DE202004020483U1

DE202004020483U1 - Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoffgranulat

Info

Publication number: DE202004020483U1
Application number: DE202004020483U
Authority: DE
Original assignee: BKG Bruckmann and Kreyenborg Granuliertechnik GmbH
Current assignee: BKG Bruckmann and Kreyenborg Granuliertechnik GmbH
Priority date: 2004-05-03
Filing date: 2004-05-03
Publication date: 2005-09-08
Anticipated expiration: 2014-05-04

Abstract

Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoffgranulat, wobei Kunststoffpellets gebildet und zur Erzielung bestimmter Materialeigenschaften – insbesondere zur sogenannten Kristallisation der Pellets – einer Wärmeeinwirkung über einen vorgegebenen Zeitraum ausgesetzt werden, gekennzeichnet durch
eine der Granulations- und Trocknungseinrichtung nachgeschaltete Fördereinrichtung zum Transport der Pellets,
wobei die Transportlänge und Transportgeschwindigkeit derart bemessen sind, dass die Pellets während des Transports kristallisieren.

Description

Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein Verfahren zur Herstellung von Kunststoffgranulat ist aus der Praxis bekannt oder aus der DE 198 48 245 . Beispielsweise wenn Pellets aus dem Werkstoff PET aus einer Polymerschmelze hergestellt werden, ist eine sogenannte Kristallisationsphase oder Nachkristallisation im Anschluß an die Pelletbildung erforderlich. Bei einer Stranggranulation liegt die Temperatur der Pellets üblicherweise unterhalb von 70°, um auf diese Weise sicherzustellen, daß der Strang, wenn er in die einzelnen Pellets zerteilt wird, eine ausreichende Festigkeit aufweist, die eine derartige Zerteilung sowie eine anschließende Formstabilität der einzelnen Pellets überhaupt erst ermöglicht.
Da die Nachkristallisation bei einem gegenüber dieser Eigentemperatur der Pellets erhöhten Temperaturniveau stattfindet, sind aufwendige und insbesondere energieintensive Einrichtungen erforderlich, um die Pellets auf die gewünschte hohe Kristallisationstemperatur zu bringen. Dabei ist nicht nur der Energieaufwand zur Einhaltung des erforderlichen Temperaturniveaus nachteilig, sondern insbesondere ist ein apparativer Aufwand dafür erforderlich, um bei diesem hohen Temperaturniveau ein Verkleben der einzelnen Pellets miteinander zu vermeiden.
Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, daß die Wärmebehandlung von Pellets mit möglichst einfachen Mitteln erzielt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Die Neuerung schlägt mit anderen Worten vor, den Pellets bei ihrer Bildung ein ausreichendes Energieniveau, also einen ausreichenden Wärmeinhalt mitzugeben, der anschließend ein selbsttätiges „Nachreifen" ermöglicht, also eine Kristallisation der Pellets, die im wesentlichen durch ihre ihnen innewohnende Wärmeenergie ermöglicht wird, so dass dieses Verfahren als „Direktkristallisation" bezeichnet werden kann. Beispielsweise können die Pellets an ihrer Oberfläche abgekühlt sein, um eine Formstabilität der Pellets zu ermöglichen. Wenn die Pellets anschließend nicht intensiv abgekühlt werden, so reicht die in den Pellets vorhandene Wärmeenergie aus, um einerseits die Oberflächentemperatur der Pellets langsam ansteigen zu lassen und andererseits die gewünschte Wärmebehandlung durchzuführen.
Bezogen auf das eingangs genannte Beispiel kann beispielsweise ein heißer Kunststoff mit einer Temperatur von beispielsweise 130 – 180° zu Pellets geformt werden, z. B. ein PET-Kunststoff mittels der an sich bekannten Unterwassergranulation. Während ihrer Verweildauer im Wasser kühlt sich die Oberflächentemperatur der Pellets beispielsweise auf einen Wert von etwa 110° ab, während die Kerntemperatur in den Pellets deutlich höher liegt. Werden nun die Pellets vom Wasser getrennt, beispielsweise in an sich bekannter Weise wie durch einen Zentrifugaltrockner, so wird die weitere, vergleichsweise intensive Auskühlung der Pellets unterbrochen, da die Pellets an umgebende Luft ihre Wärmeenergie weniger schnell geben als an umgebendes Wasser.
Bei einer Verweildauer von mehreren Sekunden, vorzugsweise sogar mehreren Minuten, erfolgt nun eine langsame Erwärmung der Pellet-Oberfläche auf beispielsweise 140 – 150°, wodurch der gwünschte Effekt der Nachkristallisation eintritt, die auf einfache Weise durch die Farbänderung der Pellets angezeigt wird, die von einem zunächst glasigen Zustand in eine opak-weiße Färbung übergehen.
Durch die Unterwasser-Granulation haben die erzielten Pellets automatisch eine etwa kugelförmige Gestalt. Im Vergleich zu stranggranulierten Pellets mit einer etwa zylindrischen Gestalt bieten die unterwassergranulierten Pellets untereinander eine erheblich kleinere Kontaktfläche, so daß die Gefahr einer Verklebung benachbarter Pellets gering ist.
Unterterstützend, um eine derartige Verklebung zu einem massiven Block zu verhindern, wird vorgesehen, die Pellets während ihrer Wärmebehandlung zu rütteln oder mit Vibrationen zu beaufschlagen. In einer vorteilhaften, preis-günstigen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, die Pellets während ihrer Wärmebehandlung über einen Vibrationsförderer bzw. Schwingförderer zu befördern, so daß einerseits die Pellets zu einer nachgeschalteten Verarbeitungsanlage gefördert werden und andererseits durch die einwirkenden Vibrationen, die Verklebung der Pellets wirksam verhindert wird.
Um eine ausreichende Verweildauer der Pellets für die Wärmebehandlung sicherzustellen, kann dabei vorteilhaft vorgesehen sein, statt eines Rinnenschwingförderers einen Wendelförderer zu verwenden. Der Wendelförderer ist vorzugsweise senkrecht aufgestellt, so dass er einen vorteilhaft geringen Platzbedarf für seine Stellfläche aufweist. Durch Entnahme der Pellets, nachdem diese eine bestimmte Höhendifferenz zurückgelegt haben, kann in Abhängigkeit von dieser Höhendifferenz die Verweildauer der Pellets auf dem Wendelförderer beeinflußt werden, so daß eine ausreichende Verweildauer gewählt werden kann, um zuverlässig sicherzustellen, daß die Pellets anschließend ein Temperaturniveau aufweisen, welches eine Verklebung untereinander sicher ausschließt. Die Anpassung der Anlage an die jeweils gewünschte Verweilzeit der Pellets ist somit in sehr einfacher Weise möglich.
Alternativ zu einem Wendelförderer kann auch bei Verwendung eines Bandförderers oder einer Schwingrinne vorgesehen werden, die Verweildauer der Pellets bei gleicher Baulänge der Fördereinrichtung zu beeinflussen: Durch Wehre, die in Abständen auf der Fördereinrichtung vorgesehen sind, wird ein Materialstau und auch ein Wärmestau der Pellets bewirkt, so dass in diesen Staubereichen die freiwerdende Eigenwärme der Pellets die gewünschte Wärmebehandlung und Kristallisation bewirkt.
Die Höhe der Wehre, deren Anzahl auf dem Förderweg der Pellets, sowie deren Schrägstellung gegenüber der Oberfläche der Fördereinrichtung sind Parameter, mittels derer sich das Kristallisationsverhalten der Pellets beeinflussen lässt. Auch die Formgebung der Wehre kann dazu genutzt werden, z. B. ob ein Wehr geradling quer zur Förderrichtung verläuft oder pfeil- bzw. muldenförmig, die Pellets sammelnd, verläuft.
Unabhängig von dem durch die Wehre erzielten Material- und Wärmestau bewirken die Wehre auf einem Schwingrinnenförderer eine bessere und gleichmäßige Durchmischung der Pellets, so dass gleichmäßige Kristallisationsgrade für sämtliche Pellets erzielt werden und unterschiedliche Einflüsse, wie sie durch die radiale Verteilung der Pellets in einem Wendelförderer nicht ausgeschlossen werden können, vermieden werden.
Wärmeverluste der Pellets können auch dadurch reduziert werden, dass die Fördereinrichtung eingehaust wird, also eine thermische Isolierung geschaffen wird, welche einen direkten Wärmeaustausch mit der Umgebung verhindert. Das entsprechende Gehäuse muß dabei nicht notwendigerweise aus einem regelrechten Isolierwerkstoff bestehen, also z. B. nicht doppelwandig oder geschäumt sein, sonder es kann ggf. ausreichend sein, dass der durch Strahlung und Konvektion erfolgende Wärmeaustausch mit der Umgebung behindert wird. Jedoch kann, umd die Produktwärme möglichst intensiv zur Kristalli sation zu nutzen, eine dementsprechende Isolierung vorgesehen sein, oder sogar eine geringfügige Beheizung der pellets, z. B. mittels der vorerwähnten Fluids – wie Heissluft – oder mittels einer Strahlungsheizung wie z. B. eines Infrarotstrahlers.

Claims

Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoffgranulat, wobei Kunststoffpellets gebildet und zur Erzielung bestimmter Materialeigenschaften – insbesondere zur sogenannten Kristallisation der Pellets – einer Wärmeeinwirkung über einen vorgegebenen Zeitraum ausgesetzt werden, gekennzeichnet durch eine der Granulations- und Trocknungseinrichtung nachgeschaltete Fördereinrichtung zum Transport der Pellets, wobei die Transportlänge und Transportgeschwindigkeit derart bemessen sind, dass die Pellets während des Transports kristallisieren.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinrichtung als Schwingfördereinrichtung ausgestaltet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinrichtung als Förderrinne ausgestaltet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, über die Länge der Förderrinne verteilt, mehrere voneinander beabstandete und jeweils einen Materialstau bewirkende Wehre vorgesehen sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinrichtung von einem Gehäuse zumindest teilweise umgeben ist, derart, dass ein Wärmeverlust der auf der Fördereinrichtung befindlichen Pellets verringert wird.