CH719093A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer geschäumten Polymercompositplatte aus Misch-Kunststoffabfall. - Google Patents

Abstract

Bei einem Verfahren zur Herstellung einer Polymercompositplatte aus Kunststoffabfall, bei welchem der Kunststoffabfall in einem Schmelzkneteschritt in einem Extruder (20) zu einer Schmelze verarbeitet wird, die Schmelze in einen Injektor (30) eingeleitet wird und vom Injektor (30) unter Druck in eine Kavität einer geschlossenen Gussform (40) eingespritzt wird, um eine Platte zu bilden, ist es vorgesehen, dass die Schmelze aus einem rieselfähigen Agglomerat und einem Treibmittel gebildet wird, wobei das rieselfähige Agglomerat aus unsortiertem Misch-Kunststoffabfall hergestellt ist, und dass die Schmelze über eine Einspritzdüse (50) entlang einer Stirnseite der Kavität in die geschlossene Gussform (40) eingebracht wird, in welcher die Schmelze zu einer geschäumten Kernschicht der Polymercompositplatte aufschäumt und abkühlt.

Description

Technisches Gebiet

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer geschäumten Polymercompositplatte aus Misch-Kunststoffabfall.

Technischer Hintergrund

[0002] Die verfahrenstechnischen Vorgänge des Schaumprozesses von Thermoplasten ist seit den 1950er Jahren bekannt. Dazu werden ausschliesslich reine Kunststoffe verwendet. Seit der Entdeckung und technischen Kommerzialisierung von polymeren Werkstoffen sind diese auch zu Schaumstoffen verarbeitet worden. Nicht alle Polymere konnten sich kommerziell durchsetzen. Besonders erfolgreich sind Schaumstoffe aus PUR, PVC, PE und PS.

[0003] Aus GB2498717 A ist ein Paneel zur Verwendung in Möbel- und Innenausbauanwendungen beschrieben, welche eine durchgehende Aussenhaut aus Polystyrol oder hochschlagfestem Polystyrol umfasst. Die Haut umschliesst vollständig einen Zellkunststoffkern, welcher aus einem wärmeaktivierten schäumbaren teilchenförmigen Kunststoffmaterial gebildet ist. Die Fläche des Paneels hat eine Länge von 2440 mm und eine Breite von 1220 mm. Sowohl die Haut als auch das Füllmaterial können recycelte Kunststoffe umfassen.

[0004] Aus GB2460838 A ist eine Maschine und ein Verfahren zum Formen von den obigen Paneelen beschrieben. Die Maschine umfasst ein Paar gelenkig verbundener Matrizen, die beheizt und gekühlt werden und die zusammengeklemmt werden können. Das Verfahren beinhaltet das Einbringen eines teilchenförmigen Kunststoffmaterials in jede geöffnete Matrize, und das Erhitzen der Matrizen, um eine Kunststoffhaut zu bilden, die jede Matrize auskleidet. Ein expandierbares Füllmaterial wird dann in eine Matrize gegeben und die beiden Matrizen werden zugeklemmt, um einen vollständig geschlossenen Hohlraum zu bilden. Die Kunststoffhäute in den beiden Formen verbinden sich zu einer durchgehenden Kunststoffschale, die das Füllmaterial vollständig umhüllt. Die Matrizen können ein Netzwerk von Kanälen für die Zirkulation von Fluid zum Erwärmen und Kühlen der Formen und Isoliermäntel umfassen.

[0005] EP2933289 A1 beschreibt eine Polymerzusammensetzung aus einem Gemisch von Kunststoffabfall, welche Kunststoffabfall von verschiedenen Typen aufweist, die aus rezykliertem unbestimmten, nicht-gereinigtem, nicht-sortiertem, kompaktiertem und homogenisiertem Kunststoffabfall besteht. Die Zusammensetzung weist einen Anteil von Polyethylen von 50-60 %, Polypropylen von 20-30%, Polystyrol von 5-10% und ein Gemisch von unbestimmtem Kunststoff und anderen Materialien auf. Die Masse kann beim Kompaktieren bis zum Schmelzen erhitzt werden. Die dabei erhaltene Temperatur liegt zwischen 115 °C und 165 °C. Ein Verflüssigen der Polymerzusammensetzung findet jedoch nicht statt, so dass die Fraktionen der Polymerzusammensetzung eine Grösse von 1 bis 10 mm, vorzugsweise 5 bis 10 mm aufweisen.

[0006] Die mit den obigen Verfahren hergestellten Integralschaumplatten aus Mischkunststoff weisen keine Fasern auf und sind daher zu wenig steif. Insbesondere können solche Platten nicht als Ersatz für die bekannten mitteldichten Holzfaserplatten (MDF-Platten) und Schalungsplatten dienen. Deshalb haben sich die Platten, welche nach dem obigen Verfahren hergestellt worden sind, nicht im Markt bewährt.

[0007] Weiter hat sich gezeigt, dass beim einem Formpressverfahren ein Einbringen des Treibmittels zusammen mit dem Kunststoffgranulat zu sehr unregelmässigen und teilweise sehr grossen Poren führt, weil das Treibmittel nicht genügend homogen verteilt werden kann. Auch ist die Ausbildung von Lunker problematisch.

Darstellung der Erfindung

[0008] Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Herstellungsverfahren für eine geschäumte, rezyklierte Polymercompositplatte aus Kunststoffabfall anzugeben, welches die Nachteile der bekannten Verfahren vermeidet. Die Platten sollen energieeffizient herstellbar sein, eine sehr grosse homogene Kernschicht aufweisen und mindestens eine gleich hohe Steifigkeit aufweist, wie die bekannten MDF- und Schalungsplatten.

[0009] Diese Aufgabe wird durch ein Herstellungsverfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst.

[0010] Beim Verfahren zur Herstellung einer Kunststoffplatte aus Kunststoffabfall, wird Kunststoffabfall in einem Schmelzkneteschritt in einem Extruder zu einer Schmelze verarbeitet. Dazu wird die Schmelze aus einem rieselfähigen Agglomerat und einem Treibmittel gebildet, wobei das rieselfähige Agglomerat aus unsortiertem Misch-Kunststoffabfall hergestellt ist. Die Schmelze wird in einen Injektor eingeleitet und vom Injektor unter Druck in eine Kavität einer geschlossenen Gussform eingespritzt, um eine Platte auszubilden. Die Schmelze wird über eine Einspritzdüse entlang einer Stirnseite der Kavität in die geschlossene Gussform eingebracht wird, in welcher die Schmelze zu einer geschäumten Kernschicht der Polymercompositplatte aufschäumt und abkühlt.

[0011] Die Erfindung hat mehrere Vorteile. So kann eine bedeutend homogenere Platte hergestellt werden, weil das Treibmittel bereits im Extruder gleichmässig in der Schmelze verteilt wird. Dies ist möglich, weil die Schmelze bis zum Zeitpunkt des Einspritzens in die Form unter hohem Druck steht und so das Treibmittel nicht aufschäumen kann. Dies geschieht erst in der Kavität, was zudem die Fliesseigenschaften und somit eine vollständige Verteilung der Schmelze in der gesamten Kavität begünstigt. Eine optimale Verteilung der Schmelze wird aber insbesondere durch ein Anspritzen entlang einer Stirnseite der Kavität erreicht. Auf diese Weise entsteht eine gleichmässige Fliessfront, welche gleichzeitig das Ende der Kavität auf der gegenüberliegenden Stirnseite erreicht. Die Kavität entspricht der Form der Platte. Mit der Stirnseite der Kavität ist die Seite gemeint, welche eine Stirnseite resp. eine Längsseite der Platte ausbildet. Dies kann die längere oder kürzere Stirnseite sein. Das Anspritzen erfolgt demnach nicht von der flächigen Seite, welche bevorzugt mit einer Deckschicht versehen ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das Verfahren energieeffizienter ist, weil die Gussform nicht aufgeheizt und wieder abgekühlt werden muss. Insgesamt kann mit dem Verfahren eine geschäumte Polymercompositplatte mit einer feinen und gleichmässigen Porenverteilung in der geschäumten Schicht hergestellt werden. Die Polymercompositplatte erhält so eine homogene Struktur, in welcher die ursprünglichen unterschiedlichen verschiedenen Kunststoffteile aus unterschiedlichen Kunststoffen mit blossem Auge nicht oder kaum mehr erkennbar sind. Zudem kann die Polymercompositplatte aus rezykliertem Misch-Kunststoffabfall hergestellt werden, d.h. aus nicht sortenreinem Kunststoffabfall, welcher auch Fremdstoffe in geringen Mengen enthalten kann.

[0012] Mit dem Verfahren ist es möglich, aus Misch-Kunststoffabfall eine lunkerfreie Kernschicht mit einem Schäumgrad von mindestens 20%, vorzugsweise von 60% bis 80%, herzustellen, welche Zellgrössen kleiner als 3mm, vorzugsweise mit einem Durchmesser von 0.5 bis 2mm, aufweist. In einigen Ausführungsformen kann vor dem Einspritzen der Schmelze eine obere vorgefertigte Deckschicht und eine untere vorgefertigte Deckschicht in die Kavität der Gussform eingelegt werden. Die Deckschichten dienen dazu, die Polymercompositplatte zu verstärken und die Oberflächen der Polymercompositplatte individuell zu gestalten. So können je nach Bedarf Deckschichten aus verschiedenen Materialien, Farben, Texturen usw. gewählt werden. Auch die Deckschichten können aus rezyklierten Materialen gefertigt sein, beispielsweise aus rezyklierten Thermoplasten, Duromeren oder Elastomeren. Die Deckschichten können beispielsweise aus Talkum verstärktem Polypropylen (PP-TV), Polystyrol (PS), Styrol-Acrylnitril-Copolymer (SAN), Acrylnitril-Styrol-Acrylat-Copolymer (ASA) oder Glycol modifiziertem Polyethylenterephthalat (PET-G) gefertigt sein. Ebenfalls kommen faserverstärkte Deckschichten in Frage mit Natur-, Glas- oder Carbonfasern. Als rezyklierte Thermoplaste eignen sich Polyolefine, Polystyrole und deren Copolymere sowie Polyester und Polyamide und deren Copolymere aber auch Polysulfone und Polyäther und deren Copolymere. Denkbar sind auch thermoplastische Elastomere als Bestandteile.

[0013] Die Deckschichten können eine Dicke von 0.5 mm bis 5 mm aufweisen. Die geschäumte Kernschicht kann eine Dicke von 5 mm bis 50 mm aufweisen. Die Polymercompositplatten können bis zu 2 m breit und 4 m lang sein.

[0014] In einigen Ausführungsformen kann die Gussform eine obere Matrize und eine untere Matrize aufweisen, welche zusammen die Kavität ausbilden. Die obere Deckschicht kann mittels Unterdruck an die Innenwand der oberen Matrize und die untere Deckschicht mittels Unterdruck an die Innenwand der unteren Matrize angesogen werden. Auf diese Weise kann die Schmelze einfach zwischen die beiden Deckschichten eingespritzt werden und sich mit diesen verbinden. Andere Mittel zum Festhalten der Deckschichten sind auch möglich. Z.B. könnten diese mit Stiften oder dergleichen gehalten werden, die mit vorschreitender Fliessfront gezogen werden.

[0015] In einigen Ausführungsformen kann die Deckschicht vor dem Schliessen der Gussform und dem Einspritzen der Schmelze mit einem Heizelement, z.B. ein Infrarotstrahler, aufgewärmt werden, um eine bessere Verbindung zwischen Deckschicht und Kernschicht zu erhalten. Alternativ ist es möglich die Deckschicht innenseitig mit einer Kunststofffolie, vorzugsweise aus biobasiertem Kunststoff, zu versehen, welche eine Verbindung zwischen Deck- und Kernschicht herstellt.

[0016] In einigen Ausführungsformen kann die Einspritzdüse eine Breitschlitzdüse sein, und die Schmelze wird über die Breitschlitzdüse, welche sich über die gesamte Stirnseite der Kavität erstrecken kann, in die Kavität der Gussform eingespritzt. Ein gleichzeitiges Einspritzen über die gesamte Stirnseite der Kavität führt zu einer Fliessfront, welche im Wesentlichen parallel zur Stirnseite verläuft, so dass die Kunststoffmasse am Ende der Kavität über die gesamte gegenüberliegende Stirnseite gleichzeitig ankommt. Eine rechteckige Polymercompositplatte wird bevorzugt von der breitesten Seite her angespritzt.

[0017] In einigen Ausführungsformen kann die Breitschlitzdüse eine Reihe von mit gleichmässigem Abstand zueinander angeordneten Düsenöffnungen aufweisen, durch welche die Schmelze in die Kavität der Gussform eingespritzt wird.

[0018] Mit anderen Worten weist die Einspritzdüse eine Düsenöffnung auf, welche sich über die gesamte Stirnseite der Kavität erstreckt (sog. Breitschlitzdüse), oder mehrere, gleichmässig angeordnete Düsenöffnungen, welche entlang der gesamten Stirnseite der Kavität verteilt sind. Diese können einen Durchmesser von 5 bis 15 mm aufweisen und sind mit maximal dem Durchmesser voneinander beabstandet.

[0019] Zur Optimierung der Fliessfront kann die Grösse der Düsenöffnung oder der mehreren Düsenöffnungen der Breitschlitzdüse zum den beiden Seiten hin zunehmen. Auf diese Weise werden die seitlichen, längeren Fliesswege vom Injektor bis zum Ende der Kavität ausgeglichen. Da die Kunststoffmasse im Randbereich der Kavität schneller abkühlen kann, nimmt die Geschwindigkeit im Randbereich schneller ab als im mittleren Bereich. Dieser Effekt kann über eine unterschiedliche Abkühlung der Gussform in verschiedenen Sektoren gesteuert werden.

[0020] In einigen Ausführungsformen kann die Breitschlitzdüse eine Verschlusseinrichtung aufweisen, welche eine Welle mit Durchgangsöffnungen für die jeweiligen Düsenöffnungen umfasst.

[0021] In einigen Ausführungsformen kann die Schmelze bei niedrigem Druck von 15 bis 20 bar über bis zu 30 Sekunden in die Kavität eingespritzt werden. Solch lange Einspritzzeiten werden durch das Aufschäumen der Schmelze in der Kavität ermöglicht.

[0022] In einigen Ausführungsformen kann der unsortierte Misch-Kunststoffabfall im Extruder bei einer Temperatur von 200°C bis 250°C zu einer Schmelze schmelzgeknetet werden, und die geschlossene Gussform, in welche die Schmelze eingespritzt wird, auf eine niedrige Temperatur unterhalb von 60°C temperiert werden. Die Einspritzdüse kann auf eine Temperatur von 200°C bis 250°C beheizt werden.

[0023] Die Kunststoffmasse kann also im Niedrigdruckspritzgussverfahren langsam in die Kavität, vorzugsweise zwischen zwei Deckschichten, eingespritzt werden. Durch den Druckabfall beginnt die in die Kavität fliessende Schmelze aufzuschäumen. Die Verteilung der Schmelze wird dabei massgeblich durch das Aufschäumen unterstützt, weshalb die Schmelze mit niedrigem Druck über mehrere Sekunden hinweg eingespritzt werden kann. Nach einer Abkühlphase von wenigen Minuten oder sogar Sekunden (abhängig von der Plattenstärke) kann die Gussform geöffnet werden. Bevorzugt wird dabei zuerst nur die untere Ansaugung der Deckschicht gestoppt, so dass die fertige Polymercompositplatte beim Öffnen der Gussform an der oberen Matrize gehalten wird. Eine Tragvorrichtung kann in die offene Gussform eingeführt werden, die obere Ansaugung kann gelöst werden und die Polymercompositplatte fällt auf die Tragvorrichtung, um sie dann einfach aus der Gussform zu entfernen. Die Gussform ist anschliessend für einen neuen Zyklus bereit.

[0024] Die Erfindung betrifft weiter eine Vorrichtung zur Herstellung einer Polymercompositplatte nach dem vorangehend beschriebenen Verfahren. Die Vorrichtung umfasst einen Extruder, einen Injektor, eine Einspritzdüse und eine geschlossene Gussform mit einer plattenförmigen Kavität. Die Einspritzdüse ist derart ausgestaltet und angeordnet, dass die Schmelze entlang einer gesamten Stirnseite der Kavität in die Kavität einspritzbar ist. Die Kavität kann aus einer oberen Matrize und einer unteren Matrize der Gussform gebildet sein.

[0025] In einigen Ausführungsformen kann die Gussform Kühlkanäle aufweisen, um diese auf eine Temperatur unterhalb von 60 °C abzukühlen.

[0026] In einigen Ausführungsformen kann die Einspritzdüse bezüglich der Gussform beweglich angeordnet sein, um störende Wärmeübertragungen zu reduzieren.

[0027] In einigen Ausführungsformen kann die Einspritzdüse eine Breitschlitzdüse sein, die bevorzugt eine Reihe von mit gleichmässigem Abstand zueinander angeordneten Düsenöffnungen aufweist.

[0028] In einigen Ausführungsformen kann die Gussform eine obere Matrize und eine untere Matrize aufweisen, deren Innenwände gleichmässig über die Oberfläche verteilte Bohrungen aufweisen, welche mit einer einen Unterdruck erzeugenden Pumpe verbunden sind. Auf diese Weise können eine obere resp. eine untere Deckschicht in der Kavität in der gewünschten Position gehalten werden.

[0029] Weiter kann die Vorrichtung auch die voran beim Verfahren beschriebenen strukturellen Merkmale aufweisen.

[0030] Weiter umfasst die Erfindung auch eine Polymercompositplatte aus Misch-Kunststoffabfall, welche bevorzugt mit dem vorangehend beschriebenen Verfahren hergestellt wird. Die Polymercompositplatte umfasst eine aus unsortiertem Misch-Kunststoffabfall hergestellte und geschäumte Kernschicht, welche zwischen eine obere Deckschicht und eine untere Deckschicht eingespritzt ist. Die Kernschicht aus Misch-Kunststoffabfall ist lunkerfrei und weist einen Schäumgrad von mindestens 20%, vorzugsweise von 60% bis 80%, mit Zellgrössen kleiner als 3mm, vorzugsweise mit einem Durchmesser von 0.5 bis 2mm, auf. Der Misch-Kunststoffabfall kann auch Fremdstoffe enthalten.

[0031] Auch die Deckschichten können aus rezyklierten Materialen gefertigt sein, wie bereits voran beschrieben. Die Deckschichten können beispielsweise aus Talkum verstärktem Polypropylen (PP-TV), Polystyrol (PS), Styrol-Acrylnitril-Copolymer (SAN), Acrylnitril-Styrol-Acrylat-Copolymer (ASA) oder Glycol modifiziertem Polyethylenterephthalat (PET-G) gefertigt sein. Ebenfalls kommen faserverstärkt Deckschichten in Frage mit Natur-, Glas- oder Carbonfasern.

[0032] Die gesamte Polymercompositplatte kann aus Rezyklat hergestellt sein.

[0033] Die Deckschichten können eine Dicke von 0.5 mm bis 5 mm aufweisen. Die geschäumte Kernschicht kann eine Dicke von 5 mm bis 50 mm aufweisen. Die Polymercompositplatte n können bis zu 2 m breit und 4 m lang sein.

[0034] Bei sehr grossen Platten können mehrere nebeneinander angeordnete Breitschlitzdüsen und mehrere Injektoren eingesetzt werden.

Kurze Erläuterung zu den Figuren

[0035] Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der(n) Zeichnung(en) näher erläutert werden. Es zeigen: Fig. 1 unter (a) eine schematische Darstellung und unter (b) eine Fotografie einer Polymercompositplatte mit einer Kernschicht aus Misch-Kunststoffabfall; Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zur Herstellung einer Polymercompositplatte gemäss Fig. 1; Fig. 3 eine Seitenansicht der Vorrichtung aus Fig. 2 mit der Gussform im geschlossenen Zustand; Fig. 4 eine Seitenansicht der Vorrichtung aus Fig. 2 mit der Gussform im offenen Zustand; Fig. 5 eine perspektivische Ansicht der Presse aus Fig. 2 im offenen Zustand; Fig. 6 eine perspektivische Ansicht einer Düse der Vorrichtung aus Fig. 2.

Wege zur Ausführung der Erfindung

[0036] Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch eine Polymercompositplatte 10, die nach dem voran beschriebenen Verfahren hergestellt ist. Unter (a) ist eine schematische Darstellung gezeigt und unter (b) eine Fotografie der Polymercompositplatte 10. Die Polymercompositplatte 10 weist eine obere Deckschicht 11 und einer untere Deckschicht 13 auf. Zwischen den beiden Deckschichten 11, 13 ist eine geschäumte Kernschicht 12 eingespritzt.

[0037] Die Kernschicht 12 ist aus Kunststoffmischabfall gefertigt, welcher als rieselfähiges Agglomerat mit einem Treibmittel gemischt und als Schmelze zwischen die Deckschichten gespritzt wurde. Dabei kann die Kunststoffmasse gleichmässig aufschäumen, wodurch eine feine und gleichmässige Porenverteilung erreicht wird. Die Kernschicht erhält so eine homogene Struktur, in welcher die ursprünglichen unterschiedlichen verschiedenen Kunststoffteile aus unterschiedlichen Kunststoffen mit blossem Auge nicht oder kaum mehr erkennbar sind.

[0038] Für die Deckschicht der Polymercompositplatte kann unter anderem Glasfaserabfall oder Karbonfaserabfall z.B. aus Industrieabfall, geschredderten Rotorblättern oder alten Booten verwendet werden. Dieser kann als Pulverfraktion in eine thermoplastische Matrix z.B. aus Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polystyren (PS) oder Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) eingebettet sein. Solche Abfälle fallen in Rezyklierfirmen an und können kaum verwertet werden. Sie werden daher verbrannt. Alternativ zu Glasfaserabfall kommen auch Vliesrezyklate, z.B. aus Compositeabfall (Glas-, Natur-, Kunst- und Kohlefasern), und elektrodynamisch fragmentierte Thermoplast Composite Fragmente in Frage.

[0039] In Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zur Herstellung einer Polymercompositplatte gemäss Fig. 1 gezeigt. Die Vorrichtung umfasst eine Presse 60 in welcher eine geschlossene Gussform 40 angeordnet ist, d.h. die Gussform 40 bildet im geschlossenen Zustand eine Kavität 41 zum Einspritzen einer Schmelze aus (Im Gegensatz zu einer offenen Form, in welcher alle Zutaten vor dem Schliessen eingebracht werden). Weiter umfasst die Vorrichtung einen Extruder 20 zum Aufbereiten der Schmelze und eine Injektor 30 zum Einspritzen der Schmelze mit der gewünschten Menge durch eine Einspritzdüse 50 in die Kavität 41.

[0040] In Fig. 3 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung aus Fig. 2 mit der Gussform 40 im geschlossenen Zustand gezeigt. Die Gussform 40 umfasst eine obere Matrize 42 und eine untere Matrize 43, welche zusammen die Kavität 41 ausbilden. Entlang einer Stirnseite weist die Kavität 41 eine Öffnung auf, an welcher die Einspritzdüse 50 zum Einspritzen der Schmelze anschliesst. Weiter umfasst die Gussform 40 eine oberen Halteplatte 44 für die obere Matrize 42 und eine untere Halteplatte 45 für die untere Matrize 43. In den beiden Halteplatten 44, 45 sind Heiz/Kühlkanäle vorgesehen, um die Matrizen 42, 43 auf die gewünschte Prozess-Temperatur zu bringen resp. auf der gewünschten Prozess-Temperatur zu halten. Ferner können die beiden Halteplatten 44, 45 jeweils mit einer Ansaugeinrichtung verbunden sein, deren Ansaugöffnungen 46 (vgl. Fig. 5) jeweils in der oberen Matrize 42 resp. der unteren Matrize 43 angeordnet sind. Mittels der Ansaugeinrichtung können die Deckschichten 11, 13 der Polymercompositplatte jeweils angesaugt und in der korrekten Position gehalten werden.

[0041] In Fig. 4 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung aus Fig. 2 mit der Gussform im offenen Zustand gezeigt. Im offenen Zustand können die Presse 60 und die Spritzgusseinrichtung (Extruder 20, Injektor 30, Einspritzdüse 50) voneinander wegbewegt werden, um eine Wärmeübertragung von der heissen Einspritzdüse 50 auf die kalte Gussform 40 zu unterbinden.

[0042] Fig. 5 zeigt eine perspektivische Ansicht der Presse aus Fig. 2 im offenen Zustand. Dabei sind die Ansaugöffnungen 46 in der unteren Matrize 43 zu erkennen. Solche Ansaugöffnungen sind auch in der oberen Matrize 42 vorhanden. Die Matrizen weisen jeweils Seitenwände 47 auf, welche die Kavität 41 begrenzen. In der gezeigten Ausführung sind die oberen Seitenwände 47 höher als die unteren. Diese dienen auch der korrekten Positionierung der Deckschichten 11, 13.

[0043] Fig. 6 zeigt eine perspektivische Ansicht der Einspritzdüse 50. Die Einspritzdüse 50 ist eine Breitschlitzdüse, die sich über die gesamte Stirnseite der Kavität 41 resp. der Gussform 40 erstreckt, um die Schmelze über die gesamte Stirnseite der Kavität 41 einzuspritzen. In der gezeigten Ausführung weist die Einspritzdüse 50 eine Vielzahl von in regelmässigen Abständen angeordnete Düsenöffnungen 51 auf. Bevorzugt sind diese kreisrund und deren Durchmesser nimmt jeweils ausgehend von der Mitte zu den beiden Seiten hin zu. Auf diese Weise kann die Schmelze mit einer gleichmässigen Fliessfront eingespritzt werden, so dass diese das Ende der Kavität 41 über die gesamte gegenüberliegende Stirnseite gleichzeitig erreicht. Ferner kann die Einspritzdüse 50 eine Verschlusseinrichtung 52 aufweisen, welche in der gezeigten Ausführung eine Welle mit einer Vielzahl von Durchgangsöffnungen für die jeweiligen Düsenöffnungen 51 aufweist. Durch Drehung der Welle können die Düsenöffnungen geschlossen resp. geöffnet werden.

[0044] Die in den Figuren 2 bis 6 dargestellte Vorrichtung kann für das voran beschriebene Verfahren zur Herstellung einer Polymercompositplatte 10 aus Misch-Kunststoffabfall verwendet werden. Dabei wird ein Agglomerat aus Misch-Kunststoffabfall mit einem Treibmittel gemischt und im Extruder 20 zu einer Schmelze verarbeitet. Eine für eine Polymercompositplatte verwendete Menge gelangt von Extruder 20 in den Injektor 30 und wird anschliessend zum Formen der Polymercompositplatte durch die Einspritzdüse 50 in die Kavität 41 eingespritzt.

[0045] Vor dem Einspritzvorgang werden die Deckschichten 11, 13 in die offene Kavität 41 eingelegt und an den beiden Matrizen 42, 43 angesaugt. Die Schmelze wird dann in die geschlossene Gussform eingespritzt, in welcher sie aufschäumt und sich mit den Deckschichten verbindet. Dabei wird die geschäumte Kernschicht 12 der Polymercompositplatte 10 ausgebildet. In der Gussform 40 kühlt die Kernschicht 12 ab und die Gussform 40 kann zur Entformung der Polymercompositplatte 10 geöffnet werden. Bevorzugt wird dabei die untere Ansaugung zuerst ausgeschaltet, um die Polymercompositplatte 10 an der oberen Matrize 42 zu halten. Ein geeignetes Werkzeug kann zwischen die Matrizen 42, 43 gefahren werden, die obere Ansaugung kann gelöst werden und die fertige Polymercompositplatte 10 kann so einfach aus der Presse 60 entfernt werden.

Bezeichnungsliste

[0046] 10 Polymercompositplatte 11 obere Deckschicht 12 geschäumte Kernschicht 13 untere Deckschicht 14 Stirnseite der Kavität 20 Extruder 30 Injektor 40 geschlossene Gussform 41 Kavität 42 obere Matrize 43 untere Matrize 44 obere Halteplatte 45 untere Halteplatte 46 Ansaugöffnungen 47 Seitenwand 50 Einspritzdüse 51 Düsenöffnungen 60 Presse

Claims (14)

1. Verfahren zur Herstellung einer Polymercompositplatte (10) aus Kunststoffabfall, bei welchem der Kunststoffabfall in einem Schmelzkneteschritt in einem Extruder (20) zu einer Schmelze verarbeitet wird, die Schmelze in einen Injektor (30) eingeleitet wird und vom Injektor (30) unter Druck in eine Kavität (41) einer geschlossenen Gussform (40) eingespritzt wird, um eine Platte zu bilden, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmelze aus einem rieselfähigen Agglomerat und einem Treibmittel gebildet wird, wobei das rieselfähige Agglomerat aus unsortiertem Misch-Kunststoffabfall hergestellt ist, und dass die Schmelze über eine Einspritzdüse (50) entlang einer Stirnseite der Kavität (41) in die geschlossene Gussform (40) eingebracht wird, in welcher die Schmelze zu einer geschäumten Kernschicht (12) der Polymercompositplatte (10) aufschäumt und abkühlt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Einspritzen der Schmelze eine obere vorgefertigte Deckschicht (11) und eine untere vorgefertigte Deckschicht (13) in die Kavität (41) der Gussform (40) eingelegt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gussform (40) eine obere Matrize (42) und eine untere Matrize (43) aufweist, welche zusammen die Kavität (41) ausbilden, und die obere Deckschicht (11) mittels Unterdruck an die Innenwand der oberen Matrize (42) und die untere Deckschicht (13) mittels Unterdruck an die Innenwand der unteren Matrize (43) angesogen werden.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzdüse (50) eine Breitschlitzdüse ist, und die Schmelze über die Breitschlitzdüse, welche sich über die gesamte Stirnseite der Kavität (41) erstreckt, in die Kavität (41) der Gussform (40) eingespritzt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Breitschlitzdüse eine Reihe von mit gleichmässigem Abstand zueinander angeordneten Düsenöffnungen (51) aufweist, durch welche die Schmelze in die Kavität (41) der Gussform (40) eingespritzt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Breitschlitzdüse eine Verschlusseinrichtung (52) aufweist, welche eine Welle mit Durchgangsöffnungen für die jeweiligen Düsenöffnungen (51) umfasst.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmelze bei niedrigem Druck von 15 bis 30 bar eingespritzt wird.

8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der unsortierte Misch-Kunststoffabfall im Extruder (20) bei einer Temperatur von 200°C bis 250°C zu einer Schmelze schmelzgeknetet wird, und die geschlossene Gussform (40) auf eine niedrige Temperatur unterhalb von 60°C temperiert wird, in welche die Schmelze eingespritzt wird.

9. Vorrichtung zur Herstellung einer Polymercompositplatte (10) nach einem Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 8 umfassend einen Extruder (20), einen Injektor (30), eine Einspritzdüse (50) und eine geschlossene Gussform (40) mit einer plattenförmigen Kavität (41), dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzdüse (50) derart ausgestaltet und angeordnet ist, dass die Schmelze entlang einer gesamten Stirnseite der Kavität in die Kavität (41) einspritzbar ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Gussform (40) Kühlkanäle aufweist, um diese auf eine Temperatur unterhalb von 60 °C abzukühlen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzdüse (50) bezüglich der Gussform beweglich angeordnet ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzdüse (50) eine Breitschlitzdüse ist, die bevorzugt eine Reihe von mit gleichmässigem Abstand zueinander angeordneten Düsenöffnungen (51) aufweist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Gussform eine obere Matrize und eine untere Matrize aufweist, deren Innenwände gleichmässig über die Oberfläche verteilte Bohrungen aufweisen, welche mit einer einen Unterdruck erzeugenden Pumpe verbunden sind.

14. Polymercompositplatte aus Misch-Kunststoffabfall umfassend eine aus unsortiertem Misch-Kunststoffabfall hergestellte und geschäumte Kernschicht, welche zwischen eine obere Deckschicht und eine untere Deckschicht eingespritzt ist, wobei die Kernschicht lunkerfrei ist und einen Schäumgrad von mindestens 20%, vorzugsweise von 60% bis 80%, mit Zellgrössen kleiner als 3mm, vorzugsweise mit einem Durchmesser von 0.5mm bis 2mm, aufweist.