DE102006027216A1

DE102006027216A1 - Kunststoff-Regranuliermaschine

Info

Publication number: DE102006027216A1
Application number: DE102006027216A
Authority: DE
Original assignee: Pro Tech Beratungs & Entwicklungs GmbH; PRO-TECH BERATUNGS- und ENTWICKLUNGS GmbH
Current assignee: Pro Tech Beratungs & Entwicklungs GmbH; PRO-TECH BERATUNGS- und ENTWICKLUNGS GmbH
Priority date: 2006-06-12
Filing date: 2006-06-12
Publication date: 2007-12-13

Abstract

Kunststoff-Regranuliermaschine, mit einem Schneckenextruder-Abschnitt und einem stromabwärts angeordneten Heißabschlag-Granulierabschnitt, mit einem stromabwärts des Heißabschlag-Granulierabschnittes angeordneten und mit dem Schneckenextruder-Abschnitt und/oder dem Heißabschlag-Granulierabschnitt in modularer Weise baulich vereinigten Schmelzefilter- und Entgasungseinsatz.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kunststoff-Regranuliermaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Derartige Kunststoffverarbeitungsmaschinen werden im Rahmen von Recycling-Verfahren zur Aufbereitung von Kunststoffabfällen eingesetzt, um Kunststoffgranulat als Ausgangsstoff für neue Kunststoffprodukte, insbesondere mit höheren Qualitätsansprüchen, zu gewinnen.
Derartige Kunststoff-Regranuliermaschinen sind bekannt und auf dem Markt erhältlich. In ihnen wird aus zerkleinerten Kunststoffabfällen in einem Schneckenextruder-Abschnitt eine homogenisierte Kunststoffschmelze gebildet und gegebenenfalls einer Entgasung und/oder Ausfilterung von festen Fremdstoffen unterzogen. Diese Schmelze wird anschließend in einem sogenannten Heißabschlag-Granulierabschnitt durch eine Lochplatte gepresst, und die dabei gebildeten Kunststoffstränge werden unter sofortiger Flüssigkeits- oder Luftkühlung zu Granulatkörnern zerkleinert. Man erhält damit ein Kunststoffgut mit gleichmäßiger Korngröße und -form, das annähernd der für Neuware üblichen Darreichungsform entspricht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Kunststoff-Regranuliermaschine der gattungsgemäßen Art anzugeben, die insbesondere ein rezykliertes Material höherer Güte liefern und/oder mit höherer Produktivität arbeiten kann als bekannte Maschinen.
Diese Aufgabe wird, in relativ unabhängigen Ausprägungen des Erfindungsgedankens, durch eine Kunststoff-Regranuliermaschine mit den Merkmalen der Ansprüche 1, 5 oder 10 gelöst. Zweckmäßige Fortbildungen des jeweiligen Erfindungsgedankens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Im Rahmen der Erfindung wird demnach ein Schmelzefilter- und Entgasungseinsatz mit mindestens zwei voneinander in Schmelzeflussrichtung beabstandeten Filter-Lochplatten oder Filter-Sieben und einen im Abstandsbereich derselben umschließenden Entgasungsring vorgeschlagen.
Der Schmelzefilter- und Entgasungseinsatz kann mithin Teil des Schneckenextruders oder Teil einer von diesem baulich getrennten Heißabschlag-Granuliereinheit sein, er kann aber auch als separates Modul zur Einfügung zwischen beiden Maschinenabschnitten und somit gleichzeitig zur Zusammenführung beider Abschnitte ausgeführt sein. Unter diesem Aspekt gehört zum Schutzbereich der Erfindung auch ein separat gefertigter und vertriebener Filter- und Entgasungseinsatz für eine Kunststoff-Regranuliermaschine der gattungsgemäßen Art.
Der Schmelzefilter- und Entgasungseinsatz ist im Bereich seiner Außenwandung mindestens teilweise, bevorzugt aber vollständig aus sogenanntem Entlüftungsstahl gefertigt, der das Austreten gasförmiger Bestandteile der Schmelzen ermöglicht, wodurch Qualitätsbeeinträchtigungen beim nachfolgenden Heißabschlag weitestgehend vermieden werden können. Zweckmäßig ist das Vorsehen zweier Filterplatten bzw. -siebe mit geeignet gewähltem Abstand, um das Sammeln von festen (insbesondere metallischen) Fremdkörpern im Zwischenraum sowie deren einfache Entfernung in geeigneten Reinigungsschritten zu ermöglichen.
Weiterhin gehört zur Erfindung eine Kunststoff-Regranuliermaschine bzw. eine Heißabschlag-Granuliereinheit für eine solche, bei der eine Lochplatte des Heißabschlag-Granulierabschnittes mindestens in einem Abschnitt Löcher mit nicht-kreisförmigem Querschnitt aufweist. In einer relativ selbstständigen Ausprägung dieses Erfindungsgedankens ist zur Bestückung des Heißabschlag-Granulierabschnittes ein Satz austauschbarer Lochplatten vorgesehen, deren Löcher unterschiedliche Größen und/oder Querschnitte aufweisen oder bei denen sich die räumliche Anordnung von Löchern mit unterschiedlichen Querschnittsgrößen und/oder -formen voneinander unterscheiden.
Hierdurch lassen sich verschiedene Granulatformen nach Anwender-Anforderung mit sehr kurzen Umrüstzeiten herstellen.
Des Weiteren gehört zur Erfindung eine Kunststoff-Regranuliermaschine, bei der stromaufwärts des Heißabschlag-Granulierabschnittes ein Schmelze-Homogenisierungsabschnitt vorgesehen ist. Dieser weist einen Schmelzedorn auf, der einen in kegeliger Grundform ausgeführten Abströmungsabschnitt hat und an seiner Peripherie mit einem Schmelzedurchlassbereich dazwischen in einem Schmelzedornhalter gehalten und zentriert ist.
Der Homogenisierungsabschnitt ist wichtig zur Steuerung der Fließeigenschaften und der inneren Beschaffenheit der Schmelze vor Erreichung des Granulierabschnittes. Er bewirkt ein gleichmäßiges Gleiten und Entspannen der Schmelze, wofür insbesondere eine rheologische Auslegung des Schmelzedorns und eine besonderen Anforderungen genügende Oberfläche von Bedeutung sind. Diese wird durch geeignete Auswahl der Stahlqualität, eine besondere Wärmebehandlung des Stahls und/oder eine Hochglanzpolitur der Dornoberfläche erreicht, womit sichergestellt wird, dass auch "problematische" Schmelzen, wie etwa PVC, nicht ankleben.
Auch hierbei ist eine modulare Ausführung in dem Sinne möglich, dass der Schmelze-Homogenisierungsabschnitt als separates Bauteil gefertigt ist und, insbesondere in Kombination mit dem weiter oben erwähnten Schmelzefilter- und Entgasungseinsatz, zwischen einen Schneckenextruder und einer Heißabschlag-Granuliereinheit eingefügt wird. Ebenso ist es aber möglich, dass der Homogenisierungsabschnitt von vornherein in einen Schneckenextruder oder einer Heißabschlag-Granuliereinheit eingefügt oder baulich mit einer Schmelzefilter- und -Entgasungseinheit vereinigt ist.
Zu Details der Ausführung der Erfindung wird, neben den abhängigen Ansprüchen, auf die beigefügten zeichnerischen Darstellungen verwiesen. Von diesen zeigen:
1A eine Draufsicht und 1B eine schematische Querschnittsdarstellung eines Schmelzefilter-und-Entgasungseinsatzes,
2A bis 2C schematische Darstellungen (als Teil-Draufsicht) verschiedener Lochplatten des Heißabschlag-Granulierabschnittes,
3A bis 3C Darstellungen zur Illustration des Schmelze-Homogenisierungsabschnittes, nämlich eine perspektivische Ansicht (3A), eine Draufsicht, von der Spitze des Schmelzedorns her (3B) und eine schematische Querschnittsdarstellung der Spitze des Schmelzedorns (3C) und
4 eine schematische Zusammenbauskizze in Art einer Längsschnittdarstellung.

Claims

Kunststoff-Regranuliermaschine, mit einem Schneckenextruder-Abschnitt und einem stromabwärts angeordneten Heißabschlag-Granulierabschnitt, gekennzeichnet durch einen stromaufwärts des Heißabschlag-Granulierabschnittes angeordneten und mit dem Schneckenextruder-Abschnitt und/oder dem Heißabschlag-Granulierabschnitt in modularer Weise baulich vereinigten Schmelzefilter- und Entgasungseinsatz.
Kunststoff-Regranuliermaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzefilter- und Entgasungseinsatz mindesten zwei voneinander in Schmelzeflussrichtung beabstandete Filter-Lochplatten oder Filter-Siebe und einen dem Abstandsbereich derselben umschließenden Entgasungsring aufweist.
Kunststoff-Regranuliermaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Abschnitt der Außenwandung des Schmelzefilter- und Entgasungseinsatzes, insbesondere der Entgasungsring, aus Entlüftungsstahl besteht, der insbesondere eine Porigkeit im Bereich zwischen 5 und 50 μm, besonders bevorzugt 20 μm, hat.
Kunststoff-Regranuliermaschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenwandung mindestens einer Filter-Lochplatte bzw. mindestens eines Filter-Siebes aus Entlüftungsstahl besteht, der insbesondere eine Porigkeit im Bereich zwischen 5 und 50 μm, besonders bevorzugt von 20 μm, hat.
Kunststoff-Regranuliermaschine mit einem Schneckenextruder-Abschnitt und einem stromabwärts angeordneten Heißabschlag-Granulierabschnitt, insbesondere nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lochplatte des Heißabschlag-Granulierabschnittes mindestens in einem Abschnitt Löcher mit nicht-kreisförmigem Querschnitt aufweist.
Kunststoff-Regranuliermaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lochplatte, welche Löcher mit nicht-kreisförmigem Querschnitt aufweist, Löcher mit über einem Teilabschnitt ihres Querschnitts geradliniger Begrenzung, insbesondere Löcher mit dem Querschnitt eines beidseitig abgerundeten Rechtecks, aufweist.
Kunststoff-Regranuliermaschine nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Löcher der Lochplatte, welche Löcher mit nicht-kreisförmigem Querschnitt aufweist, einen nicht-kreisförmigen Querschnitt haben.
Kunststoff-Regranuliermaschine nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestückung des Heißabschlag-Granulierabschnittes ein austauschbarer Satz Lochplatten vorgesehen ist, die einen unterschiedlichen Anteil und/oder eine unterschiedliche räumliche Anordnung von Löchern mit nicht-kreisförmigem Querschnitt aufweisen.
Kunststoff-Regranuliermaschine nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem überwiegenden Teil des Radius der oder mindestens einer Lochplatte Löcher vorgesehen sind.
Kunststoff-Regranuliermaschine mit einem Schneckenextruder-Abschnitt und einem stromabwärts angeordneten Heißabschlag-Granulierabschnitt, insbesondere nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass stromaufwärts des Heißabschlag-Granulierabschnittes ein Schmelze-Homogenisierungsabschnitt vorgesehen ist, welcher einen Schmelzedorn aufweist, der einer in kegeliger Grundform ausgeführten Abströmungsabschnitt hat und an seiner Peripherie mit einem Schmelzedurchlassbereich dazwischen in einem Schmelzedornhalter gehalten und zentriert ist.
Kunststoff-Regranuliermaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzedornhalter kreisringförmig ausgebildet ist und der Schmelzedurchlassbereich durch mehrere Kreisringsegmente gebildet ist.
Kunststoff-Regranuliermaschine nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens der Schmelzedorn, wahlweise auch der Schmelzedornhalter, aus einem Stahl der Qualität 1.4122 gefertigt ist, der einer thermischen Behandlung zur Oberflächenhärtung unterzogen wurde.
Kunststoff-Regranuliermaschine nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Schmelzedorns, wahlweise auch diejenige des Schmelzedornhalters, durch Ionitrieren und/oder Hochglanzpolieren veredelt ist.
Kunststoff-Regranuliermaschine nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzedorn zwei sich aneinander anschließende kegelige Abschnitte mit unterschiedlichem Kegelwinkel aufweist, wobei der Kegelwinkel der Dornspitze bevorzugt zwischen 90° und 150° und weiter bevorzugt im Bereich zwischen 110° und 130°, und der Kegelwinkel des zweiten kegeligen Bereiches bevorzugt im Bereich zwischen 10° und 30° und weiter bevorzugt im Bereich zwischen 15° und 20° liegt.
Kunststoff-Regranuliermaschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der erste kegelige Abschnitt eine Länge von weniger als 1/5, bevorzugt von weniger als 1/10, der Gesamtlänge des Abströmungsabschnittes des Schmelzedornes hat.