DE19501170A1

DE19501170A1 - Verfahren zur direkten Zuführung und Verarbeitung von thermoplastischen Folienschnitzeln in einem Extruder ohne vorherige Agglomerierung

Info

Publication number: DE19501170A1
Application number: DE1995101170
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Uhlmann; Martin Egmont Hentschel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-01-09
Filing date: 1995-01-09
Publication date: 1996-07-11

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur direkten Zuführung und Verarbeitung von thermoplastischen Folienschnitzeln in einem Extruder ohne vorherige Agglo merierung.

Bekannt ist, daß aus thermoplastischen Folien, vor der Verarbeitung in einem Extruder, erst ein rieselfähiges Agglomerat hergestellt werden muß. Die Folien werden beispielsweise zu 15 × 30 mm großen Folienstückchen vorzerkleinert und dann in einem Agglomerator oder einem Compaktor zu einem Agglomerat verarbeitet.

Nachteilig ist die Agglomerierung von Folien aus unterschiedlichen Qualitäten. Aus zum Beispiel Abfällen gesammelte Folien setzen sich zusammen aus Polyolefinen und aus anderen thermoplastischen Kunststoffen mit zum Teil höheren oder tieferen Schmelztemperaturen als den von Polyolefinen. Agglomeratoren oder Compaktoren können diese Mischungen nicht oder nur mit relativ hohem technischem Aufwand mäßig gut gleichmäßig agglomerieren. Aber auch Folien gleicher Qualität müssen vor der Verarbeitung im Extruder durch Agglomeratoren oder Compaktoren zu einem rieselfähigen Agglomerat verarbeitet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch ein Verfahren das Agglome rieren wegzulassen und die vorzerkleinerten Folienstückchen direkt einem Extruder zuzuführen und zu verarbeiten.

Erfindungsgemäß erfolgt das Verfahren zur direkten Zuführung und Verarbeitung der thermoplastischen Folienstückchen in einem Extruder ohne vorherige Agglomerierung durch einen mit dem Extruder verbundenen Pressenzylinder, mit dem in seiner Verlängerung vorgeschalteten zylinderförmigen Abscheider.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß an dem Extruder in einem Winkel von beispielsweise 90°, ein Pressenzylinder an der Stelle mit dem Extruder verbunden ist, an der das Mahlgut oder ein Granulat im Extruder fast oder schon ganz plastiziert ist. Durch die Öffnung des Pressenzylinders werden die durch einen hin- und hergehenden Kolben oder Schnecke verdichteten, im Pressenzylinder befindlichen und schon mehr oder weniger ganz plastizierten Folienstückchen in das im Extruder befindliche schon plastizierte Mahlgut oder Granulat gedruckt. Der Pressenzylinder ist außen mit Ringheizkörpern versehen und so in bestimmten Bereichen beheizbar.

Im Extruder werden nun beide Materialien vollkommen plastiziert und vermengt.

Es können so Folien aus unterschiedlichen, aber auch aus gleicher Qualität verarbeitet werden. Vorteilhafter Weise wird in jedem Fall der aufwendige Arbeitsvorgang des Agglomerierens oder Compaktierens übergangen.

Erfindungsgemäß kann der Pressenzylinder auch durch eine zentrische Bohrung in der Extruderschnecke gebildet werden. Am Ende dieser zentrischen Bohrung führt eine schräge Bohrung in einen Extruderschneckengang, der im Bereich des bereits plastizierten Mahlgutes oder Granulates liegt.

Erfindungsgemäß öffnet im ausgefahrenen Zustand der im Pressenzylinder hin und hergehende Kolben ein Teilstück des zylinderförmigen Abscheiders, welcher in seinem Umfang zu beispielsweise ca. 2/3 aus Lochblech besteht. Das restliche 1/3 dieses Umfanges ist mit einem rohrförmigen Fördersystem verbunden, welches die Folienstückchen von der Vorzerkleinerung her ansaugt. Ein hinter dem Lochblech angebrachtes Gebläse fördert mit Unterdruck die Folienstückchen von der Vorzerkleinerung zum Lochblech. Die Größe der Löcher wird bestimmt durch die Größe der Folienstückchen. Während des Vorschubes des Kolbens oder der Schnecke, wird die Förderung der Folienstückchen von der Vorzerkleinerung zum Lochblech unterbrochen. Dies geschieht entweder durch Abschaltung des Gebläses, durch Klappen im Rohrfördersystem oder durch den relativ langen Kolben, der sich vor das Lochblech schiebt. Der hin- und hergehende Kolben oder die Schnecke streift die Folienstückchen vom Lochblech ab und druckt sie in den Zylinder.

Erfindungsgemäß ist hier wesentlich die Kombination einer relativ langen und schnellen Bewegung mit relativ niedrigem Druck mit einer sofort nachfolgenden relativ kurzen Bewegung hohen Druckes. Die schnelle Bewegung des Kolbens oder der Schnecke kann durch die direkte Verbindung des Kolbens mit einen pneumatischen Druckzylinder oder indirekt verbunden über ein Hebelsystem erfolgen. Unmittelbar danach drückt ein Hydraulikzylinder mit relativ hohem Druck den Kolben oder die Schnecke ca. 2 bis 25 mm in den Pressenzylinder.

Realisiert werden kann dies durch das direkte oder indirekte Inreiheschalten von Pneumatik- und Hydraulikzylinder.

Üblicherweise hat die Extruderschnecke einen durchgehend gleichen Durchmesser. Wird in die mit plastiziertem Material gefüllte Extruderschnecke an der Eintrittsstelle des Pressenzylinders zusätzlich Material zugeführt, so muß sich zwangsläufig die Austrittsgeschwindigkeit des plastizierten Materials im Extruder erhöhen. Dies ist bei der Konstruktion der Länge der Schnecke und der Schneckengeometrie zu berücksichtigen.

Erfindungsgemäß kann sich die Extruderschnecke entweder abrupt oder stufenlos von dem anfänglich kleineren in einen größeren Durchmesser ändern an der Eintrittsstelle des Plastmaterials aus dem seitlich angebrachten Pressenzylinder.

Der vergrößerte Raum gestattet die Aufnahme der nunmehr zwei Komponenten ohne das sich die Strömungsgeschwindigkeit des plastizierten Materials im Extruder wesentlich ändert.

Erfindungsgemäß befindet sich die Stelle des Eintritts des mehr oder weniger plastizierten Folienmaterials aus dem Pressenzylinder in den Extruderschnecken raum an einer Stelle, an der sich das darin befindliche Material aus Mahlgut oder Granulat, ebenfalls mehr oder weniger plastiziert, im Druckbereich befindet.

Erfindungsgemäß kann durch ein ventilartiges System verhindert werden, daß das plastische Material bei gerade zurückfahrenden Kolben oder Schnecke in den Pressenzylinderraum eindringt und das schon mehr oder weniger plastizierte Folienmaterial zurückschiebt. Es bietet sich beispielsweise an, kurz vor der Verbindungsstelle der beiden Zylinder, den seitlich angebrachten Pressenzylinder beispielsweise zu einem Längsloch zu erweitern und darin beispielsweise ein Zweiklappenventil einzubauen. Beim Vorschub des plastischen Folienmaterials öffnen sich die Klappen. Beim Zurückfahren des Kolbens oder der Schnecke schließt der Gegendruck des plastischen Materials im Extruder die Klappen.

Ausführungsbeispiel

Das erfindungsgemäße Verfahren soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 den Abscheider im Querschnitt,

Fig. 2 den Extruder mit dem seitlich verbundenen Pressenzylinder und zwei Varianten des Vorschubsystems,

Fig. 3 drei verschiedene Extruderquerschnitte,

Fig. 4 den in der Extruderschnecke zentrisch angeordneten Pressenzylinder,

Fig. 5 das Klappensystem.

Ausführungsbeispiel 1

Nach Fig. 1 werden die Folienschnitzel, nach der Vorzerkleinerung der Folien in einem Shredder 1 zu Stückchen mit einer Größe von ca. 15 × 30 mm, durch ein Unterdruck erzeugendes Gebläse 2 an ein Lochblech 3 angesaugt.

Nach Fig. 2 verschließt ein in den Pressenzylinder 4 hineinragender Kolben 5 die Öffnungen des Lochbleches 3. Die Luftförderung der Folienschnitzel ist unter brochen. Der Kolben 5 fährt zurück, die Lochblechöffnungen 3 werden frei und die Folienschnitzel beispielsweise 0,2 bis 5 Sekunden lang angesaugt. Der Kolben 5 druckt die Folienschnitzel in den Pressenzylinder 4. Der Kolben 5 führt, durch einen Pneumatikdruckzylinder 6 indirekt bewegt, über ein Kniehebelsystem 7, oder direkt geradlinig verbunden mit einem Pneumatikdruckzylinder 8, eine relativ lange und schnelle Bewegung mit relativ niedrigem Druck durch. Danach führt der Kolben 5 durch einen Hydraulikdruckzylinder 9 gedruckt, sofort eine relativ kurze Bewegung mit relativ hohem Druck aus. Der Pressenzylinder 4 ist mit dem Extruder 10 fest verbunden. Durch die schnelle Bewegung des Kolbens 5 werden die Folienschnitzel vom Lochblech 3 weggeschoben in den Pressenzylinder 4. Der Hydraulikdruckzylinder 9 verdichtet die Folienstückchen, druckt sie weiter in den durch Ringheizkörper 11 beheizten Teil des Pressenzylinders 4. Danach gelangen die Folienstückchen, schon mehr oder weniger plastiziert, in einen Extruder schneckengang 19, in dem das darin befindliche thermoplastische Mahlgut oder Granulat, schon mehr oder weniger plastiziert, sich mit dem Folienmaterial innig vermischt, beide Materialien vollkommen plastiziert werden und so den Extruder als eine einheitliche plastische Masse verlassen.

Ausführungsbeispiel 2

Das Verfahrensablauf erfolgt wie im Ausführungsbeispiel 1 beschrieben.

Nach Fig. 3 kann sich der Durchmesser der Extruderschnecke entweder abrupt 12 oder stufenlos 13 von dem anfänglich kleineren in einen größeren Durchmesser ändern oder die Extruderschnecke behält durchgehend den gleichen Durchmesser 14.

Ausführungsbeispiel 3

Der Ablauf des Verfahrens erfolgt wie im Ausführungsbeispiel 1 beschrieben.

Nach Fig. 4 bildet eine zentrische Bohrung 15 in der Extruderschnecke 16 den Pressenzylinder. Am Ende dieser Bohrung 15, führt eine schräge Bohrung 17 in einen Extruderschneckengang 12, der im Bereich des bereits plastizierten Mahl gutes oder Granulates liegt. Das Folienschnitzel-Ansaugsystem mit dem Lochblech 3 dem Kolben 5, dem Gebläse 2, des Fördersystems 1 von der Vorzerkleinerung und des Bewegungs- und Drucksystems 6, 7, 8, 9, liegt bei diesem Beispiel in der Verlängerung der Extruderschnecke.

Ausführungsbeispiel 4

Der Ablauf des Verfahrens erfolgt wie im Ausführungsbeispiel 1 beschrieben.

Nach Fig. 5 kann durch ein Klappensystem 18 verhindert werden, daß das plastische Material bei gerade zurückfahrenden Kolben oder Schnecke in den Pressenzylinderraum eindringt und das schon mehr oder weniger plastizierte Folienmaterial zurückschiebt. Kurz vor der Verbindungsstelle der beiden Zylinder kann sich deshalb der seitlich angebrachte Pressenzylinder zu einem Längsloch erweitern und das Zweiklappenventil aufnehmen. Beim Vorschub des plastischen Folienmaterials öffnen sich die Klappen. Beim Zurückfahren des Kolbens oder der Schnecke schließt der Gegendruck des plastischen Materials im Extruder die Klappen.

Claims

1. Verfahren zur direkten Zuführung und Verarbeitung von thermoplastischen Folienschnitzeln in einem Extruder ohne vorherige Agglomerierung, dadurch gekennzeichnet, daß die Folienschnitzel einer, seitlich in einem Winkel zur Extruderachse mit dem Extruder (10) fest verbundenen, Presse (4) zugeführt werden, ein darin hin- und hergehender Kolben oder Schnecke (5), die, in der Presse schon mehr oder weniger plastizierten, Folienschnitzel in einen Extruderschneckengang (12) drucken, in dem das darin befindliche thermoplastische Mahlgut oder Granulat ebenfalls schon mehr oder weniger plastiziert ist und beide Materialien voll kommen vermischt den Extruder als eine einheitliche plastische Masse verlassen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folienschnitzel in eine zentrische Bohrung (15) in der Extruder schnecke (16), die in dieser Anordnung den Pressenzylinder der Presse bildet, gedruckt, schon mehr oder weniger plastiziert, durch eine am Ende der zentrischen Bohrung weitergehenden schrägen Bohrung (17) in einen Extruderschneckengang (19) gelangen, in dem das Mahlgut oder Granulat ebenfalls schon mehr oder weniger plastiziert ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in direkter Verlängerung des Pressenzylinders ein größeres Teilstück des Zylinderumfanges als Lochblech (3) ausgebildet ist, ein dahinter befindliches Gebläse (2) den Unterdruck erzeugt, der kleinere Teil dieses Umfanges offen ist und durch diesen die Folienschnitzel, von der Vorzerkleinerung (1) heran geführt an das Lochblech angesaugt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folienschnitzel durch einen im Pressenzylinder (4) hin- und hergehenden Kolben oder Schnecke (5) vom Lochblech (3) abgestriffen und in den Pressenzylinder (4) gedruckt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folienschnitzel durch den Kolben oder die Schnecke (5) im Pressen zylinder (4) vom Lochblech (3) eine relativ lange Strecke mit relativ geringem Druck und relativ hoher Geschwindigkeit abgestriffen und nachfolgend eine relativ kurze Strecke mit relativ hohem Druck und einer relativ geringen Geschwindigkeit bewegt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Eintrittsstelle des mehr oder weniger plastischen Folienmaterials in den Extruder (10) ein Ventil (18) angeordnet sein kann, welches den Rückfluß des plastischen Materials aus dem Extruder in den Pressenzylinder (4) ver hindert.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnecke des Extruders (10) einem durchgehend gleichen Durchmesser (14) hat.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Schneckendurchmesser des Extruders an der Einmündungsstelle des Pressenzylinders abrupt (12) von einem kleineren Durchmesser in einen größeren Durchmesser ändert.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Schneckendurchmesser des Extruders an der Einmündungsstelle des Pressenzylinders stufenlos (13) von einem kleineren Durchmesser in einen größeren Durchmesser ändert.