mehreren der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Extruder (21) ein Doppelschneckenextruder mit einer pro gressiven steilen Steigung verwendet wird.

18. Verfahren nach Anspruch 1 sowie einem oder mehreren der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Regenerat auf dem Weg von Silo (13) zum Extruder (21) durch Förderschnecken transportiert wird.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderschnecken impulsartig mit Schwingungen be aufschlagt werden.

20. Verfahren nach Anspruch 1 sowie einem oder mehreren der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem (Roh-)Regenerat zu den üblichen Additiven aus Wärmestabi lisator, Heißmacher sowie inneren und äußeren Stabilisato ren zusätzlich Ruß und Kalzium-Stearat zugesetzt wird.