DE102008063232A1 - Producing a processable plastic material from waste mixture of plastics, comprises presorting the waste mixture of plastics, cleaning and then crushing to flakes and/or gravels, and feeding the crushed product to a treatment - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines verarbeitungsfähigen und eigenschaftsspezifizierten Kunststoffmaterials aus Abfallkunststoff nach dem Patentanspruch 1.The The invention relates to a process for producing a processable and property-specific plastic material from waste plastic according to claim 1.
Die Wiederverwendung von abfallstämmigen Kunststoffen ist von steigender Bedeutung. Problematisch ist, aus den unterschiedlichen Kunststoffsorten, die mit unterschiedlichen Anteilen im Abfallkunststoff auftreten (inhomogene Abfallströme) ein verwertungsfähiges Kunststoffmaterial von gleichbleibender Qualität zu erzeugen, weil die Anteile der verschiedenen Kunststoffsorten nicht bekannt sind, zumal sie sich ständig verändern.The Reuse of trash Plastics is of increasing importance. The problem is, out the different types of plastic, with different Shares in the waste plastic occur (inhomogeneous waste streams) recovery enabled To produce plastic material of consistent quality, because the shares the different types of plastic are not known, especially since they constantly change.
Für die Aufbereitung vorsortierter Kunststoffabfälle gibt es verschiedene Technologien. Die Erfindung beschränkt sich hierbei auf die Verwendung von NIR-Technologie oder Dichtekennung bei einem Abfallstrom zur positiven Identifizierung polyolefiner Kunststoffabfälle, das heißt Kunststoffabfälle der Sorten Polyethylen, Polypropylen und Derivate. Es ist bekannt, mit Hilfe von Waschstraßen die Kunststoffabfälle zu reinigen und zu zerkleinern. Es sind ferner sogenannte Sortierzentrifugen bekannt geworden, um Kunststoffabfälle in gereinigter bzw. ungereinigter Form nach Dichte zu trennen. Schließlich ist auch bekannt geworden, durch Zerkleinerung von Kunststoffagglomerat im Mahlverfahren und durch entsprechende Reinigungsvorgänge Abfallkunststoffe einer Verarbeitung zuzuführen. Bei ausreichendem Zerkleinerungsgrad kann auf das Mahlen von agglomeriertem Kunststoff verzichtet werden. Schließlich ist auch bekannt, Zellstoff, der sich bei der Weiterverarbeitung als äußerst störend erweist, aus dem zerkleinerten Abfallkunststoff zu entfernen.For the preparation pre-sorted plastic waste There are different technologies. The invention is limited here on the use of NIR technology or density detection in one Waste stream for the positive identification of polyolefin plastic waste, the is called Plastic waste the grades polyethylene, polypropylene and derivatives. It is known, with the help of car washes the plastic waste to clean and shred. There are also so-called sorting centrifuges become known to plastic waste in cleaned or unpurified Separate shape according to density. Finally, it has become known by crushing of plastic agglomerate in the milling process and by appropriate cleaning processes waste plastics a Processing. With a sufficient degree of comminution, the agglomerated grinding can be carried out Plastic can be dispensed with. Finally, it is also known pulp, which proves to be extremely disturbing in the further processing, from the crushed Remove waste plastic.
Damit Kunststoffmahlgut aus Abfallkunststoff als neuer Rohstoff in der kunststoffverarbeitenden Industrie verwendet werden kann, müssen folgende Voraussetzungen vorliegen:
- – Das Material muss homogenisiert sein. Darunter ist zu verstehen, dass eine intensive Durchmischung der verschiedenen Kunststoffarten und sonstigen Stoffe erfolgen muss. Wichtiges Ziel der Homogenisierung ist die Erzeugung von wieder verwendbaren Kunststoffen mit verlässlichen Eigenschaften in einem definierten Eigenschaftsfenster.
- – Damit das verarbeitbare Kunststoffmaterial mit marktüblichen Maschinen zur Kunststoffverarbeitung verwendet werden kann, muss es zuvor thermomechanisch zu einem Granulat umgeformt sein. Dieser Umformprozess muss stabil ablaufen, d. h., bei stabilen Prozesstemperaturen. Eine stabilisierte Schmelze soll keine Schmelzabrisse aufweisen und als Ergebnis soll ein sauberes, glattes und porenfreies Granulat erzielbar sein. Besonders wichtig hierbei ist, dass eine sogenannte Schmelzefiltration nicht übermäßig beansprucht wird. Ansonsten führt dies zu einer Kapazitätsminderung und Ausbeuteverlust.
- – Das bei dem thermomechanischen Umformprozess erzielte Granulat muss so beschaffen sein, dass es mit den üblichen Kunststoffverarbeitungsmaschinen verarbeitet werden kann. Es dürfen daher kaum Störstoffe enthalten sein, die zum Verstopfen von Düsen oder Kanälen führen. Das Material darf sich nicht zersetzen. Es darf keine Entmischung geben, und Ausgasungen müssen sich in Grenzen halten, zumindest dürfen die Ausgasungen nicht zum Aufschäumen des Materials führen. Es muss außerdem eine definierte Verarbeitungsviskosität (Melting Flow Rate – MFR) eingestellt werden.
- – Schließlich kann es bei der Weiterverarbeitung des verarbeitungsfähigen Kunststoffmaterials zu einer Geruchsbelästigung kommen, die aufgrund einer schlechten Reinigung der abfallstämmigen Kunststoffe entsteht. Ein besonderes Problem besteht hier mit an Kunststoff anhaftenden Zellstoffen, beispielsweise von Aufklebern und Etiketten.
- - The material must be homogenized. By this is meant that an intensive mixing of the different types of plastic and other substances must be made. An important goal of the homogenization is the production of reusable plastics with reliable properties in a defined property window.
- - So that the processable plastic material can be used with commercially available machinery for plastics processing, it must first be thermomechanically converted into a granulate. This forming process must be stable, ie at stable process temperatures. A stabilized melt should have no melt fractures and as a result, a clean, smooth and pore-free granules should be achievable. Particularly important here is that so-called melt filtration is not overstressed. Otherwise, this leads to a reduction in capacity and yield loss.
- - The granules obtained in the thermomechanical forming process must be such that they can be processed by the usual plastics processing machines. It must therefore be contained hardly any impurities that lead to the clogging of nozzles or channels. The material must not decompose. There must be no segregation, and outgassing must be kept within limits, at least the outgassing must not lead to the foaming of the material. In addition, a defined Melting Flow Rate (MFR) must be set.
- - Finally, it may come in the processing of the workable plastic material to an odor, which arises due to poor cleaning of waste plastics. A particular problem here is with plastic adhering pulps, such as labels and labels.
Wie eingangs zumindest teilweise erläutert, treten bei der Herstellung von polyolefinen Kunststoffmaterialien, insbesondere Kunststoffgranulaten aus abfallstämmigen Kunststoffen verschiedene Probleme auf. Die wichtigsten Vertreter der Polyolefine, die mengenanteilmäßig in Kunststoffabfällen vorkommen, sind Polyethylen (PE-LD und PE-HD) und Polypropylen (PP). Das Verhältnis von Polyethylen zu Polypropylen schwankt mehr oder weniger stark und bestimmt mithin die Verarbeitungs- und Gebrauchseigenschaften des verarbeitungsfähigen Materials. Dadurch ist es schwierig, über einen längeren Zeitraum eine konstante Qualität zu erzielen. Bei der Herstellung von verarbeitungsfähigem Kunststoffmaterial werden Additive hinzugegeben, die zumeist in Pulverform vorliegen. Die Zugabe von pulverigen Additiven im Extruder zusammen mit z. B. in Flakeform vorliegendem Kunststoff bereitete Probleme. Bei der thermomechanischen Umformung zu Granulat kann der Zellstoff im Kunststoffmaterial zu Wasserdampfausgasungen führen, wodurch ein poröses Granulat entsteht. Zellstoff führt auch, wie schon erwähnt, zu Geruchsproblemen bei der Weiterverarbeitung von Granulat. Schließlich kann es zu Kapazitätseinbußen im Extruder kommen, wenn PET oder Aluminium als Störstoff im Inputmaterial enthalten ist.As initially explained at least partially, occur in the production of polyolefin plastic materials, in particular plastic granules of waste plastics different Problems on. The most important representatives of polyolefins, which occur in the proportion of plastic waste, are polyethylene (PE-LD and PE-HD) and polypropylene (PP). The ratio of Polyethylene to polypropylene varies more or less strongly and determines therefore the processing and use characteristics of the processable Material. This makes it difficult to maintain a constant level over a longer period of time quality to achieve. In the production of processable plastic material Additives are added, which are mostly in powder form. The addition of powdery additives in the extruder together with z. B. in flake form existing plastic prepared problems. at thermomechanical transformation into granules can be the pulp in the plastic material lead to Wasserdampfausgasungen, causing a porous one Granules are formed. Pulp leads also, as already mentioned, to odor problems in the further processing of granules. Finally, can it to capacity losses in the extruder come when PET or aluminum contain impurities in the input material is.
Aus bekannten vorgelagerten Sortier- und Reinigungsprozessen wird als Produkt ein zerkleinerter Abfallkunststoff erhalten, der hauptsächlich aus Flakes besteht. Diese Flakes besitzen eine geringe Schüttdichte, so dass ihre direkte Zufuhr in einen Extruder für die Granulierung sehr schwer oder nahezu unmöglich ist. Daher ist auch bereits bekannt geworden, die Flakes zu Agglomeratteilchen zu verdichten und sie anschließend zu zerkleinern, insbesondere zu mahlen. Allerdings sind die Flakes nicht homogen in ihren Anteilen von PE und PP, es sei denn es findet eine wirtschaftlich aufwändige Trennung der Kunststoffarten durch ein spezifische NIR Trennung oder andere physikalische Verfahren statt, die die unterschiedliche Dichte der Polyolefine als Trennkriterium nutzen. Alle diese Trennverfahren sind jedoch nur kleinkapazitiv möglich und wirtschaftlich teuer.From known upstream sorting and cleaning processes, the product is a comminuted Ab obtained from plastic, which consists mainly of flakes. These flakes have a low bulk density, so their direct feed into an extruder for granulation is very difficult or nearly impossible. Therefore, it has already become known to compress the flakes into agglomerate particles and then to crush them, in particular to grind. However, the flakes are not homogeneous in their proportions of PE and PP, unless there is a costly separation of the plastic types by a specific NIR separation or other physical processes that use the different density of the polyolefins as separation criterion. However, all these separation methods are only small capacity possible and economically expensive.
Es entstehen auch Schwierigkeiten bei der Zugabe von Additiven dadurch, dass ungleiche Korngrößen gemischt werden müssen. Die Additive liegen zumeist als Pulver oder Granulat vor, während die Flakes ein deutlich anderes Oberflächenvolumenverhältnis aufweisen.It This also creates difficulties in adding additives, that unequal particle sizes mixed Need to become. The additives are usually present as powder or granules, while the Flakes have a significantly different surface volume ratio.
An Kunststoff-Flakes, die aus abfallstämmigem Kunststoffströmen gewonnen werden, haften immer Zellstoffreste an, die in den vorgelagerten Prozessen nicht vollständig abgetrennt werden können. Bei einer Regranulierung in einem Extruder, wie sie üblicherweise durchgeführt wird, verdampft das im Zellstoff zellulär gebundene Wasser beim Erhitzen im Extruder und muss über Vakuumentgasung abgesaugt werden. Dies ist aber nicht vollständig möglich, und das Granulat schäumt auf, sobald es den Extruderkopf verlässt, da sich der Wasserdampf bei atmosphärischem Druck ausdehnt. Dies führt zu Qualitätseinbußen am Granulat. Durch die Erhitzung und Verdampfung des Wassers aus dem Zellstoff entsteht um die Zellstofffasern eine Art Wasserdampfmantel. Dieser verhindert, dass der Zellstoff in die Kunststoffmatrix komplett eingebunden wird. Durch die entstandenen Kanäle kann Feuchtigkeit aus der Umgebungsluft nach Abkühlung wieder durch die Zellstofffasern aufgenommen werden, so dass im Granulat sich eine Ausgleichsfeuchte bildet, die für den weiterführenden Prozess extrem störend ist. Diese Feuchte sorgt dann unter den hohen Drücken in einer Spritzgussmaschine für überhitzten Dampf. Dieser wiederum führt zu einer Depolymerisation der Kunststoffketten und des Zellstoffe und äußerst unangenehmer Geruchsbelästigung durch die Zersetzungsprodukte.At Plastic flakes obtained from waste plastic streams Pulp residues always stick in the upstream Processes are not complete can be separated. In a regranulation in an extruder, as they usually carried out when the cell-bound water evaporates on heating in the extruder and must over Vacuum degassing be extracted. But this is not completely possible, and the granules foam as soon as it leaves the extruder head, as the water vapor at atmospheric Pressure expands. this leads to to quality losses on the granules. By heating and evaporating the water from the pulp arises around the pulp fibers a kind of steam jacket. This Prevents the pulp from completely entering the plastic matrix is involved. Through the resulting channels, moisture from the Ambient air after cooling again absorbed by the pulp fibers, so that in the Granulate forms a compensatory moisture, which for the continuing Process extremely disturbing is. This moisture then provides under the high pressures in an injection molding machine for overheated Steam. This in turn leads to a depolymerization of the plastic chains and the pulps and extremely unpleasant odor by the decomposition products.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines verarbeitungsfähigen Kunststoffmaterials aus Abfallkunststoff anzugeben, das für eine Granulierung in einem Extruder oder einen sonstigen Einsatz kontinuierlich vorgegebene Eigenschaften, z. B. eine vorgegebene Verarbeitungs- und/oder Produktqualität aufweist.Of the Invention is based on the object, a process for the preparation a workable plastic material from waste plastic, which is suitable for granulation in a Extruder or other use continuously specified Properties, e.g. B. has a predetermined processing and / or product quality.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.These The object is solved by the features of claim 1.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird aus dem Abfallkunststoff ein polyolefiner Kunststoffabfall vorsortiert. Der zerkleinerte polyolefine Mischkunststoffabfall wird abhängig von seiner Beschaffenheit zu Grieß, Pellets, stickiges Material, Flakes oder Agglomeratteilchen zu einem Basisrohstoff zerkleinert bzw. verdichtet, wobei die Pellets oder Agglomeratteilchen ganz oder teilweise durchgeschmolzen sein können. Flakes oder Fasern sind ineinander verknäult und teilweise durch Anschmelzung miteinander verbunden. Beim Durchschmelzen lassen sich die Einzelteile des Agglomeratteilchens oder des Pellets nicht mehr identifizieren. Eine vorgegebene Menge an Basisrohstoff wird zusammen mit einer vorgegebenen Menge sortenreinen Kunststoffs bzw. einer Mischung aus sortenreinen Kunststoffen, Zuschlagstoffen und/oder Füllstoffen und/oder Verstärkungsstoffen homogen gemischt. Das vorzugsweise rieselfähige, homogen gemischte Material wird anschließend seiner Verwendung zugeführt. Eine maßgebliche Verwendung ist die Zufuhr in einen Extruder zur Herstellung eines granulierten Compounds. Eine alternative Ausgestaltung der Erfindung sieht die Anwendung des Materials aus dem Mischer auf eine Doppelbandanlage zur Herstellung von Plattenmaterial vor. Das Plattenmaterial sind entweder Kunstoffplatten oder Kunststoffplatten mit einer Faserverstärkung aus organischen oder anorganischen Fasern.at the method according to the invention is sorted from the waste plastic a polyolefin plastic waste. The crushed polyolefin mixed plastic waste becomes dependent on its texture to semolina, Pellets, stuffy material, flakes or Agglomeratteilchen to a Basic raw material crushed or compacted, the pellets or Agglomerate particles may be completely or partially melted through. Flakes or Fibers are tangled together and partially connected by fusion. When melt through let the individual parts of the agglomerate particle or the pellet no longer identify. A given amount of basic raw material is combined with a predetermined amount of pure plastic or a mixture of single-grade plastics, aggregates and / or fillers and / or reinforcing materials homogeneously mixed. The preferably free-flowing, homogeneously mixed material will follow fed to its use. An authoritative Use is the feed in an extruder for the production of a granulated compounds. An alternative embodiment of the invention sees the application of the material from the mixer on a double belt plant for the production of plate material. The plate material is either plastic plates or plastic plates with a fiber reinforcement organic or inorganic fibers.
Eigenschaften, Qualität und/oder Verarbeitungsfähigkeit des aufgearbeiteten Kunststoffmaterials hängen stark von dem Verhältnis von Polyethylen und Polypropylen ab und damit in Korrelation von den Anteilen an Weichkunststoff (überwiegend PE-LD) und Hartkunststoff (überwiegend PE-HD und PP). Da eine Vorsortierung von Abfallkunststoff nach diesen Kunststoffsorten sehr aufwendig oder kaum möglich ist und andererseits ihr Verhältnis im Laufe der Zeit mehr oder weniger schwankt, ist es ohne besondere Vorkehrungen nicht möglich, erwünschte Eigenschaften in einer ausreichenden Konstanz zu erzielen. Bei der Erfindung wurde erkannt, dass dieses Problem dadurch gelöst wird, dass dem zerkleinerten Abfallkunststoff zerkleinerter sortenreiner Kunststoff bzw. eine Mischung sortenreiner Kunststoffe bekannter Eigenschaften in einem mehr oder weniger großen Anteil zugemischt wird. Der sortenreine Kunststoff kann entweder Reinkunststoff sein oder sortenreiner Abfallkunststoff bzw. Mischungen von diesem. Voraussetzung bei der Erfindung ist, dass mindestens eine Eigenschaft des oder der Kunststoffe bekannt ist. Eine bevorzugte Mischung sortenreiner Kunststoffe enthält Polyamid und Polyethylen. Die Einbringung des typbestimmenden Kunststoffs – in diesem Fall eine definierte Mischung aus PE und PA hat zur Folge, dass durch gezielte Auswahl bestimmte Eigenschaften der Materialmischung verstärkt werden. Mithilfe eines typbestimmenden sortenreinen Kunststoffs kann die Qualität, die Eigenschaft und die Verarbeitungsfähigkeit der Mischung in mehr oder weniger engen Grenzen konstant gehalten werden. Ist z. B. angestrebt, dass das verarbeitungsfähige Kunststoffmaterial die Eigenschaften von Polyethylen in Verbindung mit hoher Schlagzähigkeit haben soll, wird als typbestimmender Kunststoff eine Mischung aus Polyethylen und Polyamid zugesetzt. Wird hingegen die Eigenschaft von Polypropylen in Verbindung mit hoher Steifigkeit angestrebt, kann als typbestimmender Kunststoff Polypropylen und Polyamid verwendet werden. Die Toleranz in den Eigenschaften und der Qualität verarbeitungsfähigen Materials hängt naturgemäß von dem Verhältnis von Abfallkunststoff und sortenreinem Kunststoff ab. Als typbestimmender Kunststoff können bifunktionelle Polymere oder bifunktionelle Polymerblends verwendet werden. Der verwendete typbestimmende Kunststoff hängt wie eingangs beschrieben von den gewünschten Eigenschaften des zu erzeugenden Compounds ab.The properties, quality and / or processability of the reclaimed plastic material are highly dependent on the ratio of polyethylene and polypropylene and thus correlated with the proportions of soft plastic (predominantly PE-LD) and hard plastic (predominantly PE-HD and PP). Since a pre-sorting of waste plastic for these types of plastic very expensive or hardly possible and on the other hand, their ratio varies more or less over time, it is not possible without special precautions to achieve desired properties in a sufficient consistency. In the invention, it was recognized that this problem is solved in that the comminuted waste plastic shredded sorted plastic or a mixture of varietal plastics known properties is mixed in a more or less large proportion. The unmixed plastic can either be pure plastic or single-grade waste plastic or mixtures thereof. A prerequisite in the invention is that at least one property of the plastic or plastics is known. A preferred mixture of pure plastics contains polyamide and polyethylene. The introduction of the type-determining plastic - in this case, a defined mixture of PE and PA has the consequence that specific properties of the material mixture are enhanced by targeted selection. Using a type-specific single-grade plastic, the quality, property and processability of the mixture can be kept constant within more or less narrow limits. Is z. B. strives that the workable plastic material should have the properties of polyethylene in conjunction with high impact resistance, a mixture of polyethylene and polyamide is added as the type-determining plastic. If, on the other hand, the property of polypropylene is sought in conjunction with high rigidity, polypropylene and polyamide can be used as the type-determining plastic. The tolerance in the properties and the quality of workable material naturally depends on the ratio of waste plastic and sorted plastic. As a type-determining plastic bifunctional polymers or bifunctional polymer blends can be used. The type-determining plastic used depends, as described above, on the desired properties of the compound to be produced.
Um z. B. ein gewünschtes Compound zu erzeugen, müssen die beiden Hauptkornponenten, nämlich Abfallkunststoff und typbestimmender Kunststoff nach Rezepturerfordernis abgemischt werden, wobei noch Zuschlagstoffe, Additive und Verstärkungsstoffe zugemischt werden. Vorzugsweise kann auch ein Reaktionsmittel zugegeben werden.Around z. B. a desired Need to produce compound the two main grain components, namely waste plastic and type-specific plastic mixed according to recipe requirement are still being added aggregates, additives and reinforcing agents be mixed. Preferably, a reactant may also be added become.
Bekanntlich unterscheidet man zwischen Weichkunststoff und Hartkunststoff. Es ist daher nach einer Ausgestaltung der Erfindung vorteilhaft, wenn der polyolefine Kunststoffabfall in die Fraktionen Weichkunststoff und Hartkunststoff getrennt und die Fraktionen in einem vorgegebenen Verhältnis in den Mischer eingetragen werden. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird der zerkleinerte Weichkunststoff zu Pellets und/oder Agglomeratteilchen verdichtet, wobei die Kunststoffteilchen in den Pellets oder den Agglomeratteilchen nur teilweise angeschmolzen werden. Bei der Hartkunststofffraktion sind in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorzugsweise Pellets und/oder Agglomeratteilchen vorgesehen, wobei die Kunststoffteilchen in den Pellets oder Agglomeratteilchen nur teilweise ange schmolzen sind. Ferner können bei einer Ausgestaltung der Erfindung bei Hartkunststoff auch zu Grieß zerkleinerte Teilchen eingesetzt werden. Wichtig ist, dass innerhalb der Fraktionen eine möglichst gleiche Korngröße vorliegt, um die gewünschte Homogenisierung zu erzielen und einen Entmischungseffekt zu vermeiden.generally known a distinction is made between soft plastic and hard plastic. It is therefore advantageous according to an embodiment of the invention, when the polyolefine plastic waste into the fractions soft plastic and hard plastic separated and the fractions in a given relationship be entered in the mixer. In a further embodiment the invention, the crushed soft plastic into pellets and / or Agglomerate particles compacted, wherein the plastic particles in the Pellets or Agglomeratteilchen only partially melted become. In the hard plastic fraction are in a further embodiment of the Invention preferably pellets and / or Agglomeratteilchen provided the plastic particles in the pellets or agglomerate particles only partially melted are. Furthermore, in one embodiment the invention in hard plastic also used to semolina crushed particles become. It is important that within the political groups one possible same grain size is present, to the desired Homogenization to achieve and avoid a segregation effect.
Unter Zuschlagstoffen werden üblicherweise Stoffe verstanden, welche vor allem die Steifigkeit der Kunststoffe einstellen. Es können jedoch auch ausnahmsweise Basismaterialien, z. B. die Schlagzähigkeit modifizierende Zuschlagstoffe, wie z. B. TPE gezielt zudosiert werden. Additive sind prozessoptimierende Substanzen, wie Stabilisatoren, Dispergierhilfen und Fließverbesserer. Unter Zugabestoffen werden auch Pigmente, UV-Schutz und Compatibilizer verstanden, welche zur Gebrauchsoptimierung beitragen. Unter Verstärkungsstoffen werden üblicherweise organische oder anorganische Fasern verstanden, die zugemischt werden. Reaktionsmittel sorgen dafür, dass die unterschiedlichen Polyolefin-Kunststoffe zumindest einen ähnlichen Molekülbaustein bzw. Verästelungen besitzen.Under Aggregates are commonly used Understood substances, which are mainly the rigidity of plastics to adjust. It can but also exceptionally basic materials, eg. B. the impact resistance modifying additives, such. B. TPE be metered targeted. Additives are process-optimizing substances, such as stabilizers, Dispersing aids and flow improvers. Additives also include pigments, UV protection and compatibilizers understood, which contribute to the optimization of use. Under reinforcements become common Organic or inorganic fibers understood that are mixed. Reactants make sure that the different polyolefin plastics at least one similar molecular building block or ramifications have.
Es ist naturgemäß problematisch, Stoffe, die nur in kleinen Mengen zudosiert werden (z. B. < 1%) gleichmäßig mit den übrigen Stoffen zu mischen. Eine Dosierung, an einer Extruderanlage vorzunehmen, ist nur schwer möglich. Deshalb ist in der Praxis bekannt, im Vorwege sogenannte Masterbatche herzustellen, in denen die Zuschlagstoffe, Additive, Pigmente etc. in eine leicht dosierfähige Granulatform überführt werden. Diese Granulate bestehen aus einem Trägerkunststoff, der die Vormischung vor Befüllen des Extruders in einen sogenannten Cold Blend ermöglicht. Der Nachteil dieser Dosierform ist, dass es nahezu unmöglich ist, eine Rezeptur zeitnah zu ändern. Außerdem ist die Herstellung der Masterbatche aufwendig.It is naturally problematic Substances that are added only in small amounts (eg <1%) evenly with the rest To mix substances. A dosage to make at an extruder plant, is difficult. Therefore, it is known in practice, in advance so-called masterbatches in which the aggregates, additives, pigments etc. in an easily dosed Granule form to be transferred. These Granules consist of a carrier plastic, the premix before filling of the extruder into a so-called cold blend. The disadvantage of this dosage form is that it is almost impossible to Change recipe in a timely manner. Furthermore is the production of masterbatches complicated.
Bei der Erfindung wird das Kunststoffmaterial vor der Beschickung eines Granulierextruders homogenisiert. Agglomeratbildungen von Pulver- und grießförmigen Materialien werden aufgelöst, um die gewünschte Homogenisierung zu erreichen. Dies betrifft vor allen Dingen die Zuschlagstoffe, Farbpigmente, aber auch Fasern. Darüber hinaus müssen die Stoffe trocken in den Extruder eingebracht werden, um störende Ausgasungen zu reduzieren, denn die Ausgasung von Wasserdampf kann vor allem dann zu einem unlösbaren Problem werden, wenn Zuschlagstoffe oder organische Fasern zuviel fibrilär oder kristallin gebundenes Wasser enthalten. Dieses gebundene Wasser kann kaum über eine der üblichen Vakuumentgasungen von Extrudern evakuiert werden und verbleibt somit als Schaumbildner in der Schmelze. Das in den Extruder einzutragende Material muss außerdem förderfähig sein. Dies betrifft wiederum die Zuschlagstoffe, Additive und auch Verstärkungsstoffe.at the invention, the plastic material before the loading of a Granulator extruder homogenized. Agglomerate Formations of Powder and semolina materials be dissolved, to the desired homogenization to reach. This concerns above all the aggregates, Color pigments, but also fibers. In addition, the Substances are introduced dry into the extruder, to disruptive outgassing to reduce, because the outgassing of water vapor can above all then to an insoluble one Become problem if aggregates or organic fibers too much fibrilär or crystalline water. This bound water can barely over one of the usual Vacuum degassing of extruders are evacuated and thus remains as a foaming agent in the melt. To be entered in the extruder Material must also be eligible. This in turn affects the aggregates, additives and reinforcing materials.
Bei der Erfindung wird ein inhomogenes Regenerat als Basisrohstoff verwendet. Dieses Regenerat besteht aus einem Gemisch an polyolefinen Kunststoffen und liegt z. B. als Grieß oder in anpelletierter oder anagglomerierter Form vor. Letzteres bedeutet dass die Kunststoffteilchen in den Pellets oder Agglomeratteilchen nur teilweise angeschmolzen sind. Es können auch Flakes verarbeitet werden, wobei es ggf. erforderlich ist, die Schüttdichte der Flakes durch feineres Vermahlen zu erzeugen. Von der Herkunft her ist ein derartiges Regenerat Hartkunststoff (Blasformteile, Tiefziehteile bzw. Spritzgussteile) oder hat Folienherkunft. Wie schon ausgeführt, wird ein derartiges Regenerat in einem definierten Verhältnis mit typbestimmendem Kunststoff oder einer Kunststoffmischung zusammen mit Zugabestoffen abgemischt, wobei es hierzu vorerwärmt sein kann. Alternativ findet die Zudosierung bei Raumtemperatur statt. Die Zugabe des typbestimmenden Kunststoffes erfolgt, um eine Eigenschaftstendenz in eine definierte Richtung zu erzeugen. Die Einstellung und zielgerichtete Erzeugung von Verarbeitungs- und Gebrauchseigenschaften (Fließverbesserung, Steifigkeit, Schlagzähigkeit, Entformbarkeit usw.) und die Unterstützung des typbestimmenden Kunststoffes erfolgt mit Hilfe von Zuschlagstoffen, Füllstoffen und/oder Verstärkungsstoffen. Eine Dosierung erfolgt vorzugsweise über eine Mehrfachdosiervorrichtung im verwendeten Mischer. Pulver- und faserförmige Stoffe werden vorgetrocknet über Friktionswärme und können durch Zugabe von Wachsen oder niedermolekularen Polyolefinen imprägniert oder hydrophobiert werden.In the invention, an inhomogeneous regenerate is used as the basic raw material. This Regenerat be is made of a mixture of polyolefin plastics and is z. B. as semolina or in anpelletierter or anagglomerated form. The latter means that the plastic particles in the pellets or Agglomeratteilchen are only partially melted. Flakes can also be processed, and it may be necessary to make the bulk density of the flakes finer by milling. From the origin of such a Regenerat hard plastic (blow molded parts, thermoformed parts or injection molded parts) or has foil origin. As already stated, such a regenerate is blended in a defined ratio with type-determining plastic or a plastic mixture together with additives, it may be preheated for this purpose. Alternatively, the metered addition takes place at room temperature. The addition of the type-determining plastic takes place in order to produce a property tendency in a defined direction. The adjustment and targeted production of processing and service properties (flow improvement, stiffness, impact resistance, releasability, etc.) and the support of the type-determining plastic is carried out with the help of aggregates, fillers and / or reinforcing materials. A metering is preferably carried out via a multiple metering device in the mixer used. Powder and fibrous materials are predried by friction heat and can be impregnated or rendered hydrophobic by the addition of waxes or low molecular weight polyolefins.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann eine einstufige Vormischung erfolgen oder auch eine zweistufige. Bei der einstufigen Vormischung werden die Kunststoffteilchen, die in grieß-, pellet- oder pulverförmiger Form vorliegen, durch Zugabe eines kaltklebrigen Bindemittels agglomeriert bzw. zu einem Haufwerk verdichtet. Alternativ zur Zugabe eines Bindemittels kann die Temperatur im Heizmischer so weit erhöht werden, dass Additive wie bspw. Wachs schmelzen und andere Additive somit anbinden können. Die Temperatur kann auch soweit erhöht werden, dass niedrigtemperaturschmelzende Kunststoffe wie bspw. PE-LD anschmelzen und die Additive einbinden. Die Schwierigkeit hierbei ist es, den Prozess stabil in einem Temperaturfenster zu fahren, so dass das Material nicht zusammenklumpt. Je nach verwendeten Kunststoffarten ist es kaum möglich Temperaturen größer 100°C zu erreichen. Beim zweistufigen Vormischen können auch Flakes oder stückiges Material vorliegen. Hier erfolgt zunächst in der ersten Stufe eine Schmelze-Agglomerierung und anschließend in der zweiten Stufe eine Korngrößenhomogenisierung in einem Kühlmischer. Das Material wird in einem Heizmischer erwärmt, so dass im Extruder weniger Energie aufgebracht werden muss. Die Temperatur im Heizmischer ist höher als 100°C, damit die im Zellstoff gebundene Feuchtigkeit verdampft. Erfindungswesentlich ist daher, dass die Zugabe aller Komponenten zunächst in einem dem Extruder vorgeschalteten Mischgerät erfolgt. Der Extruder dient nur noch zur thermomechanischen Umformung und Granulierung. Im Extruder erfolgt keine weitere Zugabe von Additiven usw..at the method according to the invention may be a one-step premix or a two-stage. In the single-stage premix, the plastic particles, the in semolina, pellet or powdered Form are agglomerated by adding a cold tacky binder or compacted into a heap. Alternatively to the addition of a binder The temperature in the heating mixer can be increased so much that additives like For example, melt wax and thus can bind other additives. The Temperature can also be increased so far be that low-temperature melting plastics such as. Melt PE-LD and incorporate the additives. The difficulty this is to make the process stable in a temperature window drive so that the material does not clump together. Depending on the used Plastic types, it is hardly possible Temperatures greater than 100 ° C to reach. In two-stage premixing can also flakes or lumpy Material present. Here, first in the first stage, a Melt agglomeration and then in the second stage a Korngrößenhomogenisierung in a cooling mixer. The material is heated in a heating mixer, so less in the extruder Energy must be applied. The temperature in the heating mixer is higher than 100 ° C, with it the moisture bound in the pulp evaporates. essential to the invention is therefore that the addition of all components initially in a the extruder upstream mixing device he follows. The extruder is only used for thermo-mechanical forming and granulation. In the extruder no further addition of additives takes place etc..
Mithilfe der Erfindung wird z. B. ein Compound aus abfallstämmigen Kunststoffen erhalten, nämlich Kunststoffgranulate mit definierten Verarbeitungs- und Gebrauchseigenschaften bei gleichbleibender Qualität. Bei der Erfindung lässt sich auch die Schmelzeviskosität steuern durch Anpassung der Rezeptur während des Prozesses. Als Regelgröße dient z. B. die Leistungsaufnahme des Extruders.aid the invention is z. B. a compound of waste plastics obtained, namely plastic granules with defined processing and service characteristics at a constant Quality. at of the invention also the melt viscosity control by adjusting the recipe during the process. Serves as a controlled variable z. B. the power consumption of the extruder.
In der Kapazität der für die Durchführung des Verfahrens einzusetzenden Anlage gibt es keine Einschränkungen etwa durch Schwierigkeiten in der Förderung und Dosierung zum Extruder. Da immer ein vorgemischtes Material gleicher Schüttdichte in den Extruder eingetragen wird, ergeben sich keine Rüstzeiten bei einer Rezepturumstellung.In the capacity the for the implementation There are no restrictions on the plant to be used in the process for example due to difficulties in conveying and metering to the extruder. As always a premixed material of the same bulk density entered into the extruder is, there are no set-up times at a recipe changeover.
Wie schon erwähnt, ist die Besonderheit bei der Erfindung die, dass einem inhomogenen Basisgemisch aus Abfallkunststoff ein typbestimmender Kunststoff sowie reaktive Substanzen zugefügt werden, die dem Gemisch der verschiedenen Kunststoffe bestimmte Basiseigenschaften verleihen, die dann durch Additivierung, Zuschlag- und Füllstoffe unterstützt werden. Ein gereinigter, in sich homogener Kunststoffstrom wird durch Abmischen mit einem gereinigten oder Reinkunststoff in sich homogenen Kunststoffstrom (typbestimmender Kunststoff) so homogenisiert, dass sich innerhalb eines Eigenschaftsfensters ein definierter neuer Kunststofftyp ergibt. Dieser kann zwar unter dem Gesichtspunkt der Verteilung der Kunststoffsorten noch als inhomogen betrachtet werden, aber nicht wenn es um eine gewünschte Produkteigenschaft geht, wie z. B. die Schlagzähigkeit. Über geeignete Additive wird die Verarbeitungseigenschaft eingestellt, die von der Produkteigenschaft unabhängig ist. Mit Additiven wird die Verarbeitungseigenschaft ausgeprägt, die die vorhandene Inhomogenität ausgleicht. So kann eine Mischung erhalten werden, die sich wie „dünnflüssiges” Polyethylen verhält, obwohl sie z. B. zu 50% aus Polypropylen besteht.As already mentioned, the peculiarity of the invention is that of an inhomogeneous one Base mixture of waste plastic is a type-determining plastic and reactive substances added which determined the mixture of the different plastics Give basic properties which are then and fillers supports become. A purified, inherently homogeneous plastic stream is through Mix with a purified or pure plastic in itself homogeneous Plastic stream (type-determining plastic) so homogenized that within a property window, a defined new type of plastic results. Although this may be from the point of view of distribution the plastic varieties are still considered inhomogeneous, but not when it comes to a desired one Product feature goes, such as B. the impact resistance. About suitable additives is the processing feature set by the product feature independently is. With additives, the processing property is pronounced the existing inhomogeneity balances. Thus, a mixture can be obtained which behaves as "low viscosity" polyethylene, though they z. B. consists of 50% polypropylene.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass Friktionsspitzen im Einzugsbereich des Extruders reduziert sowie eine Zersetzung der Zellstofffasern vermieden werden. Bei der Erfindung werden gezielt stabile Kunststoffmoleküle erzeugt, die eine bestimmte Eigenschaft haben.One Another advantage of the invention is that friction peaks in the catchment area of the extruder and decomposition of the pulp fibers be avoided. In the invention, specifically stable plastic molecules are produced, which have a certain property.
Nachfolgend werden zwei Verfahrensbeispiele anhand einer schematisch dargestellten Anlage erläutert.following Two method examples are shown schematically using a Annex explained.
Bei
der Anlage nach
Die
Anlage nach
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