DE3710418C2

DE3710418C2 -

Info

Publication number: DE3710418C2
Application number: DE19873710418
Authority: DE
Inventors: Fritz-Walter 2807 Achim De Hundhausen
Original assignee: F W Hundhausen & Co Kg 2807 Achim De GmbH
Current assignee: F W Hundhausen & Co Kg 2807 Achim De GmbH
Priority date: 1987-02-26
Filing date: 1987-03-28
Publication date: 1989-08-03
Also published as: DE3710418A1

Description

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

Eine Möglichkeit der Wiederverwendung von Kunststoffregenerat ist bereits bekannt aus dem Sonderdruck 6109 der Hoechst AG "Kunststoffe Hoechst". In diesem Zusammenhang geht aus dem Sonderdruck hervor, zur Herstellung von Blasformteilen zum Kunststoff-Frischmaterial einen Anteil an Regenerat zuzusetzen. Dieser Sonderdruck beschränkt sich jedoch auf die Wiederverwendung von Regenerat zur Anreicherung des Kunststoff-Frischmaterials.

Aus der Zeitschrift "Kunststoffe" (Band 74, 1984, Nr. 8, Seite 433) ist die Herstellung von Formteilen aus Kunststoffabfall bekannt. Dieser Kunststoffabfall setzt sich nicht nur aus Überbleibsel thermoplastischer Kunststoffe zusammen, sondern z. B. auch duroplastischer Kunststoffe, schmelzbarer Elastomere. Diese unterschiedlichen Abfälle werden in einem Walzenextruder (Kalander) plastifiziert und homogenisiert, wonach aus dem aus den verschiedenen Abfällen gewonnenen Material durch Preßformen die gewünschten Formteile hergestellt werden. Das aus dieser Zeitschrift hervorgehende Verfahren ermöglicht zwar eine relativ uneingeschränkte Verarbeitung von unterschiedlichen Abfällen, erfordert aber eine intensive Vorbereitung der Abfälle, die insbesondere durch die nötige Plastifizierung derselben energieaufwendig ist. Außerdem werden die Formteile bei dem aus dieser Zeitschrift hervorgehenden Verfahren nicht unmittelbar auf dem Walzenextruder (Kalander) hergestellt; vielmehr auf den darauf folgenden, zusätzlichen Einrichtungen, nämlich Preßformen. Dadurch erfordert dieses bekannte Verfahren auch einen erheblichen apparativen Aufwand.

Der vorstehend aufgezeigte Stand der Technik befaßt sich nicht mit der bei der Wiederverarbeitung von vor allem bei der Herstellung von Kunststoff-Folien anfallenden Überbleibseln bzw. Ausschußfolien sich ergebenden Problematik. Diese Problematik besteht darin, daß das Kunststoffregenerat bereits durch den ersten Fertigungsvorgang, beispielsweise die Herstellung von Folien, mit entsprechenden Zusatzstoffen (Additiven) versehen ist. Außerdem hat der wiederaufbereitete Kunststoff eine andere Gestaltung als ein erstmals verarbeitetes Neumaterial (Pulver). Das führt bei der erneuten Verarbeitung zu erheblichen Problemen, da im Gegensatz zum Neumaterial das Kunststoffregenerat über eine verminderte Rieselfähigkeit verfügt. Schließlich führt die Verarbeitung von Recycling-Kunststoff ein weiteres Problem mit sich, das darin liegt, daß nach Art und Herkunft des aufbereiteten Kunststoffs das Regenerat über eine unterschiedliche Schüttdichte verfügt.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit dem sich in wirtschaftlicher Weise Kunststofferzeugnisse, insbesondere Kunststoffrohre, ausschließlich aus Kunststoff-Regenerat extrudieren lassen.

Zur Lösung dieser Aufgabe weist das erfindungsgemäße Verfahren die Merkmale des Anspruchs 1 auf. Demnach werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zwei Maßnahmen miteinander kombiniert, nämlich das Feinstmahlen bei ständiger Kühlung und das Extrudieren eines Gemisches aus unterschiedlichen Chargen des gemahlenen Kunststoff-Regenerats. Durch die erste Maßnahme wird die beim Mahlen von Folienresten auftretende Gefahr des Verklumpens des Feinmahlgutes vermieden; während durch die zweite Maßnahme sichergestellt wird, daß trotz völlig unterschiedlicher Ausgangsstoffe zur Bildung des feinstgemahlenen Regenerats dieses doch ausreichend homogen ist, um praktisch stets mit den gleichen Verarbeitungsparametern am Extruder offerieren zu können. Insbesondere entfällt das beim eingangs genannten Stand der Technik gemäß der Zeitschrift "Kunststoffe" erforderliche Plastifizieren und Homogenisieren, das arbeits- und energieaufwendig ist.

Besonders vorteilhaft ist das erfindungsgemäße Verfahren auch deshalb, weil sich mit ihm in großen Mengen anfallende Folienabschnitte oder Ausschußfolien, die bei der Folienherstellung entstehen, wiederverwenden lassen. Besonders lohnend ist ein Recycling dieser Kunststoffe auch deshalb, weil für die Folienherstellung üblicherweise hochwertige Kunststoffe verwendet werden, beispielsweise Hart-Polyvinylchlorid. Dieses läßt sich auch dann wiederverwenden, wenn in den Folienresten bzw. im Folienausschuß bereits zur Folienherstellung erforderliche Additive gebunden sind.

Zweckmäßigerweise erfolgt das Feinstmahlen des aufzubereitenden Kunststoffs durch eine Gebläsemühle handelsüblicher Bauart. Dadurch erhält das Regenerat eine relativ geringe Korngröße, nämlich 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 Kunststoffs vermieden.

Vorzugsweise wird das Regenerat vor der Wiederverarbeitung eingefärbt, und zwar dunkel. Das Regenerat kann durchaus aus sämtlichen Folienabfällen hergestellt werden, ohne daß Rücksicht auf die Farbe derselben genommen werden muß.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird das feinstgemahlene Regenerat nicht unmittelbar dem zur Weiterverarbeitung dienenden Extruder zugeführt. Vielmehr erfolgt eine Zwischenlagerung in mehreren Silos. Aufgrund unterschiedlicher Ausgangsmaterialien für die Regeneratbildung wird davon ausgegangen, daß die einzelnen Silos Regenerat unterschiedlicher Schüttdichte enthalten. Dementsprechend 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 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 eigentlichen Sinne erfolgt. Diskontinuitäten bei der Verarbeitung des Kunststoffregenerats werden dadurch wirkungsvoll vermieden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens gemäß den Unteransprüchen beziehen sich auf die Behandlung des Regenerats in Förder-, Dosier- und Mischorganen.

Anhand eines bevorzugten Beispiels einer Anlage zur Aufbereitung 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 Kunststoffs 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.

Der Kunststoff 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, beispielsweise einen 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 verteilt. Dadurch er folgt eine ständige Umwälzung des Regenerats im Schecken mischsilo 17, das ei nerseits 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 Regenerat am Mischbehälter 23 ein geeigne tes Mittel zur Einfärbung zugeführt, vorzugsweise Ruß. Nach dem Vermischen des Rohregenerats 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 stehendem 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 Kunststofferzeugnissen, insbesondere Kunststoffrohren aus Kunststoffregenerat, das auf einem Extruder verarbeitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß aus Folienabschnitten oder Ausschuß bei der Folienherstellung bei ständiger Kühlung feinstgemahlenes Kunststoffregenerat erzeugt wird und dem Extruder (21) ein Gemisch unterschiedlicher Chargen des feinstgemahlenen Kunststoffregenerats zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Regenerat aus Hart-Polyvinylchlorid mit bereits gebundenen Additiven hergestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Kunststoff-Folienabfall 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 Wiederaufbereitung eingefärbt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 sowie einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Regenerat vor der Weiterverarbeitung im Extruder (21) (zwischen-)gelagert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Regenerat in einer Mehrzahl von Silos (13) mit einem Fassungsvermögen von insbesondere jeweils 20 000-30 000 kg gelagert wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1 sowie einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Regenerat nach dem Verlassen der Silos (13) ständig in Bewegung gehalten wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1 sowie einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß aus unterschiedlichen Silos (13) die einzelnen Chargen des Regenerats entnommen und einer Dosierwaage (15) zur Erlangung eines bestimmten Schüttgewichts des Regenerats zugeführt werden.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosierwaage (15) elektronisch gesteuert wird, vorzugsweise durch einen Computer (25).

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekenn zeichnet, daß das Regenerat nach dem Abwiegen in einen Mischer (16) zur Vermischung der aus unter schiedlichen Silos (13) entnommenen Teilmengen des Regene rats mit unterschiedlichen Schüttgewichten gefördert wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Mischer (16) kommende Regenerat durch zwei aufeinanderfolgende Mischbehälter (Schneckenmischsilo 17, Mischsilo 19) unterschiedlichen Fassungsvermögens geleitet wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß beide Mischbehälter Schneckenmischsilos zur Durchführung einer Zwangsmischung sind.

13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das aus dem Mischsilo (19) kommende (Roh-)Regenerat einem Additivmischer zur Zumischung von Additiven zuge führt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Additivmischer von Zeit zu Zeit mit Schwingungen be aufschlagt werden.

15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das mit Additiven angereicherte Regenerat unmittelbar dem Extruder (21) zugeführt wird.

16. Verfahren nach Anspruch 1 sowie einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß als Extruder (21) ein Doppelschneckenextruder mit einer pro gressiven steilen Steigung verwendet wird.

17. Verfahren nach Anspruch 1 sowie einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Regenerat auf dem Weg von den Silos (13) zum Extruder (21) durch Förderschnecken transportiert wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderschnecken impulsartig mit Schwingungen be aufschlagt werden.

19. Verfahren nach Anspruch 1 sowie einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 18, 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.