DE102011112080A1

DE102011112080A1 - Einarbeitung von Additiven und Füllstoffen in einem Planetwalzenextruder oder einem Planetwalzenextruderabschnitt

Info

Publication number: DE102011112080A1
Application number: DE102011112080A
Authority: DE
Inventors: Harald Rust
Original assignee: Entex Rust and Mitschke GmbH
Current assignee: Entex Rust and Mitschke GmbH
Priority date: 2011-09-03
Filing date: 2011-09-03
Publication date: 2013-03-07

Abstract

Nach der Erfindung ist für die Zumischung von bestimmten Zumischungsanteilen in einen Schmelzestrom die Abzweigung eines Teilstromes, die Einmischung dieser Zumischungsanteile in diesen Teilstrom und die Rückführung des Teilstromes in den Hauptstrom vorgesehen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einarbeitung von Additiven, Prozeßhilfsmitteln und Füllstoffen, die eine hohe Mischleistung in einem Planetwalzenextruder oder einem Planetwalzenextruderabschnitt erfordern. Die hohe Mischleistung kann durch die Additive, Prozeßhilfsmittel und Füllstoffe oder durch die Matrix begründet sein, in welche die Einmischung erfolgen soll. Die hohe Mischleistung kann auch durch beides gemeinsam erforderlich werden.
Planetwalzenextruder bestehen aus einer Zentralspindel, Planetspindeln und einem umgebenden Gehäuse. Dabei sind alle Teile mit einer Verzahnung versehen, so daß die Planetspindeln zugleich mit der Zentralspindel wie auch mit der Innenverzahnung des Gehäuses kämmen können. Die Drehung der Zentralspindel bewirkt ein Umlaufen der Planetspindeln um die Zentralspindel. Von Planetwalzenabschnitten, auch von Planetwalzenmodulen, wird gesprochen, wenn ein Planetwalzenextruder aus Abschnitten zusammen gesetzt ist. Dann ist jedem Abschnitt (Modul) ein Gehäuse zugeordnet, das an den Enden mit einem Kragen versehen ist. An den Kragen werden die verschiedenen Abschnitte miteinander verbunden. Zugleich ist üblicherweise für alle Abschnitte eine gemeinsame Zentralspindel vorgesehen. Die gemeinsame Zentralspindel durchdringt alle Planetwalzenextruderabschnitte und sind mit Extruderantrieb verbunden.
Von Planetwalzenmodulen spricht man, wenn mehrere baugleiche Planetwalzenabschnitte vorhanden sind bzw. wenn baugleiche Planetwalzenabschnitte in verschiedenen Extrudern Anwendung finden. Es gibt auch Planetwalzenmodule unterschiedlicher Länge, aber im Übrigen gleicher Bauweise/gleicher Ausbildung.
Die Planetwalzenabschnitte (Module) können auch mit Extruderabschnitten anderer Bauart verbunden sein. Dazu zählen insbesondere Einschneckenextruderabschnitte. Dabei setzt sich die Zentralspindel üblicherweise als Schnecke in den anderen Extruderabschnitten fort.
Extruder werden zumeist genutzt, um Kunststoffe aufzubereiten. Die Aufbereitung kann die Herstellung eines granulatförmigen Zwischenproduktes zum Ziel haben, das in andere Herstellungsverfahren fließt. Die Aufbereitung kann auch in die Herstellung von Profilen, Rohren und Stränge münden. Dabei wird die aus dem Kunststoff im Extruder entstandene Schmelze am Extruderende durch eine Düse gedrückt, welche die Profile, Rohre oder Stränge formen.
Extruder können aber auch in Bereichen, zum Beispiel im Lebensmittelbereich, genutzt werden, in denen keine Materialaufschmelzung stattfindet. Dann ist die Mischung des Einsatzmaterials das Ziel der Aufarbeitung.
Die Bauweise von Planetwalzenextrudern und Planetwalzenabschnitten und Planetwalzenmodulen ist in diversen Druckschriften beschrieben, z. B. in DE 10 2005 007 952 A1 , DE 10 2004 061 068 A1 , DE 10 2004 038 875 A1 , DE 10 2004 048 794 A1 , DE 10 2004 048 773 A1 , DE 10 2004 087 74 A1 , DE 10 2004 034 039 A1 , DE 10 2004 032 694 A1 , DE 10 2004 026 799 B4 , DE 10 2004 023 085 A1 , DE 10 2004 004 230 A1 , DE 10 2004 002 159 A1 , DE19962886A1 , DE19962883A1 , DE19962859A1 , DE19960494A1 , DE19958398A1 , DE19956803A1 , DE19956802A1 , DE19953796A1 , DE19953793A1 .
Die Planetwalzenextruder und Planetwalzenabschnitte haben gegenüber anderen Extruderbauarten zwar grundsätzliche Vorteile. Im Bereich des Materialeintrages wie auch im Bereich des Materialaustrags können die Eigenschaften anderer Extruderbauarten gegenüber der Planetwalzenextruderbauart im Vordergrund stehen. So ist es für eine Vielzahl von Stoffen im Eintragsbereich und/oder im Austragsbereich eine Einschneckenextruderbauart von Vorteil. In den Fällen kommt es zu einer Kombination verschiedener Bauarten in einem Extruder. Das heißt, Abschnitte unterschiedlicher Bauarten werden in einer Anlage kombiniert. Zum Beispiel werden Einschneckenextruderabschnitte mit Planetwalzenabschnitten kombiniert. Dann sind die zu den anderen Extruderabschnitten gehörigen Gehäuse wie die Gehäuse der Planetwalzenabschnitte mit Kragen versehen, an denen eine Verbindung mit anderen Gehäusen stattfinden kann.
Bei der Aufbereitung von Stoffen insbesondere der Aufbereitung von Kunststoffen ist die Zugabe von Additiven, Prozeßhilfsmitteln und Füllstoffen die Regel. Additive, Prozeßhilfsmittel und Füllstoffe finden aber auch für andere aufzubereitende Stoffe Anwendung. Dabei zeigt sich, daß die Planetwalzenextruder bzw. Planetwalzenabschnitte eine ausgesprochen hohe Mischwirkung besitzen. Die vorteilhafte Mischwirkung wird in vielen Druckschriften hervorgehoben. Auch mit pulverförmigen Stoffen, welche zur Agglomeration neigen, und andere schwierige Stoffe lassen sich in Planetwalzenextrudern bzw. in Planetwalzenextruderschnitten sehr gut einmischen.
Wegen der vorteilhaften Mischwirkung von Planetwalzenextrudern wird beispielhaft verwiesen auf folgende Druckschrift DE 10 2009 046 657 A1 , DE 10 2009 038 280 A1 , DE 10 2009 019 846 A1 , DE 10 2008 020 275 A1 , DE 10 2008 020 274 A1 , DE 10 2008 001 470 A1 , DE 10 2007 063 350 A1 , DE 10 2007 057 210 A1 , DE 10 2007 049 505 A1 , DE 10 2007 049 328 A1 , DE 10 2007 045 944 A1 , DE 10 2008 026 173 A1 .
Gleichwohl hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, die Einmischung im Planetwalzenextruder bzw. im Planetwalzenextruderabschnitt zu verbessern. Dabei geht die Erfindung von der Erkenntnis aus, daß die Stoffe, welche zum Einmischen eine hohe Mischleistung erfordern, auch mit einem hohen Energieeintrag in die Mischung verbunden sind. An sich ist das für einen Planetwalzenextruder kein Problem, weil der Planetwalzenextruder eine extrem gute Kühlwirkung entfaltet. Dabei wird aber übersehen, daß der Energieeintrag sich beim Einmischen auch allen anderen Mischungsanteilen vermittelt. Die Erfindung hat erkannt, daß temperaturempfindliche Mischungsanteile Schaden nehmen können, bevor die eingetragene Wärme durch Kühlung abgeführt wird. Für diese Betriebsfälle schlägt die Erfindung ein Verfahren gemäß dem Hauptanspruch vor. Dabei ist wesentlich,

daß der Schmelzestrom in einen Hauptstrom und einen Nebenstrom geteilt wird
daß die Mischungsanteile mit notwendiger hoher Mischleistung in den Nebenschmelzestrom eingemischt wird und
daß anschließend der Neben-Schmelzstrom wieder mit dem Hauptschmelzestrom vereint wird bzw. in den Hauptschmelzestrom eingemischt wird.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Der für den Nebenschmelzestrom vorgesehene Extruder ist vorzugsweise separat von dem für den Hauptschmelzestrom bestimmten Extruder regelbar. Das gilt vorzugsweise für alle Stellgrößen am Extruder, so daß die Zumischung von Mischungsanteilen mit hoher Mischleistung optimiert werden kann, während der den Hauptschmelzstrom führende Extruder in dem für den Hauptschmelzstrom vorteilhaften Betriebsmodus gefahren werden kann. In dem Planetwalzenextruder kann das Mischen mit der notwendigen hohen Mischleistung erfolgen, ohne daß der Hauptschmelzestrom durch die eingetragene Wärme belastet wird.
Der Ausgansgs-Schmelzestrom, welcher nach der Erfindung in einen Hauptschmelzestrom und einen Nebenschmelzestrom geteilt wird, wird wahlweise in einem separten Extruder erzeugt. Der Ausgangs-Schmelzestrom kann auch in einem entsprechend ausgelegten Extruder erzeugt werden, in dem der durch das Teilen der Schmelze entstandene Hauptschmelzestrom bearbeitet wird. Das Teilen der Schmelze ist dann ein Abzweigen eines Schmelzeteiles aus diesem Extruder.
Günstig ist, wenn der Nebenschmelzesstrom mit einer Pumpe abgezogen wird. Mit der Pumpe läßt sich die Schmelzemenge leicht regeln.
Wahlweise wird die in dem für den Nebenschmelzestrom bestimmten Extruder entstandene Mischung über eine weitere Pumpe in den für den Hauptschmelzstrom bestimmten Extruder geführt.
Wahlweise sind die zum Teilen der Schmelze bestimmte Pumpe und der für den Nebenschmelzestrom bestimmte Planetwalzenextruder oder Planetwalzenabschnitt auch so leistungsstark ausgelegt, daß die Schmelze ohne zweite Schmelzepumpe in den für den Hauptschmelzesstrom bestimmten Extruder eingeführt werden kann.
Die erforderliche Schmelzemenge für den Nebenschmelzestrom hängt von der Menge einzumischender Additive bzw. Prozeßhilfsmittel bzw. Füllstoffe ab.
Vorzugsweise ist die abzuzweigende Schmelzemenge eine geringe Menge, höchstens 40% von der gesamten Schmelzemenge, noch weiter bevorzugt höchstens 25% und höchst bevorzugt höchstens 10% der gesamten Schmelzemenge nach dem Zusammenführen des Nebenschmelzestromes mit dem Hauptschmelzestrom. Der Neben-Schmelzestrom kann im Einzelfall auch deutlich geringer als 10% von der gesamten Schmelzemenge sein.
Der für Neben-Schmelzestrom vorgesehene Extruder kann entsprechend der geringen abgeteilten Schmelzemenge im Verhältnis zu dem für den Hauptschmelzestrom bestimmten Extruder klein sein. Der für die Mischung des Neben-Schmelzestromes vorgesehene Extruder kann auch klein sein, weil der Extruder über die Mischung hinaus keine Funktion haben muß.

Vorzugsweise ist jedem für den Hauptschmelzestrom bestimmten Planetwalzenextruder oder Planetwalzenabschnitt für den Neben-Schmelzestrom folgender Plantwalzenextruder oder Planetwalzenabschnitt zugeordnet:

Hauptschmelzestrom	abgezweigter Schmelzestrom
Baugröße 120 bis 180	Baugröße 50 bis 90
vorzugsweise 150	vorzugsweise 70
Baugröße 180 bis 320	Baugröße 80 bis 140
vorzugsweise 280	vorzugsweise 120
Baugröße 320 bis 450	Baugröße 120 bis 180
vorzugsweise 400	vorzugsweise 150
Baugröße 450 bis 650	Baugröße 180 bis 250

Mit Baugröße 150 ist ein Planetwalzenextruder ober Planetwalzenabschnitt bezeichnet, dessen Gehäuseinnenverzahnung einen Durchmesser von 150 mm aufweist. Entsprechendes gilt für die vorstehend angegebenen anderen Baugrößen. Jeder Hersteller bietet verschiedene Standardbaugrößen an. Bei manchen Herstellern sind das wenige Baugrößen, bei der Anmelderin sind das 18 Baugrößen. Abweichend von jeder Standardbaugröße können alle gewünschten Spezialbaugrößen hergestellt werden. Allerdings bedingt das jeweils eine Anpassung der Verzahnungswerkzeuge an die Zahngrößen der Spezialbaugrößen, soweit keine Universalwerkzeuge vorhanden sind.
Zur erfindungsgemäßen Schmelzestrom-Abzweigung aus einem Extruder kann zum Beispiel eine Bohrung im Gehäuse des Extruders an der gewünschten Stelle vorgesehen sein. Vorzugsweise erfolgt die Abzweigung aber zwischen zwei Extruderabschnitten. Das heißt, zwischen den Kragen, an denen die zu den Extruderabschnitten gehörigen Gehäuse miteinander verbunden sind. Dort kann ein Ring positioniert werden, der mit geringem Aufwand mit einer radialen Bohrung versehen werden kann. Mit dem Ring können zugleich die Gehäuse bzw. die Kragen an den Gehäuseenden beabstandet werden, so daß eine Schmelzeleitung von der Bohrung zu einer Schmelzepumpe geführt werden kann und die Pumpe die gewünschte Schmelzemenge abziehen kann.
Der Ring kann innen glatt sein und die Zentralspindel mit notwendigem Abstand umgeben, so daß der Hauptschmelzestrom eine ausreichende Öffnungsweite zum Durchströmen des Ringes findet. Der Ring kann innen auch gleiche Durchmesser und eine gleiche Verzahnung wie die Gehäuse der Planetwalzenabschnitte aufweisen, so daß der Ring nicht nur von der gemeinsamen Zentralspindel durchdrungen werden kann, sondern auch einen Raum bildet, in dem Planetspindeln umlaufen können.
Es ist von Vorteil, wenn der Ring wie die Gehäuse der Planetwalzenextruder bzw. Planetwalzenabschnitte temperiert sind. Das Temperieren dient dazu eine notwendige Kühlung darzustellen. Mit temperierten Ringen kann eine ununterbrochene Kühlung während der Homogenisierung und Dispergierung des Hauptschmelzestromes sichergestellt werden. Die Temperierung der Gehäuse an Planetwalzenextrudern und Planetwalzenabschnitten ist üblich. Beispielhaft wird auf die oben genannten Druckschriften zu Planetwalzenextrudern und Planetwalzenabschnitten verwiesen.
Sofern dem für den Hauptschmelzestrom bestimmten Extruder (Hauptextruder) und dem für den Nebenschmelzestrom bestimmten Extruder (Nebenextruder) ein gemeinsamer, schmelzeerzeugender Extruder vorgeordnet ist, kann die Teilung des aus dem gemeinsamen, vorgeordneten Extruder austretende Schmelze in einer Schmelzeleitung zu dem Hauptextruder geführt werden und kann von dieser Schmelzleitung eine Abzweigung zu dem Nebenextruder bzw. der Pumpe führen, welche dem Nebenextruder vorgeordnet ist.
Die in dem Nebenextruder entstehende Schmelzemischung/Nebenschmelzestrom wird nach Verlassen des Nebenextruders in den Hauptschmelzestrom eingemischt. Dazu können gleichartige Ringe Anwendung finden, wie sie vorzugsweise für das Abzweigen vorgesehen sind und zwischen zwei Extruderabschnitten angeordnet sind.
Es ist von Vorteil, wenn die zur Pumpe bzw. zum Nebenextruder führende Schmelzeleitung temperiert ist. Das gleiche gilt für die Schmelzeleitung, mit welcher der aus dem Nebenextruder austretende Neben-Schmelzestrom abgeführt wird.
Günstige Verhältnisse ergeben sich, wenn der den Hauptschmelzestrom führende Hauptextruder in dem Bereich, in dem eine Dispergierung und Homogenisierung stattfindet, aus mindestens zwei Planetwalzenabschnitten besteht, so daß die Schmelzerückführung bzw. Schmelzezuleitung zwischen den beiden Planetwalzenabschnitten erfolgen kann. Dadurch wird gewährleistet, daß der Neben-Schmelzestrom nach der Rückführung bzw. bei seiner Einmischung in den Hauptschmelzestrom in einem Planetwalzenabschnitt eine ausreichende Verteilung in dem Hauptschmelzestrom erfahrt.
Die Schmelzeabzweigung kann sowohl zwischen zwei Planetwalzenabschnitten wie auch zwischen einem Extruderabschnitt anderer Bauart (zum Beispiel nach einem ersten Abschnitt in der Bauart eines Einschneckenextruders) und einem Planetwalzenabschnitt erfolgen.
Vorzugsweise findet die Erfindung Anwendung wenn die Differenz zwischen der optimierten Mischungstemperatur in dem abgezweigten Schmelzestrom und die optimierte Temperatur des Hauptschmelzestromes im zugehörigen Planetwalzenextruder bzw. Planetwalzenabschnitt mehr als 10 Grad Celsius, vorzugsweise mehr als 20 Grad Celsius, und noch weiter bevorzugt mehr als 30 Grad Celsius und höchst bevorzugt mehr als 40 Grad Celsius beträgt. Die optimierte Mischtemperatur ist dabei die Temperatur, bei der sich ein ausreichendes Mischergebnis in dem abgeteilten Nebenschmelzestrom bzw. Nebenextruder ergibt, ohne daß der Neben-Schmelzestrom seine Eignung für eine Rückführung in den Hauptschmelzestrom bzw. Einmischung in den Hauptschmelzestrom verliert.
Solche Temperaturunterschiede ergeben sich insbesondere bei der Einmischung von pulverförmigen Stoffen, welche zur Agglomeration neigen. Dazu gehören häufig Farbpulver, auch Titandioxid. Der Mischer muß dann mit höherer Drehzahl arbeiten, um die notwendige Dispergierung der Stoffe in der Schmelze zu bewirken. Die höhere Drehzahl ist gleichbedeutend mit einem höheren Energieeintrag und mit der Temperaturerhöhung.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
1 zeigt einen Hauptextruder 1 und einen Nebenextruder 7. Der Hauptextruder 1 setzt sich aus einer Zuführung 2 für Zumischungsanteile und aus verschiedenen Planetwalzenabschnitten 1a, 1b, 1c, 1d zusammen. Die Zuführung 2 wird durch einen Einschneckenextruderabschnitt 2a gebildet. Der Nebenextruder 7 besteht aus Planetwalzenabschnitten 7a und 7b und einer Zuführung 8 für Zumischungsanteile. Die Zuführung 8 wird durch einen Einschneckenextruderabschnitt 8a gebildet.
Im Betrieb wird Schmelze, die mit einem nicht dargestellten. vorgeordneten Extruder erzeugt wird, mit einer Haupteinspeisung 10 dem Hauptextruder und dem Nebenextruder zugeführt. Dabei führen eine Schmelzeleitung 15 zu dem Hauptextruder und eine Schmelzeleitung 16 zu einer Pumpe 6.
Die Schmelzeleitung 15 führt eine Hauptströmung in den Hauptextruder 1. Dort wird die Schmelze mit Zumischungsanteilen zusammengeführt und in den Planetwalzenabschnitten vermischt. Die Zumischungsanteile werden in der Schmelze dispergiert und die Schmelze homogenisert.
Die Zumischungsanteile lassen sich im Ausführungsbeispiel mit geringer Mischleistung in den Hauptschmelzestrom einmischen. Dabei wird die Temperatur der Schmelze mit einer Temperierung kontrolliert. Zu der Temperierung gehören im Ausführungsbeispiel verschiedene Kühlwasserkreisläufe, von denen die Anschlußstutzen 11 und 12 dargestellt sind. Das Kühlwasser kann aufgrund einer zweischaligen Ausbildung der Gehäuse durch die Gehäuse der Extruderabschnitte strömen und in weiten Grenzen die gewünschte Kühlung bewirken. Durch getrennte Kühlkreisläufe kann die Temperatur über der Länge des Extruders unterschiedlich eingestellt werden.
Die Pumpe 6 spritzt die Schmelze für den Nebenschmelzestrom bei 9 in den Nebenextruder 7. In dem Nebenextruder 7 werden Zumischungsanteile, welche nur mit erheblichem Mischungsaufwand in die Schmelze eingemischt werden können. Die Planetwalzenabschnitte 7a und 7b verarbeiten auch diese Zumischungsanteile mit jeder gewünschten Präzision. Der höhere Mischungsaufwand bzw. die höhere Mischungsenergie verursachen aber eine höhere Temperaturbelastung der Schmelze. Die Planetwalzenabschnitte des Nebenextruders sind wie die Planetwalzenabschnitte des Hauptextruders mit Kühlwasserkreisläufen versehen. Von den Kühlwasserkreisläufen sind die Anschlußstutzen 14 dargestellt.
Von dem Nebenextruder führt eine Schmelzeleitung 14 zu einer Schmelzeeinspritzung 4 am Hauptextruder. Den notwendigen Einspritzdruck liefert eine Pumpe 5, welche in der Schmelzeleitung 14 angeordnet ist.
Die Schmelze wird am Anfang eines Planetwalzenabschnittes in den Hauptextruder eingetragen, so daß noch eine gute Einmischung erfolgt.
Der nach Zumischung des Nebenschmelzestromes in den Hauptschmelzestrom entstehende Schmelzestrom ist mit 3 bezeichnet.
Im Ausführungsbeispiel hat der Hauptextruder, bezogen auf die Planetwalzenabschnitte, eine Baugröße von 200, der Nebenextruder eine Baugröße von 70. Mit der jeweiligen Baugröße ist eine bestimmte maximale Schmelzeströmung/Schmelzemenge verbunden. Die Baugröße beider Extruder ist aus dem gewünschten Verhältnis von Hauptströmung und Nebenströmung abgeleitet.
Im Ausführungsbeispiel wird eine pulverförmige Farbe über den Nebenextruder eingetragen. Die Kunststoffschmelze ist temperaturempfindlich. Im Hauptextruder wird die Temperatur der Schmelze zur Schonung des Kunststoffes im unteren Bereich des für die Verarbeitung zur Verfügung stehenden Temperaturfensters gehalten. Im Nebenextruder wird eine Mischtemperatur zugelassen, welche an der oberen Grenze des zur Verarbeitung zur Verfügung stehenden Temperaturfensters liegt. Die Temperaturbelastung des Kunststoffes bewirkt eine Belastung des Kunststoffes. Jedoch ist davon nur die
2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einem Hauptextruder 20 und einem Nebenextruder 28. Der Hauptextruder setzt sich aus verschiedenen Planetwalzenabschnitte 22, 23, 24, 25 und einem als Einschneckenextruderabschitt ausgebildeten Zuführungsteil 21. Die Zuführung 21 ist mit einer Dosierung 26 verbunden, über die Kunststoffgranulat in den Extruder eingezogen werden. Die Zuführung 21 besitzt wie die Zuführung 2 nach 1 die Bauart eines Einschneckenextruders.
In der Zuführung 21 wird das eingezogene Kunststoffgranulat komprimiert und angeschmolzen. Die weitere Aufarbeitung zu einer Schmelze erfolgt in dem Planetwalzenabschnitt 22. Am Austritt des Abschnittes 22 wird ein kleiner Teil der Schmelze über eine Schmelzeleitung 27 mit zwischengeschalteter Pumpe 34 abgezogen/abgezweigt und dem Planetwalzenabschnitt 29 des Nebenextruders zugeführt. An diesem Planetwalzenabschnitt 29 ist zu zugleich eine Dosierung 31 vorgesehen. Über diese Dosierung werden gleiche Zumischungsanteile wie im Falle des Nebenextruders nach 1 in den Nebenstrom eingemischt. Die weitergehende Dispergierung der Zumischungsanteile und Homogenisierung der Schmelze des Nebenstromes erfolgt in dem Planetwalzenabschnitt 30. Über eine Schmelzeleitung 32 mit zwischengeschalteter Pumpe 33 wird die Schmelze des Nebenstromes dann in den Hauptstrom im Extruder eingespritzt. Das erfolgt zwischen den beiden Planetwalzenabschnitten 24 und 25.
Die Aufschmelzung des Kunststoffes im Hauptextruder, die Abzweigung des Nebenstromes zwischen den Planetwalzenabschnitten 22 und 23 und die Rückführung des Nebenstromes zwischen den beiden Planetwalzenabschnitten 24 und 25 kennzeichnen die wesentlichen Unterschiede des Ausführungsbeispieles nach 2 zu dem Ausführungsbeispiel nach 1.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102005007952 A1 [0007]
DE 102004061068 A1 [0007]
DE 102004038875 A1 [0007]
DE 102004048794 A1 [0007]
DE 102004048773 A1 [0007]
DE 10200408774 A1 [0007]
DE 102004034039 A1 [0007]
DE 102004032694 A1 [0007]
DE 102004026799 B4 [0007]
DE 102004023085 A1 [0007]
DE 102004004230 A1 [0007]
DE 102004002159 A1 [0007]
DE 19962886 A1 [0007]
DE 19962883 A1 [0007]
DE 19962859 A1 [0007]
DE 19960494 A1 [0007]
DE 19958398 A1 [0007]
DE 19956803 A1 [0007]
DE 19956802 A1 [0007]
DE 19953796 A1 [0007]
DE 19953793 A1 [0007]
DE 102009046657 A1 [0010]
DE 102009038280 A1 [0010]
DE 102009019846 A1 [0010]
DE 102008020275 A1 [0010]
DE 102008020274 A1 [0010]
DE 102008001470 A1 [0010]
DE 102007063350 A1 [0010]
DE 102007057210 A1 [0010]
DE 102007049505 A1 [0010]
DE 102007049328 A1 [0010]
DE 102007045944 A1 [0010]
DE 102008026173 A1 [0010]

Claims

Verfahren zur Aufbereitung von Stoffen in einer Extrusionsanlage, wobei eine Mischung der Stoffe, Disperierung und Homogenisierung der Mischungsanteileile in einem Haupt-Extruder und in einem Nebenextruder vorgesehen ist, und wobei der Hauptextruder und der Nebenextruder ganz oder mindestens in einem Abschnitt als Planetwalzenextruder ausgebildet ist, wobei dieser Abschnitt aus einer außen verzahnten Zentralspindel, umlaufenden, außen verzahnten Planetspindeln und einem umgebenden, innen verzahnten Gehäuse besteht, wobei die Zentralspindel angetrieben ist und die umlaufenden Planetspindeln sowohl mit der Zentralspindel als auch mit der Gehäuseverzahnung in Eingriff stehen, wobei ein Schmelzestrom erzeugt wird und in einen Hauptschmelzstrom und in einen kleineren Nebenschmelzestrom geteilt wird, wobei der Hauptschmelzestrom im Hauptextruder mit wobei von dem Hauptschmelzestrom ein Teil abgezweigt und in einem Abzweig-Extruder geteilt wird, wobei mindestens ein Mischungsanteil im Hauptextruder in den Hauptschmelzestrom eingemischt und dispergiert wird und mindestens ein anderer Mischungsanteil im Nebenextruder in dem Nebenschmelzestrom eingemischt und dispergiert wird, wobei die Mischtemperatur in dem Nebenschmelzestrom mindestens 10 Grad Celsius über der Schmelzetemperatur des Hauptschmelzestromes liegt, wobei der Nebenschmelzestrom nach dem Einmischen und Dispergieren des anderen Mischungsanteiles wieder mit dem Hauptschmelzestrom vermischt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischtemperatur in dem abgezweigten Schmelzestrom mindestens 20 Grad Celsius, vorzugsweise mindestens 30 Grad Celsius und noch weiter bevorzugt mindestens 40 Grad Celsius über der Schmelzetemperatur des Hauptschmelzestromes in dem als Planetwalzenextruder ausgebildeten zugehörigen Abschnitt liegt
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammenführung des Nebenschmelzestromes mit dem Hauptschmelzestrom in einem als Planetwalzenabschnitt des Hauptextruders erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Aufteilung bestimmte Schmelzstrom durch Extrusion erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelze in einem separaten Extruder erzeugt wird, welcher dem Hauptextruder und dem Nebenextruder gemeinsam vorgeschaltet ist.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelze im Hauptextruder erzeugt und aus dem Hauptextruder abgezweigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelzemenge des Nebenschmelzstromes höchstens 40% von der gesamten Schmelzemenge, noch weiter bevorzugt höchstens 25% und höchst bevorzugt höchstens 10% der gesamten Schmelzemenge nach dem Zusammenführen von Hauptschmelzestrom und Nebenschmelzestrom ist.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jedem für den Hauptschmelzestrom bestimmten Planetwalzenextruder oder Planetwalzenabschnitt folgender Plantwalzenextruder oder Planetwalzenabschnitt für den abgezweigten Schmelzestrom zugeordnet wird: Hauptschmelzestrom abgezweigter Schmelzestrom Baugröße 120 bis 180 Baugröße 50 bis 90 vorzugsweise 150 vorzugsweise 70 Baugröße 180 bis 320 Baugröße 80 bis 140 vorzugsweise 280 vorzugsweise 120 Baugröße 320 bis 450 Baugröße 120 bis 180 vorzugsweise 400 vorzugsweise 150 Baugröße 450 bis 650 Baugröße 180 bis 250

wobei die mit dem Begriff Baugröße verbundene Zahl an einem Planetwalzenextruder aber Planetwalzenabschnitt dessen Gehäuseinnenverzahnungs-Teilkreis-Durchmesser in Millimeter bezeichnet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß für die Abzweigung der Schmelze aus dem Hauptextruder ein Ring verwendet wird, der zwischen zwei Extruderabschnitten angeordnet ist und eine Bohrung zum Abziehen von Schmelze aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß für die Rückführung der Schmelze in den Hauptschmelzestrom ein Ring zwischen zwei Extruderabschnitten angeordnet ist, von denen der in Strömungsrichtung der Hauptschmelzeströmung hintere Abschnitt ein Planetwalzenabschnitt ist.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Nebenschmelzestrom zum Zusammenführen mit dem Hauptschmelzstrom zwischen zwei Abschnitten des Hauptextruders in den Hauptschmelzestrom eingespritzt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zum Einspritzen des Nebenschmelzestromes ein Ring verwendet wird, der mindestens eine Bohrung zum Einspritzen besitzt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Nebenschmelzestrom mit einer Pumpe abgeteilt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß Nebenschmelzestrom mit einer Pumpe in den Hauptextruder gedrückt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe und Schmelzeleitungen temperiert werden.