DE202023107561U1

DE202023107561U1 - Kunstoffformgebende Anlage und Folie

Info

Publication number: DE202023107561U1
Application number: DE202023107561.4U
Authority: DE
Original assignee: Reifenhaeuser GmbH and Co KG Maschinenenfabrik
Current assignee: Reifenhaeuser GmbH and Co KG Maschinenenfabrik
Priority date: 2022-12-10
Filing date: 2023-12-11
Publication date: 2024-01-31
Anticipated expiration: 2033-12-12

Abstract

Kunststoffformbegebende Anlage, insbesondere Blasfolienanlage, Flachfolienanlage für Cast-Verfahren oder Flachfolienanlage für Sheet-Verfahren, zum Herstellen einer Folie mit mindestens einer Schicht mit einem Polymerblend, aufweisend mindestens ein erstes Polymer und ein zweites Polymer, dadurch gekennzeichnet, dass
a. die Anlage dazu ausgebildet ist mindestens zwei der beteiligten Polymere zu verarbeiten, die untereinander nicht verträglich sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine kunststoffformbegebende Anlage, zum Herstellen einer Folie mit mindestens einer Schicht mit einem Polymerblend, aufweisend mindestens ein erstes Polymer und ein zweites Polymer. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Folie mit mindestens einer Schicht mit einem Polymerblend mit mindestens einem ersten Polymer und einem zweiten Polymer und weiterhin eine.
Kunststoffe sind Polymere, die aus langen Ketten von Molekülen bestehen. Im Gegensatz zu natürlichen Polymeren, wie Cellulose oder Gummi, können synthetische Kunststoffe in ihren Eigenschaften und ihrem Verhalten genau kontrolliert werden. Dadurch eignen sie sich für eine Vielzahl von Anwendungen in Industrie und Alltag.
Eine der wichtigsten Eigenschaften von Kunststoffen ist ihre Formbarkeit. Durch Erhitzen und anschließendes Abkühlen in einer Form können sie in fast jede gewünschte Form gebracht werden. Die Formbarkeit von Kunststoffen ermöglicht es, komplexe Geometrien und Details zu erzeugen, die mit anderen Materialien nur schwer oder gar nicht möglich wären.
Neben ihrer Formbarkeit haben Kunststoffe auch eine Vielzahl von anderen Eigenschaften, die sie interessant für verschiedene Anwendungen machen. Sie sind zum Beispiel leicht, robust, langlebig, wasserdicht, chemikalienbeständig und elektrisch isolierend. Diese Eigenschaften machen Kunststoffe zum idealen Material für Verpackungen, Schutzhüllen, Bauteile und vieles mehr.
Der seit ihrer Verfügbarkeit unvergleichliche Siegeszug der Kunststoffe ist auf die sehr große Anwendungsbreite dieses Werkstoffs und auf seine vielfältigen Eigenschaften zurückzuführen. Kunststoffe zeichnen sich aus durch ihre sehr niedrige Dichte, in weiten Grenzen einstellbare mechanische Eigenschaften, gute Verarbeitbarkeit und nicht zuletzt durch sehr gute Wiederverarbeitbarkeit sowie eine Fülle weiterer Eigenschaften.
Unterschiedlicher molekularer Aufbau sowie angepasste Aufbereitungs- und Verarbeitungsprozesse ermöglichen es, „Werkstoffe nach Maß“ herzustellen, die dann für unterschiedlichste Anwendungen eingesetzt werden.
Allerdings gibt es auch Nachteile bei der Verwendung von Kunststoffen. Viele Kunststoffe sind nicht biologisch abbaubar und können zu einer Umweltverschmutzung führen, wenn sie nicht ordnungsgemäß entsorgt werden. Zudem können einige Kunststoffe über die Zeit giftige Stoffe freisetzen, die für die Gesundheit schädlich sein können. Deshalb ist es wichtig, bei der Herstellung und Entsorgung von Kunststoffprodukten umweltfreundliche und sichere Verfahren zu verwenden. Insbesondere ist auch die Wiederverwendung von Kunststoffen relevant.
In den letzten Jahren wurde auch die Entwicklung von biologisch abbaubaren Kunststoffen immer wichtiger. Diese Kunststoffe werden teilweise aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt und können beispielsweise von Mikroorganismen abgebaut werden, ohne dass dabei giftige Stoffe freigesetzt werden.
Kunststoffe können auf verschiedene Weisen recycelt werden, abhängig von ihrer chemischen Zusammensetzung und ihrem Zustand. Eine Möglichkeit ist die mechanische Wiederverwertung, bei der die Kunststoffe zerkleinert und zu neuen Produkten verarbeitet werden. Diese Methode ist am einfachsten für Kunststoffe, die noch in gutem Zustand sind und die leicht in kleine Stücke zerteilt werden können. Eine andere Möglichkeit ist die chemische Recycling-Technologie, bei der die Kunststoffe in ihre Bestandteile zerlegt werden, um sie dann zu neuen Kunststoffprodukten umzuwandeln. Diese Methode ist für Kunststoffe geeignet, die zu stark verschmutzt oder beschädigt sind, um sie durch mechanische Verfahren zu recyceln. Eine weitere Möglichkeit ist die thermische Verwertung, bei der die Kunststoffe bei hohen Temperaturen verbrannt werden, um Energie zu gewinnen. Diese Methode ist am besten für Kunststoffe geeignet, die nicht mehr recycelt werden können.
Kunststoffe bestehen häufig aus Mischungen verschiedener Polymere, weil diese Mischungen bestimmte Eigenschaften verbessern können, die für die geplante Anwendung wichtig sind. Beispielsweise kann die Zugfestigkeit oder die Haltbarkeit eines Kunststoffs erhöht werden, indem verschiedene Polymere miteinander kombiniert werden. Mischungen aus verschiedenen Polymeren können auch dazu beitragen, die Herstellungskosten zu senken, indem preiswerte Polymere mit teureren kombiniert werden. Eine weitere Möglichkeit, warum Kunststoffe oft als Mischungen von verschiedenen Polymeren vorliegen, ist, dass sie dadurch einfacher zu verarbeiten und zu formen sind, was für die industrielle Fertigung von großen Mengen von Kunststoffprodukten von Vorteil ist.
Die Existenz der daraus resultierenden vielzähligen Kunststoffsorten führt jedoch bei der Sammlung und der Wiederverwertung teilweise zu Problemen. Daher galten die Kunststoffe lange Zeit für nicht oder nur für sehr begrenzt recyclingfähig. Die Herausforderung im Hinblick auf die Recyclingfähigkeit wird dadurch gesteigert, dass Kunststoff-Produkte häufig aus verschiedenen Kunststoffsorten bestehen, wie zum Beispiel mehrschichtige Folien und/oder Folienverbunde, sogenannte Laminate. Die Recyclate liegen in einem solchen Fall als Gemisch verschiedener Kunststoffsorten vor.
Je nach Zustand des Recyclats werden die Verwertungswege werkstoffliches, rohstoffliches und energetisches Recycling gewählt.
Unter werkstofflichem Recycling versteht man die Wiederverarbeitung von Kunststoffabfällen zu neuen Produkten, ohne dass die Molekülstruktur der Polymermoleküle wesentlich verändert wird. In der Regel geschieht dieser Vorgang durch Umschmelzen der Kunststoffe. Werkstoffliches Recycling ist ein Verfahren, bei dem Abfallmaterialien, die aus verschiedenen Werkstoffen bestehen, wiederverwertet werden, um neue Produkte herzustellen. Dieses Verfahren wird häufig bei Kunststoffen, Papier, Glas und Metallen angewendet. Im Gegensatz zum konventionellen Recycling, bei dem die Materialien in ihre ursprünglichen Bestandteile zerlegt werden, um sie dann zu neuen Produkten umzuwandeln, wird beim werkstofflichen Recycling der Schwerpunkt auf der Wiederverwendung der Materialien in ihrem vorhandenen Zustand gelegt. Dieses Verfahren kann dazu beitragen, Ressourcen zu schonen und die Umweltbelastung durch Abfall zu reduzieren.
Beim werkstofflichen Recycling wird zwischen der Direktverarbeitung und dem Regranulieren unterschieden, wobei man von Direktverarbeitung spricht, wenn durch einen einzigen Verarbeitungsprozess direkt aus den Abfällen neue Produkte hergestellt werden. Diese Vorgehensweise findet heute einerseits nur bei gemischten Kunststoffabfällen zur Herstellung von dickwandigen Formteilen geringer Qualität Anwendung. Andererseits werden insbesondere hochwertige sortenreine Abfälle direkt durch innerbetriebliches Recycling in den Produktionsprozess rückgeführt und damit direkt zu neuen Produkten verarbeitet.
In den meisten Fällen jedoch wird eine Regranulierung zwischengeschaltet, d.h. die Kunststoffabfälle werden nach der Aufbereitung durch Extrusion aufgeschmolzen, um daraus ein hochwertiges Granulat herzustellen, das dann in gleicher Weise wie Neuware von den Kunststoffverarbeitern zu entsprechenden Produkten verarbeitet wird.
Regranulierung von Kunststoffen ist ein Verfahren, bei dem gebrauchte oder abgenutzte Kunststoffe in kleine Stücke geschnitten und dann erneut zu kleinen Pellets verarbeitet werden. Diese Pellets können dann wieder zu neuen Kunststoffprodukten verarbeitet werden, wodurch die Wiederverwertung von Kunststoffen ermöglicht wird. Regranulierung ist eine Form der mechanischen Recycling-Technologie und wird häufig bei Kunststoffen wie Polyethylen, Polypropylen und Polystyrol angewendet. Sie ist eine kostengünstige und umweltfreundliche Alternative zur Herstellung von Kunststoffprodukten aus Rohöl.
Der wesentliche Vorteil des Granulierens liegt darin, dass gezielt Einfluss auf die Qualität des Regranulats genommen werden kann, z.B. durch gezielte Anpassung des Extrusionsprozesses an die Eigenschaften des Einsatzmaterials, und dass der Verarbeiter ein einfach zu handhabendes Regranulat erhält, welches er im Wesentlichen wie Neuware verarbeiten kann.
Entscheidend, ob das werkstoffliche Recycling möglich ist, ist der Verschmutzungsgrad, die Vermischung mit anderen Kunststoffen oder auch sonstigen Fremdstoffen wie z. B. Druckfarben oder Kleber und weiterhin der molekulare Aufbau bzw. eine mögliche Vernetzung der Polymermoleküle. Bei der Vermischung von Kunststoffen besteht das Problem, dass die meisten Kunststoffe nicht miteinander verträglich sind.
In der Regel sind Kunststoffpolymere, die derselben Polymerklassen angehören, miteinander mischbar und können in einer Mischung verwendet werden. Beispiele für solche Polymere sind Polyethylen (PE), Polypropylen (PP) und Polystyrol (PS), die alle Polyolefine darstellen und aus Alkenen durch Kettenpolymerisation hergestellt werden. Diese Polymere sind in der Regel gut miteinander mischbar und können zu einer Vielzahl von Kunststoffprodukten verarbeitet werden. Allerdings können auch Polymere, die aus unterschiedlichen chemischen Strukturen hergestellt werden, in einer Mischung verwendet werden, solange sie sorgfältig ausgewählt und kompatibel sind. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass nicht alle Polymere miteinander verträglich sind und einige Mischungen unerwünschte Eigenschaften verursachen können. Aus diesem Grund ist es wichtig, bei der Verwendung von Kunststoffmischungen sorgfältig zu planen und zu testen, um sicherzustellen, dass die gewünschten Eigenschaften erreicht werden.

Folgende Aufstellung beschreibt die Mischbarkeit einiger häufig verwendeter Polymere.

	PS	SAN	ABS	PA	PC	PMMA	PVC	PP	PE-LD	PE-H D	PET
PS	1	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
SAN	6	1	-	-	-	-	-	-	-	-	-
ABS	6	1	1	-	-	-	-	-	-	-	-
PA	5	6	6	1	-	-	-	-	-	-	-
PC	6	2	2	6	1	-	-	-	-	-	-
PMMA	4	1	1	6	1	1	-	-	-	-	-
PVC	6	2	3	6	5	1	1	-	-	-	-
PP	6	6	6	6	6	6	6	1	-	-	-
PE-LD	6	6	6	6	6	6	6	6	1	-	-
PE-HD	6	6	6	6	6	6	6	6	1	1	-
PET	6	6	6	6	6	6	6	6	6	6	1

Skala von 1 (gut mischbar) bis 6 (schlecht mischbar).
Als Mischbarkeit wird in diesem Kontext die Verträglichkeit verschiedener Thermoplaste verstanden.
Gemische aus zwei oder mehreren unterschiedlichen Polymeren bezeichnet man als Polymerblend oder auch Polyblend.
Ein Polymerblend ist alternativ oder kumulativ eine Mischung aus zwei oder mehr Polymeren, die durch chemische oder physikalische Verbindungen miteinander verbunden sind. Diese Mischungen werden häufig verwendet, um bestimmte Eigenschaften von Kunststoffen zu verbessern, indem verschiedene Polymere miteinander kombiniert werden. Beispielsweise kann die Zugfestigkeit oder die Haltbarkeit eines Kunststoffs erhöht werden, indem verschiedene Polymere miteinander gemischt werden. Polymerblends werden auch häufig verwendet, um die Herstellungskosten von Kunststoffprodukten zu senken, indem preiswerte Polymere mit teureren kombiniert werden.
Die Materialeigenschaften der Polymere ergänzen sich also in derartigen Polymerblends; die Eigenschaften des Blends hängen davon ab, ob und inwieweit die an der Mischung beteiligten Polymere miteinander verträglich sind, d.h. ob sie sich vollständig miteinander mischen oder ob sie separate Phasen bilden. Die dazu erforderlichen Mischvorgänge werden in Schneckenmaschinen (Einschnecken-Extruder, Doppelschnecken-Extruder, Planentenwalzen-Extruder, etc.) durchgeführt.
Bei dem Mischen von Polymeren ist zwischen

• homogenen Gemischen aus verträglichen Polymeren,
• Gemischen aus begrenzt verträglichen Polymeren und
• heterogenen Gemischen aus unverträglichen Polymeren

Thermodynamische Betrachtungen bei Kunststoffen beziehen sich auf die Anwendung der Prinzipien der Thermodynamik, um die Eigenschaften und Verhaltensweisen von Kunststoffen zu verstehen und zu beschreiben. Im Zusammenhang mit Kunststoffen können thermodynamische Betrachtungen verwendet werden, um zu verstehen, wie sich die Temperaturen und Zustände von Kunststoffen unter verschiedenen Bedingungen ändern und wie sich dies auf ihre Eigenschaften auswirkt. Beispielsweise können thermodynamische Betrachtungen dazu beitragen, das Schmelzverhalten von Kunststoffen zu verstehen und vorherzusagen, wie sich ihre Struktur und ihre Eigenschaften beim Erhitzen und Abkühlen verändern. Thermodynamische Betrachtungen werden auch verwendet, um die Wechselwirkungen zwischen Kunststoffen und anderen Materialien zu untersuchen und zu verstehen, wie sich diese Wechselwirkungen auf die Eigenschaften von Kunststoffen auswirken.
Homogene Gemische aus verträglichen Polymeren
Obwohl die Zahl verträglicher Polymere begrenzt ist, haben diese eine gewisse Bedeutung. Ihre Eigenschaften lassen sich linear mit dem Anteil der Homopolymere verändern. Wirtschaftliche Bedeutung haben vor allem die folgenden Mischungen aus verträglichen Polymeren:

Naturkautschuk mit Polybutadien und andere Elastomere
- • Polyphenylenether (PPE) mit Polystyrol (PS)
- • Polyamide, z.B. PA 6 mit PA 10
- • Polyethylen mit Polyisobutylen

Mischungen von Homopolymeren mit der gleichen Monomerbasis existieren häufig.
Als Monomerbasis wird die Grundlage, aus der Polymere hergestellt werden verstanden. Ein Monomer ist ein Molekül, das sich mit anderen Monomeren verbinden kann, um verknüpfte Molekülketten zu bilden. Diese verknüpften Molekülketten bilden die Basis von Polymeren und bestimmen ihre chemischen Eigenschaften und ihr Verhalten. Die Monomerbasis eines Polymers kann aus einem einzigen Monomer bestehen, was als Homopolymer bezeichnet wird, oder aus mehreren verschiedenen Monomeren, was als Copolymer bezeichnet wird. Die Monomerbasis eines Polymers hat einen entscheidenden Einfluss auf seine Eigenschaften und sein Verhalten, und die Wahl der Monomerbasis ist ein wichtiger Faktor bei der Entwicklung und Herstellung von Kunststoffen.
Homopolymere sind Kunststoffe, die aus einem einzigen Polymer bestehen. Dies bedeutet, dass sie aus identischen Monomeren, die sich in ihrer chemischen Struktur und ihren Eigenschaften nicht unterscheiden, zusammengesetzt sind. Homopolymere werden beispielsweise durch KettenPolymerisation hergestellt, bei der eine große Anzahl von Monomeren zu einer langen verknüpften Molekülkette verbunden werden. Die Eigenschaften von Homopolymeren sind in der Regel sehr einheitlich und können leicht vorhergesagt werden, da sie aus einheitlichen Molekülen bestehen. Beispiele für Homopolymere sind Polyethylen, Polypropylen und Polystyrol. Im Gegensatz zu Homopolymeren sind Copolymere Kunststoffe, die aus zwei oder mehr Monomeren zusammengesetzt sind.
Ein gutes Beispiel für Mischungen von Homopolymeren mit der gleichen Monomerbasis sind Gemische aus verschiedenen Polyethylenen, insbesondere Gemische aus PE-LD und PE-LLD. Hierdurch wird das schwer verarbeitbare PE-LLD, vor allem bei der Herstellung von Schlauchfolien, an die vorhandenen Maschinen angepasst. Die Mischung wird hier in der Regel während der Verarbeitung im Extrusionsprozess hergestellt.
PE-LLD steht für Polyethylen-Low-Linear-Density, ein Material aus Polyethylen. Es weist in der Regel eine geringe lineare Dichte aufweist. Es wird häufig in der Herstellung von Kunststoffverpackungen, Folien und Schüsseln verwendet, da es leicht, langlebig und kostengünstig ist. Die niedrige lineare Dichte von PE-LLD führt zu einer geringeren Dichte des Materials, was zu einer geringeren Masse und einer erhöhten Flexibilität führt.
Gemische aus begrenzt verträglichen Polymeren
Die bedeutendsten Anwendungen für Mischungen aus begrenzt verträglichen Polymeren finden sich in der Kautschukverarbeitung, wo nahezu alle Elastomere miteinander gemischt werden. Die Kautschukverarbeitung ist der Prozess, bei dem Rohkautschuk in Produkte wie Reifen, Gummibänder und andere Kautschukprodukte verarbeitet wird. Dieser Prozess umfasst normalerweise mehrere Schritte, einschließlich des Schäumens, Knetens und Kalandrierens des Kautschuks. Die genauen Schritte und Methoden der Kautschukverarbeitung hängen jedoch von der Art des Endprodukts ab, das hergestellt wird.
Ein Elastomer ist ein Material, das sehr dehnbar und elastisch ist. Es hat die Eigenschaft, nach einer Dehnung oder Belastung wieder in seine ursprüngliche Form zurückzukehren. Elastomere werden häufig in der Industrie verwendet, um Dinge wie Gummi, Kautschuk und Gummibänder herzustellen. Die Herstellung von Reifen und anderen Gummiprodukten, die den heutigen Anforderungen entsprechen, wäre nicht möglich, wenn man nicht durch die Mischung verschiedener Polymere höchste Leistungen erzielen könnte.
Heterogene Gemische aus unverträglichen Polymeren (Mehrphasengemische)
Eine sehr breite Anwendung finden Gemische aus unverträglichen Polymeren. Die meisten Polymere sind in der Regel auf molekularer Ebene nicht mischbar, anders gesagt nicht verträglich. Bei einem Gemisch aus zwei unverträglichen Polymeren besteht das Blend aus einer kontinuierlichen (auch Hauptphase genannte) und einer darin dispergierten Phase (auch disperse Phase oder Nebenphase genannt). Im Gegensatz zu homogenen Mischungen aus (zwei) verträglichen Polymeren, bei denen nur eine Glasübergangstemperatur erkennbar ist, sind bei heterogenen Gemischen aus zwei unverträglichen (nicht mischbaren) Polymeren zwei Glastemperaturen erkennbar. Kunststoffabfälle aus Mehrkomponenten-Spritzgussteilen oder Folien wie Barrierefolien (z.B. PE/PA, PE/EVOH, PE/PA/EVOH, ...etc.) oder Laminate (z.B. PET/PE, PET/PP, PA/PE, etc.) usw. sind - wenn diese nach Gebrauch beim Recycling wieder aufgeschmolzen werden - typische Beispiele für heterogene Mischungen aus unverträglichen Polymeren.
Die Glastemperatur von Kunststoffen ist die Temperatur, bei der ein Kunststoff von einem festen in einen zähflüssigen Zustand übergeht. Die Glastemperaturen von Kunststoffen können je nach Art des Kunststoffs und seiner Zusammensetzung unterschiedlich sein. Im Allgemeinen liegt die Glastemperatur von Kunststoffen jedoch in einem Bereich von etwa 100 bis 400 Grad Celsius. Die Glasübergangstemperatur ist v.a. bei teilkristallinen Kunststoffen sehr viel niedriger als 100 °C, nämlich bei - 150 °C bis + 400 °C.
Die Glasübergangs- oder Erweichungstemperatur (TG) ist die Temperatur, bei der ein Glas die größte Änderung der Verformungsfähigkeit aufweist. Ein Glas ist eine erstarrte Flüssigkeit. Gläser werden z. B. gebildet von den in der Umgangssprache darunter verstandenen anorganischen Gläsern - wie dem Fensterglas -, aber auch von organischen Gläsern wie z.B. amorphen Kunststoffen. Dieser so genannte Glasübergang trennt den unterhalb liegenden spröden energieelastischen Bereich (=Glasbereich) vom oberhalb liegenden weichen entropieelastischen Bereich (=gummielastischer Bereich). Der Übergang in den Fließbereich des amorphen Kunststoffs ist fließend.
Teilkristalline Kunststoffe besitzen sowohl eine Glasübergangstemperatur, unterhalb derer die amorphe Phase ‚einfriert‘ (einhergehend mit Versprödung), als auch eine Schmelztemperatur, bei der sich die kristalline Phase auflöst.
Wenn ein Kunststoff auf seine Glastemperatur erhitzt wird, wird er formbar und kann in verschiedene Formen gebracht werden. Nachdem er in die gewünschte Form gebracht wurde, wird er abkühlen gelassen, um wieder fest zu werden. Die Glastemperatur ist ein wichtiger Faktor bei der Herstellung von Kunststoffprodukten wie Verpackungen, Spielzeug und Elektronikteilen.
Das Gefüge eines heterogenen Gemisches wird durch die Ausprägung der dispergierten in der kontinuierlichen Phase charakterisiert. Die mechanischen Eigenschaften eines solchen heterogenen Gemisches hängen im Allgemeinen vom Dispersionsgrad der dispergierten Phase und der Adhäsion zwischen den Phasen im festen Zustand ab. Insbesondere ist es wünschenswert, dass die Partikel der dispergierten Phase möglichst klein sind und dabei gleichmäßig in der homogenen Phase verteilt sind. Aus sich heraus - ohne besondere Eingriffe - sind die Zerteilung sprich Feinheit und auch die Verteilung der dispergierten Phase wie auch die Adhäsion schlecht. Zur Verbesserung der Mischung, also der Zerteilung und der Verteilung der dispergierten Phase sollten Verarbeitungsmaschinen, insbesondere auch Extruder mit geeigneten Mischelementen versehen sein. Besonders effektiv zur Erzeugung feiner Partikel sind dabei solche Extruder und/oder Mischelemente, die neben einer Scherströmung insbesondere auch eine Dehnströmung erzeugen.
Mit modernen Knetmaschinen (z.B. Planetenwalzen-Extruder oder Doppelschnecken-Extruder) kann man durch zerteilendes Mischen (dispersives Mischen) Partikel der dispersen Phase von einigen Nanometern bis zu Mikrometern erzeugen und so bei gleichzeitig gutem verteilendem (distributiven) Mischen eine gleichmäßige Dispersion dieser Phase in der homogenen Phase erreichen.
Gleichzeitig kann man mit Hilfe von Zusatzstoffen sogenannten Kompatibilisatoren, die Phasen durch Pfropfen aneinanderbinden, d.h. die Adhäsion verbessern. Kompatibilisatoren können Copolymere sein, deren Ketten je zur Hälfte aus solchen Monomeren bestehen, die jeweils mit einer der beiden Phasen verträglich sind. Diese sind jeweils in einer der beiden Phasen eingebaut und sorgen so dafür, dass die Phasen miteinander verankert sind. Beides - gute Mischung und gute Adhäsion - wirkt sich positiv auf die mechanischen Eigenschaften aus.
Kompatibilisatoren sind also chemische Zusätze, die dazu verwendet werden, die Verträglichkeit verschiedener Polymere in einer Mischung zu verbessern. Sie werden oft verwendet, wenn verschiedene Polymere miteinander gemischt werden, um die Eigenschaften und Leistungsfähigkeit des Materials zu verbessern. Kompatibilisatoren können auf verschiedene Arten wirken, zum Beispiel indem sie die Adhäsion zwischen den Polymeren verbessern oder indem sie die rheologischen Eigenschaften der Mischung beeinflussen. In jedem Fall dienen sie dazu, die Eigenschaften der Mischung zu verbessern und die Verarbeitung und Verwendung des Materials zu erleichtern.
Die rheologischen Eigenschaften einer Mischung beziehen sich auf ihr Verhalten und ihre Eigenschaften im flüssigen Zustand. Rheologie ist der Teil der Physik, der sich mit der Deformation und dem Fluss von Materialien befasst, und die rheologischen Eigenschaften einer Mischung beschreiben, wie sie unter bestimmten Bedingungen fließt und sich verformt. Diese Eigenschaften sind wichtig, weil sie Auswirkungen auf die Verarbeitung und Verwendung der Mischung haben, zum Beispiel beim Gießen, Extrudieren oder Spritzen von Materialien. Die rheologischen Eigenschaften einer Mischung können durch verschiedene Faktoren beeinflusst werden, zum Beispiel durch die Zusammensetzung der Mischung, die Temperatur oder den Druck.
Dennoch sollte nicht übersehen werden, dass mit dem werkstofflichen Recycling zumeist eine Qualitätsveränderung und häufig eine Qualitätsverschlechterung verbunden ist. Dies ist darauf zurückzuführen, dass sich der molekulare Aufbau zumindest geringfügig bei jeder Verarbeitung und teilweise auch im Gebrauch ändert. Bei der Verarbeitung anwesender Sauerstoff kann zu Oxidation führen, Temperatureinfluss führt zu thermisch induziertem Kettenabbau oder die Anwesenheit von Feuchtigkeit zur hydrolytischen Kettenspaltung. Auch während des Gebrauchs kann durch Oxidation, durch in die Kunststoffe eindiffundierende Substanzen oder durch die Bestrahlung mit UV-Licht auf unterschiedliche Art und Weise eine Kettenspaltung induziert werden. Außerdem sind die gebrauchten Kunststoffe auch nach ihrer Aufbereitung zumindest noch geringfügig mit anderen Polymeren vermischt oder verschmutzt.
Welche Eigenschaften sich verschlechtern und welche bei einer Wiederverarbeitung konstant bleiben, kann nicht pauschal ausgesagt werden. Daher ist es wichtig, vor der Herstellung von Produkten aus Recyclat zu überprüfen, welche Anforderungen an den Werkstoff gestellt werden und welche Anforderungen das Recyclat erfüllt.
Ein Recyclat ist ein Material, das aus recycelten Kunststoffen hergestellt wurde. Im Gegensatz zu virgin Kunststoffen, auch Neuware genannt, die aus Rohöl gewonnen werden, wird Recyclat aus Altkunststoffen hergestellt, die zuvor gesammelt wurden.
Ein Beispiel für eine unerwünschte Veränderung des Recyclat ist die Erhöhung des Schmelzfließindexes (MFI) ausgelöst durch Molekulargewichtsabbau bei mehrfach extrudiertem PE. Vor diesem Hintergrund ist im Falle des Werkstofflichen Recyclings die direkte Verarbeitung der Abfälle ohne vorhergehenden Aufbereitungs-schritt vortei lhaft.
Der Schmelzfließindex (MFI) ist ein Maß dafür, wie leicht ein Kunststoff beim Schmelzen fließt. Er wird in der Regel durch eine standardisierte Prüfmethode gemessen, bei der eine bestimmte Menge des Kunststoffs bei einer bestimmten Temperatur und Belastung fließen gelassen wird. Je höher der MFI-Wert, desto leichter fließt der Kunststoff bei der Messung. Der MFI wird oft verwendet, um die Qualität und Verarbeitbarkeit von Kunststoffen zu beurteilen.
Ein weiteres Problem der gemeinsamen Verarbeitung unterschiedlicher Kunststoffe ist deren oft sehr unterschiedliche Verarbeitungstemperatur: So lässt sich PE-LD bereits schon bei 160 °C aufschmelzen und verfügt gleichzeitig über ein sehr breites Temperaturfenster, während beispielsweise PA6/6.6-CoPolyamid und Polyamid 6 oder auch PET erst oberhalb 245 °C bzw. oberhalb 260 °C verarbeitet werden kann.
Die unterschiedliche Verarbeitungstemperatur resultiert aus den unterschiedlichen Temperaturen, bei denen die unterschiedlichen Kunststoff schmelzeflüssig werden. Diese unterschiedlichen Temperaturen sind für heterogenen Gemische nicht untypisch und in dem Fall der oben erwähnten Kunststoffabfälle aus mehreren Komponenten sogar typisch. Eine sogenannte DSC-Kurve kann diese unterschiedlichen Aufschmelztemperaturen, genauer gesagt -bereiche sichtbar machen.
Eine DSC-Kurve ist üblicherweise eine Kurve, die im DSC-Verfahren (Differential Scanning Calorimetry) erzeugt wird. DSC ist ein analytisches Verfahren, das zur Bestimmung von Wärmekapazitäts- und Wärmeleitfähigkeitsänderungen von Materialien verwendet wird. Die Kurve zeigt die Änderungen der Wärmeleitfähigkeit oder der Wärmekapazität des Materials als Funktion der Temperatur an. Sie wird häufig verwendet, um die physiochemischen Eigenschaften von Materialien zu untersuchen und zu vergleichen.
Auch im Material noch vorhandene Verschmutzungen führen teilweise noch zu Problemen. Verschmutzungen können in Form anorganischer Partikel (z.B. Aluminium oder Sand) oder organischer Verschmutzungen (z.B. Fett, Wasser, Füllgut oder Papier) vorliegen, die durch die Aufbereitung nicht entfernt worden sind. Dadurch kommt es zu Markierungen, Fehlstellen, Unverträglichkeiten oder zu Wechselwirkungen mit den Polymermolekülen, die dann zu einer Qualitätsverschlechterung führen.
Aufgrund dieser angesprochenen Probleme beim werkstofflichen Recycling sind eine Reihe von Möglichkeiten entwickelt worden, die bei der Regranulierung der Abfälle oder direkt bei der Wiederverarbeitung zu einem neuen Produkt eingesetzt werden können, um die Werkstoffqualität zu verbessern:

• Verwendung von Stabilisatoren,
• Verwendung von Kompatibilisatoren,
• Einarbeitung von Füll- und Verstärkungsstoffen,
• Entfernung von festen Schmutzpartikeln durch Schmelzefiltration,
• Entfernung von flüchtigen Bestandteilen durch Schmelzeentgasung.

Entgasung
Die Entgasung bezieht sich auf den Prozess, bei dem Gase aus einem Material entfernt werden. Im Zusammenhang mit dem Recycling von Kunststoffen ist die Entgasung ein wichtiger Schritt, um die Qualität des recycelten Materials zu verbessern. Während des Recyclingprozesses können sich im Kunststoff Luftblasen und andere Gase ansammeln, die die Qualität und Verarbeitbarkeit des Materials beeinträchtigen können. Durch die Entgasung werden diese Gase entfernt, was zu einem besseren Endprodukt führt. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, wie die Entgasung beim Recycling von Kunststoffen durchgeführt werden kann, zum Beispiel durch die Verwendung von Vakuumtechniken oder durch die Zugabe von Entgasungsmitteln.
Die Entgasung bietet die Möglichkeit, wie auch für Neuware, während des Verarbeitungsprozesses durch Extrusion niedermolekulare Bestandteile, Gase oder Luft aus der Schmelze zu entfernen. Jedoch sind die zu entgasenden Stoffe aufgrund der besonderen Zusammensetzung der Recyclingmaterialien teilweise verschieden.
Entgasungsaufgaben, die beim Recycling von Kunststoffen häufiger auftreten, sind:

• Trocknung: Entzug von Restfeuchtigkeit, wodurch unter Umständen auf eine aufwendige und teure Vortrocknung des Materials verzichtet werden kann; Blasenbildung und Molekulargewichtsabbau durch Hydrolyse kann unterbunden werden.
• Verschiebung des Gleichgewichts: Werden niedermolekulare Komponenten insbesondere aus Polykondensaten entzogen, so wird das Gleichgewicht in Richtung hochmolekularer Ketten verschoben und es erfolgt ein Molekulargewichtsaufbau.

• Entfernen von äußeren Verschmutzungen: Leichtflüchtige, meist organische Verbindungen, die in Form von Verschmutzungen an den Kunststoffen haften, werden aus der Schmelze entfernt, z.B. Fette, Öle sowie teilweise Druckfarben oder Lacke.
• Entfernen von inneren Verschmutzungen: Stoffe, die während des Gebrauchs des Kunststoffs in das Material eindiffundiert sind und die nicht durch einen Waschprozess entfernt werden können, werden durch Entgasung entfernt, z.B. Benzin, Diesel, Frostschutzmittel.
• Entfernen von niedermolekularen Abbauprodukten: Während der Verarbeitung oder dem Gebrauch freigesetzte Abbauprodukte, die in Form von Kettenbruchstücken, Monomeren oder Oligomeren vorliegen und die Gebrauchs- wie die Verarbeitungseigenschaften des Kunststoffs nachhaltig verschlechtern, werden entfernt.
• Entgasung von Lösemitteln: Lösemittel, die aufgrund von teilweise eingesetzten Reinigungs- und Trennstufen der Aufbereitung ins Material gelangt sind, werden entfernt.

Allerdings werden mit der Entgasung gleichzeitig teilweise auch Stoffe entfernt, die im Material verbleiben sollten. Dies können kurzkettige Polymerbestandteile ebenso wie zugesetzte Additive, insbesondere Stabilisatoren, Antioxidantien, Lichtschutzmittel, Weichmacher usw. sein.
Durch eine gezielte Erhöhung der Schmelzetemperatur lässt sich die Effektivität der Zersetzung von Nebenprodukten, wie beispielsweise Druckfarben signifikant steigern. Die Erhöhung der Schmelzetemperatur geht einher mit einer erhöhten Entgasungsleitung, die dazu dienen kann, unerwünschte Nebenprodukte und/oder (Fremd-)Stoffe zu entfernen. Mit zunehmender Temperatur wird eine intensivere Zersetzung der Druckfarben erreicht, wodurch schädliche Substanzen und Gase freigesetzt werden können.
Die Schmelzetemperatur wird dabei bevorzugt am jeweiligen oberen Bereich der Temperatur des verarbeiteten Stoffes eingestellt, wobei ein Temperaturbereich von etwa 90°C bis 350°C, vorzugsweise zwischen 110°C und 250°C, bevorzugt wird. Diese gezielte Anhebung der Schmelzetemperatur am oberen Bereich des Temperaturspektrums des verarbeiteten Stoffes hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, um eine präzise Zersetzung der Nebenprodukte zu gewährleisten. Gleichzeitig wird die strukturelle Integrität des eigentlichen Polymers durch die genaue Kontrolle der Schmelzetemperatur sichergestellt, wodurch eine sichere Verarbeitung ermöglicht wird.
Die austretenden Gase können aufgefangen und einer speziellen Nachbehandlung zugeführt werden, dies dient beispielsweise dazu Umweltauswirkungen zu minimieren. Dieser Ansatz trägt nicht nur zur Optimierung der Produktionsprozesse bei, sondern betont auch den umweltbewussten Umgang mit den bei der Zersetzung entstehenden Emissionen.
Schmelzefiltration
Bei der Schmelzefiltration von Kunststoffen wird das Material beim Schmelzen durch ein Filterelement geleitet, um Verunreinigungen und andere Feststoffe aus dem Kunststoff zu entfernen. Dabei wird der Kunststoff unter Druck und bei hohen Temperaturen durch ein Filterelement geleitet, das die Feststoffe aus dem Kunststoff herausfiltert. Die Schmelzefiltration ist ein wichtiger Schritt beim Recycling von Kunststoffen, da sie dazu beiträgt, die Qualität des recycelten Materials zu verbessern und möglichst viele Verunreinigungen zu entfernen. Sie wird häufig in Kombination mit anderen Techniken wie der Entgasung eingesetzt, um das recycelte Material so rein wie möglich zu machen.
Unter Filtrieren, Filtern oder Filtration versteht man im Allgemeinen das Abtrennen von festen oder flüssigen Teilchen aus Fluiden mit Hilfe eines Filtermediums. In der Extrusion hat daher die Filtration die Aufgabe, alle Arten von Fremdpartikeln, entsprechend einer gewählten Filterfeinheit, abzuscheiden und damit eine möglichst reine Schmelze zur Verfügung zu stellen.
Diese Problematik stellt sich in verstärktem Maße bei der Verarbeitung von Kunststoffabfällen, die trotz aufwendiger Reinigungsstufen bei der Aufbereitung immer noch in größerem Umfang Verschmutzungen enthalten, als dies bei Kunststoffneuware der Fall ist.
Zur Prozessoptimierung und aus Gründen der Wirtschaftlichkeit sind von einer Schmelzefiltration folgende Forderungen zu erfüllen:

• Filtration bei annähernd konstantem Druck und konstanter Temperatur
• Filterwechsel ohne Unterbrechung und/oder Beeinflussung der Produktion
• Minimale zusätzliche Verweilzeit der Schmelze
• Minimaler Druckabfall in den Filtermedien
• Möglichst hohe Nutzungsdauer der Filter

Aufgrund der teilweise sehr hohen Verschmutzungsgrade bei Kunststoffabfällen stößt man bei den konventionellen Filtrationssystemen für Neuware bzgl. dieser Forderungen jedoch schnell an Grenzen. Bereits eine Fremdkörpermenge von 0,3 Vol.-% wird bereits als für die Filtration sehr große Menge an Verschmutzungen bezeichnet und selbst für ein Siebradfilter, der zu den kontinuierlich arbeitenden Filtersystemen zählt, gilt für wirtschaftliches Arbeiten eine Obergrenze von 0,5 Vol.-% Verschmutzungen.
Einarbeitung von Additiven
Die Verwendung von Additiven bei der Aufwertung von Kunststoffabfällen kann verschiedene Vorteile haben. Zum einen können Additive dazu beitragen, die Qualität des recycelten Materials zu verbessern, indem sie bestimmte Eigenschaften wie die Härte, die Beständigkeit gegenüber Witterungseinflüssen oder die Farbe verbessern. Zum anderen können Additive dazu beitragen, die Verarbeitbarkeit des recycelten Materials zu erhöhen, indem sie die Schmelzeigenschaften verbessern und das Material leichter verarbeiten lassen. Schließlich können Additive auch dazu beitragen, die Haltbarkeit des recycelten Materials zu erhöhen, indem sie die Alterung des Materials verzögern. Insgesamt tragen Additive dazu bei, die Leistung des recycelten Materials zu verbessern und seinen Wert als Rohstoff zu erhöhen.
Die Aufwertung von Kunststoffabfällen durch Additive lässt sich unterscheiden in Einarbeitung von Additiven, die auch für Kunststoffneuware eingesetzt werden und in Einarbeitung von Additiven, die speziell für die Anwendung bei der Wiederverarbeitung von Kunststoffabfällen entwickelt worden sind.
Im ersten Fall lassen sich wiederverarbeitete Kunststoffe aufwerten durch z.B. mineralische Füllstoffe, Verstärkungsfasern, Farbpigmente, Gleitmittel, Weichmacher usw. Die gezielte Auswahl hängt dabei im Wesentlichen von dem vorgesehenen Einsatz des Kunststoffs ab.
Teilweise unterliegt die Aufwertung jedoch auch Grenzen. Beispielsweise stellt sich bei vermischten Kunststoffabfällen meist eine grau-, grün- oder bräunliche Färbung ein. Damit können auch durch den Einsatz von Farbpigmenten nur noch schwer definierte Farbtöne, eingestellt werden. Während schwarze, dunkelblaue oder braune Farbtöne möglich sind, können insbesondere hellere Farbtöne nicht mehr eingestellt werden.
Stabilisatoren sind chemische Zusätze, die bei der Kunststoffherstellung verwendet werden, um die chemische Stabilität des Kunststoffs zu verbessern. Sie werden häufig verwendet, um den Kunststoff vor Schäden durch UV-Strahlung, Wärme und andere äußere Einflüsse zu schützen, die die chemische Struktur des Materials beeinträchtigen können. Stabilisatoren können auch dazu beitragen, die Alterung des Kunststoffs zu verzögern und seine Lebensdauer zu verlängern. In der Regel werden verschiedene Arten von Stabilisatoren verwendet, je nachdem, welche Art von Schäden der Kunststoff möglicherweise ausgesetzt sein wird und welche Eigenschaften er haben soll.
Beim sachgerechten Einsatz von Stabilisatoren ist es wichtig, die genaue Vorgeschichte des Recyclates zu kennen. Dazu zählen einmal die ursprüngliche Ausstattung mit Stabilisatoren sowie die Schädigung durch bereits erfolgte Verarbeitungsschritte und durch den bereits erfolgten Gebrauch. Hierzu sind explizit Stabilisatoren entwickelt worden, die einen Molekulargewichtsabbau und eine Dunkelverfärbung bei der Wiederverarbeitung verhindern.
Die Schädigung der polymeren Werkstoffe erfolgt vor allem durch den Einfluss von Wärme, Luftsauerstoff, Licht, Feuchtigkeit, energiereicher Strahlung sowie durch mikrobielle Einflüsse. Für die unterschiedlichen Einflüsse und Abbaumechanismen müssen daher auch unterschiedliche Stabilisatoren bzw. deren Kombinationen eingesetzt werden:

• Antioxidantien: Schützen Polymere gegen oxidativen Abbau durch Sauerstoff, insbesondere auch unter gleichzeitiger Einwirkung von Wärme bei der Verarbeitung.
• Metall: Schützen Polymere vor beschleunigtem thermooxidativem Abbau, Desaktivatoren: der bei einigen Polymeren durch die Anwesenheit von Metallen wie z.B. Kupfer oder Eisen ausgelöst wird.
• Lichtschutzmittel: Schützen Polymere gegen lichtinduzierten Abbau.
• Biostabilisatoren: Auch Mikroorganismen können Polymere, insbesondere die Zusatzstoffe, wie z.B. die Weichmacher von PVC, angreifen und schädigen.

Die Wirkungsweise der Stabilisatoren beruht darauf, dass diese schneller mit dem beispielsweise anwesenden Sauerstoff oder Licht reagieren und damit das Polymer selbst vor einer Schädigung bewahren. Dies bedeutet aber auch, dass damit der Stabilisator nach und nach verbraucht und nach dem vollständigen Verbrauch das Polymer immer noch geschädigt werden kann. Daher ist die Dosierung der Stabilisatoren entscheidend, die im Allgemeinen zwischen 0,05 und 5,0 Gew.-% liegt und zunächst nur für eine einmalige Verwendung des Polymeren ausgelegt ist. Bei der Wiederverarbeitung ist daher eine Nachstabilisierung erforderlich.
Neben der vorgesehenen Anwendung und den damit verbundenen Umwelteinflüssen sowie der mit der Verarbeitung verbundenen Bedingungen wird die Dosierung der Stabilisatoren weiterhin durch die Polymertypen, die sich in Oxidations- und Lichtempfindlichkeit erheblich unterscheiden, mitbestimmt. Somit muss eine optimale Nachstabilisierung die Vorschädigung, den vorhandenen Reststabilisatorgehalt, die Wiederverarbeitungsbedingungen und die Folgeanwendung berücksichtigen. Dennoch muss beachtet werden, dass die Nachstabilisierung das Eigenschaftsniveau der Recyclate nur weitestgehend erhalten und nicht darüber hinaus verbessern kann.
Ein weiteres wichtiges Additiv in Bezug auf Wiederverarbeitung von Kunststoffen sind Kompatibilisatoren (Compatibilizer oder Verträglichkeitsmacher). Die Kompatibilisierung hat als Ziel, die Eigenschaften eines heterogenen Gemisches aus unverträglichen Polymeren zu verbessern. Dafür gibt es zwei verschiedene Kompatibilisierungsstrategien: Die erste Strategie besteht darin, dass durch die Zugabe von nicht-reaktiven Kompatibilisatoren (z.B. Copolymere, Nanopartikel oder Ionomere) zu Polymerblend die Adhäsion zwischen den Phasen verbessert, das Zusammenwachsen der Phasen (auch Koaleszenz genannt) behindert und der Dispersionsgrad verringert werden.
Kompatibilisatoren werden in der Größenordnung von einigen Gewichtsprozent in das Rohgranulat eingemischt.
Zur Verträglichkeitsverbesserung von einem zwei- oder mehrkomponentigem heterogenen Gemisch werden im Wesentlichen zwei Wege beschritten:

• Zugabe von nicht-reaktiven Compatibilizern: Zugabe einer weiteren, z. B. dritten Komponente, wie Block- oder Pfropfcopolymere oder Ionomere deren Komponenten eine verbesserte Verträglichkeit zu beiden unverträglichen Komponenten der Kunststoffmischung aufweisen. Block- oder Pfropfcopolymere sind Polymere, die aus zwei oder mehr unterschiedlichen Monomeren-Einheiten bestehen, die miteinander verknüpft sind, wobei an einer aus einem Monomer gebildeten Hauptkette sich kammartig Ketten eines weiteren Monomertyps anschließen. Im Gegensatz zu linear verknüpften Polymeren, bei denen die Monomeren-Einheiten in einer einzigen Kette aneinandergereiht sind, weisen Block- oder Pfropfcopolymere mehrere Abschnitte mit unterschiedlichen Monomeren-Einheiten auf. Diese Abschnitte können unterschiedliche chemische Eigenschaften aufweisen und dadurch die Eigenschaften des Gesamtpolymers beeinflussen. Block- oder Pfropfcopolymere werden häufig bei der Herstellung von Mischungen von Kunststoffen verwendet, um ein Bindungspartner zwischen nicht ohne weiteres miteinander verträglichen Polymeren darzustellen. Auch die Zugabe von Nanopartikel als nicht-reaktiver-Kompatibilisator ist bekannt.
• Reaktive Kompatibilisierung: Modifizierung einer oder beider unverträglichen Komponenten durch Aufpfropfen von funktionellen Gruppen, die eine verbesserte Verträglichkeit zur jeweils anderen Komponente besitzen. Die Kompatibilisierung, also die Modifizierung, erfolgt dabei bei der Blendherstellung. Diese Methode wird auch reaktives Kompatibilisieren genannt und der Prozess entsprechend reaktive Extrusion. Insbesondere Doppelschnecken-Extruder eigenen sich für die mit der reaktiven Extrusion verbundenen Aufgaben.

Zugabe von nicht-reaktiven Compatibilizern
Das Beimischen eines Copolymers, also eines Polymers mit mindestens zwei unterschiedlichen Monomereinheiten, zu einem heterogenen Gemisch aus unverträglichen Polymeren kann die Grenzflächenspannung zwischen den Phasen reduzieren, somit die Phasentrennungabschwächen und die Bildung einer feinen dispergierten Phase fördern. Dieser Vorgang entspricht dem Emulgieren von nicht mischbaren Flüssigkeiten. In der Regel kommen Blockcopolymere (Diblock-, Triblock- und Multiblockcopolymere) oder Pfropfcopolymere zum Einsatz. Eine Voraussetzung für den Einsatz von Copolymeren als Verträglichkeitsvermittler ist, dass alle Polymere des Blends eine Wechselwirkung mit einem der Segmente (Blöcke) des Copolymers eingehen müssen. Ein typisches Beispiel für ein Triblockcopolymer, welches bereits für verschiedene Materialsysteme als Compatibilizer verwendet wird, ist Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol, ein thermoplastisches Elastomer. SEBS wurde erfolgreich bei PET/PE-, aber auch PET/PP-Blends zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften eingesetzt: Der Einsatz des Verträglichkeitsvermittlers führte zu einer homogeneren Morphologie, zu erhöhter Bruchdehnung und Schlagzähigkeit.
Die gleichen verträglichkeitsverbessernden Effekte wie bei der Kompatibilisierung mit Copolymeren können auch mit Nanopartikeln (NP) erzielt werden. Voraussetzung für eine Stabilisierung der Tröpfchen (auf Englisch Droplets genannt) - also der dispergierten Phase - ist, dass die NP an die Grenzfläche zwischen der Matrix und der dispergierten Phase wandern und eine gleichwertige Anziehung zu den im Blend vorkommenden Polymeren haben. Die NP können von unterschiedlicher Form (kugel- oder plättchenförmig), chemischer Struktur (Siliziumdioxid, Calciumcarbonat, organisch modifizierter Montmorillonit) und Größe sein sowie eine Oberflächenbeschichtung (meist mit organischen Molekülen) aufweisen.
Ionomere sind thermoplastische Copolymere, die eine „hängende“ ionische Gruppe besitzen und somit eine relativ niedrige Ionenkonzentration aufweisen. Aufgrund der Nebenvalenzkräfte (van-der-Waals-Kräfte, Dipol-Dipol-Wechselwirkungen, Wasserstoffbrückenbindungen) die in diesen Thermoplasten präsent sind, herrschen starke elektrostatische Kräfte zwischen den Polymerketten. Als Beispiel für ein Ionomer sei Ethylen-Methacrylsäure-Copolymer genannt. Dieser Verträglichkeitsvermittler wird unter Anderem eingesetzt, um einen recycelten Blend aus PE und PA zu kompatibilisieren, und resultiert in einer Steigerung der Zugfestigkeit, Streckgrenze, Bruchdehnung, Schlagzähigkeit und Härte im Vergleich zur Polymermischung ohne Compatibilizer. Durch die zwischenmolekularen Kräfte kommt es zur Verringerung der Grenzflächenspannung zwischen den unterschiedlichen Phasen.
Neben Inonomeren wir als ein weiterer Thermoplast, nämlich EVA, als Kompatibilisator beigegeben.
Reaktive Kompatibilisierung
Das Aufpfropfen von funktionellen Gruppen an eine oder mehrere Komponenten eines heterogenen Gemisches aus unverträglichen Polymeren zur Erhöhung der Kompatibilität wird als reaktive Kompatibilisierung bezeichnet. Die Kombatibilisatoren sind dabei häufig Copolymere. Die Homogenisierung der unverträglichen Polymere wird gefördert, da einerseits zwischen dem Copolymer und einem Bestandteil der Polymermischung zwischenmolekulare Anziehungskräfte aufgrund der Polarität herrschen und andererseits das Copolymer eine chemische Bindung mit einer anderen Komponente des Blends eingeht. Die intermolekularen Wechselwirkungen zwischen den Phasen sind umso größer, je polarer der Kompatibilisator ist.
Bei den in der Kunststoffindustrie am meisten verwendeten Verträglichkeitsvermittlern handelt es sich um Maleinsäureanhydrid (MA)-gepfropfte Copolymere. Diese sind reaktiv gegenüber Hydroxy (OH)- und Aminogruppen (NH2) und kommen deshalb im Besonderen bei gemischten Kunststoffabfällen, die Polymerkettenenden mit einer der beiden Gruppen aufweisen, zum Einsatz. Die MA-gepfropften Copolymere gehen mit einem der Blendpartner eine kovalente Bindung ein, die in einer Verbesserung der mechanischen Eigenschaften resultiert.
Allgemein können hier Ahydride der ungesättigten Dicarbonsäuren verwendet werden, um eine Anhydrid-Gruppe als reaktive Gruppe einzuführen. Diese werden bevorzugt mit der sogenannten „grafting from“ Methode der Propf-Copolymerisation erzeugt. Die reaktive Kompatibilisierung einer PE/PA -Mischung ist beispielsweise mit PE-g-MA, also einem Polyethylen, welches mit Maleinsäureanhydrid gepfropft wurde, möglich. Das Aufschmelzen und Compoundieren der Thermoplaste mit dem Verträglichkeitsvermittler führt dazu, dass das PE-Grundgerüst des Copolymers van-der-Waals-Kräfte zum Polyethylen aufbaut, und die Anhydrid-Gruppe reagiert mit der Aminogruppe des Polyamids. Im Vergleich zum nicht kompatibilisierten Blend zeigt sich die dispergierte Phase gleichmäßiger im Gefüge, die Größe der Partikel nimmt stark ab und die Zugeigenschaften steigern sich.
Polyethylen gepfropft mit Maleinsäureanhydrid kann auch für PE/PET-Blends als Verträglichkeitsvermittler eingesetzt werden. Die Anhydrid-Gruppe des Compatibilizers reagiert chemisch mit der Hydroxygruppe am Kettenende des PET und der PE-Anteil des PE-g-MA ist mischbar mit der PE-Komponente der Polymermischung infolge physikalischer Bindungskräfte.
Weitere Verträglichkeitsvermittler, die auf Maleinsäureanhydrid basieren, sind z.B. SEBS-g-MA z.B. für PE/PET- oder PE/PA-Mischungen und PP-g-MA z.B. für PE/PP-Systeme oder EVA-g-MA und EVB-g-MA z.B. ebenso für PE/PET- oder PE/PA-Mischungen.
Alternativ zu Maleinsäureanhydrid gepropften Copolymeren sind solche mit einem ungesättigten Epoxid bekannt, wie beispielsweise mit Glycidyl Methacrylat (GMA) als reaktiver Gruppe. Des Weiteren sind neben den erwähnten GMA und MA, Acrylsäure (AA), Ethylen-Vinylacetat-Copolymer (EVA) und Maleimid (MI) die üblichen funktionellen Gruppen, die entweder auf Polyolefine gepfropft oder in Kompatibilisierungsmittel copolymerisiert werden.
Die reaktive Extrusion kann auch für die Optimierung der Verträglichkeit durch Radikalbildung eingesetzt werden: Die gemeinsame Homogenisierung und Aufbereitung der nicht kompatiblen Kunststoffe mit einem Radikalstarter in einem Extruder führt zur Bildung von Makroradikalen. Diese reaktiven Polymere sind fähig, mit den anderen Blendpartnern eine kovalente Bindung einzugehen und ermöglichen auf diese Weise die Bildung von gepfropften oder vernetzten Copolymeren. Der Vernetzungsgrad der Polymermischung nimmt durch den Einsatz von Radikalstartern beim mechanischen Recyceln zu und erhöht auf diese Weise die Kompatibilität. Die Anwesenheit von Radikalen beim Verarbeiten von Kunststoffen kann aber auch zu oxidativer Degradation und zum Kettenabbau führen, weshalb bei der reaktiven Extrusion auf eine Maximierung der Kompatibilisierung und eine Minimierung der Kettenspaltung abgezielt werden muss.
Die Anwendungen von Kompatibilisatoren liegen in der gemeinsamen Verarbeitung von Kunststoffabfällen, deren Trennung entweder technisch nicht möglich oder wirtschaftlich nicht sinnvoll ist, wie z. B. die Wiederverarbeitung von coextrudierten Kunststoffabfällen, die aus unterschiedlichen unverträglichen Polymeren bestehen. Dies sind z.B. mehrschichtige Folienabfälle aus PE und PA, PE und EVOH oder auch PE und PET oder Mischungen wie auch Laminate, wie z.B. PE/PET, PE/PA, PP/PET usw. Auch die gemeinsame Wiederverarbeitung von Kunststofffraktionen aus dem Hausmüll (PE, EVA, Ionomere, COC, PP, PET, PA, EVOH, PS, usw...) wird durch Kompatibilisatoren optimiert.
Coextrudierte Kunststoffe sind Kunststoffe, die aus mehreren Schichten bestehen, die gleichzeitig mithilfe eines Extrusionsverfahrens hergestellt werden. Bei diesem Verfahren werden die verschiedenen Schichten des Kunststoffs durch eine Düse geleitet und gleichzeitig extrudiert, wodurch sie miteinander verklebt werden. Coextrudierte Kunststoffe weisen oft verschiedene Eigenschaften auf, die von Schicht zu Schicht unterschiedlich sind. Zum Beispiel kann eine Schicht des Kunststoffs bestimmte Eigenschaften wie Härte oder Beständigkeit gegenüber Witterungseinflüssen aufweisen, während eine andere Schicht andere Eigenschaften wie Flexibilität oder Transparenz aufweist. Coextrudierte Kunststoffe werden häufig bei der Herstellung von Verpackungen, Folien und anderen Produkten verwendet, bei denen verschiedene Eigenschaften erforderlich sind. Während coextrudierte Folien in der Regel in einem Schritt hergestellt werden, werden im Fall von Laminaten die einzelnen Folien, aus denen die Laminate bestehen in getrennten Extrusionsverfahren hergestellt und in einem oder mehreren darauffolgenden Verfahren zu einem Verbund zusammengefügt; man spricht von Laminieren. So entstehen dann die typischen Laminate aus zwei oder drei Folien.
Produktions- oder Verarbeitungsabfälle (Kunststoffe aus post-industrieller Herkunft: „PIR“ = Post Industrial Recycling) sind Abfälle, die bei der Herstellung von Kunststoffen anfallen. Diese Abfälle können unterschiedliche Formen haben, zum Beispiel in Form von Spänen, Stäuben, Schäumen oder unvollständig gefertigten Produkten. Sie entstehen häufig durch die Verarbeitung von Kunststoffen, beispielsweise durch das Extrudieren, Stanzen, Sägen oder Schleifen des Materials. Produktions- oder Verarbeitungsabfälle stellen eine wichtige Ressource dar, die wiederverwertet oder recycelt werden kann, um die Umweltbelastung durch Abfall zu reduzieren und wertvolle Ressourcen zu schonen.
Produktions- oder Verarbeitungsabfälle fallen im Allgemeinen weitgehend unverschmutzt an und eignen sich daher sehr gut für das werkstoffliche Recycling. Wenn diese sortenrein vorliegen, d. h. die Abfälle überwiegend aus einem Grundrohstoff aufgebaut sind wie z. B. PE-Folien, werden diese Abfälle unmittelbar vom Produktionsbetrieb in den Werkstoffkreislauf zurückgeführt. Genauer gesagt erfolgt nach der Aufbereitung eine Direktverarbeitung zu neuen Produkten, z.B. durch die Verarbeitungsprozesse Extrusion, Spritzgießen, Blasformen usw., wobei die aufbereiteten Werkstoffe häufig mit Neuware abgemischt werden. In diesem Fallspricht man vom innerbetrieblichen Recycling.
Handelt es sich bei den Produktions- oder Verarbeitungsabfälle jedoch um Verbundprodukte also z. B. Spritzgussteile aus mehreren Komponenten oder Folien aus mehreren Schichten und/oder Folienlaminate aufgebaut aus unterschiedlichen Grundrohstoffen wie z. B. PE, EVA, Ionomere, COC, PP, PET, PA, EVOH und weitere, aber auch bedruckte Folien, usw., so erfolgt heute die Aufbereitung zunächst in einem gesonderten Aufbereitungsschritt. Damit ist es möglich, gezielt Einfluss auf die Werkstoffeigenschaften der Recyclate zu nehmen. Dies kann erfolgen durch Beimischung von Neuware, Additiven, Verstärkungs- oder Füllstoffen, durch reaktive Extrusion oder durch Entgasung und man erhält am Ende ein Recyclat, das in seiner Erscheinung dem Granulat von Neuware sehr nahekommt.
Post Consumer Recycling bezieht sich auf das Recycling von Kunststoffen, die bereits von Endverbrauchern genutzt wurden. Im Gegensatz zum Recycling von PIR-Abfällen, bei dem Kunststoffe direkt aus der Produktion kommen, werden beim Post Consumer Recycling Kunststoffe verwendet, die von Verbrauchern gekauft und genutzt wurden und anschließend als Abfall entsorgt wurden. Diese Kunststoffe können aus verschiedenen Quellen stammen, zum Beispiel aus Verpackungen, Haushaltsgeräten, Möbeln oder anderen Produkten. Das Post Consumer Recycling ist ein wichtiger Schritt bei der Reduzierung von Kunststoffabfällen und der Schonung wichtiger Ressourcen.
Abfälle, die nach dem Gebrauch anfallen - also aus dem Post-Consumer-Bereich („PCR“ = Post Consumer Recycling) stammen stellen höhere Anforderungen an das werkstoffliche Recycling als Produktions- oder Verarbeitungsabfälle unterscheiden sich aber prinzipiell nicht von jenen.
Ein Bespiel für Abfälle, die heute nur sehr eingeschränkt dem werkstofflichen Recycling zugeführt werden sind Laminate aus PET-Folien und PE-Folien. Diese liegen in großem Umfang sowohl als PIR-Ware als auch als PCR-Ware vor. Dabei besteht mindestens eine Folie des Laminates überwiegend aus PE-Rohstoffen mit einer Dicke von 20 bis 200 µm und mindestens eine Folie überwiegend aus PET-Rohstoffen mit einer Dicke von 8 bis 20 µm. Der PE-Anteil ist dabei insgesamt immer größer als der PET-Anteil im Laminat.
Ein weiteres, ähnliches Beispiel sind Laminate aus PE aus PET und PP, genauer gesagt PET und CPP (Cast-PP) oder PET und BO-PP (Biaxial verstrecktes PP). Dabei besteht mindestens eine Folie des Laminates überwiegend aus PP-Rohstoffen mit einer Dicke von 10 bis 200 µm und mindestens eine Folie überwiegend aus PET-Rohstoffen mit einer Dicke von 8 bis 20 µm. Der PP-Anteil ist dabei insgesamt in der Regel immer größer als der PET-Anteil im Laminat.
Eine Folienbahn kann dabei vollflächig oder teilweise mit Lösemittelbasierten oder lösemittelfreien Druckfarben, die thermisch stabil oder thermisch ab ca. 200 °C instabil sind, bedruckt sein („ink“). Standard für den bei flexiblen Verpackungen eingesetzten Flexo- oder Tiefdruck sind dabei heute oft Nitrocellulose-basierte Druckfarben, die beim Recycling im Extruder toxische Gase bilden und zur Korrosionsbildung führen.
Optional kann auch eine Folienbahn beschichtet sein, um insbesondere die Barrierewirkung des Laminates zu erhöhen.
Die Barrierewirkung von Kunststoffen kann durch verschiedene Maßnahmen erhöht werden. Zum einen können bestimmte Additive wie EVOH (Ethylenvinylalkohol-Copolymer) oder PVDC (Polyvinylidenchlorid) verwendet werden, um die Barrierewirkung des Kunststoffs gegenüber Sauerstoff, Feuchtigkeit, Aroma- und Geschmacksstoffen zu verbessern. Zum anderen kann die Barrierewirkung durch das Aufbringen von Beschichtungen auf die Kunststoffoberfläche erhöht werden. Schließlich kann auch die Dicke des Kunststoffs eine Rolle spielen, da dicker Kunststoff in der Regel eine höhere Barrierewirkung aufweist als dünner Kunststoff. Insgesamt gibt es verschiedene Möglichkeiten, wie die Barrierewirkung von Kunststoffen verbessert werden kann, abhängig von den spezifischen Anforderungen und Einsatzbereichen des Materials.
Kunststoffe werden manchmal mit einer metallischen Schicht versehen, um bestimmte Eigenschaften zu verbessern oder neue Funktionen hinzuzufügen. Zum Beispiel kann eine metallische Schicht auf Kunststoff verwendet werden, um dessen elektrische Leitfähigkeit zu verbessern, um ihn als elektrisch leitfähiges Material zu verwenden. Eine metallische Schicht kann auch dazu beitragen, die Beständigkeit des Kunststoffs gegenüber Witterungseinflüssen und Korrosion zu erhöhen, indem sie ihn vor Schäden durch Feuchtigkeit, UV-Strahlung oder Sauerstoff schützt. Schließlich kann eine metallische Schicht auch verwendet werden, um dem Kunststoff eine bestimmte Farbe oder Optik zu verleihen, zum Beispiel um eine goldene, silberne oder metallische Farbe zu erzeugen.
Die Beschichtungsdicke ist dabei häufig kleiner als 3 µm, in der Regel 2 µm oder kleiner, teilweise auch nur im Bereich von 3 bis 50 nm („met“).
Zum Zusammenfügen der Folienbahnen erfolgt über Kleber („adh“). Heute werden hauptsächlich Polyurethan-basierte Kleber mit einer Schichtdicke von 1-4 gsm eingesetzt, alternativ auch Acrylharzdispersions/-emulsions Kleber.
Oder in einer der Folienbahnen wurde direkt eine haftende Schicht (z.B. EVA) mit extrudiert, so dass auf einen Kleber beim Zusammenfügen verzichtet werden kann („coating“).
Beispiele von Laminaten, die als Input-Material eingesetzt werden können sind:

1) PE // adh // PET
2) PE // adh // ink/PET
3) PE // adh // met-PET // adh // ink/PET
4) coating / ink / met-PET // adh // PE
5) PE // adh // ink/coating/PET
6) PE // PET
7) BO-PP // adh // PET
8) CPP // adh // PET
9) met-BO-PP // adh // PET
10) met-CPP // adh // PET

Als ein weiteres Beispiel für Abfälle, die heute nur sehr eingeschränkt dem werkstofflichen Recycling zugeführt werden, seien hier Mehrschicht-Folien aus PE/PA, PE/EVOH, PE/PA/EVOH usw. genannt. Solche Folien bezeichnet man umgangssprachlich auch als Barriere- oder Hochbarrierefolien. Diese sind dazu konzipiert, den Kontakt mit bestimmten Umweltfaktoren zu minimieren und so die Haltbarkeit von verpackten Produkten zu verlängern. Die Herausforderung beim werkstofflichem Recycling liegt darin, dass die typischerweise verwendeten Polymere (beispielsweise PE oder PP in Kombination mit EVOH und/oder PA usw.) nicht miteinander verträglich also mischbar sprich nicht kompatibel sind. Eine Trennung in die einzelnen Bestandteile (PE, PP, PA, EVOH usw.) im Recyclingprozess für eine gezielte Rückgewinnung ist sehr aufwändig und daher unüblich. Insbesondere wenn derartige Folien (Barriere- oder Hochbarrierefolien) bedruckt sind, lassen diese sich nur in geringem Maße - stark verdünnt - dem werkstofflichen Recycling zuführen. Wie die PET/PE-Laminate liegen diese Folien in großem Umfang sowohl als PIR-Ware als auch als PCR-Ware vor.
Die direkte Verarbeitung dieser Abfälle - ohne vorgeschalteten Aufbereitungsschritt - ist heute aus den zuvor genannten Gründen (Verträglichkeit, Verunreinigungen durch z.B. Druckfarbe, unterschiedliche Verarbeitungstemperaturen) nicht möglich.
Nichtsortenreine Abfälle können heute nur in kleinem Maßstab dem werkstofflichen Recycling zugeführt werden. Der Anteil der Abfälle in einem neuen Produkt ist gering; die Abfälle werden mit Neuware vermischt. Der Anteil des Recyclats in der Schicht, in der es verwendet wird, beträgt dabei in der Regel weniger als 30 Gew.-%, sehr oft weniger als 20 Gew.-%. In der Regel werden die Recyclate aufbereitet, d.h. aus den Abfällen wird nicht in der Direktverarbeitung wieder ein Produkt hergestellt, sondern diese werden zunächst zu Granulat aufbereitet.
Die Problematik nichtsortenreiner Abfälle liegt darin, dass sie Kunststoffe aus Abfallströmen enthalten können, die aus Sammlungen von Kunststoffen aus dem Haushalt stammen, beispielsweise aus Recyclingsystemen wie dem gelben Sack. Umgangssprachlich bezeichnet man diese als PCR mittlerer oder geringer Qualität. Diese Stoffe sind in großen Mengen kommerziell als Granulat verfügbar, und ein bekanntes Beispiel dafür ist das unter dem Markennamen „Systalen“ verkaufte Kunststoff-Rezyclat vom Grünen Punkt. Die Zusammensetzung dieser Rezyclate schwankt und ist nicht 100 % bekannt. In jedem Fall liegt ein Gemisch verschiedenster Kunststoffe vor, wenn auch diese hauptsächlich aus PE bestehen, d.h. zu mehr als 60 %, bevorzugt 80 %, besonders bevorzugt 90 % und insbesondere bevorzugt 95 % und mehr PE. Es sei ausdrücklich erwähnt, dass die Zusammensetzung des Gemischs sich nicht nur auf Kunststoff beschränkt, sondern z.B. auch verschiedenste Verunreinigungen enthält; beispielsweise aber nicht abschließend seien hier nur Verunreinigungen durch z.B. Druckfarbe genannt.
Im Gegensatz zu nichtsortenreinen Abfällen sind Abfälle wie Transportverpackungen aus dem Anlieferbereich von Supermärkten zu nennen. Auch diese sind in der Regel verwendbar, da diese Kunststoffe selten verunreinigt sind und im Kontext dieser Anmeldung auch als Recyclat zu verstehen. Sie kommen in der Regel in Form von Stretchfolien oder Haubenfolien vor und bieten somit eine bessere Ausgangsbasis für hochwertiges werkstoffliches Recycling.
Es ist wünschenswert, nichtsortenreine Abfälle mindestens einer Schicht einer Folie zu Gew.50% oder mehr zuzuführen und damit den Anteil des werkstofflichen Recyclings deutlich zu steigern. Insbesondere ist es wünschenswert, dieses per Direktverarbeitung ohne vorhergehende Aufbereitung zu einem Granulat zu tun. Beides ist heute nicht möglich.
Der Einsatz von Doppelschneckenextrudern ermöglicht eine effizientere Verarbeitung von Ausgangsstoffen und eröffnet die Möglichkeit, bis zu 100% Recyclat zu verwenden. Durch Doppelschneckenextruder können unterschiedliche Kunststoffe besser homogenisiert und in den Produktionsprozess integriert werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, derartige Abfälle aus dem Bereich PIR und/oder PCR dem werkstofflichen Recycling zuzuführen. Dazu wird vorgeschlagen, diese als Blend in mindestens einer Schicht einer neuen Folie einzusetzen.
Der hier vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dem Stand der Technik eine Verbesserung oder eine Alternative zur Seite zu stellen.
Nach einem ersten Aspekt löst die gestellte Aufgabe eine kunststoffformbegebende Anlage, insbesondere Blasfolienanlage, Flachfolienanlage für Cast-Verfahren oder Flachfolienanlage für Sheet-Verfahren zum Herstellen einer Folie mit mindestens einer Schicht mit einem Polymerblend, aufweisend mindestens ein erstes Polymer und ein zweites Polymer, die dazu ausgebildet ist, mindestens zwei der beteiligten Polymere die untereinander nicht verträglich sind zu verarbeiten. Die Anlage verfügt über einen Extruder in welchem der Polymerblend verarbeitet wird.
Wenn die hergestellte Folie zwei oder mehr Schichten aufweist, können die zwei oder mehr Schichten aus einem einzigen Extruder gespeist werden oder aus mehreren separaten Extrudern gespeist werden.
Bei der Schicht kann es sich beispielsweise um eine einschichtige Folie handeln. Es kann sich jedoch auch um eine Schicht einer mehrschichtigen Folie handeln.
Im beispielhaften Fall einer Dreischicht-Folie, in der das Polymer in der Mittelschicht vorliegt, können die Schichtverteilungen wie folgt sein: 25 % - 50 % - 25%. Bevorzugt ist die Schichtverteilung 20 % - 60 % - 20 %. Besonders bevorzugt ist die Schichtverteilung 15 % - 70 % - 15 %. Insbesondere bevorzugt ist die Schichtverteilung 10 % - 80 % - 10 %. Das bevorzugte Ziel besteht darin, das Recyclat in der jeweiligen Recyclat-Schicht zu maximieren. Die verschiedenen Schichtverhältnisse ermöglichen eine präzise Anpassung je nach den spezifischen Anforderungen der Anwendung. Beispielsweise ermöglicht eine Verteilung von 25 % - 50 % - 25 % eine gleichmäßige Integration des Recyclats in der Mittelschicht, während 10 % - 80 % - 10 % eine Fokussierung auf eine maximale Recyclatmenge in der Innenschicht ermöglicht. Diese flexiblen Schichtverhältnisse tragen bevorzugt dazu bei, die gewünschten Materialeigenschaften zu erzielen und gleichzeitig eine effiziente Verwendung von Recyclat in der Folienproduktion zu gewährleisten.
Im beispielhaften Fall einer Fünfschicht-Folie können die Schichtverteilungen wie folgt sein: 10 % - 20 % - 40 % - 20 % - 10 %. Bevorzugt ist die Schichtverteilung 15 % - 10 % - 50 % - 10 % - 15 %. Besonders bevorzugt ist die Schichtverteilung 10 % - 10 % - 60 % - 10 % - 10 %. Insbesondere bevorzugt ist die Schichtverteilung 7,5 % - 7,5 % - 70 % - 7,5 % - 7,5 %.
Die tatsächlichen Anteile der Schichtverteilung hängen maßgeblich von den gewünschten Eigenschaften der herzustellenden Folie ab, insbesondere von den mechanischen Eigenschaften. Eine gezielte Anpassung dieser Eigenschaften kann durch die Kontrolle der Anteile und/oder die Auswahl der Materialien erfolgen, insbesondere in den Neuwarenanteilen der Außenschichten und Unteraußenschichten (Skin- und Subskinschichten). Durch die Variation dieser Parameter können bestimmte mechanische Merkmale wie Festigkeit, Flexibilität und Haltbarkeit beeinflusst werden.
Beispielsweise ermöglicht eine höhere Konzentration von Neuware in den Außenschichten eine verbesserte Festigkeit und Abriebfestigkeit, während eine höhere Konzentration von Recyclat in der Mittelschicht dazu beitragen kann, den ökologischen Fußabdruck zu minimieren. Die präzise Einstellung der Schichtzusammensetzung ermöglicht es, maßgeschneiderte Folien mit den gewünschten Leistungsmerkmalen für verschiedene Anwendungen herzustellen. Diese Flexibilität in der Materialauswahl und Schichtanordnung trägt dazu bei, die Folienproduktion an spezifische Anforderungen anzupassen und gleichzeitig nachhaltige Praktiken zu fördern.
Das Polymerblend kann natürlich auch in einer Außenschicht und/oder Unteraußenschicht vorliegen. Dies ermöglicht eine zusätzliche Variabilität in der Folienherstellung, da die Wahl der Schicht, in der das Polymerblend platziert wird, spezifische Auswirkungen auf die Endprodukteigenschaften hat.
Die Positionierung des Polymerblends in den verschiedenen Schichten ermöglicht es, unterschiedliche Funktionen in der Folie zu integrieren, um den Anforderungen verschiedener Anwendungen gerecht zu werden. Dieser Ansatz unterstreicht die Vielseitigkeit von Polymerblends in der Folienherstellung und die Fähigkeit, die Materialeigenschaften je nach Anwendungszweck und gewünschter Leistung anzupassen.
In der Folienherstellung besteht wie oben beschrieben die Option, mehrschichtige Verbunde mit unterschiedlichen Schichtanzahlen zu produzieren. Es können beispielsweise, aber nicht abschließend 3, 5, 7 und 11 Schicht-Verbünde hergestellt werden. Diese Flexibilität eröffnet die Möglichkeit, eine breite Palette von Materialeigenschaften zu kombinieren und somit den spezifischen Anforderungen verschiedener Anwendungen gerecht zu werden.
Ein weiterer Aspekt in der Herstellung von Folien aus Recyclingmaterial ist die mögliche Geruchsbildung des recycelten Materials. Um dies zu minimieren, können Barriereschichten integriert werden, die dazu dienen, den Geruch des Polymerblends, also des Recyclingmaterials, einzukapseln. Diese Barriereschichten bieten eine effektive Lösung, um unerwünschte Geruchsemissionen zu reduzieren und die Qualität der hergestellten Folien zu verbessern.
Eine weitere Möglichkeit zur Geruchsminimierung besteht in der Nachbehandlung der Folie mit einem Plasma, bei welcher die Oberfläche der Folie modifiziert wird. Diese Behandlung kann sowohl offline als auch inline erfolgen. Beispielsweise kann die inline Behandlung nach der Wendestange bevorzugt nach der Öffnung des Folienschlauchs bzw. der -bahn oder vor dem Wickler durchgeführt werden. Alternativ kann bei einer offline Behandlung die Folie nach dem Wickeln wieder abgewickelt, behandelt und dann erneut gewickelt oder für weitere Verarbeitungsschritte genutzt werden. Dieser Ansatz zeigt die Vielfalt der verfügbaren Techniken zur Geruchsminimierung in der Folienproduktion.
In einer Weiterbildung ist die Anlage dazu ausgebildet, dass insbesondere die Mittelschicht oder die Schichten, die den Polymerblend enthalten, gezielt aufgeschäumt werden. Dieser Prozess kann durch die Zugabe chemischer und/oder physikalischer Treibmittel zum Polymerblend erreicht werden. Die Zugabe dieser Treibmittel ermöglicht eine kontrollierte Aufschäumung, bei der der Grad der Schaumbildung je nach Anforderung angepasst werden kann. Durch diese gezielte Aufschäumung kann die Entgasung reduziert werden, wodurch ein effizienterer und nachhaltiger Verarbeitungsprozess entsteht. Die präzise Einstellbarkeit des Aufschäumungsgrades eröffnet zudem die Möglichkeit, auf eine vollständige Entgasung zu verzichten, was nicht nur den Verarbeitungsprozess optimiert, sondern auch Ressourcen einspart. Dieser innovative Ansatz trägt somit zur Weiterentwicklung umweltfreundlicher Verarbeitungstechnologien im Recyclingsektor bei.
Durch den gezielten Prozess der Aufschäumung besteht die Möglichkeit, Gase im Material einzukapseln. Während des Aufschäumungsprozesses bilden sich bevorzugt geschlossene Zellen im Material, die die enthaltenen Gase einschließen. Dies hat den Vorteil, dass die Gase effektiv eingekapselt werden, was zu einer Reduzierung der unkontrollierten Entgasung, beispielsweise an der Düse beim Austritt des Materials aus dem Blaskopf führt. Die geschlossenen Zellen wirken wie kleine Barrieren, die die Gase im Inneren des Materials einschließen und somit die Freisetzung in die Umgebung minimieren. Diese Eigenschaft trägt nicht nur zur Verbesserung der Materialeigenschaften bei, sondern kann auch positive Auswirkungen auf die Umweltbilanz haben, indem sie den Austritt von gasförmigen Substanzen während der Verarbeitung und Nutzung des Materials verringert.
Die hergestellte Folie weist vergleichbare Eigenschaften wie herkömmliche Folien auf und kann daher nach den üblichen Verfahren weiter behandelt werden. Diese Folien sind beispielsweise verstreckbar, was bedeutet, dass sie nachträglich einer Streckung unterzogen werden können, um bestimmte mechanische oder optische Eigenschaften zu verbessern. Die Anpassungsmöglichkeiten sind vielfältig. Die Vielseitigkeit dieser Folien eröffnet somit verschiedene Optionen für die Nachbehandlung und Nutzung in verschiedenen industriellen Anwendungen.
Die Folien können in verschiedenen Produktionsverfahren hergestellt werden, darunter sind beispielhaft luftgekühlte Blasfolienextrusion, wassergekühlte Blasfolienextrusion, Gießfolien- oder Tafelextrusion zu nennen. Dies ermöglicht eine flexible Anpassung der Folienherstellung an die spezifischen Anforderungen und Einsatzbereiche.
Die möglichen Eingangsmaterialien, die als Recyclat für den Polymerblend verwendet werden können, sind äußerst vielseitig und setzen sich beispielsweise aus verschiedenen Arten von bedruckten und unbedruckten Polyethylen-Folien oder Polypropylen-Folien zusammen. Diese Materialien, sowohl PIR (Post Industrial Recyclate) als auch PCR (Post Consumer Recyclate), finden in einer breiten Palette von Anwendungen Verwendung. Typische Einsatzbereiche für recyclebare Folien erstrecken sich über verschiedene Branchen, darunter Verpackung und Transport, Hygiene, Landwirtschaft, Bauindustrie, Industrie, Gesundheitswesen, Bekleidungsindustrie, Freizeit- und Outdoorindustrie, Sanitär- und Heizungsinstallation, Automobilindustrie oder Elektroindustrie. Aus den Bereichen der Verpackung und Transport können beispielsweise PE-Folien für Müllbeutel, Tragetaschen, Lebensmittelverpackungen, Schrumpf- und Stretchfolien, Hauben sowie Linerfolien recycelt werden. Ein weiteres Beispiel ist Laminierfolie, die imVerbund mit anderen Materialien Verwendung findet. Die Anwendungsmöglichkeiten dieser Folien sind vielfältig und reichen von der industriellen Verpackung bis hin zu spezialisierten Anwendungen in verschiedenen IndustriezweigenDie Vielfalt der Eingangsmaterialien für den Polymerblend erstreckt sich weiter über unterschiedliche Folienarten aus verschiedenen Branchen: Im Bereich der Hygiene wird beispielsweise atmungsaktive PE-Folie genutzt, insbesondere in Produkten wie Windeln. Für die Landwirtschaft spielen beispielsweise PE-Folien eine entscheidende Rolle, sei es als Gewächshausabdeckungen, Mulchfolien, Silagefolien oder Bestandteile von Bewässerungssystemen. In der Bauindustrie dienen PE-Folien beispielsweise als Dampfsperren, Abdichtungen für Fundamente und Abwasserleitungen sowie temporäre Baufolien und Geomembrane, die dauerhafte Sperren gegen das Eindringen von Flüssigkeiten oder Gasen ermöglichen. Die Industrie nutzt Folien vielseitig, sei es in Form von Beuteln, Säcken für Granulate, Pulver oder Flüssigkeiten, sowie für Abdeckungen von Paletten und Fässern. Im Gesundheitswesen sind Folien beispielsweise verwendet für medizinische Verpackungen, Beutel und Einwegprodukte. In der Bekleidungsindustrie kommen sie beispielsweise bei der Herstellung von Schutzabdeckungen zum Einsatz. Die Freizeit- und Outdoor-Ausrüstung profitiert von Folien beispielsweise in Zelten, Rucksäcken, wasserdichten Taschen und Isomatten. Auch in der Sanitär- und Heizungsinstallation spielen Folien eine Rolle, insbesondere für Rohre. Die Automobilindustrie verwendet Folien beispielsweise für Autoabdeckungen, Sitzschoner und Innenausstattungen. Schließlich in der Elektronikindustrie schützen Folien mit antistatischen Eigenschaften beispielsweise elektronische Bauteile, während Oberflächenschutzfolien vor mechanischer Beschädigung schützen und häufig eine klebrige Oberfläche aufweisen.
Folien, die bevorzugt als Eingangsmaterial verwendet werden, sind auch solche, die vor allem im Bereich der Verpackung von Lebensmitteln o.ä. zum Einsatz kommen, so genannte Barrierefolien. Diese Folien werden in der Weiterverarbeitung häufig z.B. als Deckelfolien, in Laminaten oder als Folien, die tiefgezogen werden, verwendet. Diese Folien weisen neben PE sehr häufig weitere mit PE nicht kompatibel Polymere auf; beispielhaft seien hier Polymere wie PA, CoPA, PET, EVHO, PVOH, usw. genannt. Die Folien weisen heute in der Regel 5-, 7-, 9-, 11- oder mehr Schichten auf. Es sind aber auch Barrierefolien bekannt, die aus nur drei Schichte bestehen. Der Aufbau der Folien kann dabei symmetrisch wie asymmetrisch sein. Kennzeichnend sind die Materialblöcke, die als Nachbarn des PE (oder z.T. PP) die Barrierefunktion sicherstellen, genauer gesagt die Anordnung der einzelnen Materialien, präzise gesagt der Schichten: Besonders bekannt sind Anordnungen wie PE-HV-PA-HV-PE, PE-HV-EVOH-HV-PE, PE-HV-PA-EVOH-PA-HV-PE. Die Abkürzung „HV“ steht hier für Haftvermittler. Dabei handelt es sich um symmetrische Anordnungen mit dem Barrierematerial(ien) in der Mitte der Folie. Bekannt sind auch asymmetrische Anordnungen mit dem Barrierematerial mindestens Außen im Folienverbund, aber auch zum Teil mit einem weiteren Barriereblock weiter zu Folienmitte hin. Typische Dicken liegen angefangen bei 30 bis 40 µm für Deckelfolien hinauf bis 300 µm und sogar 400 µm oder mehr für Tiefziehfolien oder sogenannte Tubenlaminat-Folie. Mehrschicht Folien mit Barrierematerialien werden heute im Stand der Technik sowohl mittels der luftgekühlten Blasfolien-Extrusion als auch der wassergekühlten Blasfolien-Extrusion wie auch dem Multi-Bubble-Verfahren (Double- und Tripple-Bubble-Verfahren) hergestellt und beispielsweise auch als Flachfolie (Gießfolie oder Tafelfolie).
Folien, die als Eingangsmaterial verwendet werden können (zum Beispiel PE-Folie oder PP-Folie) und auch Barrierefolien können unverstreckt als auch verstreckt sein. Beispielhaft für verstreckte Folien seien genannt bi-axial verstreckte PE-Folie (BO PE), bi-axial verstreckte PP-Folie (BO PP), bi-axial verstreckte PA-Folie (BO PA), mono-axial verstreckte P- Folie (MDO PE) und mono-axial verstreckte PP-Folie (MDO PP).
Ein weiteres bevorzugtes Eingangsmaterial für Polymerblends sind Laminate. Solche Laminate können sowohl aus Folienanwendungen mit PCR und PIR stammen.
Grundsätzlich kann jedes der genannten potenziellen Eingangsmaterialien auch als Folie mit einem Recyclingmaterial hergestellt worden sein, d.h., eine oder mehrere oder auch alle Schichten können ein Polymerblend aufweisen.
Recycling Material, d.h. insbesondere ein Polymerblend kann in allen bekannten Folien-Anwendungen verwendet werden; d.h. grundsätzlich kann jede der zuvor als potentielles Eingangsmaterial genannte Folie mit einem Recyclingmaterial herstellt werden, also eine oder mehrere oder alle Schichten dieser Folien kann ein Poylmerblend aufweisen. Je nach gesetzlichen Vorgaben und Qualität des PIR und/oder PCR kann es Einschränkungen für deren Verwendung geben. Als besonders bevorzugte Anwendungen seien die folgenden, hier beispielhaft, jedoch nicht abschließend genannt:

• Müllbeutel
• Versandtaschen
• Baufolie
• Abdeckhauben
• Liner
• Collation Shrink
• Umverpackungen
• Pressverpackung
• Beutel und Säcke („Schwergutsack“)
• Schrumpfhauben
• Dehnhauben
• Mulchfolie
• Silage Folien
• Gewächshausabdeckungen
• Geomembran
• Laminier Folie
• Symmetrische Barriere Folie
• Asymmetrische Barriere Folie

Bei einem Polymerblend handelt es sich üblicherweise um ein Material, das aus zwei oder mehr Polymeren besteht, die miteinander vermischt sind. Die verschiedenen Polymere können unterschiedliche Eigenschaften haben, wodurch sich das Material insgesamt verbessern lässt. Zum Beispiel kann ein Polymerblend aus einem harten Polymer und einem elastischen Polymer hergestellt werden, um ein Material mit hoher Festigkeit und guter Dehnbarkeit zu erhalten. Polymerblends werden häufig in der Kunststoffindustrie verwendet, um Materialien mit spezifischen Eigenschaften herzustellen. Sie können auch verwendet werden, um die Leistung von Materialien zu verbessern und ihre Alterungsbeständigkeit zu erhöhen. Polymerblends werden auch in anderen Bereichen wie der Medizintechnik und der Bauindustrie verwendet. Darüber hinaus kann der Polymerblend gemäß der im Stand der Technik beschriebenen Definition ausgebildet sein.
Ein Polymer ist üblicherweise ein großer organischer Molekülverbund, der aus vielen kleineren Molekülen, den sogenannten Monomeren, aufgebaut ist. Polymere kommen in vielen verschiedenen Formen vor und sind in der Natur und in der synthetischen Chemie weit verbreitet. Sie sind die Grundbausteine von Materialien wie Kunststoffen, Elastomeren, Textilfasern. Es gibt zwei Hauptklassen von Polymeren: Thermoplaste und Duroplaste. Thermoplaste sind Polymere, die bei erhöhten Temperaturen weich und formbar werden, aber bei Raumtemperatur wieder fest werden. Sie werden häufig in der Herstellung von Kunststoffen verwendet. Duroplaste hingegen sind Polymere, die bei erhöhten Temperaturen hart und formstabil bleiben. Sie werden häufig in der Herstellung von Lacken und Klebstoffen verwendet. Vorliegend handelt es sich bevorzugt um Thermoplaste.
Die Verträglichkeit von Polymeren entspricht vorliegend der obigen zum Stand der Technik beschriebenen Definition.
Beschreibung: Schereintrag, erzeugt oder weiterverarbeitet
Der Extruder bringt bevorzugt einen Schereintrag in den Polymerblend ein.
Der Schereintrag wird in Einheiten wie Pascal (Pa) oder bar gemessen und gibt an, wie viel Druck erforderlich ist, um ein Material durch eine Düse des Extruders zu treiben.
Der Scherentrag eines Extruders hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie zum Beispiel einer Düsenform, einer Düsengröße und einer Viskosität des zu extrudierenden Materials. Ein Extruder mit hohem Scherentrag kann Materialien mit hoher Viskosität und hoher Festigkeit leichter verarbeiten und durch die Düse treiben.
Der Scherentrag eines Extruders spielt eine wichtige Rolle bei der Herstellung von Kunststoffprodukten, insbesondere bei der Extrusion von Materialien wie Polymerblends und Kompounden. Ein hoher Scherentrag ermöglicht es, Materialien mit hoher Qualität und Genauigkeit zu verarbeiten und zu formen. Ein niedriger Scherentrag hingegen kann zu Verunreinigungen, Verwerfungen und anderen Qualitätsproblemen führen.
Begrifflich sei hierzu folgendes erläutert:

Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass im Rahmen der hier vorliegenden Patentanmeldung unbestimmte Artikel und unbestimmte Zahlenangaben wie „ein...“, „zwei...“ usw. im Regelfall als mindestens-Angaben zu verstehen sein sollen, also als „mindestens ein...“, „mindestens zwei...“ usw., sofern sich nicht etwa aus dem Kontext oder dem konkreten Text einer bestimmten Stelle ergibt, dass etwa dort nur „genau ein...“, „genau zwei...“ usw. gemeint sein soll. Weiterhin sind alle Zahlenangaben sowie Angaben zu Verfahrensparametern und/oder Vorrichtungsparametern im technischen Sinne zu verstehen, d.h. als mit den üblichen Toleranzen versehen zu verstehen. Auch aus der expliziten Angabe der Einschränkung „wenigstens“ oder „mindestens“ o.ä. darf nicht geschlossen werden, dass bei der einfachen Verwendung von „ein“, also ohne die Angabe von „wenigstens“ o.ä., ein „genau ein“ gemeint ist.

Die hier aufgeführten Begriffe sollen jeweils stets durch die Erläuterungen zum Stand der Technik definiert und näher erläutert werden.
In einer Weiterbildung ist die Anlage dazu ausgebildet einen Polymerblend mit mindestens zwei Glasübergangstemperaturen zu verarbeiten.
Die Glasübergangstemperatur ist üblicherweise die Temperatur, bei der sich ein Material von einem festen in einen flüssigen Zustand übergeht. Bei Glasübergangstemperaturen handelt es sich um spezifische Temperaturen, bei denen sich das Material von einem amorphen in einen kristallinen Zustand übergeht.
Die Glasübergangstemperatur eines Materials hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie zum Beispiel seiner Zusammensetzung, seiner Struktur und seiner Viskosität. Die Glasübergangstemperatur kann durch Messungen der Wärmekapazität des Materials bestimmt werden, zum Beispiel mithilfe von Differential Scanning Calorimetry (DSC).
Die Glasübergangstemperatur spielt eine wichtige Rolle bei der Verarbeitung von Materialien, insbesondere bei der Herstellung von Kunststoffen. Ein Material mit niedriger Glasübergangstemperatur kann bei niedrigeren Temperaturen verarbeitet werden. Ein Material mit hoher Glasübergangstemperatur hingegen benötigt höhere Temperaturen zum Schmelzen.
Üblicherweise verfügt jedes Polymer über eine einzige Glasübergangstemperatur. Bevorzugt sind die Übergangstemperaturen der einzelnen Polymere untereinander verschieden, sodass deren charakteristische Glasübergangstemperatur im Polymerblend nachweisbar ist. Je nach Güte der einzelnen Polymere kann es sich bei der Glasübergangtemperatur auch um einen Temperaturbereich handeln. Es sind also bevorzugt mindestens so viele Glasübergangstemperaturen im Polymerblend zu erwarten, wie untereinander verschiedene charakteristische Glasübergangstemperaturen der einzelnen nichtverträglichen Polymere vorhanden sind.
In einer Weiterbildung ist die Anlage dazu ausgebildet einen Polymerblend zu verarbeiten, welcher über mindestens zwei Bereiche von charakteristischen Aufschmelztemperaturen verfügt.
Die Aufschmelztemperatur, auch Schmelztemperatur genannt, ist üblicherweise die Temperatur, bei der sich ein Material von einem festen in einen flüssigen Zustand übergeht. Die Aufschmelztemperatur eines Materials hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie zum Beispiel seiner Zusammensetzung, seiner Struktur und seiner Viskosität.
Die Aufschmelztemperatur kann durch Messungen der Wärmekapazität des Materials bestimmt werden, zum Beispiel mithilfe von Differential Scanning Calorimetry (DSC). Sie kann auch durch direktes Erhitzen des Materials in einem Ofen oder durch die Anwendung von Laserstrahlung bestimmt werden.
Die Aufschmelztemperatur spielt eine wichtige Rolle bei der Verarbeitung von Materialien, insbesondere bei der Herstellung von Kunststoffen. Ein Material mit niedriger Aufschmelztemperatur kann bei niedrigeren Temperaturen verarbeitet werden. Ein Material mit hoher Aufschmelztemperatur hingegen benötigt höhere Temperaturen zum Schmelzen.
Üblicherweise verfügt jedes Polymer über eine einzige Aufschmelztemperatur. Bevorzugt sind die Aufschmelztemperaturen der einzelnen Polymere untereinander verschieden, sodass deren charakteristische Aufschmelztemperatur im Polymerblend nachweisbar ist. Je nach Güte der einzelnen Polymere kann es sich bei der Aufschmelztemperatur auch um einen Temperaturbereich handeln. Es sind also bevorzugt mindestens so viele Aufschmelztemperaturen im Polymerblend zu erwarten, wie untereinander verschiedene charakteristische Aufschmelztemperaturen der einzelnen nichtverträglichen Polymere vorhanden sind.
In einer Weiterbildung der Anlage verfügt der Extruder über Mischelemente, welche dazu ausgebildet sind einen Schereintrag auf das Polymerblend und/oder das erste Polymer sowie dem zweiten Polymer einzubringen, um das Polymerblend und/oder das erste Polymer und das zweite Polymer zu mischen und/oder zu homogenisieren.
Die Mischelemente sind beispielsweise am Ende des Extruders angeordnet, um Druck aufzubauen, um den Polymerblend aus dem Extruder und aus der Düse zu fördern. Es kann sich bei den Mischelementen jedoch auch um Mischelemente handeln, welche zu Beginn des Extruders oder entlang der Extruderstrecke für eine Durchmischung des Polymerblends oder dessen Vorstufen angeordnet sind.
Der Polymerblend ist vorliegend meist mit zwei untereinander unverträglichen Polymeren beschrieben. Es kann sich bei dem Polymerblend jedoch auch um Mischungen von mehr als zwei Polymeren handeln. Bevorzugt handelt es sich um einen Polymerblend von 2 bis 5 Polymeren.
In einer Weiterbildung der Anlage ist der Extruder als Einschneckenextruder ausgebildet ist, welche dazu ausgebildet ist einen Schereintrag auf das Polymerblend und/oder das erste Polymer sowie das zweite Polymer einzubringen, um das Polymerblend und/oder das erste Polymer und das zweite Polymer zu mischen und/oder zu homogenisieren.
Ein Einschneckenextruder umfasst einen Zylinder, in dem sich eine spiralförmige Schnecke befindet, die auch als Schneckenflügel oder Schraube bezeichnet wird. Die Schnecke wird angetrieben und treibt das Material durch eine Düse des Extruders.
Ein Einschneckenextruder hat viele Vorteile gegenüber anderen Extrudertypen. Er ermöglicht eine gleichmäßige Verteilung des Materials, eine hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit und eine hohe Qualität der Endprodukte. Er kann auch leicht an die Anforderungen verschiedener Materialien und Anwendungen angepasst werden.
Ein Einschneckenextruder wird häufig in der Kunststoffindustrie verwendet, insbesondere bei der Herstellung von Kunststoffprofilen, Folien und Platten.
In einer Weiterbildung der Anlage ist der Extruder als Doppelschneckenextruder ausgebildet, welche dazu ausgebildet ist einen Schereintrag auf das Polymerblend und/oder das erste Polymer sowie das zweite Polymer einzubringen, um das Polymerblend und/oder das erste Polymer und das zweite Polymer zu mischen und/oder zu homogenisieren.
Ein Doppelschneckenextruder ähnelt in seiner Konstruktion einem Einschneckenextruder. Er umfasst jedoch zwei Schnecken, welche das Material durch die Düse des Extruders treiben. Die Schnecken können sich beispielsweise in entgegengesetzte Richtungen drehen.
Der Extruder dient bevorzugt zum Aufschmelzen und Homogenisieren des Recyclingmaterials zu einer Schmelze und weist einen Schmelzestrom auf.
Der Doppelschneckenextruder ist ein Mehrwellenextruder. In der Kunststofftechnik wird er zur Aufbereitung und Formgebung von Kunststoffschmelzen verwendet. Hierzu wird in diesem Fall das Recyclingmaterial oder eine Materialmischung mit dem Recyclingmaterial mittels zwei rotierender ineinandergreifender Schneckenwellen durch einen beheizten Zylinder gefördert und dabei aufgeschmolzen. Doppelschneckenextruder werden üblicherweise anhand des Achsabstands zwischen den beiden Schneckenwellen und deren Rotationsrichtung in tangierende oder dichtkämmende Gleichdralldoppelschneckenextruder oder in tangierende oder dichtkämmende Gegendralldoppelschneckenextruder unterschieden. Der Gegendralldoppelschneckenextruder bringt weniger Scherung in das zu extrudierende Material ein und belastet es daher wenig. Der Gegendralldoppelschneckenextruder wird daher bei der Verarbeitung von temperaturempfindlichen Materialien vorzugsweise verwendet. Vorliegend ist der Gleichdralldoppelschneckenextruder, insbesondere der dichtkämmende Gleichdralldoppelschneckenextruder besonders bevorzugt.
Der Doppelschneckenextruder weist eine besonders gute Mischwirkung auf, wodurch der Verwendete Kunststoff aufbereitet werden kann. Insbesondere ist das Recycling und/oder ein Einmischen von Zuschlagsstoffen mit einem Doppelschneckenextruder besonders vorteilhaft.
Gemäß einer Ausgestaltung verfügt die Blasfolienanlage über einen Filter mit mindestens einem Filterelement, zum Filtern der Schmelze von einer unfiltrierten Seite zu einer filtrierten Seite. Der Filter dient als Schmutzfängersieb. Bei dem Filter handelt es sich bevorzugt um einen Filter aus der Gruppe mit Schmelzefiltern, Extrudersieben, Filterronden und Strainersieben. Das Filterelement kann hierbei einlagig oder mehrlagig oder plissiert ausgebildet sein. Das Filterelement kann ein Metalldrahtgewebe, Metallfaservlies und/oder gesintertes Gewebelaminat umfassen.
Der Filter ist bevorzugt in dem Schmelzestrom zwischen dem Extruder und der Ringdüse angeordnet. Der Filter kann auch Teil des Extruders sein. Vorzugsweise ist der Filter zwischen dem Extruder und der Ringdüsenschmelzepumpe angeordnet.
Gemäß einer Ausgestaltung verfügt der Doppelschneckenextruder über mindestens eine Entgasungseinheit, welche eine Extraktion von Verunreinigungen und Kontaminationen ermöglicht. Die Entgasungseinheit kann als Entgasungszone als Teil des Extruders ausgebildet sein. Mit der Entgasungseinheit können flüchtige Bestandteile aus der Schmelze entzogen werden. Um die Entgasung zu verbessern ist es bevorzugt, dass der Füllgrad im Doppelschneckenextruder unter 100 % liegt, insbesondere ist es bevorzugt, dass der Füllgrad unter 80 % liegt. Ein derartiger Füllgrad ist bevorzugt, da ansonsten die Schmelze in Entgasungsstutzen gedrückt werden würde und aus der Entgasungseinheit entweichen würde.
Gemäß einer Ausgestaltung verfügt der Doppelschneckenextruder über mindestens eine Entgasungseinheit die als atmosphärische Entgasungseinheit ausgebildet ist. Bei dieser Gestaltung können die flüchtigen Bestandteile aus der Entgasungseinheit ohne ein Anlegen eines Unterdrucks abgegeben werden.
Gemäß einer Ausgestaltung verfügt der Doppelschneckenextruder über mindestens eine Entgasungseinheit die als Unterdruck-Entgasungseinheit ausgebildet ist. Bei dieser Gestaltung wird ein Unterdruck an die Entgasungseinheit angelegt. Der Unterdruck kann von einer Vakuumpumpe entstehen. Diese Gestaltung ermöglicht eine besonders gründliche Entgasung von flüchtigen Bestandteilen. Es ist bevorzugt, dass die Entgasungseinheit, insbesondere die Unterdruck-Entgasungseinheit mit einem Mittel zum Auffangen der flüchtigen Bestandteile, vorzugsweise in Form von Kondensat, verfügt.
In einer Weiterbildung ist die Anlage dazu ausgebildet Schleppmittel einzusetzen. Die Verwendung von Schleppmitteln stellt eine wirkungsvolle Methode dar, um die Entgasungsleistung bei der Verarbeitung von Recyclat zu erhöhen. Schleppmittel sind spezielle Substanzen, die in den Polymerblend des Recyclats eingeführt werden können, um die Freisetzung von Gasen während des Verarbeitungsprozesses im Extruder zu begünstigen. Diese Substanzen beeinflussen die Entgasungseigenschaften des Recyclats, üblicherweise dadurch, dass sie die Oberflächenspannung reduzieren und somit die Gasblasenbildung fördern. Dies führt zu einer verbesserten Diffusion von Gasen aus dem Recyclat und ermöglicht eine effizientere Entgasung. Die Auswahl des geeigneten Schleppmittels hängt von den spezifischen Anforderungen des Prozesses und den gewünschten Materialeigenschaften ab. Die gezielte Integration von Schleppmitteln in den Herstellungsprozess trägt dazu bei, die Qualität des Endprodukts zu optimieren und gleichzeitig den Verarbeitungsprozess effizienter zu gestalten.
Gemäß einer Ausgestaltung verfügt der Extruder über eine Recyclingmaterialzuführung mit einer Stopfschnecke. Durch die Stopfschnecke kann das Recyclingmaterial besonders gleichmäßig dem Extruder zugeführt werden. Die Recyclingmaterialzuführung verfügt bevorzugt über einen Trichter, in welchem die Stopfschnecke angeordnet ist. Die Stopfschnecke ist bevorzugt von einem vom Extruder unabhängigen Antrieb angetrieben.
Gemäß einer Ausgestaltung verfügt die Blasfolienanlage über mindestens zwei Drucksensoren zur Erfassung von Drücken innerhalb der Führung für den Schmelzestrom, bevorzugt jeweils in der Führung für den Schmelzestrom am Extruder und vor der Ringdüse. Die Drucksensoren sind dazu ausgebildet im Betrieb der Blasfolienanlage den Schmelzedruck im Schmelzestrom zu erfassen.
Gemäß einer Ausgestaltung verfügt die Blasfolienanlage über mindestens zwei Drucksensoren zur Erfassung des Schmelzedrucks jeweils im Schmelzestrom am Extruder und vor der Ringdüse. Der erste Drucksensor ist bevorzugt unmittelbar am Extruder angeordnet oder jenseits des Extruders. Der zweite Drucksensor ist bevorzugt unmittelbar vor der Ringdüse oder an der Ringdüse angeordnet. In einer alternativen Ausgestaltung ist der zweite Drucksensor vor der Ringdüsenschmelzepumpe angeordnet. Der Extruder und/oder die Ringdüsenschmelzepumpe und/oder die Recyclingmaterialzuführung können bevorzugt in Abhängigkeit des Schmelzedrucks im Schmelzestrom welcher vom ersten und/oder zweiten Drucksensor am Extruder und/oder vor der Ringdüse erfasst wird reguliert werden.
Gemäß einer Ausgestaltung verfügt die Blasfolienanlage über zwei zusätzliche Drucksensoren zur Erfassung des Schmelzedrucks im Schmelzestrom vor und nach dem Filter. Diese zusätzlichen Drucksensoren sind also Drucksensoren, welche zusätzlich zu den oben genannten Drucksensoren vorhanden sind. Diese Zusätzlichen Drucksensoren können direkt vor und nach dem Filter verbaut sein. Es ist jedoch bevorzugt, dass die zusätzlichen Drucksensoren unmittelbar vor dem Filter und unmittelbar vor der Ringdüse positioniert sind. Bei dieser Gestaltung ist der zweite Drucksensor bevorzugt unmittelbar nach dem Filter positioniert.
Gemäß einer Ausgestaltung verfügt der Filter über eine Reinigungseinrichtung, welche das Filterelement kontinuierlich und/oder diskontinuierlich erneuert. Vorliegend soll unter dem Begriff erneuert sowohl ein Reinigen eines Filterelements verstanden werden als auch das Einbringen eines neuen Filterelements, welches vorher nicht als Filterelement verwendet wurde oder vor einer erneuten Verwendung gereinigt wurde. Das Einbringen kann dabei manuell wie auch bevorzugt automatisch erfolgen.
In einer Weiterbildung der Anlage ist der Extruder als Doppelschneckenextruder mit gleichsinnig, auch gleichläufig genannt, laufenden Schnecken ausgebildet. Bei dieser Ausführungsform laufen die beiden Schnecken also in die gleiche Richtung.
In einer Weiterbildung der Anlage ist der Extruder als Planetenwalzen-Extruder ausgebildet, welcher dazu ausgebildet ist einen Schereintrag auf das Polymerblend und/oder das erste Polymer sowie das zweite Polymer einzubringen, um das Polymerblend und/oder das erste Polymer und das zweite Polymer zu mischen und/oder zu homogenisieren.
Ein Planetenwalzen-Extruder umfasst in der Regel eine angetrieben Zentralspindel, auf welcher sich mehrere einzelne in ihrer Zahl variierbaren Planetspindeln abwälzen. Die umlaufenden Planetspindeln werden üblicherweise zusätzlich über eine innenverzahnte Buchse (Walzenzylinder) geführt. Diese Bewegung treibt das Material durch die Düse des Extruders.
In einer Weiterbildung ist die Anlage dazu ausgebildet zur Verbesserung der Mischbarkeit Additive dem Polymerblend und/oder dem ersten Polymer sowie dem zweiten Polymer beizugeben.
Additive sind üblicherweise Materialien oder Zusätze, die zu einem anderen Material hinzugefügt werden, um dessen Eigenschaften zu verbessern oder zu verändern. Additive werden häufig in der Kunststoffindustrie verwendet, um Materialien wie Polymere, Elastomere, Polymerblends und Kompounde zu modifizieren und ihre Eigenschaften an die Anforderungen ihrer Endprodukte anzupassen.
Additive können verschiedene Funktionen haben, wie zum Beispiel Verbesserung der Festigkeit, der Härte, der Elastizität, der Beständigkeit gegenüber Chemikalien und Temperaturen, der Alterungsbeständigkeit und der Farbe. Sie können auch verwendet werden, um Materialien leichter verarbeitbar zu machen oder ihre optischen Eigenschaften zu verändern.
Sie können in Form von Pulvern, Flüssigkeiten oder Pasten hinzugefügt werden und müssen sorgfältig ausgewählt werden, um die gewünschten Eigenschaften zu erreichen.
Um eine potenzielle Geruchsbelästigung während der Verarbeitung von Polymeren für den Polymerblend zu reduzieren, können gezielt Geruchsstoffe beigemischt werden. Diese Zusätze dienen dazu, Gerüche zu maskieren oder zu neutralisieren, die während des Recyclingprozesses entstehen könnten. Die Auswahl der Geruchsstoffe zielt bevorzugt darauf ab, eine angenehme und akzeptable Umgebung während der Verarbeitung zu gewährleisten, ohne dabei die Qualität des Endprodukts zu beeinträchtigen.
Es können Stabilisatoren, wie beispielsweise Antioxidantien, in den Herstellungsprozess von Polymerblends integriert werden. Diese Stabilisatoren helfen bei der Verringerung der Entstehung von Fehlstellen und Partikeln im Material. Durch die Zugabe von Antioxidantien wird bevorzugt der Abbau des Polymers durch oxidativen Stress verlangsamt, wodurch die Stabilität und Qualität des Polymerblends verbessert werden kann. Dies trägt dazu bei, die mechanischen und chemischen Eigenschaften des Materials zu erhalten und somit die Leistungsfähigkeit des recycelten Produkts zu optimieren.
Bei den Additiven zur Beeinflussung der Mischwirkung gibt es eine Vielzahl von Möglichkeiten. So kann bei der Verarbeitung von recycelten Polymerblends beispielsweise die Zugabe von niedrigviskosen Materialien gezielt eingesetzt werden, um die Mischwirkung zu beeinflussen und/oder zu verbessern und so eine homogenere - also besser durchmischte - Schmelze (bessere Verteilung der Phasen) zu erzielen. Für das Beimischen werden in diesem Fall Materialien mit einem Melt Flow Index (MFI) von 1 und bevorzugt 2 oder höher verwendet. Der MFI gibt dabei Auskunft über die Fließfähigkeit des geschmolzenen Materials und beeinflusst somit die Verarbeitungseigenschaften während der Produktion.
Die Viskositäten der Polymerblendbestandteile können beispielsweise reguliert werden über die Zugabe von Neuware in den Herstellungsprozess. Zum Beispiel können höherviskose Materialien, eingemischt werden, um die Blasenstabilität bei der Produktion auf einer Blasfolienanlage zu verbessern. Typischerweise werden dabei Materialien mit einem MFI Wert von 1, bevorzugt von 0,7, insbesondere bevorzugt von 0,3 oder weniger verwendet. Eine präzise Einstellung der Viskosität trägt dazu bei, die Verarbeitungseigenschaften des Polymerblends zu optimieren und die Qualität der produzierten Folien zu erhöhen, insbesondere in Bezug auf Blasenstabilität und Endproduktqualität.
In einer Weiterbildung ist die Anlage dazu ausgebildet zur Verbesserung der Mischbarkeit Kompatibilisatoren dem Polymerblend und/oder dem ersten Polymer sowie dem zweiten Polymer beizugeben.
Die Kompatibilisatoren sind vorzugsweise gemäß dem zum Stand der Technik beschriebenen Kompatibilisatoren aufgebaut.
Bevorzugt handelt es sich bei dem Kompatibilisator um ein Polymer um Block- oder Pfropfcopolymere.
Ein Blockpolymer ist üblicherweise ein Polymer, das aus zwei oder mehr unterschiedlichen Monomeren aufgebaut ist, die meist in regelmäßigen Abständen in der Polymerkette angeordnet sind. Blockpolymere werden meist durch die Kombination von zwei oder mehr Polymeren hergestellt, die unterschiedliche Eigenschaften haben.
Die Eigenschaften eines Blockpolymers hängen vorwiegend von der Art und Anordnung der Monomere und der Länge der Blocksegmente ab. Blockpolymere können harte und weiche Bereiche aufweisen und können in verschiedenen Aggregatzuständen vorkommen, wie zum Beispiel amorphe und kristalline Bereiche.
Blockpolymere werden häufig in der Kunststoffindustrie verwendet, um Materialien mit spezifischen Eigenschaften herzustellen. Sie können auch verwendet werden, um die Leistung von Materialien zu verbessern und ihre Alterungsbeständigkeit zu erhöhen.
Die Herstellung von Blockpolymeren erfordert spezielle Verfahren, wie zum Beispiel die Polymer-Polymer-Kopplung oder die Blockpolymerisierung. Die Eigenschaften von Blockpolymeren können durch die Wahl der Monomere und der Blocklängen genau gesteuert werden, um Materialien mit den gewünschten Eigenschaften zu erhalten.
Blockpolymere können als Additive in Polymerblends und Kompounden verwendet werden, um die Eigenschaften dieser Materialien zu verbessern.
Bei der Pfropfcopolymerisation handelt es sich üblicherweise um eine Technik zur Darstellung von Polymeren, deren Hauptkette Ausgangspunkt für weitere Ketten eines anderen Monomertyps bildet. So entsteht ein Copolymer, an dessen Hauptkette sich üblicherweise kammartig Ketten eines weiteren Monomertyps anschließen. Damit besteht eine weitere Möglichkeit, Kunststoffe mit neuen definierten Eigenschaften zu entwickeln. Ein Pfropfpolymer ist bevorzugt ein Material, das aus Polymeren besteht und durch ein Pfropfverfahren hergestellt wird. Im Pfropfverfahren werden beispielsweise zwei oder mehr Polymere miteinander verbunden, um ein neues Material mit verbesserten Eigenschaften zu erzeugen. Dies kann in der Kunststofftechnik genutzt werden, um Materialien mit spezifischen Eigenschaften wie zum Beispiel hoher Festigkeit oder geringer Wasseraufnahme zu erzeugen.
Bevorzugt handelt es sich bei dem Kompatibilisator um ein EVA-Polymer oder ein Ionomer-Polymer.
Bei dem EVA-Polymer handelt es sich bevorzugt um Ethylen-Vinylacetat-Copolymer, das üblicherweise aus Ethylen und Vinylacetat hergestellt wird. Es ist vorzugsweise ein flexibles Material. EVA führt bevorzugt zu einer erhöhten Flexibilität, Elastizität und chemischen Beständigkeit.
Ionomer-Polymere sind bevorzugt Polymere, die ionische Bindungen enthalten und dadurch elektrisch leitfähig sind. Sie werden üblicherweise durch die Verbindung von Polymeren und Metallionen hergestellt und zeichnen sich meist durch ihre hohe Festigkeit, chemische Beständigkeit und elektrische Leitfähigkeit aus.
In einer Weiterbildung ist die Anlage dazu ausgebildet zur Verbesserung der Mischbarkeit dem ersten Polymer und/oder dem zweiten Polymer eine Verbindung mit einer reaktiven Gruppe aufzupfropfen.
In einer Weiterbildung ist die Anlage dazu ausgebildet als reaktive Gruppe eine Epoxy-Gruppe, bevorzugt durch Reaktion des Polymers mit Glycidylmethacrylats (GMA) einzuführen.
In der Chemie bezeichnet die Epoxy-Gruppe in der Regel eine Struktur, die aus einem Kohlenstoffatom mit zwei Sauerstoffatomen verbunden ist. Diese Struktur kommt häufig in epoxidischen Verbindungen vor, die durch die Reaktion von Phenolen und epoxidischen Ölen hergestellt werden. EpoxyGruppen sind üblicherweise sehr reaktiv und können mit verschiedenen anderen Chemikalien wie Aminen oder Polyolen reagieren, um neue Verbindungen mit unterschiedlichen Eigenschaften zu erzeugen.
Glycidylmethacrylat (GMA) ist ein Monomer, das beispielsweise durch die Reaktion von Methacrylsäure mit Epichlorhydrin hergestellt wird. Es gehört zu der Klasse der epoxidierten Methacrylate und ist ein wichtiger Ausgangsstoff in der Herstellung von Epoxidharzen und anderen epoxidischen Verbindungen. GMA zeichnet sich üblicherweise durch seine hohe Reaktivität und seine Fähigkeit aus, die Eigenschaften von Polymeren zu verbessern, zum Beispiel durch die Erhöhung ihrer chemischen Beständigkeit und/oder Härte. Es wird bevorzugt in verschiedenen Bereichen der Kunststoffindustrie eingesetzt, zum Beispiel in der Herstellung von Beschichtungen.
In einer Weiterbildung ist die Anlage dazu ausgebildet als reaktive Gruppe eine Anhydrid-Gruppe, bevorzugt durch Reaktion des Polymers mit Maleinsäureanhydrid (MA) einzuführen.
In der Chemie bezeichnet die Anhydrid-Gruppe üblicherweise eine spezielle Struktur, die aus einem Kohlenstoffatom mit zwei Sauerstoffatomen verbunden ist. Sie entsteht beispielsweise, wenn eine Säure ihren Wassermolekülen beraubt wird und kann durch Erhitzen oder durch Behandlung mit Lösungsmitteln erzeugt werden. Anhydride sind üblicherweise sehr reaktive Verbindungen und können beispielsweise mit verschiedenen Chemikalien wie Alkoholen oder Aminen reagieren, um neue Verbindungen zu bilden. Sie werden häufig in der Kunststoffindustrie eingesetzt, zum Beispiel als Reaktionsbeschleuniger.
Maleinsäureanhydrid (MSA) ist ein Anhydrid, das beispielsweise durch die Erhitzung von Maleinsäure hergestellt wird. Es gehört zu der Klasse der Dicarbonsäuren und zeichnet sich üblicherweise durch seine hohe Reaktivität und seine Fähigkeit aus, die Eigenschaften von Polymeren zu verbessern. MSA wird häufig in der Kunststoffindustrie eingesetzt, zum Beispiel als Reaktionsbeschleuniger in der Herstellung von Polyesterharzen oder als Crosslinking-Agent in der Herstellung von Polyurethanen. Es kann auch als Weichmacher in PVC-Kunststoffen eingesetzt werden.
In einer Weiterbildung ist die Anlage dazu ausgebildet einen Polymerblend zu verarbeiten, welcher überwiegend zwei Kunststoffsorten umfasst. Die beiden Kunststoffsorten machen bevorzugt die größte Menge des Stoffes aus.
In einer Weiterbildung ist die Anlage dazu ausgebildet ein Polyolefin oder ein Polymerblend mehrerer verschiedener Polyolefine als das erste Polymer zu verarbeiten.
Polyolefine sind eine Klasse von Polymeren, die in der Regel aus Olefinen hergestellt werden. Olefine sind meist organische Verbindungen, die eine Doppelbindung zwischen zwei Kohlenstoffatomen enthalten. Beispiele für Olefine sind Ethylen und Propylen. Polyolefine werden üblicherweise durch die Polymerisation von Olefinen hergestellt und zeichnen meist sich durch ihre hohe Festigkeit, chemische Beständigkeit und Witterungsbeständigkeit aus.
In einer Weiterbildung ist die Anlage dazu ausgebildet ein Polyethylen oder ein Polymerblend mehrerer verschiedener Polyethylene als das erste Polymer zu verarbeiten.
Polyethylen (PE) ist ein Polymer, das in der Regel aus Ethylen hergestellt wird. Es gehört zur Klasse der Polyolefine und ist eines der am häufigsten hergestellten Polymere der Welt. PE zeichnet sich meist durch seine hohe Festigkeit, chemische Beständigkeit und Witterungsbeständigkeit aus. Es wird zum Beispiel in der Herstellung von Folien, Schaumstoffen, Rohren und Kabelisolierungen verwendet.
In einer Weiterbildung ist die Anlage dazu ausgebildet ein Polypropylen oder ein Polymerblend mehrerer verschiedener Polypropylene als das erste Polymer zu verarbeiten.
Polypropylen (PP) ist ein üblicherweise durch Kettenpolymerisation von Propen hergestellter thermoplastischer Kunststoff. Es gehört zur Gruppe der Polyolefine, ist teilkristallin und unpolar. Seine Eigenschaften ähneln Polyethylen, er ist jedoch in der Regel etwas härter und wärmebeständiger.
In einer Weiterbildung ist die Anlage dazu ausgebildet ein Barrierepolymer als das zweite und ein möglicherweise vorhandenes drittes Polymer zu verarbeiten. Bevorzugt ist das Barrierepolymer aus der Gruppe mit EVOH, PA, PET, PE, PP und PVC. Bei PET, PE und PP handelt es sich streng genommen nicht um klassische Barrierepolymere.
Ein Barrierepolymer ist ein Polymer-Typ, der üblicherweise eine Barriere für die Bewegung von Molekülen oder Ionen durch sich hindurchzubieten.
Barrierepolymere werden in vielen Anwendungen verwendet, wie zum Beispiel in der Lebensmittelverpackung. Sie werden oft aus Materialien wie Polyethylen, Polypropylen oder Polyethylenterephthalat (PET) hergestellt, die für ihre Haltbarkeit und Chemikalien- und Feuchtigkeitsbeständigkeit bekannt sind. Die spezifischen Eigenschaften eines Barrierepolymers hängen von seiner chemischen Struktur und dem Typ von Molekülen ab, die es blockieren soll.
EVOH, PA, PET, PE, PP und PVC sind jeweils verschiedene Arten von Kunststoffen. Hier ist ein kurzer Überblick über jeden einzelnen:

EVOH, oder Ethylen-Vinyl-Alkohol, ist ein Copolymer, dass oftmals als Barrierematerial in Verpackungsanwendungen eingesetzt wird. Es ist bekannt für seine hohen Sauerstoff- und Feuchtigkeitsbarriereeigenschaften, die es für den Erhalt der Frische von Lebensmitteln und anderen verderblichen Produkten nützlich machen.

PA, oder Polyamid, ist eine Art von Polymer, das auch als Nylon bekannt ist. Es ist üblicherweise ein starkes, haltbares Material, das in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt wird.
PET (Polyethylenterephthalat) ist ein Polymer, das häufig zur Herstellung von Kunststoffflaschen, Verpackungsmaterial und anderen Produkten verwendet wird. Es ist üblicherweise bekannt für seine Festigkeit und seine Barriereeigenschaften, was es zu einer guten Wahl für Verpackungsanwendungen macht.
PE, oder Polyethylen, ist ein Kunststoff, der in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt wird, darunter üblicherweise bei Lebensmittelverpackungen, Flaschen und medizinischen Geräten. Er ist üblicherweise bekannt für seine Flexibilität, chemische Beständigkeit und Langlebigkeit.
PP oder Polypropylen ist ein Kunststoff, der häufig in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt wird, z. B. in Lebensmittelbehältern, Verpackungsmaterialien und Autoteilen. Es ist üblicherweise bekannt für seine Langlebigkeit, sein geringes Gewicht und seine Beständigkeit gegen Chemikalien und Hitze.
PVC (Polyvinylchlorid) ist ein Kunststoff, der häufig in einer Vielzahl von Anwendungen wie Rohren, Kabeln und Bodenbelägen eingesetzt wird. Es ist üblicherweise bekannt für seine Haltbarkeit, Flexibilität und Chemikalienbeständigkeit.
In einer Weiterbildung ist die Anlage dazu ausgebildet ein EVOH oder ein Polymerblend mehrerer verschiedener EVOHs als das zweite Polymer zu verarbeiten.
In einer Weiterbildung ist die Anlage dazu ausgebildet ein PA, bevorzugt ein PA6/6.6-CoPolyamid oder Polyamid 6, oder ein Polymerblend mehrerer PAs als das zweite Polymer zu verarbeiten.
Bevorzugt beträgt der PA-Anteil im Polymerblend weniger als 50 Gew.-%, besonders bevorzugt beträgt der PA-Anteil weniger als 35 Gew.-% und insbesondere bevorzugt beträgt der PA-Anteil weniger als 25 Gew.-%.
Dem Polymerblend kann auch Neuware beigegeben worden sein. Als Neuware kann beispielsweise Polyolefin, bevorzugt Polyethylen, zugegeben worden sein. Die Neuware kann je nach Qualität eines Eingangsmaterials des Polymerblends oder je nach Anteilen von Fremdkörpern im Polymerblend in seiner Menge variiert werden.
In der Regel besteht Neuware hauptsächlich aus Polyethylen.
In einer Weiterbildung ist die Anlage dazu ausgebildet ein PET oder ein Polymerblend mehrerer verschiedener PETs als das zweite Polymer zu verarbeiten.
Bevorzugt beträgt der PET-Anteil im Polymerblend weniger als 2,5 bis 50 Gew.-%, bevorzugt beträgt der PET-Anteil im Polymerblend 3,5 bis 37,5 Gew.-% und besonders bevorzugt beträgt der PET-Anteil im Polymerblend 4,5 bis 25 Gew.%.
In einer Weiterbildung ist die Anlage dazu ausgebildet das erste Polymer und/oder das zweite Polymer vor der Verarbeitung im Extruder einem Aufbereitungsschritt zu unterziehen.
In der Kunststofftechnik beziehen sich Aufbereitungsschritte in der Regel auf die verschiedenen Verfahren, die zur Herstellung von Polymeren verwendet werden. Diese Schritte beinhalten beispielsweise die Vorbehandlung und Aufbereitung von Rohstoffen, die Polymerisation (die Verbindung von kleineren Molekülen zu größeren Polymeren), die Formgebung der Polymere und die anschließende Nachbehandlung der gebildeten Kunststoffe. Ziel der Aufbereitungsschritte ist es in der Regel, die Eigenschaften und Qualität der Polymere zu verbessern und sie für ihre geplanten Anwendungen geeignet zu machen.
In einer Weiterbildung ist die Anlage dazu ausgebildet das erste Polymer und/oder das zweite Polymer zur Verarbeitung im Extruder als Granulat aufzunehmen.
In diesem Beispiel kann das erste Polymer und/oder das zweite Polymer gezielt einem Aufbereitungsschritt unterzogen worden sein, um es bereits in Form eines Blends in Granulatform vorliegen zu lassen. Diese vorgeschaltete Verarbeitung ermöglicht es, die unterschiedlichen Polymerkomponenten bereits in einem homogenen Gemisch zu vereinen, das als Granulat vorliegt. Das bedeutet, dass die Polymere nicht einzeln, sondern bevorzugt bereits als harmonisierte Blendmischung vorliegen. Diese vorgefertigten Granulate bieten zahlreiche Vorteile in der Weiterverarbeitung, da sie eine verbesserte Handhabung und Dosierung während des Herstellungsprozesses ermöglichen. Die gezielte Aufbereitung in Form von Granulaten erleichtert somit nicht nur den Verarbeitungsschritt, sondern kann auch dazu beitragen, die Effizienz und Konsistenz in der Produktion von recycelten Polymeren zu steigern.
Der Vorteil, dass das erste Polymer und/oder das zweite Polymer bereits als Granulat vorliegt liegt auch darin, dass dadurch eine bessere Entgasung möglich ist. Ein weiterer Vorteil liegt beispielsweise darin, dass ein sanfteres Aufschmelzen möglich ist. Infolge des Einsatzes von Granulaten des ersten Polymers und/oder des zweiten Polymers im Herstellungsprozess ergibt sich, dass die Granulate ein sanfteres Aufschmelzen während des Verfahrens ermöglichen. Dies führt zu einer verbesserten Temperaturkontrolle und ermöglicht eine präzise Anpassung der Schmelzetemperatur. Der Begriff „sanftes Aufschmelzen“ bezieht sich auf einen Prozess, bei dem die Erwärmung auf eine schmelzflüssige Phase mit einer kontrollierten und graduellen Erhöhung der Temperatur erfolgt. Dies geschieht ohne abrupte oder schnelle Erhöhungen der Temperaturen, um potenzielle thermische Belastungen zu minimieren. Das Ziel ist es, die Struktur und Eigenschaften des Materials während des Aufschmelzvorgangs so weit wie möglich zu erhalten und gleichzeitig die gewünschten Verarbeitungseigenschaften zu gewährleisten. Die Verwendung von Polymergranulaten trägt somit dazu bei, potenzielle thermische Belastungen zu minimieren und ermöglicht eine effiziente Homogenisierung der Schmelze. Dieser Aspekt fördert nicht nur eine optimale Verarbeitung der Materialien, sondern trägt auch zur Erhaltung der strukturellen Integrität der hergestellten Folie bei, was insbesondere in Bezug auf Qualitätsstandards und Materiallebensdauer von hoher Bedeutung ist.
Die vorgeschaltete Aufbereitung des Polymerblends kann beispielsweise in einem Einschneckenextruder oder einem Doppelschneckenextruder erfolgen. Diese Extruder dienen dazu, den Polymerblend zu schmelzen, zu mischen und zu homogenisieren. Ein Einschneckenextruder besteht aus einer einzelnen rotierenden Schnecke, während ein Doppelschneckenextruder zwei parallele rotierende Schnecken aufweist. Beide Extrudertypen bieten die Möglichkeit, den Polymerblend effizient zu verarbeiten und in die gewünschte Form zu bringen.
Darüber hinaus kann die Aufbereitung mit oder ohne Entgasung erfolgen. Bei der Entgasung werden Gase, die während des Schmelzprozesses entstehen genauer gesagt austreten also in die Gasphase übergehen - z.B. niedermolekulare Verunreinigungen, aus dem Material entfernt. Dies ist relevant, um die Qualität des Endprodukts zu verbessern und mögliche Defekte zu minimieren. Die Entscheidung für eine Entgasung während der Aufbereitung hängt von den spezifischen Anforderungen des Recyclingprozesses und den gewünschten Materialeigenschaften ab.
Der Polymerblend, bzw. mindestens eines seiner Polymere, kann bei dem Aufbereitungsschritt einer Vor-Filtrierung unterzogen werden. Dies kann vorteilhaft sein, um den Maschinenaufwand zu verringern. Durch diese Vor-Filtrierung wird es möglich, die Maschine einfacher aufzubauen, kostengünstigere Filter zu verwenden und/oder seltener Filterwechsel vornehmen zu müssen. Auf einen Siebwechsler mit Rückspülung kann in diesem Fall beispielweise verzichtet werden. Diese Vor-Filtrierung trägt bevorzugt dazu bei, dass weniger Stippen im Endprodukt entstehen, da größere Verunreinigungen bereits vor dem vorgeschalteten Verarbeitungsprozess entfernt werden.
Ein weiterer Vorteil der vorgefertigten Granulate besteht darin, dass unter Umständen auf den Einsatz einermöglicherweise vorhandenen zweitenSchmelzepumpen verzichtet werden kann. Dies optimiert nicht nur die Effizienz des Recyclingprozesses, sondern kann auch zu Kosteneinsparungen und einer insgesamt vereinfachten Anlagenkonfiguration führen.
Ein weiterer Vorteil des Aufbereitungsschrittes besteht darin, dass der Polymerblend bereits bei der Aufbereitung einer Entgasung unterzogen werden kann. Dies trägt nicht nur dazu bei, die Gesamtentgasungsleistung zu erhöhen, sondern ermöglicht auch die Reduzierung von Geruchsbelästigungen während der eigentlichen Verarbeitung. Eine zweistufige Entgasung, also während der Aufbereitung und während der eigentlichen Verarbeitung, kann eine Steigerung des Recyclatanteils ermöglichen. Die Granulatherstellung mit Entgasung in der Aufbereitung fungiert somit als eine Art Vorentgasung.
Der Aufbereitungsschritt ermöglicht auch die Verarbeitung von Fluff zu Granulat. Dieser Aufbereitungsschritt erleichtert die Mischung unterschiedlichster Materialströme und es können Chargenschwankungen leichter ausgeglichen werden. Es besteht die Möglichkeit, kleinere Materialströme zu mischen und dadurch die Vielseitigkeit der Recyclatverarbeitung zu erhöhen. Das aus dem Aufbereitungsschritt resultierende Granulat schmilzt gleichmäßiger und schneller als Fluff auf, welches ohne Aufbereitungsschritt dem Verfahren beigemischt wird.
Der Einsatz von Granulat aus dem Aufbereitungsschritt bietet Vorteile während der Verarbeitung im Doppelschneckenextruder. Dies ermöglicht eine schonendere Verarbeitung des Polymerblends, kann den Entgasungsbereich der Schnecke verlängern und dazu beitragen mögliche Temperaturpeaks zu verringern. Dies wiederum führt bevorzugt zu weniger Stippen, reduziert unaufgeschmolzene Anteile im Polymerblend und verbessert das Aufschmelzverhalten. Das Granulat aus dem Aufbereitungsschritt trägt bevorzugt dazu bei, eine gleichmäßigere Prozessführung zu ermöglichen, was sich in stabilen Extrusionsdrücken und gleichmäßigen Temperaturen während des gesamten Verarbeitungsprozesses niederschlagen kann.
In einer Weiterbildung ist die Anlage dazu ausgebildet das erste Polymer und/oder das zweite Polymer direkt, ohne einen Aufbereitungsschritt vor der Verarbeitung im Extruder zu verarbeiten.
Es kann sich also direkt um Polymere aus Produktions- oder Verarbeitungsabfällen und/oder um Polymere, welche bereits von Endverbrauchern genutzt worden sind handeln.
Es ist in diesem Kontext also nicht zwingend notwendig, dass die Polymere als Granulat vorliegen. Die Polymere können beispielsweise als geschredderte Verpackungsteilen aus den beiden oben genannten Quellen vorliegen.
Die Vormaterialien für die Herstellung von Polymerblends aus geschredderten Verpackungsteilen können äußerst vielfältig sein und in unterschiedlichen Formen vorliegen. Dies kann beispielsweise in Form von Flakes oder Fluff oder gar Pulver, die durch das Schreddern entstehen, oder in Rohstoffform erfolgen.
Die Vormaterialien können verschiedene Zustände aufweisen, darunter Bahnware, Mischungen von Bahnware und/oder Granulaten. Diese Materialien können sowohl Neuware als auch bereits recycelte Kunststoffe (PCR - Post Consumer Recyclate, PIR - Post Industrial Recyclate) enthalten.
Des Weiteren können die Vormaterialien bereits aufbereitet vorliegen. Es kann sich bei den Vormaterialien auch beispielsweise um Schredderware, Granulatgemische, Pulver, Füllstoffe oder sogar leere, aber bereits verwendete oder nicht verwendete Verpackungen handeln. Diese Vielfalt an möglichen Vormaterialien bietet eine flexible Grundlage für die Herstellung von Polymerblends und ermöglicht es, die Eigenschaften des Endprodukts gezielt zu beeinflussen. Durch die Integration unterschiedlicher Vormaterialien kann eine nachhaltige und ressourceneffiziente Verarbeitung von Kunststoffabfällen erfolgen.
In einer Weiterbildung ist die Anlage dazu ausgebildet Produktions- oder Verarbeitungsabfälle als das erste Polymer und/oder das zweite Polymer zu verarbeiten.
Den Produktions- oder Verarbeitungsabfällen können Zusätze aus der Gruppe mit Prozessstoffen, Neuware und weiteren Stoffen beigemischt sein. Bei den weiteren Stoffen kann es sich um beliebige weitere Polymere handeln.
In einer Weiterbildung ist die Anlage dazu ausgebildet ein Laminat als das erste Polymer und/oder das zweite Polymer zu verarbeiten. Das Laminat umfasst bevorzugt zwei bis fünf Schichten, es kann sich bei dem Laminat jedoch auch um mehr als fünfschichtige Laminate handeln. Beispielsweise elfschichtige Laminate.
Es kann das Laminat, als eine zusammengeklebte Folie zudosiert werden, aber auch einzelne Folien, also z.B. die PET-Folie bevor diese mit einer PE-Folie zusammengeklebt wird. Es kann sich bei dem Laminat in anderen Worten um Vorstufen von einem Laminat handeln. Bei Vorstufen von einem Laminat handelt es sich beispielsweise um noch separierte Schichten, welche noch nicht miteinander verbunden vorliegen.
Bevorzugt sind zumindest zwei Schichten des Laminats mit einem Polyurethan-basierten Kleber mit einer Schichtdicke von 1 bis 4 gsm zusa m mengefügt.
Polyurethan-basierte Kleber sind in der Regel Klebstoffe, die auf der Basis von Polyurethan hergestellt werden. Polyurethan ist ein synthetisches Polymer, das üblicherweise aus Isocyanaten und Polyolen hergestellt wird. Diese Kleber haben in der Regel eine hohe Klebekraft und sind daher oft für die Verbindung von unterschiedlichen Materialien geeignet. Sie sind in der Regel elastisch und können daher auf Materialien mit unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten angewendet werden, ohne dass die Klebeverbindung bricht. Polyurethan-basierte Kleber sind in verschiedenen Formen üblich, wie zum Beispiel als Sprühkleber, Flüssigkleber oder Klebstoff-Pads
Es gibt verschiedene Methoden, die Schichtdicke von Folien im Bereich von 1 bis 4 gsm (Gramm pro Quadratmeter) zu messen. Eine Möglichkeit wäre die Verwendung eines Schichtdickenmessgeräts, das für die Messung von Folien entwickelt wurde. Diese Geräte nutzen meistens elektromagnetische Wellen, um die Dicke der Folie zu ermitteln. Eine andere Möglichkeit wäre die Verwendung eines Mikrometers, um die Dicke der Folie direkt zu messen. Dabei wird die Folie zwischen zwei Kontaktflächen des Mikrometers platziert und die Dicke wird anhand der Bewegung der Kontaktflächen gemessen. Es ist wichtig, dass die Folie glatt und eben ist, damit die Messung genau ist.
Zumindest zwei Schichten des Laminats sind bevorzugt mit einem Acrylharzdispersions/-emulsions Kleber zusammengefügt. Bevorzugt weist der Kleber eine Schichtdicke von 1 bis 4 gsm auf.
Acrylharzdispersions- oder Acrylharzemulsionskleber sind üblicherweise Klebstoffe, die auf Acrylharzbasis hergestellt werden. Dabei wird das Acrylharz in der Regel in Wasser oder einem anderen Lösungsmittel in Form von kleinen Partikeln aufgeschlossen, um eine homogene Dispersion oder Emulsion zu erhalten. Diese Kleber sind meist sehr haftstark und haben eine gute Alterungsbeständigkeit.
Bevorzugt ist mindestens eine Schicht des Laminats bedruckt.
Eine Folienbahn kann dabei vollflächig oder teilweise bedruckt vorliegen. Es kann sich um Lösemittel-basierte oder lösemittelfreie Druckfarben handeln. Die Druckfarben sind bevorzugt thermisch stabil oder thermisch ab 200 °C instabil.
Nach einem zweiten Aspekt löst die gestellte Aufgabe eine Folie mit mindestens einer Schicht mit einem Polymerblend mit mindestens einem ersten Polymer und einem zweiten Polymer, wobei mindestens zwei der beteiligten Polymere untereinander nicht verträglich sind.
Der Polymerblend kann über mindestens zwei Glasübergangstemperaturen verfügen.
Der Polymerblend kann über mindestens zwei Aufschmelztemperaturen verfügen.
Bevorzugt ist die Folie auf einer kunststoffformbegebenden Anlage, insbesondere Blasfolienanlage, Flachfolienanlage für Cast-Verfahren oder Flachfolienanlage für Sheet-Verfahren der beschriebenen Art hergestellt.
Die hier gezeigten Ausführungsformen stellen nur Beispiele für die vorliegende Erfindung dar und dürfen daher nicht einschränkend verstanden werden. Alternative durch den Fachmann in Erwägung gezogene Ausführungsformen sind gleichermaßen vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung umfasst.

Claims

Kunststoffformbegebende Anlage, insbesondere Blasfolienanlage, Flachfolienanlage für Cast-Verfahren oder Flachfolienanlage für Sheet-Verfahren, zum Herstellen einer Folie mit mindestens einer Schicht mit einem Polymerblend, aufweisend mindestens ein erstes Polymer und ein zweites Polymer, dadurch gekennzeichnet, dass a. die Anlage dazu ausgebildet ist mindestens zwei der beteiligten Polymere zu verarbeiten, die untereinander nicht verträglich sind.
Kunststoffformbegebende Anlage nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass a. die Anlage dazu ausgebildet ist den Polymerblend zu verarbeiten, welcher über mindestens zwei Glasübergangstemperaturen verfügt.
Kunststoffformbegebende Anlage nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass a. die Anlage dazu ausgebildet ist den Polymerblend zu verarbeiten, welcher über mindestens zwei Aufschmelztemperaturen verfügt.
Kunststoffformbegebende Anlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass a. die Anlage über einen Extruder zum Verarbeiten des Polymerblends verfügt.
Kunststoffformbegebende Anlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass a. die Anlage zum Verarbeiten des Polymerblends ausgebildet ist, welcher über mindestens zwei Bereiche von charakteristischen Aufschmelztemperaturen verfügt.
Kunststoffformbegebende Anlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass a. der Extruder über Mischelemente verfügt, welche einen Schereintrag auf das Polymerblend und/oder das erste Polymer sowie dem zweiten Polymer einbringen, um das Polymerblend und/oder das erste Polymer und das zweite Polymer zu mischen und/oder zu homogenisieren.
Kunststoffformbegebende Anlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass a. der Extruder als Einschneckenextruder ausgebildet ist, welche einen Schereintrag auf das Polymerblend und/oder das erste Polymer sowie das zweite Polymer einbringt, um das Polymerblend und/oder das erste Polymer und das zweite Polymer zu mischen und/oder zu homogenisieren.
Kunststoffformbegebende Anlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass a. der Extruder als Doppelschneckenextruder ausgebildet ist, welche einen Schereintrag auf das Polymerblend und/oder das erste Polymer sowie das zweite Polymer einbringt, um das Polymerblend und/oder das erste Polymer und das zweite Polymer zu mischen und/oder zu homogenisieren.
Kunststoffformbegebende Anlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass a. der Extruder als Doppelschneckenextruder mit gleichsinnig laufenden Schnecken ausgebildet ist.
Kunststoffformbegebende Anlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass a. der Extruder als Planetenwalzen-Extruder ausgebildet ist, welcher einen Schereintrag auf das Polymerblend und/oder das erste Polymer sowie das zweite Polymer einbringt, um das Polymerblend und/oder das erste Polymer und das zweite Polymer zu mischen und/oder zu homogenisieren.
Kunststoffformbegebende Anlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass a. die Anlage zur Verbesserung der Mischbarkeit zum Beigeben von Additiven zu dem Polymerblend und/oder dem ersten Polymer sowie dem zweiten Polymer ausgebildet ist.
Kunststoffformbegebende Anlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass a. die Anlage zur Verbesserung der Mischbarkeit zum Beigeben von Kompatibilisatoren zu dem Polymerblend und/oder dem ersten Polymer sowie dem zweiten Polymer ausgebildet ist.
Kunststoffformbegebende Anlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass a. es sich bei dem Kompatibilisator um ein Polymer um Block- oder Pfropfcopolymere handelt.
Kunststoffformbegebende Anlage nach Anspruch 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass a. es sich bei dem Kompatibilisator um ein EVA-Polymer oder ein Ionomer-Polymer handelt.
Kunststoffformbegebende Anlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass a. die Anlage zur Verbesserung der Mischbarkeit dazu ausgebildet ist dem ersten Polymer und/oder dem zweiten Polymer eine Verbindung mit einer reaktiven Gruppe aufzupropfen.
Kunststoffformbegebende Anlage nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass a. die reaktive Gruppe eine Epoxy-Gruppe ist, die bevorzugt durch Reaktion des Polymers mit Glycidylmethacrylats (GMA) eingeführt wird.
Kunststoffformbegebende Anlage nach einem der Ansprüche 15 und 16 dadurch gekennzeichnet, dass a. die reaktive Gruppe eine Anhydrid-Gruppe ist, die bevorzugt durch Reaktion des Polymers mit Maleinsäureanhydrid (MA) eingeführt wird.
Kunststoffformbegebende Anlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass a. die Anlage zum Verarbeiten eines Polymerblends ausgebildet ist, der überwiegend zwei Kunststoffsorten umfasst.
Kunststoffformbegebende Anlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass a. die Anlage dazu ausgebildet ist ein Polyolefin oder ein Polymerblend mehrerer verschiedener Polyolefine als das erste Polymer zu verarbeiten.
Kunststoffformbegebende Anlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass a. die Anlage dazu ausgebildet ist ein Polyethylen oder ein Polymerblend mehrerer verschiedener Polyethylene als das erste Polymer zu verarbeiten.
Kunststoffformbegebende Anlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass a. die Anlage dazu ausgebildet ist ein Polypropylen oder ein Polymerblend mehrerer verschiedener Polypropylene als das erste Polymer zu verarbeiten.
Kunststoffformbegebende Anlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass a. die Anlage dazu ausgebildet ist ein Barrierepolymer, bevorzugt aus der Gruppe mit EVOH, PA, PET, PE, PP und PVC als zweites und ein möglicherweise vorhandenes drittes Polymer zu verarbeiten.
Kunststoffformbegebende Anlage nach einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass a. die Anlage dazu ausgebildet ist ein EVOH oder ein Polymerblend mehrerer verschiedener EVOHs als das zweite Polymer zu verarbeiten.
Kunststoffformbegebende Anlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass a. die Anlage dazu ausgebildet ist ein PA, bevorzugt ein PA6/6.6-CoPolyamid oder Polyamid 6, oder ein Polymerblend mehrerer PAs als das zweite Polymer zu verarbeiten.
Kunststoffformbegebende Anlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass a. der PA-Anteil im Polymerblend weniger als 50 Gew.-% beträgt, bevorzugt beträgt der PA-Anteil im Polymerblend weniger als 35 Gew.-% und besonders bevorzugt beträgt der PA-Anteil im Polymerblend weniger als 25 Gew.-%.
Kunststoffformbegebende Anlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass a. die Anlage dazu ausgebildet ist ein PET oder ein Polymerblend mehrerer verschiedener PETs als das zweite Polymer zu verarbeiten.
Kunststoffformbegebende Anlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass a. der PET-Anteil im Polymerblend weniger als 2,5 bis 50 Gew.-% beträgt, bevorzugt beträgt der PET-Anteil im Polymerblend 3,5 bis 37,5 Gew.-% und besonders bevorzugt beträgt der PET-Anteil im Polymerblend 4,5 bis 25 Gew.%.
Kunststoffformbegebende Anlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass a. die Anlage dazu ausgebildet ist das erste Polymer und/oder das zweite Polymer vor der Verarbeitung im Extruder einem Aufbereitungsschritt zu unterziehen.
Kunststoffformbegebende Anlage nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass a. der Extruder zur Verarbeitung des ersten Polymers und/oder des zweiten Polymers als Granulat vorgesehen ist.
Kunststoffformbegebende Anlage nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass a. das erste Polymer und das zweite Polymer vor der Verarbeitung im Extruder in Form eines Blends vorliegen, vorzugsweise liegen das erste Polymer und das zweite Polymer als harmonisierte Blendmischung vor.
Kunststoffformbegebende Anlage nach einem der vorherigen Ansprüche 28 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass a. die Anlage über eine Entgasungseinheit verfügt, so dass das erste Polymer und/oder das zweite Polymer in dem Aufbereitungsschritt einer Entgasung unterzogen werden.
Kunststoffformbegebende Anlage nach einem der vorherigen Ansprüche 28 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass a. die Anlage über eine Vor-Filtrierungseinheit verfügt, so dass der Polymerblend oder das erste Polymer und/oder das zweite Polymer bei dem Aufbereitungsschritt einer Vor-Filtrierung unterzogen werden.
Kunststoffformbegebende Anlage nach einem der vorherigen Ansprüche 28 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass a. die Anlage dazu ausgebildet ist als Ausgangsmaterial vor dem Aufbereitungsschritt ein Fluff oder Pulver als Polymerblend oder das erste Polymer und/oder das zweite Polymer zu verarbeiten.
Kunststoffformbegebende Anlage nach einem der vorherigen Ansprüche 28 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass a. die Anlage dazu ausgebildet ist das einem Aufbereitungsschritt unterzogene erste Polymer und/oder zweite Polymere bei der Verarbeitung sanfter aufzuschmelzen.
Kunststoffformbegebende Anlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass a. die Anlage dazu ausgebildet ist das erste Polymer und/oder das zweite Polymer ohne einen Aufbereitungsschritt im Extruder zu verarbeiten.
Kunststoffformbegebende Anlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass a. die Anlage dazu ausgebildet ist Produktions- oder Verarbeitungsabfälle als das erste Polymer und/oder das zweite Polymer zu verarbeiten.
Kunststoffformbegebende Anlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass a. die Anlage dazu ausgebildet ist Laminat, bevorzugt Laminat umfassend zwei oder drei Folien als das erste Polymer und/oder das zweite Polymer zu verarbeiten.
Kunststoffformbegebende Anlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass a. die Anlage dazu ausgebildet ist Laminat als das erste Polymer und/oder das zweite Polymer zu verarbeiten, wobei b. bevorzugt zumindest zwei Schichten des Laminats mit einem Polyurethan-basierten Kleber mit einer Schichtdicke von 1-4 gsm zusammengefügt sind.
Kunststoffformbegebende Anlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass a. die Anlage dazu ausgebildet ist Laminat als das erste Polymer und/oder das zweite Polymer zu verarbeiten, wobei b. zumindest zwei Schichten des Laminats mit einem Acrylharzdispersions/-emulsions-Kleber zusammengefügt sind, und c. bevorzugt der Kleber eine Schichtdicke von 1-4 gsm aufweist.
Kunststoffformbegebende Anlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass a. die Anlage dazu ausgebildet ist Laminat als das erste Polymer und/oder das zweite Polymer zu verarbeiten, wobei b. mindestens eine Schicht des Laminats bedruckt ist.
Kunststoffformbegebende Anlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass a. die Anlage dazu ausgebildet ist die Schmelzetemperatur gezielt zu erhöhen, um eine effizientere Zersetzung und Entfernung von Nebenprodukten des Polymerblends im Extruder zu ermöglichen.
Kunststoffformbegebende Anlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass a. die Anlage zum Herstellen einer Folie mit mindestens zwei oder mehr Schichten ausgebildet ist, und dass b. die zwei oder mehr Schichten entweder aus einem einzigen Extruder oder aus mehreren separaten Extrudern gespeist werden.
Kunststoffformbegebende Anlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass a. die Anlage dazu ausgebildet ist das Polymerblend bevorzugt in einer Mittelschicht oder in einer Unteraußenschicht der hergestellten Folie zu integrieren.
Kunststoffformbegebende Anlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass a. Barriereschichten in die hergestellte Folie integriert werden, um das Polymerblend einzukapseln.
Kunststoffformbegebende Anlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass a. die Anlage dazu ausgebildet ist die Folie einer Plasma-Nachbehandlung zu unterziehen, um die Oberflächeneigenschaften der Folie zu modifizieren.
Kunststoffformbegebende Anlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass a. die Anlage dazu ausgebildet ist insbesondere die Mittelschicht oder die Schichten, die das Polymerblend enthalten, durch die Zugabe chemischer und/oder physikalischer Treibmittel zum Polymerblend gezielt aufzuschäumen.
Kunststoffformbegebende Anlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass a. die Anlage dazu ausgebildet ist dem Polymerblend Schleppmittel beizusetzen, welche die Entgasungsleistung erhöhen.
Kunststoffformbegebende Anlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass a. die Anlage dazu ausgebildet ist dem Polymerblend Geruchsstoffe beizusetzen, welche Gerüche maskieren oder neutralisieren, die während der Verarbeitung entstehen.
Kunststoffformbegebende Anlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass a. die Anlage dazu ausgebildet ist dem Polymerblend Stabilisatoren beizusetzen, um die Entstehung von Fehlstellen und Partikeln im Material zu verringern.
Kunststoffformbegebende Anlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass a. die Anlage dazu ausgebildet ist dem Polymerblend zur Beeinflussung der Mischwirkung niedrigviskose Materialien oder höherviskose Materialien beizusetzen.
Folie mit mindestens einer Schicht mit einem Polymerblend mit mindestens einem ersten Polymer und einem zweiten Polymer, dadurch gekennzeichnet, dass a. mindestens zwei der beteiligten Polymere untereinander nicht verträglich sind.
Folie nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet, dass a. der Polymerblend über mindestens zwei Glasübergangstemperaturen verfügt.
Folie nach einem der Ansprüche 51 oder 52, dadurch gekennzeichnet, dass b. der Polymerblend über mindestens zwei Aufschmelztemperaturen verfügt.
Folie nach einem der Ansprüche 51 bis 53, dadurch gekennzeichnet, dass a. die Folie mittels einer Anlage gemäß einem der Ansprüche 1 bis 50 hergestellt wurde.