DE19850885C1

DE19850885C1 - Verfahren zum Herstellen von Granulaten aus polymeren Werkstoffen

Info

Publication number: DE19850885C1
Application number: DE19850885A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Stark; Olaf Hustert; Udo Huber
Original assignee: Waeschle GmbH
Current assignee: Coperion GmbH
Priority date: 1998-11-05
Filing date: 1998-11-05
Publication date: 2000-07-20
Anticipated expiration: 2018-11-06
Also published as: EP1045748A2; WO2000027603A1; JP2002529271A; WO2000027603B1

Abstract

Verfahren zur Herstellung von Granulaten aus polymeren Werkstoffen umfaßt die Schritte Plastifizieren des Polymers, Aufteilen der plastifizierten Massen in Einzelstränge, Zerschneiden der Einzelstränge zu Granulat, Kühlen des Granulats in einer Kühlflüssigkeit und Abscheiden der Kühlflüssigkeit vom Granulat in einem ersten Trocknungsprozeß. Das Granulat wird anschließend mindestens einem Waschprozeß in einer Reinigungsflüssigkeit unterzogen und die Reinigungsflüssigkeit nachfolgend in mindestens einem weiteren Trocknungsprozeß vom Granulat abgeschieden. DOLLAR A Im ersten Trocknungsprozeß wird das Granulat bevorzugt einer hohen mechanischen Belastung ausgesetzt, mittels derer Vorsprünge ("tails") vom Granulat abgeschlagen werden, während der weitere Trocknungsprozeß schonend, also unter weitgehender Vermeidung von Abrieb durchzuführen ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Granulaten aus polymeren Werkstoffen gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Stand der Technik

Ein gattungsgemäßes Verfahren wird in der Patentschrift DE 36 31 376 C1 offenbart. Bei diesem bekannten Verfahren wird der zu granulierende Kunststoff in einem Extruder plastifiziert, die Schmelze durch eine Düsenplatte gepreßt und einer Schneideinrichtung zugeführt, welche die in der Düsenplatte ausgeformten Einzelstränge in einzelne Granulatkörner zerschneidet. Diesen wird nachfolgend in einem Auffangbehälter und einer Rohrleitung mittels eines Kühlwasserstroms soviel Wärme entzogen, daß die Granulatkörner ihre Oberflächenklebrigkeit und damit den Hang zur Bildung von Agglomeraten verlieren. Die Kühlflüssigkeit wird anschließend in einem Trocknungsprozeß mittels Granulat-Wasser-Abscheider und nachgeschaltetem Trockner vom Granulat getrennt.

Es ist allgemein bekannt, daß beim Zerschneiden der Einzelstränge aus plastifiziertem Kunststoff Granulate entstehen können, deren Aussehen von der gewünschten Kornform abweicht. Häufig entstehen im Bereich der Schnittflächen Vorsprünge, die als "Schwänze" oder "tails" bezeichnet werden und bei der späteren Verarbeitung des Granulats stören können. Im Trocknungsprozeß werden daher üblicherweise Trockner eingesetzt, die eine hohe mechanische Belastung auf das Granulat ausüben, beispielsweise Zentrifugaltrockner. Unter Einwirkung dieser Belastung werden die Vorsprünge vom erkalteten Granulat abgeschlagen, wobei eine erhebliche Menge staubförmigen Abriebs entsteht. Nachfolgend wird das Granulat mit Hilfe einer pneumatischen Förderung einem Windsichter zugeführt, der zur Abscheidung des staubförmigen Abriebs dient.

Einen Überblick über die Arten von Verunreinigungen bei Kunststoffgranulaten, deren Auswirkungen auf die nachfolgende Verarbeitung sowie mögliche Reini gungsverfahren gibt die Druckschrift "Ionen als Saubermacher", Plastverarbeiter 1997 Nr. 12, Seite 12f..

Die nach dem bekannten Verfahren hergestellten Kunststoffgranulate genügen üblichen Ansprüchen. In bestimmten Anwendungsfällen, beispielsweise bei der Extrusion durchschlagfester Kabelisolierungen, reicht die Reinheit des Produktes jedoch gegebenenfalls nicht mehr aus. Jede Verschmutzung des Granulats erhöht bei diesen Anwendungsfällen die Ausschußrate.

Aufgabe

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Reinheit von Granulaten aus polymeren Werkstoffen zu erhöhen.

Lösung

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Granulat nach dem ersten Trocknungsprozeß mindestens einem Waschprozeß in einer Reinigungsflüssigkeit unterzogen und die Reinigungsflüssigkeit nachfolgend in mindestens einem weiteren Trocknungsprozeß vom Granulat abgeschieden wird.

Durch das Waschen werden an der Oberfläche der Granulate anhaftende metallische oder polymere Staubpartikel, die beispielsweise während des ersten Trocknungsprozesses entstanden sind, zuverlässig vom Granulat gelöst und in einem zweiten Trocknungsprozeß gemeinsam mit der Reinigungsflüssigkeit abgeschieden. Sollte die Reinheit des Granulats nach diesem Vorgehen noch nicht den geforderten Ansprüchen genügen, ist es selbstverständlich möglich, es nachfolgend weiteren Waschprozessen, gegebenenfalls unter Verwendung unterschiedlicher Reinigungsflüssigkeiten, zuzuführen.

Das Waschen der Granulate schließt nicht aus, daß das Produkt im Anschluß an den ersten Trocknungsprozeß zusätzlichen Reinigungsprozessen, insbesondere der an sich bekannten Windsichtung unterzogen wird.

Der erste Trockungsprozeß ist bevorzugt so ausgelegt, daß die Vorsprünge an den Granulaten infolge hoher mechanischer Belastung zuverlässig abgeschlagen werden. Die hiermit verbundene Entstehung metallischen oder polymeren Abriebs ist durch den nachgeschalteten Waschprozeß für die Qualität des Granulats ohne Bedeutung. Für den ersten Trocknungsprozeß kann beispielsweise ein Bogensieb mit nachfolgendem Zentrifugaltrockner Verwendung finden.

Während der weiteren Trockungsprozesse sollte die Entstehung von Abrieb insbesondere dadurch vermieden werden, daß die mechanischen Belastungen auf das Granulat gering gehalten werden. Zur Durchführung der weiteren Trocknungsprozesse sind insbesondere hochglanzpolierte Bogensiebe in Verbindung mit Wirbelbett-, Fließbett-, Schacht- oder Vakuumtrocknern geeignet.

Da nicht nur die beschriebenen Vorsprünge am Granulat, sondern auch Körner mit Über- oder Untergröße sowie Granulatagglomerate die Qualität des Produkts beeinträchtigen, wird das Granulat in einer weiteren Ausführung der Erfindung einer Siebung unterzogen, die insbesondere zwischen dem ersten Trocknungsprozeß und dem Waschprozeß vorgenommen werden kann.

Da der staubförmige Abrieb über die Reinigungsflüssigkeit abgeschieden wird, ist diese vor einer erneuten Zufuhr in den Waschprozeß bevorzugt einer sorgfältigen Filtrierung zu unterziehen. In bestimmten Anwendungsfällen ist es ferner vorteilhaft, kontinuierlich einen Teil der Reinigungsflüssigkeit während des Waschprozesses zu entnehmen und nach einer Filtrierung über einen separaten Kreislauf in den Waschprozeß zurückzuführen.

Figuren

Die Figuren stellen beispielhaft und schematisch eine Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dar.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Anordnung zum einmaligen Waschen des Granulats

Fig. 2 eine Anordnung zum mehrfachen Waschen des Granulats mit vorhergehender Windsichtung

Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung umfaßt einen Extruder 1, in dem der zu granulierende Polymerwerkstoff mittels äußerer Wärmezufuhr und Friktion erwärmt und plastifiziert wird. In einem Granulierwerkzeug 2 ist eine mit einer Vielzahl von Öffnungen versehene Düsenplatte 3 vorgesehen, in welcher der vom Extruder mit hohem Druck bereitgestellte Strom aus plastifiziertem Polymeren in Einzelstränge geteilt wird, die von einem rotierenden Messer 4 zu Granulaten zerschnitten werden. Das Zerschneiden erfolgt im Ausführungsbeispiel in einem Kühlflüssigkeitsstrom, der von einer Pumpe 5 bereitsgestellt wird und das Granu lat zu einer ersten Trocknungsvorrichtung 6 befördert, in der die Kühlflüssigkeit vom Granulat getrennt wird. Die erste Trocknungsvorrichtung 6 umfaßt einen Abscheider 7 und einen Zentrifugaltrockner 8, in dem das Granulat einem rotie renden Luftstrom ausgesetzt wird. Durch die hohen mechanischen Belastungen werden unerwünschte Vorsprünge an den Granulaten abgeschlagen, wobei in nicht unerheblicher Menge polymerer oder metallischer Abrieb entstehen kann.

Das Granulat wird nachfolgend über ein Sieb 9 geführt und in einem mit einem Rührwerk 10 versehenen und mit einer Reinigungsflüssigkeit gefüllten Behälter 11 einem Waschprozeß unterzogen. Als Reinigungsflüssigkeit kann beispielsweise gereinigtes Wasser verwendet werden. Zuschlagstoffe wie Tenside oder Alkohole können dazu dienen, das Ablösen des Staubs von der Granulatoberfläche zu beschleunigen und den abgelösten Staub in der Reinigungsflüssigkeit in Schwebe zu halten.

Nach dem Waschen tritt der Strom aus Granulat, Staub und Reinigungsflüssigkeit in eine weitere Trocknungsvorrichtung 12 ein, die einen Abscheider 13 und einen Fließbettbettrockner 14 umfaßt. Im Abscheider 13 wird die Reinigungsflüssigkeit mit dem in ihr schwebenden Staub vom Granulat getrennt, das nachfolgend in einem kontinuierlich arbeitenden Fließbettrockner 14 schonend, also unter weit gehender Vermeidung mechanischer Belastungen bis auf die zulässige Rest feuchte getrocknet wird. Anschließend wird das Granulat in einer nicht dargestell ten Vorrichtung in Säcke verpackt oder in Transport- oder Lagerbehältnisse abgefüllt.

Zur Abscheidung der staubförmigen Bestandteile aus der Reinigungsflüssigkeit dient ein Filter 15, durch welchen die Reinigungsflüssigkeit während der Rückfüh rung in den Waschprozeß durch die Rohrleitung 16 mittels einer Pumpe 17 ge preßt wird. Ein weiterer Teil des ausgewaschenen Abriebs wird über einen Filter 18 abgetrennt, der in einer Ringleitung 19 angeordnet ist. In dieser Ringleitung 19 wird mittels einer Pumpe 20 kontinuierlich ein Teil der Reinigungsflüssigkeit aus dem Behälter 11 abgezogen und nach der Filtrierung wieder in diesen einge speist.

Das Verfahren zur Herstellung vom Granulaten nach Fig. 2 unterscheidet sich von dem in Fig. 1 erläuterten Verfahren insbesondere dadurch, daß das Granulat nach der Abtrennung aus der Kühlflüssigkeit einer zusätzlichen Sichtung in einem Windsichter 21 unterzogen wird. Ferner ist nachfolgend ein zweistufiger Wasch prozeß vorgesehen, bei dem das Granulat nacheinander in den Behältern 11, 11' einer Reinigung unterzogen wird. Nach jedem Waschvorgang wird die Suspension aus Granulat, Staub und Reinigungsflüssigkeit mittels einer Pumpe 22, 22' Trock nungsvorrichtungen 12, 12' zugeführt, in denen die jeweils verwendete Reini gungsflüssigkeit abgeschieden wird. Die im ersten Waschprozessen verwendete Trocknungsvorrichtungen 11 besteht aus einem Abscheider 13, während die letzte Trocknungsvorrichtung 12' einen Abscheider 13' und eine Vielzahl diskontinuier lich zu betreibender Vakuumtrockner 14' umfaßt, die nacheinander über eine verzweigte Rohrleitung 23 beschickt werden. Eine Rohrleitung 24 führt das den Vakuumtrocknern 13'' entnommene Granulat einer nicht dargestellten Verpackungsstation zu.

Die in der Beschreibung aufgeführten Anlagenkomponeten umfassen nicht alle zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahren geeigneten Vorrichtungen. Insbesondere ist die Aufzählung brauchbarer Abscheider, Trockner und Einrich tungen zum Waschen der Granulate nicht erschöpfend.

Bezugszeichenliste

1

Extruder

2

Granulierwerkzeug

3

Düsenplatte

4

Messer

5

Pumpe

6

erste Trocknungsvorrichtung

7

Abscheider

8

Zentrifugaltrockner

9

Sieb

10

Rührwerk

11

Behälter

12

weitere Trocknungsvorrichtung

13

Abscheider

14

(Fließbett-/Vakuum-)trockner

15

Filter

16

Rohrleitung

17

Pumpe

18

Filter

19

Ringleitung

20

Pumpe

21

Windsichter

22

Pumpe

23

Rohrleitung

24

Rohrleitung

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Granulaten aus polymeren Werkstoffen mit den Schritten

- Plastifizieren des Polymers
- Aufteilen der plastifizierten Massen in Einzelstränge
- Zerschneiden der Einzelstränge zu Granulat
- Kühlen des Granulats in einer Kühlflüssigkeit
- Abscheiden der Kühlflüssigkeit vom Granulat in einem ersten Trocknungsprozeß

dadurch gekennzeichnet, daß das Granulat anschließend mindestens einem Waschprozeß in einer Reinigungsflüssigkeit unterzogen und die Reinigungsflüssigkeit nachfolgend in mindestens einem weiteren Trocknungsprozeß vom Granulat abgeschieden wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Granulat im ersten Trocknungs prozeß einer hohen mechanischen Belastung ausgesetzt wird, mittels derer Vorsprünge ("tails") vom Granulatkorn abgeschlagen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Granulat im weiteren Trocknungsprozeß nur einer geringen, die Entstehung staubförmigen Abriebs weitgehend vermeidenden mechanischen Belastung ausgesetzt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Granulat zwischen dem ersten Trockungsprozeß und dem Waschprozeß einer Siebung unterzogen wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die im zweiten Trocknungsprozeß abgeschiedene Reinigungsflüssigkeit gefiltert und erneut dem Waschprozeß zugeführt wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Reinigungsflüssigkeit während des Waschprozesses entnommen, gefiltert und erneut dem Waschprozeß zugeführt wird.