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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von Kunststoffresten und Kunststoffgemischen, insbesondere von Kunststoffresten aus industrieller Produktion.
Im Österreichischen Abfallgesetz ist die Pflicht zur Abfallverwertung verankert.
Demgemäss hat die Abfallverwertung, d. h. das Gewinnen von Stoffen oder Energie aus Abfallen dann Vorrang vor der sonstigen Entsorgung, wenn - die Verwertung technisch möglich ist, - die hierbei entstehenden Mehrkosten im Vergleich zu anderen Verfahren nicht unzumutbar sind und - für die gewonnenen Stoffe oder für die gewonnene Energie ein Markt vorhanden ist.
Die Abfallverwertung ermöglicht eine Mehrfachnutzung von Stoffen unter Ersparnis von primären Rohstoffen oder der Ersparnis von primären Energieträger Ein besonderes Augenmerk wird bei der Abfallverwertung auf das Recycling von Kunststoffen gerichtet.
In dem Fall, in dem die Kunststoff-reste relativ sortenrein angeliefert werden, bereitet das Recycling nur geringe Probleme, da zumindest die thermoplastischen Kunststoffmaterialien relativ einfach durch Extrudieren und Granulieren aufbereitbar sind.
Ein Problem bei der Aufbereitung von Kunststoffabfällen, insbesondere von nicht sortenreinen Kunststoffabfällen, die zum überwiegenden Teil aus Verpackungen stammen, besteht darin, dass an den Kunststoffen Verunreinigungen anhaften.
Zur Entfernung derartiger Verunreinigungen werden Nassaufbereitungssysteme verwendet, bei denen die Kunststoffabfälle mit Wasser behandelt werden. Bei der Aufbereitung werden mehrstufige Reinigungssysteme eingesetzt.
Das Recyclat weist nach dieser Behandlung Qualitätseigenschaften auf, die eine sinnvolle Weiterverarbeitung zu Zwischenprodukten wie Granulat oder Endprodukten in den verschiedensten Anwendungsformen ermöglichen Die Gebrauchseigenschaften dieser Produkte können durch Beigabe von additiven Materialien (Stütz- und Füllstoffe) den marktüblichen Anforderungen angepasst werden Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Recyclingverfahren zu schaffen, das bei minimalem verfahrenstechnischen Aufwand eine einfache Aufbereitung von Kunststoff-resten ermöglicht und an dessen Ende die Fertigung eines in seiner Form und seinen Gebrauchseigenschaften neuen Produktes steht.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Gebrauchsmusteransprüche gelöst.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist insbesondere bei Kunststoff-resten der Gruppe LDPE, HDPE, PP und PET anwendbar.
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Die Palette wird im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen : Fig. 1 Aufsicht der Palette Fig. 2 Unteransicht der Palette Fig. 3 Schnitt A - A der Palette Fig. 4 Schnitt B - B der Palette Fig. 5 Schnitt C - C der Palette Fig. 6 Schnitt D - D der Palette Das erfindungsgemässe Verfahren, an dessen Ende die zu schützende Palette steht, wird durch die folgenden Einzelkomponenten beschrieben : 1. Aufgabetisch
Die Aufgabe der Kunststoffballen erfolgt auf ein Schwergutförderband. Auf diesem För- derband werden die Ballen geöffnet und die Verpackungsbänder entfernt.
Sicherheitseinrichtung : Not-aus-Schalter bzw. Reissleinenschalter 2. Schneidpresse
Mit der Schneidpresse wird eine grobe Vorzerkleinerung und Auflösung der Kunst- stoff-Stücke durchgeführt. Es entstehen Stücke in der Grösse von ca. 10-15 cm.
3. Förderband
Es wird ein Förderband zum Transport der abgeschnittenen Kunststoff-Stücke zum
Auslesetisch verwendet.
4. Auslesetisch
Aus robuster Bauweise mit Rollen. Auf diesem Tisch werden die Teile händisch zerteilt, Fremdkörper aussortiert und das Material zum nachfolgenden Förderband weitergereicht.
5. Ausleseband
Die aussortierten Fremdkörper werden auf diesem Band abgelegt. Das Förderband wird manuell gestartet und zeitgesteuert abgestellt.
Die Fremdkörper werden in einen Auffangbehälter eingefördert.
6. Förderband mit Metalldetektor
Das Steilförderband transportiert das aussortierte Material zum Einwellenzerkleinerer.
Der aufgebaute Metalldetektor stoppt das Förderband, wenn metallische Gegenstände ab einer Grösse von 5 mm Durchmesser erkannt werden.
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7. Einwellenzerkleinerer
Im Einwellenzerkleinerer wird das Material mit einem Niederhalter gegen den Rotor gepresst und dabei auf eine Grösse von etwa 50 x 50 mm zerkleinert.
Der Einwellenzerkleinerer arbeitet als Trockengerät.
Aus der oben benannten Grösse des Materials nach dem Zerkleinerungsvorgang geht hervor, dass mit keiner nennenswerten Staubbelastung durch diesen Arbeitsschritt zu rechnen ist 8 Förderband
Das Förderband transportiert das Material zur Prallmühle und ist mit Förderstollen ausge- rüstet.
9 Prallmühle
In der Prallmühle wird das Material unter Zugabe von Wasser nochmals zerkleinert.
Durch verschiedene Locheinsätze kann die gewünschte Grösse des Materials und die
Verweilzeit gesteuert werden. Infolge der Wasserzugabe und der hohen Reibung, wel- che die Kunststoff-Schnitzel in der Mühle erfahren, wird ein hoher Reinigungseffekt erzielt.
10. Austragsschnecke
Die Austragsschnecke fordert das Material von der Prallmühle zur Eintragsschnecke und scheidet dabei das in der Mühle zugeführte Wasser ab.
11. Eintragsschnecke
Die Eintragsschnecke beschickt das Schwimm - Sink - Becken mit den Kunst- stoff- Schnitzeln und bringt diese unter der Wasseroberfläche ein.
12. Schwimm-Sink-Becken
Durch das geringe spezifische Gewicht der Kunststoffe (zB PE) steigt das Material an die Wasseroberfläche und wird dort von Paddeln in Richtung Austragseinheit bewegt. Hier ist genügend Zeit, um noch anhaftende Verunreinigungen von den
Kunststoff - Schnitzeln zu lösen bzw. eine Nachwäsche durchzuführen.
Die abgetrennten Verunreinigungen sinken ab und werden durch eine Schnecke in be- stimmen Zeitintervallen ausgetragen 13. FriktionswÅascher
Der Friktionswäscher ist nach dem Schwimm-Sink-Becken angeordnet.
Hier wird durch die hohe Friktion zwischen den Kunststoff Schnitzeln ein eventuell anhaf- tender Papieranteil abgetrennt sowie das Material vorgetrocknet.
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14. Mechanischer Trockner
Das Material gelangt vom Friktionswäscher direkt in den mechanischen Trockner, wo durch einen speziellen Rotor ein Luftstrom mit hoher Geschwindigkeit erzeugt wird, wel- cher die Kunststoff-Schnitzel trocknet und zur Austragsöffnung befördert.
Mit dem mechanischen Trockner wird ein Trocknungsgrad von max. 10% Restfeuchte erreicht.
15. Fördergebläse und thermische Trocknung
Das vorgetrocknete Material wird pneumatisch mittels Fördergebläse zum Zwischen- silo transportiert. Nach dem Gebläse wird durch eine Mischklappe Heissluft dem Luft- strom zugeführt und dieser auf eine Temperatur von ca. 100 C gebracht.
Die Erwärmung des Luftstromes kann durch eine Batterie elektrischer Wider- standsheizungen bzw. durch einen Wärmetauscher mit Heisswasserbeheizung reali- siert werden. Die Verweilzeit und die Temperatur des Luftstromes ist ausschlagge- bend für den Trocknungsgrad.
Dementsprechend ist die Rohrlänge durch den Einbau von Rohrspiralen so anzupassen, dass eine Restfeuchte von max. 4% erreicht wird.
16. Puffersilo
Flachbodensilo für die gewaschenen Kunststoff-Schnitzel mit Austragsschnecke für die Agglomeratorbeschickung und dient zum Ausgleich von Beschickungs - Schwan- kungen der Waschanlage. Die Transportluft wird mittels eines Aufsatz-Zyklons vom
Material abgeschieden.
17. Kontinuierlicher Agglomerator
Hier werden die fast trockenen Kunststoff - Schnitzel durch schnell rotierende Läu- fermesser weiter zerkleinert, durch Reibungswärme auf ca 1200 C erwärmt.
Die noch vorhandene Restfeuchte dampft aus, durch die Erwärmung verdichtet sich das Material und wird teilweise thermoplastisch.
Das vorgewärmte und vorverdichtete Mahlgut speist durch die Zentrifugalkraft der
Schneidverdichtermesser einen tangential angeordneten Extruder das Kunststoff Ge- misch weiter verdichtet, durch einen dynamischen Mischkopf drückt und dabei teil- weise plastifiziert. An der Austrittsfläche wird das Material durch rotierende Messer zu gleichförmigen Agglomeratorkörnern geschnitten.
Diese werden im Luftstrom geschnitten, gekühlt und gleichzeitig abtransportiert zu den Mischsilos.
Dabei entstehen keine chemischen Veränderungen an den Polymeren, die Poly- mer-Struktur bleibt unverändert. Der Kunststoff wird lediglich thermoplastisch um- geformt.
Am Schneidverdichter ist eine Abluftabsaugung für das ausdampfende Wasser, das ei- nem Destillat entspricht, zu installieren und das an den Rohrwänden kondensierende
Wasser in den geschlossenen Wasserkreislauf rückzuführen.
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18. Trockensieb
Das Trockensieb dient zur Trocknung und optischen Kontrolle des Agglomerates 19. Agglomeratsilo
Das Agglomeratsilo ist als Mischsilo mit Rühreinrichtung ausgeführt und dient als Zwischenspeicher vor der Paletten - Spritzpress - Maschine
Das Silo ist mit einem Abluftfilter für den Aufsatz-Zyklon ausgerüstet.
Aus diesen Silos wird die Spritzpress-Maschine mit Förderschnecke in einem geschlossenen System versorgt.
20. Spritzpress - Maschine
Zerkleinerer, ausgerüstet mit horizontalem Rotor, bestückt mit Messern aus HSS, um das Material zu zerkleinern, trocknen, homogenisieren, einarbeiten von Füllstoffen, verdichten und Einbringen in die auf gleicher Ebene angeordnete Plastifiziereinheit.
Die beim Zerkleinerungsvorgang anfallende Reibungswärme wird zur Vorwärmung des Materials genutzt und dadurch eine erhebliche Einsparung von Heizenergie im
Temperaturbereich von 90 - 1200 C erreicht.
Die Zugabe von Additiven zur Erhöhung der Festigkeit der Palette (Glasfaser) sowie
Einfärbungsmittel werden mittels automatischer Dosiereinrichtung vorgenommen.
Die Schmelze wird am Extruderrohr über ein mit Heizbändem bestücktes Verbindungs- rohr in den Injektor gedrückt. Nach Erreichen des voreingestellten Sollwertes, der dem
Volumen der herzustellenden Palette entspricht, öffnet das Ventil und die Schmelze wird druckarm in die teilweise geschlossene Form eingespritzt
Die Presse erhält gleichzeitig den Befehl zum Schliessen der Form.
Der Schmelzekuchen wird durch die Presskraft in die endgültige Form der herzustel- lenden Palette gebracht. Das bewegliche Formteil wird dabei kontinuierlich unter
Druck gehalten, zum Ausgleich der Schwindung durch das Kühlen.
Die Form der Palette zeigen die Figuren Ni. 1 bis 6.
Die spätere Befestigung der Stahlstäbe (Vierkantrohre) erfolgt in den dafür
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Langschieber gefertigt, je drei Stücke dieser Langschieber fahren an der Querseite der Palette - Mass 800 mm in die zu verpressende Kunststoffinasse ein und formen dort die Durchbrüche aus.
Die Paletten kommen vollautomatisch aus der Anlage und müssen lediglich gestapelt werden.
Sobald der Kolben die Schmelze restlos aus dem Zylinder in die Form gepresst hat, beginnt der Füllvorgang von neuem Lichtschranken verhindern ein Schliessen der Presse bei eventuellen Funktionsstörungen.
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21. Die Vierkantrohre werden nach Entformen der Paletten manuell eingebracht und mit rost- freien Schrauben befestigt.