DE102007022743A1

DE102007022743A1 - Granulation of plastic strands

Info

Publication number: DE102007022743A1
Application number: DE102007022743A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Kreuz
Original assignee: CF Scheer und Cie GmbH and Co KG
Current assignee: Reduction Engineering GmbH
Priority date: 2007-05-15
Filing date: 2007-05-15
Publication date: 2008-11-20
Also published as: WO2008138625A1; CN101743107A

Abstract

Für die Kunststoffstranggranulierung von Kunststoffen mit hoher Schmelzetemperatur, insbesondere Polycarbonat, wird vorgeschlagen, den Querschnitt der Kunststoffstränge vor Erreichen oder zu Beginn der Kühlwasserstrecke mittels einer Querschnittsbeeinflussungseinrichtung (20; 4) auf einen von einer Kreisform abweichenden Querschnitt mit zumindest in einer Richtung reduzierter Querschnittsabmessung, insbesondere auf einen länglichen Querschnitt mit einer Breite und einer gegenüber der Breite reduzierten maximalen Höhe, einzustellen. Auf diese Weise lassen sich Vakuolen in den Kunststoffsträngen und im daraus hergestellten Kunststoffstranggranulat reduzieren. Vorzugsweise werden die Kunststoffstränge im trockenen Schnitt granuliert, das heißt ohne nachfolgende Wasserkühlung, wodurch die Vakuolenbildung im Granulat zusätzlich reduziert wird. Die Querschnittsbeeinflussungseinrichtung kann beispielsweise durch einen Walzenspalt zwischen einer Walze (20) und dem Boden der Rinne (1) und/oder durch länglich ausgebildete Düsenkanäle bzw. Düsenaustrittsquerschnitte (4) gebildet sein.For the plastic strand granulation of plastics with a high melt temperature, in particular polycarbonate, it is proposed that the cross-section of the plastic strands before reaching or at the beginning of the cooling water section by means of a cross-section influencing device (20; 4) on a deviating from a circular cross-section with at least reduced in one direction cross-sectional dimension, in particular to an elongated cross-section with a width and a reduced width compared to the maximum height to adjust. In this way it is possible to reduce vacuoles in the plastic strands and in the plastic extruded granules produced therefrom. Preferably, the plastic strands are granulated in dry section, that is, without subsequent water cooling, whereby the vacuolation is additionally reduced in the granules. The cross-sectional influencing device can be formed, for example, by a nip between a roller (20) and the bottom of the channel (1) and / or by longitudinally formed nozzle channels or nozzle outlet cross-sections (4).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Granulieren von Kunststoffsträngen, die zunächst schmelzflüssig zum Beispiel aus einem Extruder austreten und zum Zwecke ihrer Kühlung zunächst durch ein Wasserbad geleitet werden, bevor sie im Granulator zu Kunststoffgranulat granuliert werden. Die Erfindung betrifft insbesondere das Granulieren von Polycarbonat (PC).The The invention relates to a method and apparatus for granulating of plastic strands that first molten For example, exit from an extruder and for the purpose of their cooling first by Pass a water bath before adding granules of plastic to the granulator be granulated. The invention particularly relates to granulation of polycarbonate (PC).

Als Wasserbad dient bei derartigen Verfahren heutzutage überwiegend eine wasserbespülte Rinne. Aber auch die früher häufig eingesetzten Wasserwannen sind im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung verwendbar. Anstelle von Wasser kann theoretisch auch eine andere Flüssigkeit als Kühlmedium dienen. Zwar ist dies unter praktischen Gesichtspunkten wenig realistisch. Dennoch ist im Sinne der nachfolgenden Beschreibung der Begriff „Wasser" umfassend im Sinne von „Flüssigkeit" zu verstehen, wobei Wasser bevorzugt wird.When Water bath is used predominantly in such processes nowadays a water-washed gutter. But the sooner often used water pans are in connection with the present Invention usable. In theory, too, instead of water another liquid as a cooling medium serve. Although this is not realistic from a practical point of view. Nevertheless, in the sense of the following description, the term "water" is to be understood comprehensively from "fluid" to understand, where Water is preferred.

Beim Granulieren von PC ist es also heutzutage üblich, die schmelzflüssigen Kunststoffstränge der wasserbespülten Rinne zuzuführen, in welcher die Stränge mittels des Wassers einerseits gekühlt und andererseits transportiert werden. Wegen der hohen Schmelzetemperaturen von über 280°C wird nach dem Granulieren das PC-Granulat am Granulatoraustritt mit Wasser weiter gekühlt und anschließend in einem Granulattrockner getrocknet, bevor es abgefüllt wird. Die Nachkühlung des Granulats erfolgt mit Kühlwassertemperaturen von 85°C bis 95°C. Durch die Tendenz zum Einsatz immer höher viskoserer Polycarbonatmaterialien erhöht sich auch die Schmelzetemperatur der zu verarbeitenden PC-Kunststoffe. Schmelzetemperaturen von bis zu 430°C sind bekannt.At the It is now common practice to granulate PC, the molten plastic strands of the wasserbespülten To feed the gutter, in which the strands cooled by means of the water on the one hand and on the other hand transported become. Due to the high melt temperatures of over 280 ° C is after granulating the PC granules at the granulator outlet with water further cooled and subsequently dried in a granule dryer before it is bottled. The aftercooling of the granules takes place with cooling water temperatures of 85 ° C up to 95 ° C. By the tendency to use ever higher more viscous polycarbonate materials, the melt temperature also increases the PC plastics to be processed. Melting temperatures from to to 430 ° C are known.

Bei glasgefüllten Kunststoffen kann aufgrund der hohen Wärmeleitfähigkeit von Glas und der dadurch bedingten schnellen Abkühlung auf eine Nachkühlung des Granulats verzichtet werden.at glass-filled Plastics may be due to the high thermal conductivity of glass and thereby conditional fast cooling on a post-cooling of the granules are dispensed with.

Problematisch bei der Verarbeitung von PC, insbesondere solchem mit hoher Schmelzetemperatur, ist die Ausbildung von Vakuolen im Granulat, die darauf zurückzuführen sind, dass das Material vergleichsweise stark abgekühlt werden muß. Dabei ist es der Wunsch der Industrie, Granulat mit weniger als 1% Vakuolen zu erhalten.Problematic in the processing of PC, especially those with high melt temperature, is the formation of vacuoles in the granules, which are due to that the material must be cooled comparatively strong. there It is the industry's desire to use granules with less than 1% vacuoles to obtain.

Die Vakuolenbildung ist auf zwei unterschiedliche Phänomene zurückzuführen. Einerseits scheinen sich die Vakuolen bereits bei der Strangkühlung im Wasserbad zu bilden und andererseits scheinen sich (weitere) Vakuolen bei der nachfolgenden Abkühlung des Granulats zu bilden. Der Grund liegt in beiden Fällen darin, dass sich der äußere Kunststoffmantel des Strangs bzw. Granulats schneller abkühlt und daher hart und vergleichsweise starr ist, noch bevor sich der Kunststoffkern ausreichend abkühlen kann. Jedoch unterscheidet sich das Ergebnis dieser ungleichmäßigen Abkühlung für den Strang einerseits und für das Granulat andererseits.The Vacuolation is due to two different phenomena. On the one hand, it seems to form the vacuoles already in the strand cooling in a water bath and on the other hand, (further) vacuoles appear in the following Cooling of the granules. The reason lies in both cases in that is the outer plastic sheath of the strand or granules cools faster and therefore hard and comparatively is rigid, even before the plastic core can cool sufficiently. However, the result of this uneven cooling differs for the strand on the one hand and for the granules on the other hand.

Normalerweise ist der Kunststoffstrang rund. Bei sehr langsamer Abkühlung aus dem Schmelzezustand – beispielsweise in Luft – bleibt er auch rund und bildet keine Vakuolen aus. Bei extrem schneller Abkühlung – beispielsweise im Eisbad – bleibt er ebenfalls rund, bildet aber eine durchgehende zentrale Vakuole aus, weil der Kunststoffmantel sofort erstarrt und ein durch die spätere Abkühlung des noch schmelzflüssigen Kunststoffkerns verursachter Materialschwund nicht ausgeglichen werden kann. Kühlt man den Strang dagegen im warmen Wasserbad ab, so führt die ungleichmäßige Abkühlung zwischen Kunststoffmantel und Kunststoffkern dazu, dass sich der Kunststoffstrang zusammenzieht und einen ovalen Querschnitt bildet. Die Ausbildung des ovalen Querschnitts verhindert ausreichend die Vakuolenbildung im Strang. Wie Versuche der Anmelderin aber gezeigt haben, ändert sich die Ausrichtung des ovalen Querschnitts über die Länge des Strangs unregelmäßig, so dass es Strangabschnitte mit ovalem Querschnitt gibt, deren ovaler Querschnitt unterschiedlich ausgerichtet ist, und dazwischenliegende Strangabschnitte, deren Querschnitt nicht oval oder zumindest nicht ausreichend oval ist, um die Vakuolenbildung zu vermeiden. In diesen Zwischenabschnitten bilden sich dann durchgehende Vakuolen. Das daraus hergestellte Granulat besitzt ein zentrales Durchgangsloch und kann anschaulich als „Maccaroni" bezeichnet werden.Usually the plastic strand is round. At very slow cooling off the melt state - for example in air - remains he also round and forms no vacuoles. For extremely fast cooling - for example in the ice bath - stays he also round, but forms a continuous central vacuole because the plastic shell immediately solidifies and a through the latter Cooling of the still molten one Plastic core caused material shrinkage not balanced can be. You cool the strand on the other hand in the warm water bath, so leads the uneven cooling between plastic jacket and plastic core to cause the plastic string to contract and forms an oval cross-section. The formation of the oval cross-section prevents sufficient vacuolation in the strand. Like experiments the applicant have shown, the orientation changes of the oval cross section over the length of the strand irregular, so that there are strand sections with oval cross-section, their oval Cross-section is oriented differently, and intermediate strand sections, their cross section not oval or at least not sufficiently oval is to avoid vacuolation. In these intermediate sections then form continuous vacuoles. The made of it Granules have a central through hole and can be visual to be called "macaroni".

Man hat versucht, die Vakuolenbildung im Strang durch eine schonendere Kühlung zu reduzieren. Statt der üblicherweise verwendeten Kühlwassertemperatur im Wasserbad von 50° bis 80°C wird mit bis zu 95°C gekühlt. Dabei verbleibt allerdings eine hohe Restenergie im Strang, die anschließend im Granulat zu einer verstärkten Vakuolenbildung führt. Eine Verlängerung der Kühlstrecke für die Kunststoffstränge von üblicherweise etwa 8 m auf bis zu 12 m bringt einen positiven, aber nicht ausreichenden Effekt, um im Endergebnis ein Granulat mit weniger als 1% Vakuolen zu erhalten.you has tried the vacuolation in the strand by a gentler cooling to reduce. Instead of the usual used cooling water temperature in a water bath of 50 ° to 80 ° C is with up to 95 ° C cooled. However, a high residual energy remains in the strand, the then in the Granules to a reinforced Vacuolation leads. An extension the cooling section for the plastic strands of usually about 8 m up to 12 m brings a positive, but not sufficient Effect, in the end result, granules with less than 1% vacuoles to obtain.

Wie erwähnt können sich, soweit im Granulator vakuolenfreie Strangabschnitte granuliert werden, im daraus resultierenden Granulat zusätzliche Vakuolen bilden. Auch dies liegt wiederum daran, dass der äußere Granulatmantel bei der üblichen Nachkühltemperatur von 85°C–95°C hart und unflexibel ist und daher keine Möglichkeit bietet, eine Vakuolenbildung durch Schrumpfung auszugleichen. Die Vakuolenbildung bei der Abkühlung des Granulatkerns ist nicht zu vermeiden, weil eine Kühlung mit noch heißerem Kühlwasser aus physikalischen Gründen ausgeschlossen ist.As mentioned, as far as vacuolar strand sections are granulated in the granulator, additional vacuoles can form in the resulting granules. Again, this is due to the fact that the outer shell of granules is hard and inflexible at the usual post-cooling temperature of 85 ° C-95 ° C and therefore provides no way to compensate for a shrinkage by Vakulolenbildung. The Vakuolenbildung during the cooling of the granule core is unavoidable, because a cooling with even hotter cooling water is excluded for physical reasons.

Besonders problematisch ist die vakuolenfreie Granulatherstellung von PC, dessen Schmelzetemperatur über 340°C liegt, und für solche Fälle ist die vorliegende Erfindung besonders vorteilhaft einsetzbar.Especially problematic is the vacuolate granule production of PC, its melt temperature over 340 ° C, and for such cases the present invention can be used particularly advantageously.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, das Bilden von Vakuolen bei der Herstellung von Kunststoffstranggranulat zu reduzieren, insbesondere bei der Verarbeitung von Kunststoffsträngen aus Polycarbonat, die dem Granulierverfahren mit hohen Schmelzetemperaturen zugeführt werden.task It is therefore the object of the present invention to form vacuoles to reduce in the production of plastic pellets, especially in the processing of plastic strands Polycarbonate, the granulation process with high melt temperatures supplied become.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren und eine Vorrichtung mit den Merkmalen der nebengeordneten Ansprüche gelöst. In davon abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung angegeben.These The object is achieved by a method and a device having the features the sibling claims solved. In dependent claims are indicated advantageous embodiments and refinements of the invention.

Erfindungsgemäß wird der Querschnitt der Stränge vor Erreichen des Wasserbads oder zu Beginn des Wasserbads mittels einer geeigneten Einrichtung in definierter Weise so beeinflusst, dass er einen von der Kreisform abweichenden Querschnitt besitzt, der zumindest in einer Richtung reduziert ist.According to the invention Cross section of the strands before reaching the water bath or at the beginning of the water bath by means influenced by a suitable device in a defined way, that it has a cross-section which deviates from the circular shape, which is reduced in at least one direction.

Durch diese Maßnahme wird verhindert, dass sich Strangabschnitte bilden, deren Querschnitt bezogen auf die Stranglänge in unterschiedlicher Richtung eingeschnürt ist, mit der Folge, dass sich auch keine uneingeschnürten Strangabschnitte ausbilden, in denen sich Vakuolen ausbilden könnten. Vielmehr wird mittels der Querschnittsbeeinflussungseinrichtung die Einschnürung des Querschnitts von vornherein in definierter Weise und über die gesamte Stranglänge vorgegeben. Sie ist also über die gesamte Stranglänge identisch, so dass sich die vorgenannten Zwischenabschnitte mit nicht ausreichend eingeschnürtem Querschnitt gar nicht erst bilden können.By This measure prevents strand sections form whose cross-section related on the strand length is constricted in different directions, with the result that no unrestricted ones Forming strand sections in which vacuoles could form. Much more is by means of the cross-sectional influencing device, the constriction of the Cross section from the outset in a defined manner and on the entire strand length specified. So she is over the entire strand length identical, so that the aforementioned intermediate sections with not sufficiently constricted Cross section can not even form.

In einfacher Weise lässt sich ein länglicher, insbesondere ovaler, Querschnitt einstellen, dessen maximale Querschnittshöhe gegenüber der Querschnittsbreite reduziert ist. So können beispielsweise die Düsen des Düsenkopfs, aus dem die Kunststoffstränge schmelzflüssig austreten, einen dem gewünschten Strangquerschnitt entsprechend ausgebildeten Düsenkanalquerschnitt und/oder insbesondere Düsenaustrittsquerschnitt besitzen. Statt dessen oder gegebenenfalls zusätzlich kann der Querschnitt der Kunststoffstränge auch mittels einer Walze oder eines Walzenpaars in der gewünschten Weise beeinflusst werden, wobei die Weite des Walzenspalts die reduzierte Querschnittsabmessung des Querschnitts der Kunststoffstränge definiert. Der Querschnitt ist dann rechteckig mit in etwa halbkreisförmigen Schmalseiten. Ein exakt rechteckiger oder vorzugsweise ovaler oder elliptischer Querschnitt ist durch geeignete Ausbildung des Düsenkanals bzw. Düsenaustritts des Düsenkopfs erreichbar. Beide Varianten sind sowohl mit einer wasserbespülten Rinne als auch mit einer Kühlwasserwanne vorteilhaft einsetzbar.In easy way an elongated, in particular oval, set cross-section whose maximum cross-sectional height over the Section width is reduced. For example, the nozzles of the Nozzle head, from the plastic strands molten Escape, one the desired Strand cross section corresponding trained nozzle channel cross section and / or in particular nozzle outlet cross-section have. Instead, or optionally in addition, the cross section the plastic strands also by means of a roller or a pair of rollers in the desired Be influenced manner, wherein the width of the nip reduced the Cross-sectional dimension of the cross section of the plastic strands defined. The cross section is then rectangular with approximately semicircular narrow sides. An exactly rectangular or preferably oval or elliptical Cross section is due to suitable design of the nozzle channel or nozzle outlet of the nozzle head reachable. Both variants are available with both a water-purged gutter also with a cooling water tub can be used advantageously.

Zwar sind die Ergebnisse, was das Vermeiden von Vakuolen angeht, um so besser, je länglicher der Querschnitt der Kunststoffstränge ist. Allerdings geht der Wunsch der Industrie hin zu möglichst kreisförmigem Granulat. Bei Polycarbonat liegt der äquivalente Durchmesser üblicherweise bei etwa 2,5 bis 3 mm. Versuche haben gezeigt, dass das Verhältnis der Querschnittsbreite zu der demgegenüber reduzierten Querschnittshöhe zumindest 1,25, vorzugsweise zumindest 1,35 und insbesondere vorzugsweise zumindest 1,45 betragen sollte. Je größer der äquivalente Durchmesser der Kunststoffstränge ist, desto vorteilhafter ist es, einen hohen Verhältniswert zu wählen. Bei einem äquivalenten Durchmesser von 2,8 bis 2,9 mm hat sich für PC, welches mit 430°C Schmelzetemperatur zugeführt wurde und in einer wasserbespülten Rinne von etwa 8 m Länge und bei einer Kühlwassertemperatur von etwa 80°C abgekühlt wurde, ein Breiten-Höhen-Verhältnis des Strangquerschnitts von 3,3 mm zu 2,4 mm als ausreichend zur Vakuolenvermeidung im Strang erwiesen.Though are the results in terms of avoiding vacuoles, so the better, the more elongated the Cross section of the plastic strands is. However, the desire of the industry goes as far as possible circular Granules. For polycarbonate, the equivalent diameter is usually at about 2.5 to 3 mm. Experiments have shown that the ratio of Cross-section width to the contrast reduced cross-sectional height at least 1.25, preferably at least 1.35, and most preferably should be at least 1.45. The larger the equivalent diameter of the Plastic strands The more advantageous it is to have a high ratio choose. In an equivalent Diameter of 2.8 to 2.9 mm has for PC, which with 430 ° C melt temperature supplied was and in a water-sprayed Gutter of about 8 m in length and at a cooling water temperature from about 80 ° C chilled was, a width-height ratio of the strand cross-section from 3.3 mm to 2.4 mm as sufficient for Vakuolenvermeidung in the strand proved.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung, insbesondere für die Verarbeitung von PC, werden die Kunststoffstränge im sogenannten „trockenen Schnitt" granuliert. Der trockene Schnitt bezeichnet Granulat, welches nach dem Granulieren trocken vorliegt. Im Gegensatz dazu liegt Granulat im sogenannten „nassen Schnitt" am Granulataustritt als Granulat-Wasser-Gemisch vor, entweder weil die Kunststoffstränge zusammen mit dem Kühlwasser in den Granulator geführt werden und/oder weil beim Granulieren Wasser auf die Granulierwalze gesprüht wird und/oder weil dem Granulat am Granulatoraustritt Wasser zur weiteren Kühlung des Granulats zugeführt wird.According to one preferred development of the invention, in particular for processing from PC, become the plastic strands in the so-called "dry Cut "granulated. The dry section refers to granules, which dry after granulation is present. In contrast, granules are in the so-called "wet Cut "at the granule outlet as Granules-water mixture before, either because the plastic strands together with the cooling water led into the granulator and / or because when granulating water onto the granulating roller is sprayed and / or because the granules at the granulator outlet water to further cooling fed to the granules becomes.

Der trockene Schnitt, welcher prinzipiell bei der Verarbeitung von Kunststoffsträngen nicht unbekannt, aber jedenfalls beim Granulieren von ungefülltem PC bisher nicht erwogen wurde, bietet verschiedene Vorteile. Zu allererst führt der trockene Schnitt dazu, dass das Granulat langsam weiter abkühlt, ohne dass der Granulatmantel dabei durch ein Kühlmedium auf eine vorgegebene Temperatur von 85°C bis 95°C gehalten wird. Vielmehr stellt sich ein homogener Temperaturausgleich über den Granulatquerschnitt ein. Dies ermöglicht eine Einschnürung des Granulats an den Granulatstirnflächen während der Abkühlung an der Luft, wodurch die Vakuolenbildung im Granulat verhindert wird.Of the dry cut, which in principle in the processing of plastic strands not unknown, but at least when granulating unfilled PC has not been considered before, offers several advantages. First of all leads the dry cut to the granules slowly cools further, without that the granule shell thereby by a cooling medium to a predetermined Temperature from 85 ° C to 95 ° C held becomes. Rather, a homogeneous temperature compensation over the Granule cross section. This allows a constriction of the granules at the granule end faces while the cooling in the air, which prevents the formation of vacuoles in the granules becomes.

Aber auch für den nassen Schnitt ist die Erfindung von Vorteil. Denn die Restmenge an nicht erstarrtem Kunststoff ist im Granulat mit ovalem Querschnitt geringer als im Granulat mit rundem Querschnitt, so daß sich die Granulatschnittflächen insgesamt weniger einwölben müssen, um die sich einstellende Materialreduzierung während der Abkühlung auszugleichen.But also for Wet cutting is the invention of advantage. Because the remainder on non-solidified plastic is in the granules with oval cross-section less than in the granules with a round cross section, so that the Granules cut surfaces total less bulge have to, to compensate for the self-adjusting material reduction during cooling.

Als weiterer Vorteil des trockenen Schnitts ist zu erwähnen, dass eine wassergekühlte Nachkühlstrecke, welche üblicherweise einen zweiten Kühlkreislauf mit einer anderen Kühlwassertemperatur erfordert, entfallen kann. Und letztendlich kann auch auf einen nachgeordneten Trockner insgesamt verzichtet werden, denn das Granulat liegt beim trockenen Schnitt am Granulatoraustritt in der Regel bereits mit einer Restfeuchte von weniger als 0,5% vor. Etwaiges Wasser, welches den Kunststoffsträngen zum Zeitpunkt des Granulierens noch anhaftet, verdampft aufgrund der hohen Granulattemperaturen sofort.When Another advantage of dry cutting is to mention that a water cooled Post-cooling, which usually a second cooling circuit with a different cooling water temperature requires, can be omitted. And ultimately, one can Downstream dryers altogether are dispensed with, because the granules is the dry cut at the granulator outlet usually already with a residual moisture content of less than 0.5%. eventual Water, which the plastic strands at the time of granulation still adheres, evaporates due to the high granule temperatures immediately.

Dementsprechend sieht eine bevorzugte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens vor, das Wasserbad als wasserbespülte Rinne mit gravimetrischer Entwässerung auszubilden, bei der ein zusätzliches Abblasen von Restfeuchte hilfreich sein kann. Vorteilhaft ist es aber, wenn die Kunststoffstränge zum Zeitpunkt des Granulierens noch „feucht" sind, also noch einen Wasserfilm tragen, um eine maximale Kühlung zu erzielen, wobei dieser Wasserfilm – wie erwähnt – anschließend sofort verdampft, so dass das Granulat am Granulatoraustritt trocken ist. Zu diesem Zweck sieht ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel anschließend an die gravimetrische Entwässerung ein nachfolgendes Besprühen der Kunststoffstränge und vorzugsweise eine weitere gravimetrische Entwässerung vor. Dabei ist es vorteilhaft, die Stränge mit kälterem Wasser zu besprühen, als es zur Wasserkühlung innerhalb der Rinne dient, beispielsweise mit Sprühwassertemperaturen von 50°C gegenüber einer Rinnenwassertemperatur von 85°C bis 95°C. Dazu bedarf es nicht einmal eines zusätzlichen Kühlwasserkreislaufs, weil die Sprühmenge so gering ist, dass sie aus dem Hauptkühlkreislauf abzweigbar ist und mittels eines kleinen Wärmetauschers auf die niedrigere Sprühwassertemperatur gebracht werden kann.Accordingly provides a preferred variant of the method according to the invention, the water bath as water-washed Gutter with gravimetric drainage to train, in which an additional Blowing off residual moisture can be helpful. It is advantageous but if the plastic strands for Time of granulation are still "wet", so still wear a water film, for maximum cooling to achieve this water film - as mentioned - then immediately evaporated, so that the Granules are dry at the granulator outlet. For this purpose sees a preferred embodiment subsequently to the gravimetric drainage a subsequent spraying the plastic strands and preferably further gravimetric dewatering in front. It is advantageous to spray the strands with colder water than it for water cooling inside the gutter, for example with Sprühwassertemperaturen of 50 ° C over one Gutter water temperature from 85 ° C to 95 ° C. To it does not even need an extra Cooling water circuit, because the spray quantity so small that it can be branched off from the main cooling circuit and by means of a small heat exchanger brought to the lower spray water temperature can be.

Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der begleitenden Zeichnungen erläutert, wobeifollowing the invention will be described by way of example with reference to the accompanying drawings explains in which

1 eine Kunststoffstranggranuliervorrichtung schematisch in Seitenansicht zeigt und 1 a Kunststoffstranggranuliervorrichtung schematically in side view and shows

2 die Düsenaustrittsebene eines Extruderkopfs mit ovalen Düsenaustrittsöffnungen zeigt. 2 the nozzle exit plane of an extruder head with oval nozzle outlet openings shows.

1 zeigt eine Kunststoffstranggranulieranlage gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Aus dem Extruderkopf 2 eines Extruders treten Kunststoffstränge KS mit hoher Schmelzetemperatur aus, welche im Falle von hochviskosem Polycarbonat beispielsweise bis zu 430°C betragen kann. Die Kunststoffstränge KS treffen auf eine abwärts geneigte, wasserbespülte Rinne 1. Auf die wasserbespülte Rinne 1 sind zusätzlich Kühlwassersprühdüsen 3 gerichtet. Mit dem Wasserstrom werden die Kunststoffstränge KS in der Ablaufrinne 1 in Richtung eines nachgeordneten Granulators 50 gefördert und gleichzeitig gekühlt. Dabei kühlen die Kunststoffstränge soweit ab, dass sie zumindest an ihrer Oberfläche hart werden. 1 shows a Kunststoffstranggranulieranlage according to a preferred embodiment of the invention. From the extruder head 2 an extruder plastic strands KS exit with high melt temperature, which may be up to 430 ° C in the case of high-viscosity polycarbonate, for example. The plastic strands KS meet on a downwardly inclined, wasserbespülte gutter 1 , On the water-washed gutter 1 are additional cooling water spray nozzles 3 directed. With the water flow, the plastic strands KS in the gutter 1 in the direction of a downstream granulator 50 promoted and cooled at the same time. The plastic strands cool down far enough that they harden at least on their surface.

Am unteren Ende der Ablaufrinne 1 ist eine Entwässerungsvorrichtung 70 vorgesehen, die im dargestellten Ausführungsbeispiel in die Ablaufrinne 1 integriert ist. Sie besteht aus einem Rost und einem darunter befestigten Wasserauffangkasten, der mittels eines Ventils 71 bedarfsweise gesperrt werden kann, etwa wenn das Kühlwasser für den nassen Schnitt mit in den nachgeordneten Granulator 50 geleitet werden soll.At the bottom of the gutter 1 is a dewatering device 70 provided in the illustrated embodiment in the gutter 1 is integrated. It consists of a grate and a water collecting box attached under it, by means of a valve 71 If necessary, can be locked, such as when the cooling water for the wet cut with in the downstream granulator 50 should be directed.

Auf den unteren Endbereich der Rinne 1 hinter der Entwässerungsvorrichtung 70 sind weitere Wassersprühdüsen 8 gerichtet, gefolgt von einer weiteren Entwässerungsvorrichtung 80. Die Temperatur des damit auf die Kunststoffstränge KS gesprühten Kühlwassers ist deutlich geringer als die Temperatur des in der Ablaufrinne 1 geführten Kühlwassers und liegt im Falle der Verarbeitung von hochviskosem PC beispielsweise bei etwa 50°C gegenüber 80 bis 90°C. Das Sprühwasser der Sprühdüsen 8 kann aus demselben Kühlwasserkreislauf entnommen werden, wie das Kühlwasser der Ablaufrinne 1, und wird mittels eines nicht dargestellten Wärmetauschers auf die gewünschte niedrigere Temperatur heruntergekühlt. Dadurch wird eine effektive weitere Kühlung der Kunststoffstränge KS erreicht. Die Wassersprühdüsen 3 und/oder 8 können einzeln gesperrt werden, um die Wasserkühlung zu variieren.On the lower end of the gutter 1 behind the dewatering device 70 are other water spray nozzles 8th directed, followed by another dewatering device 80 , The temperature of the thus sprayed on the plastic strands KS cooling water is significantly lower than the temperature of the gutter in the 1 guided cooling water and is in the case of processing of high-viscosity PC, for example, at about 50 ° C compared to 80 to 90 ° C. The spray water of the spray nozzles 8th can be taken from the same cooling water circuit as the cooling water of the gutter 1 , And is cooled down by means of a heat exchanger, not shown, to the desired lower temperature. As a result, an effective further cooling of the plastic strands KS is achieved. The water spray nozzles 3 and or 8th can be locked individually to vary the water cooling.

Zwischen den Sprühdüsen 8 und dem Granulator 50 können noch Blasdüsen oder/und eine Absaugvorrichtung (nicht gezeigt) auf die Kunststoffstränge KS gerichtet sein.Between the spray nozzles 8th and the granulator 50 can still be blowing nozzles and / or a suction device (not shown) directed to the plastic strands KS.

Am oberen Ende der geneigten Rinne 1 werden die Kunststoffstränge KS zwischen dem Boden der Rinne 1 und einer Kalibrierwalze 20 geführt. Diese Kalibrierwalze 20 dient dazu, die maximale Höhe des Kunststoffstrangquerschnitts zu definieren. Die maximale Höhe wird vorgegeben durch die Weite des Spalts zwischen der Kalibrierwalze 20 und dem Boden der Rinne 1. Den Kunststoffsträngen KS wird dadurch ein im wesentlichen rechteckiger Querschnitt mit abgerundeten Schmalseiten aufgeprägt. Dadurch dass die so geformten Kunststoffstränge mit ihrer flachen Seite auf dem Boden der Rinne 1 aufliegen, wird als weiterer positiver Effekt ein ruhigerer Lauf der Kunststoffstränge innerhalb der Rinne 1 erreicht. Dieser Effekt stellt sich ganz allgemein dadurch ein, dass die Längsachse des länglichen Querschnitts bezogen auf die Transportrichtung nicht senkrecht, sondern quer ausgerichtet ist, also parallel zur Transportebene verläuft.At the top of the inclined gutter 1 the plastic strands KS are between the bottom of the gutter 1 and a sizing roll 20 guided. This calibration roller 20 serves to define the maximum height of the plastic strand cross-section. The maximum height is dictated by the width of the gap between the sizing roll 20 and the bottom of the gutter 1 , The plastic strands KS is characterized imprinted by a substantially rectangular cross-section with rounded narrow sides. The fact that the plastic strands so formed with their fla on the bottom of the gutter 1 rest, as a further positive effect, a smoother running of the plastic strands within the gutter 1 reached. This effect is quite generally the fact that the longitudinal axis of the elongated cross section with respect to the transport direction is not perpendicular, but oriented transversely, ie parallel to the transport plane.

Alternativ oder gegebenenfalls auch in Kombination mit der Kalibrierwalze 20 kann der Querschnitt der Düsenkanäle oder Düsenkanalaustritte 4 des Düsenkopfs 2 so geformt sein, dass die Kunststoffstränge KS von vornherein mit einem länglichen Querschnitt aus den Düsen austreten. 2 zeigt dazu schematisch die Frontalansicht auf einen entsprechend ausgebildeten Düsenkopf 2 mit hier oval ausgebildeten Düsenaustrittsöffnungen 4. Die Längsachse der länglichen Düsenaustrittsquerschnitte liegt dabei bezogen auf die anschließende Transportrichtung der Kunststoffstränge KS jeweils quer, das heißt parallel zur Transportebene, so dass sich wiederum ein ruhiger Lauf der Kunststoffstränge KS in der Rinne 1 einstellt.Alternatively or optionally also in combination with the calibration roller 20 may be the cross-section of the nozzle channels or nozzle channel exits 4 of the nozzle head 2 be shaped so that the plastic strands KS emerge from the outset with an oblong cross section of the nozzles. 2 schematically shows the frontal view of a correspondingly formed nozzle head 2 with here oval-shaped nozzle outlet openings 4 , The longitudinal axis of the elongated nozzle outlet cross sections is in each case transversely relative to the subsequent transport direction of the plastic strands KS, that is to say parallel to the transport plane, so that in turn a smooth running of the plastic strands KS in the channel 1 established.

Claims

Process for cooling and transporting molten plastic strands (KS) to a granulator, in which the still molten strands are cooled by a water bath, in particular along an inclined water-washed gutter ( 1 ), characterized in that the cross section of the strands (KS) before reaching or at the beginning of the water bath ( 1 ) by means of a cross-sectional influencing device ( 20 ; 4 ) is set to a cross-section deviating from a circular shape, which has a reduced cross-sectional dimension in at least one direction, wherein at least the reduced cross-sectional dimension is determined by the cross-sectional influencing device ( 20 ; 4 ) is defined.

Method according to claim 1, characterized in that that the cross section of the strands is elongated with one width and one opposite the width reduced maximum height.

Method according to claim 2, characterized in that that the ratio the cross-sectional width and the cross-sectional height of the elongated cross-section on a Value is set in the range of 1.25 to 1.5.

Method according to claim 2 or 3, characterized that the elongated one Cross-section is rectangular, possibly with semicircular narrow sides.

Method according to claim 2 or 3, characterized that the elongated one Cross-section is oval or elliptical.

Method according to one of claims 2 to 5, characterized in that the longitudinal axis of the elongated cross section in the cross-sectional influencing device ( 20 ; 4 ), based on the subsequent transport direction of the strands (KS) through the water bath ( 1 ), is oriented transversely, so that it runs parallel to the transport plane.

Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the cross-section influencing device ( 20 ; 4 ) at least partially through a nozzle head ( 2 ) with a nozzle channel cross-section designed in accordance with the desired strand cross-section and / or in particular nozzle outlet cross-section (US Pat. 4 ) is formed.

Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that the cross-section influencing device ( 20 ; 4 ) at least partially by a roller ( 20 ) or a roller pair is formed with a nip whose gap width defines the reduced cross-sectional dimension of the cross-section of the plastic strands (KS).

Method according to one of claims 1 to 8, characterized that as plastic polycarbonate (PC), in particular unfilled polycarbonate, is processed.

Method according to one of claims 1 to 9, comprising the further step of granulating the plastic strands (KS) in the dry section.

Process according to claim 10, characterized in that the water bath ( 1 ) as a water-washed gutter with gravimetric drainage ( 70 ) is formed and the plastic strands (KS) subsequent to the gravimetric dewatering with cooling water ( 8th ) are sprayed.

A method according to claim 11, characterized in that for spraying the plastic strands (KS) cooling water is used, which is colder than that of the water-purged channel ( 1 ) supplied cooling water.

Method according to one of claims 10 to 12, characterized that prior to granulation residual moisture from the plastic strands (KS) blown off and / or sucked off.

Apparatus for granulating plastic strands (KS), in particular those made of polycarbonate (PC), comprising nozzles ( 4 ) for the passage of the plastic strands (KS) in the molten state and a water bath ( 1 ) for cooling the through the nozzles ( 4 ) passing plastic strand ge (KS), in particular in the form of an inclined, water-rinsed gutter, and a granulator ( 50 ) for granulating the cooled plastic strands (KS), characterized by a cross-sectional influencing device ( 20 ; 4 ) for adjusting the cross section of the plastic strands (KS) before reaching or at the beginning of the water bath ( 1 ) to a cross-section deviating from a circular shape with at least reduced in one direction cross-sectional dimension, wherein at least the reduced cross-sectional dimension by the cross-sectional influencing device ( 20 ; 4 ) is defined.

Apparatus according to claim 14, characterized in that the cross-sectional influencing device ( 20 ; 4 ) is adapted to set the cross section of the plastic strands (KS) to an elongate cross section with a width and a maximum height reduced with respect to the width.

Apparatus according to claim 15, characterized in that the cross-sectional influencing device ( 20 ; 4 ) at least partially through a nozzle head ( 2 ) with a nozzle channel cross-section designed in accordance with the desired strand cross-section and / or in particular nozzle outlet cross-section (US Pat. 4 ) is formed.

Apparatus according to claim 16, characterized in that the cross-sectional influencing device ( 20 ; 4 ) is set to adjust the elongated cross-section rectangular, optionally with semi-circular narrow sides.

Apparatus according to claim 16, characterized in that the cross-sectional influencing device ( 20 ; 4 ) is adapted to set the elongated cross-section oval or elliptical.

Apparatus according to claim 17 or 18, characterized in that the cross-sectional influencing device ( 20 ; 4 ) is set to set the ratio of the cross-sectional width and the cross-sectional height of the elongated cross-section to a value in the range of 1.25 and 1.5.

Apparatus according to claim 15, characterized in that the cross-sectional influencing device ( 20 ; 4 ) at least partially by a roller ( 20 ) or a pair of rollers is formed with a nip whose gap width defines the reduced cross-sectional dimension of the cross section of the plastic strands (KS).

Device according to one of claims 15 to 20, characterized in that the cross-sectional influencing device ( 20 ; 4 ), the longitudinal axis of the elongated cross section with respect to the subsequent transport plane of the strands (KS) through the water bath ( 1 ) to be aligned transversely.

Device according to one of claims 14 to 21, characterized in that the water bath is designed as an inclined, flushable with water gutter, which in the transport direction of the plastic strands (KS) in front of the granulator ( 50 ) a drainage device ( 70 ).

Apparatus according to claim 22, characterized by at least one spray nozzle ( 8th ) for spraying the strands (KS) with cooling water, which in the transport direction of the strands (KS) behind the drainage device ( 70 ) is directed to the strands (KS), and a second dewatering device ( 80 ) for dewatering the spray nozzle cooling water.

Device according to one of claims 14 to 23, characterized by a device for blowing and / or suction of cooling water in the transport direction of the strands (KS) in front of the granulator ( 50 ).

Use of the device according to one of claims 14 to 24 for granulating polycarbonate (PC), in particular unfilled polycarbonate.