DE2309996B2 - Verfahren zum granulieren von hoch- schmelzenden kunststoffen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Granulieren von Kunststoffen mit einem Schmelzpunkt von wenigstens 200" C, bei dem der Kunststoff durch Düsen mit konstantem Durchmesser extrudiert und das Extrudat unter Wasser vor den Düsenauslässen zu Granulat geschnitten wird.

Bekanntlich wird das Kunststoffrohmaterial dem Verarheiter in Granulatform geliefert, da hierdurch eine bequeme Handhabung des Rohmaterials sowie eine wirtschaftliche Verpackung und Zulieferung erzielt wird. Zürn Granulieren von Kunststoffen sind eine Reihe von Verfahren bekannt, z. B. das Bandgranulieren, Stranggranulieren, Heißabschlagen und Unterwasser-Stranggranulieren. Zum Granulieren von Kunststoffen mit hohem Schmelzpunkt, wie z. B. Polyamid und Polyesterharz, wird in der Regel das Bandauftrenn- oder Stranggranulieren bevorzugt, d. h., es wird von erstarrtem Extrudat ausgegangen. Allerdings sind mit dieser Vorgehensweise eine Reihe von Problemen verbunden, die Folge der niedrigen Viskosität des Materials im geschmolzenen Zustand und der damit erforderlichen genauen Einstellung von Kühl- und Abzugsgeschwindigkeit nach Extrusion des Materials durch das Formwerkzeug des Extruders sind. Das nach diesem Verfahren hergestellte Granulat weist daher wegen häufiger Dicken- bzw. Durchmesserabweichungen der extrudierten Bänder oder Stränge ungleichmäßige Abmessungen auf. Außerdem treten beim Abziehen der Bänder oder Stränge häufig Schmelzbrüche auf und ist die Führung des extrudierten Bandes oder Stranges durch ein Kühlwasserbad zum Zwecke des Kühlens vor dem Granulieren, insbesondere beim Anfahren derartiger Anlagen, mit nicht unerheblichem manuellen Arbeitsaufwand verbunden. Das Kaltgranulieren führt zu einer erheblichen Lärmbelästigung der Umgebung. Diese Nachteile beseitigt das Unterwassergranulieren, bei dem der extrudierte Strang unmittelbar nach Austritt aus dem Formwerkzeug bzw. den Düsen unter Wasser granuliert wird, d. h. die betreffenden Formwerkzeugoberflächen in direkter Berührung mit dem Kühlwasser stehen und damit im Vergleich zum Schmelzpunkt des zu granulierenden Kunststoffes auf einer sehr niedrigen Temperatur liegen. Dabei besteht die Gefahr, daß der geschmolzene Kunststoff vorzeitig in der Düse erstarrt und diese verstopft. Man hat daher das Unterwassergranuiieren bislang in erster Linie bei Kunststoffen mit relativ niedrigem Schmelzpunkt, wie Polyäthylen, angewandt, bei denen das besagte Problem des Verstopfens der Düse von Natur her weniger relevant ist bzw. sich durch eine entsprechende Erhöhung der Schmelzentemperatur über den Schmelz-Dunkt. wie in der FR-PS 11 15 424 vorgeschlagen,

beheben läßt.

Aus der US-PS 34 36 449 ist weiter ein Verfahren zum Unterwassergranuiieren von Polyolefinen, wie Polyäthylen und Polypropylen bekannt, bei dem der geschmolzene Kunststoff durch eine Düse mit konstantem Durchmesser gepreßt und dem Verstopfen der Düse dadurch entgegengetreten wird, indem die Düse mit einem wärmeisolierenden Material ausgekleidet und zwischen Düsenauslässen und der mit dem Kühlwasser·· bad in Berührung stehenden Oberfläche einer Schneidplatte eine wärmeisolierende Asbestscheibe eingesetzt ist. Versuche mit einer derartigen Anordnung haben jedoch gezeigt, daß die besagten Maßnahmen das genannte Problem nur bei der Verarbeitung von Kunststoffen mit relativ niedrigem Schmelzpunkt zu beheben vermögen, während höherschmelzende Kunststoffe, auch Polypropylen, nach wie vor zu einem Verstopfen der Düsen führen, wobei dies nicht zuletzt wegen de.·; Vorsehens der Asbestscheibe bedingt ist, die nicht nur die Düse wärmeisoliert, sondern auch die Schneidplatte auf einer relativ niedrigem Temperatur

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs erwähnten Gattung zu schaffen, mit dem sich Kunststoffe mit hohen Schmelzpunkten ohne irgendwelche wärmeisolierende Maßnahmen und bei normalen Extrusionstemperaturen in zufriedenstellender Weise unter Wasser granulieren lassen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Kunststoff in den Düsen einen Durchmesser von wenigstens 3 mm aufweist und mit einer Geschwindigkeit von wenigstens 1,0 m/s durch die Düsen gepreßt wird.

Wenn in der erfindungsgemäßen Weise vorgegangen wird, lassen sich selbst Kunststoffe, wie Polyamid oder Polyesterharze mit Schmelzpunkten oberhalb 200° C ohne weiteres im Unterwassergranulierverfahren zu Granulaten mit hoher Maßgenauigkeit und Regelmäßigkeit aufteilen. Damit wird nicht nur eine erhebliche Qualitätsverbesserung gegenüber dem bislang bei Kunststoffen mit hohem Schmelzpunkt eingesetzten Bandauftrenn- oder Stranggranuiierverfahren, sondern auch gegenüber diesen Verfahren eine erhöhte Ausstoßleistung erzielt. Da das Granulieren mit einer einfach gestalteten Düse und ohne wärmeisolierende Maßnahmen an der Düse vorgenommen werden kann, ist der apparative Aufwand zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gering. Ein weiterer wesentlicher Vorteil liegt darin, daß hinsichtlich der Aufbereitung der Schmelze keine besondere Anpassung an die Verhältnisse in der Düse notwendig ist. Vielmehr kann bei den normalen und als geeignet erachteten Extrusionstemperaturen für Kunststoffe mit hohem Schmelzpunkt gearbeitet werden.

Die Erfindung wird rachfolgend durch ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert, wobei die Zeichnung einen Schnitt durch eine Düse zeigt, wie sie beim erfindungsgemäßen Verfahren angewandt wird.

Die in der Zeichnung dargestellte Düse weist über die gesamte Dicke des sie enthaltenden Formwerkzeuges einen konstanten Durchmesser d auf, der wenigstens 3 mm betragen sollte. Die Größe von d ist in Abhängigkeit von den geforderten Granulatabmessungen zu bestimmen, und obgleich d keinesfalls unter 3 mm liegen sollte, lassen sich größere Abrr^essungen ohne weiteres zur Herstellung größerer Granulate

vorsehen. Aufgrund der gegenwärtigen Marktbedürfnisse für Granulate ist gegenwärtig der Düsendurchtnesser auf 50 mm nach oben beschränk·..

Die Geschwindigkeit, mit der der geschmolzene Kunststoff durch die einzelnen Düsen gepreßt wird, sollte erfindungsgemäß wenigstens bei 1,0 m/s liegen. Höhere Geschwindigkeiten sind ohne weiteres einsetzbar. Je größer die Geschwindigkeit ist, um so bessere Ergebnisse werden erzielt, sofern der Kunststoff selbst als auch die Granuliereinrichtung derartig hohe Geschwindigkeiter- vertragen. Der auf diese Weise durch die Düsen gepreßte Kunststoff wird unter Wasser durch irgendeine bekannte geeignete Schneideinrichtung in Granulate zerkleinert. Dabei kann es sich bei den Granulaten um Kugeln mit einem Durchmesser von etwa 3 mm, zylindrische Säulen mit einem Durchmesser von 3 mm und einer Länge von etwa 3 mm oder flache Scheiben mit einem Durchmesse,· von etwa 3 mm und einer Dicke von etwa 3 mm handeln. Das heißt es können Granulatformen ähnlich denen aus Kunststoffen mit relativ niedrigem Schmelzpunkt gefertigt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zum Granulieren von Kunststoffen mit einem Schmelzpunkt von wenigstens 200° C, bei dem der Kunststoff durch Düsen mit konstantem Durchmesser extrudiert und das Extrudat unter Wasser vor den Düsenauslässen zu Granulat geschnitten wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff, in den Düsen einen Durchmesser von wenigstens 3 mm aufweist und mit einer Geschwindigkeit von wenigstens 1,0 m/s durch die Düsen gepreßt wird.