DE2703461A1

DE2703461A1 - Verfahren und vorrichtung zum wiederaufschmelzen von polymerabfaellen

Info

Publication number: DE2703461A1
Application number: DE19772703461
Authority: DE
Inventors: Paul Hagel; Heinrich Koch; Karlheinz Raab; Konrad Wolff
Original assignee: ZiAG Plant Engineering GmbH
Current assignee: Davy McKee AG
Priority date: 1977-01-28
Filing date: 1977-01-28
Publication date: 1978-08-03
Also published as: DE2703461C2; GB1578502A; FR2378622A1; IT7819748A0; US4143001A; NL7713304A; FR2378622B1; IT1091823B

Description

EWALD OPPERMAJtN PATENTANWALT 2 7 0 3 A 6

•137 31 OFFENBACH (MAIN) · KAISERSTRASSE · ■ TELEFON («ill) HBB . KABEL BWOPAT

26. Januar 1977

Op/ef

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Zimmer Aktiengesellschaft Borsigallee 1
6000 Frankfurt 60

Verfahren und Vorrichtung zum Wiederaufschmelzen von Polymerabfällen

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Wiederaufschmelzen voluminöser Polymerabfälle unterschiedlicher Struktur, bei welchem die voluminösen Polymerabfälle zunächst zerkleinert und danach mit Hilfe einer Stopfschnekke einer beheizten Schneckenmaschine aufgegeben und darin aufgeschmolzen werden. Die Erfindung umfaßt auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

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In Produktionsanlagen der Chemiefaserindustrie fallen in den verschiedenen Verfahrensstufen in zum Teil erheblichen Mengen Abfallprodukte an, wie Polymerbrocken, Kabel, Gewölle, Anspinnabgänge, unverstreckte und verstreckte sowie zum Teil präparierte Fasern und Fäden, Ausschußspulen usw. Diese Abfallprodukte sind einerseits zu wertvoll um verworfen zu werden, andererseits verursacht ihre Beseitigung Kosten und kann zu untolerierbaren Umweltsbelastungen führen. Die Wiederaufarbeitung derartiger Abfälle ist daher geboten. Auch bei der Herstellung von Kunststoffolien fallen im erheblichen Umfang Produktionsabfälle an, die der Aufarbeitung bedürfen.

Für die Aufarbeitung von thermoplastischen Polymerabfällen stehen grundsätzlich zwei Verfahren zur Verfügung, zum einen der kontrollierte Abbau des Polymeren zwecks Wiedergewinnung der monomeren Ausgangssubstanzen, beispielsweise die sogenannte Depolymerisation von Poly- ( -Caprolactam zu (-Caprolactam oder die Glykolyse von Polyäthylenterephthalat, zum anderen das Wiederaufschmelzen mit anschließender Filtration, Verformung und Verfestigung der erhaltenen Polymerschmelze. Wegen der Vielzahl der wiederaufzuarbeitenden unterschiedlichen Hochpolymeren, z. B. in Gestalt der verschiedenen Polyamide, Polyester, Polyolefine, ist eine entsprechende Vielzahl von Abbauverfahren erforderlich, die zum Teil wegen ihrer Kompliziertheit hohe Investititionen und Unterhaltungskosten verursachen und häufig nur mit bescheidenen Ausbeuten an den rückzugewinnenden Wertstoffen arbeiten.

Auch die Wiederaufschmelzverfahren sind im wesentlichen polymer- und/oder strukturspezifisch ausgelegt und daher in der Regel nicht für verschiedene Kunststoffarten und Abfallstrukturen verwendbar. Schwierigkeiten bereiten ins-

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besondere die erwähnten voluminösen Polymerabfälle der Chemiefaserindustrie, weil diese nach der erforderlichen Vorzerkleinerung nur ein Schüttgewicht von etwa 0,1 bis 0,15 kg/1 besitzen, also von daunenähnlicher Struktur sind, was ihre kontinuierliche Zuführung zum Aufschmelzaggregat, d. h. zur Schneckenmaschine, problematisch macht. Sofern präparierte Fasern und Fäden wiederaufgeschmolzen werden sollen, müssen zuvor die Präparationsöle mit Hilfe aufwendiger Wasch- und Trocknungsverfahren entfernt werden.

In der die Aufarbeitung von Chemiefaser- und Folienabfällen betreffenden Literatur (Maschinenmarkt MM Industriejournal, Würzburg, 78 (1972) 4 S. 65 und 66) wird bereits darauf hingewiesen, daß diese Abfälle selbst nach Zerkleinerung in einer Schneidmühle noch ein sehr geringes Schüttgewicht haben, so daß das Gut in die Extruderschnecken nur ungleichmäßig eingezogen wird. Wie es weiter heißt, müßten ferner Stopfschnecken am Extrudereintrag vorgesehen werden, da die Schnitzel zu Brückenbildungen beim Siloaustrag führen können und damit Störungen in der Dosierung hervorrufen. Diese der eingangs bezeichneten Gattung entsprechende Arbeitsweise wird aber in der erwähnten Literaturstelle für so problematisch gehalten, daß es als zweckmäßig bezeichnet wird, diese Art von Abfällen in eine rieselfähige Granulatform zu überführen. Hierbei wird der zerkleinerte Kunststoff über eine Dosierschnecke einem Verdichter zugeführt, dessen Rotor die Schnitzel erfaßt, die dann durch Friktionswärme und Druck gegen eine feststehende Gegenmahlbahn gesintert werden. Aus dem Sintergut müssen später noch vorhandene Schnitzel separiert werden. Das fertige Granulat steht dann für ein Wiederaufschmelzen in Schnekkenmaschinen zur Verfügung. Durch die beim Sintervorgang

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erforderliche Friktionswärme und das spätere abermalige Wiederaufschmelzen werden thermoplastische Kunststoffe häufig thermisch geschädigt und können dann nicht mehr zu hochwertigen Endprodukten weiterverarbeitet werden. Hier schafft auch das Vermischen der durch Verdichten und Sintern agglomerierten Regenerate mit Frischgranulat keine Abhilfe, denn dabei tritt häufig infolge unterschiedlicher Kornform und -größe Entmischung auf, so daß aus dem Schmelzextruder im zeitlichen Verlauf eine Schmelze mit schwankender Qualität austritt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Wiederaufschmelzen voluminöser Polymerabfälle bereitzustellen, das sich für eine breite Palette chemisch unterschiedlicher thermoplastischer Kunststoffe* und deren Mischungen unabhängig von der Abfallart eignet, Brückenbildungen bei der Aufgabe der Abfälle in die Schneckenmaschine und damit Förderstörungen im kontinuierlichen Betrieb sicher verhindert, nur geringe Investitions- und Betriebskosten erforderlieh macht und hydrolytische sowie thermische Schädigungen des Polymeren bei der Wiederaufarbeitung in engen Grenzen hält.

Ausgehend von dem Verfahren entsprechend der eingangs bezeichneten Gattung wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß die voluminösen Polymerabfälle auf eine Siebgrftße entsprechend einer Maschenweite zwischen 15 und 40 mm zerkleinert werden, worauf die zerkleinerten Polymerabfälle in einer sich in Förderrichtung verengenden Aufgabezone durch darin quer zur Förderrichtung angeordnete im wesentlichen über die Aufgabezone verteilte Rührwellen unter ständiger Auflockerung einer kontinuierlich einziehenden und verdichtenden ein KompressionsverhäIt-

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nis zwischen 1:4 und 1:5 aufweisenden Stopfschnecke zugeführt werden, und daß die darin verdichteten Polymerabfälle kontinuierlich und unmittelbar der beheizten Schneckenmaschine zugeführt und in dieser mehrfach zur Entfernung von Lufteinschlüssen und von unter den Aufschmelzbedingungen flüchtigen Bestandteilen entgast und aufgeschmolzen werden.

Es hat sich überraschend gezeigt, daß es mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich ist, sehr unterschiedliche Kunststoffe und deren Mischungen wiederaufzuarbeiten, wobei die Kunststoffe auch in unterschiedlicher Abfallstruktur anfallen können, ohne daß es zu der gefürchteten Brückenbildung bei der Aufgabe in den Schmelzextruder kommt. Bei der Wiederaufarbeitung von Abfällen der Chemiefaserindustrie können ohne weiteres die dort regelmäßig anfallenden unterschiedlichen Abfallarten miteinander vermischt dem erfindungsgemäßen Verfahren unterworfen werden. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich daher durch eine hohe Flexibilität

ZO aus, die seine breite industrielle Anwendung ermöglicht und damit auch Wiederaufarbeitungsbedürfnisse befriedigt, die mit bekannten Verfahren nur unzureichend oder gar nicht beherrschbar waren.

Die Zerkleinerung der voluminösen Polymerabfälle auf den angegebenen Siebgrößenbereich reicht beim erfindungsgemäßen Verfahren vollständig aus, um eine störungsfreie kontinuierliche Förderung und Aufgabe der Abfälle zu gewährleisten. Bei der Wiederaufarbeitung von Fasern oder einem vorwiegend Fasern enthaltenden Mischabfall werden geringere Siebgrößen verwendet, während für Gewölle und dgl. größere Maschenweiten in Betracht kommen. Zweckmäßig werden die Polymerabfälle nach dem Zerkleinern pneumatisch in die Aufgabezone gefördert.

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Die pneumatische Förderung führt nicht nur zu einer im kontinuierlichen Betrieb gleichbleibenden Beschickung der Aufgabezone, sondern eröffnet auch die vorteilhafte Möglichkeit, hydrolytischem Abbau unterliegende Polymerabfalle während der Förderung in die Aufgabezone einer Stromtrocknung zu unterwerfen. Mit Hilfe einer derartigen Stromtrocknung kann beispielsweise bei Polyäthylenterephthalatabfällen ein hydrolytischer Abbau, der sonst etwa zwischen 0,1 bis 0,15 f^-ntr beträgt, fast vollstän-

dig vermieden werden. Beispielsweise bei Poly-£-Caprolactam und Polyhexamethylenadipinamid trat keine erkennbare Schädigung des Polymeren bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ein. Da jedoch die Durchsatζleistung vom Feuchtigkeitsgehalt abhängig ist, kann auch bei nicht zu hydrolytischem Abbau neigenden Polymerabfällen eine Stromtrocknung vorgesehen sein.

Anstelle oder zusätzlich zu einer im pneumatischen Förderweg vorgesehenen Stromtrocknung kann das Verfahren auch so durchgeführt werden, daß hydrolytischem Abbau unterliegen* de Polymerabfälle in der Aufgabezone mit erwärmter Luft einer Gegenstromtrocknung unterworfen werden. Dieser sehr wirksame Trocknungsschritt läßt sich sicher beherrschen, wenn die Luftströmungsgeschwindigkeit gering genug eingestellt wird, um ein Aufschweben oder Aufwirbeln der zerkleinerten Polymerabfälle zu verhindern. Hierfür sind Strö mungsgeschwindigkeiten unterhalb etwa 1 m/sec in der Regel ausreichend. Die Luft wird zweckmäßig auf Werte zwischen etwa 80 und etwa 160 ⁰C je nach Polymerart vorgewärmt bevor sie in entsprechender Verteilung in die Aufgabezone eingeführt wird. Z. B. wird bei der Behandlung von PoIyäthylenterephthalatabfällen mit einer Lufttemperatur zwischen etwa 140 und 150 ⁰C gearbeitet.

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Das Verfahren bietet die vorteilhafte Möglichkeit der Erzielung einer gefärbten Schmelze, indem in die Aufgabezone kontinuierlich Farbstoff zudosiert wird. Diese Möglichkeit ist besonders dann von Vorteil, wenn bereits gefärbter Produktabfall vorliegt und/oder die Schmelze zu Spritzguß verarbeitet werden soll.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens können ungetrocknete, präparierte Faserabfälle ohne Vorwaschen kontinuierlich aufgearbeitet werden. Bei der Vorkomprimierung der Abfälle in der Stopfschnecke erwärmt sich das Fördergut, so daß bereits bei seinem Eintritt in die Schneckenmaschine ein Teil der Feuchtigkeit über eine Entgasungsöffnung verdampfen kann. Auf dem Weg durch die Schneckenmaschine können weitere Entgasungsöffnungen zur Entfernung von Wasser, Präparationsölen und sonstigen flüchtigen Stoffen, wie Monomeren usw. vorgesehen sein.

Die verfahrensgemäß erzeugte Polymerschmelze kann in bekannter Weise zu Schnitzeln verarbeitet werden, welche die üblichen Verwendungen erlauben, beispielsweise Verkauf, Herstellung von Schnitzelmischungen im Spinnereibetrieb und die Spritzgußerzeugung. Die erzeugte Schmelze kann aber auch direkt in das polymerbildende Verfahren zurückgeführt werden, beispielsweise bei der Herstellung von Poly- 1 -Caprölactarn in das VK-Rohr und bei der Herstellung von Polyäthylenterephthalat in die Umesterungsstufe oder in eine Vorkondensationsstufe. Die Schmelze kann allerdings auch direkt einer Spritzgußnaschine zugeführt oder zu Fadenbündeln ausgesponnen werden, die zu Stapelfasern geschnitten werden.

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Eine für die Durchführung des Verfahrens besonders geeignete Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Aufgabezone von einem in seinen Querschnitten rechtwinkligen Trichter gebildet ist, der über seine Höhe durchgehend zwei gegenüberliegende planparallele Wände und zwei gegenüberliegende in Förderrichtung stetig konvergierende Wände aufweist, an deren unteren Enden das nach oben offene Gehäuse des sich zwischen den planparallelen Wänden und rechtwinklig dazu erstreckenden Einzugsteils der Stopfschnecke angeschlossen ist, und daß sich die mit gegenseitigen Abständen parallel zueinander angeordneten Rührwellen zwischen den planparallelen Wänden achsparallel zur Stopfschnecke erstrecken und an diesen Wänden gelagert sind. Es hat sich gezeigt, daß die solchermaßen ausgebildete Vorrichtung jegliche störende Brückenbildung in der Aufgabezone verhindert, wodurch eine kontinuierliche Zuführung des zerkleinerten Abfalls zur Stopfschnecke gewährleistet ist.

Diese Vorrichtung gestattet eine Anordnung, bei welcher auf den Trichter ein Vorratsbehälter unmittelbar aufgesetzt ist, der über seine Höhe durchgehend einen gleichbleibenden der oberen Trichteröffnung entsprechenden Querschnitt aufweist, wobei im Vorratsbehälter auf seine Höhe verteilt mehrere Rührwellen angeordnet und parallel zu den Rührwellen im Trichter ausgerichtet sind. Hierdurch steht ein beträchtliches Vorratsvolumen an zerkleinerten Polymerabfällen unmittelbar über der Aufgabezone zur Verfügung, ohne daß dieser Vorrat Störungen in der Zufuhr des Zerkleinerungsgutes zur Stopfschnecke hervorrufen kann. Bei dieser konstruktiven Ausgestaltung können die Polymerabfälle ebenfalls pneumatisch zugefördert werden, wobei sie nicht in die Aufgabezone, sondern in den Vorratsbehälter eingeführt werden. Der Vorratsbehälter kann auch trichterförmig ausgebildet sein.

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In der bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung ist vorgesehen, daß an den Rührwellen und rechtwinklig dazu sich zum freien Ende hin verjüngende Rührfinger befestigt sind, wobei die Rührfinger zueinander versetzt angeordnet sind und sich bei benachbarten Rührwellen in Projektionsrichtung der Rührwellen gesehen mit ihren äußeren Kreiswegen nicht überlappen, und daß die Rührfinger jeweils in der Nähe der benachbarten Wände des Trichters bzw. des Vorratsbehälters enden. Diese Anordnung der Rührwellen und der daran befestigten Rührfinger sorgt dafür, daß die zerkleinerten voluminösen Polymerabfälle in der Aufgabezone ui?d ggf. auch im Vorratsbehälter ohne Störung der in Richtung der Stopfschnecke erfolgenden Förderbewegung und ohne Bildung von toten Zonen ständig aufgelockert werden, so daß keine Brückenbildung eintreten kann. Dabei wird durch die sich in Richtung ihrer freien Enden verjüngenden Rührfinger eine Reinigung der Rührorgane von eventuell sich aufwickelnden überlangen Fäden erleichtert.

Eine besonders wirksame Gegenstromtrocknung feuchter Polymerabfälle in der Aufgabezone und ggf. dem darüber befindlichen Vorratsbehälter läßt sich erzielen, wenn die beiden in Förderrichtung konvergierenden Wände des Trichters in der Nähe ihrer unteren Enden mit über ihre Länge

2C durchgehenden Perforationsfeldern versehen sind, die von außen durch Zuführungstaschen für Warmluft abgedeckt sind. Somit tritt die Warmluft in optimaler Verteilung längs der längeren Seiten des rechtwinkligen Trichterquerschnittes ein.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird nachfolgend anhand der schematisierten Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigt:

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Fig. 1 Die insgesamt für die Verfahrensdurchführung erforderliche Vorrichtungszusammenstellung, bei welcher der Aufgabetrichter und der aufgesetzte Vorratsbehälter in einer Seitenansieht und der Aufschmelzextruder in einer

Stirnansicht wiedergegeben sind,

Fig. 2 die Vorrichtungszusammenstellung gemäß Fig. 1, jedoch mit einer Stirnansicht des Aufgabetrichters und des Vorratsbehälters und einer Seitenansicht des Aufschmelzextruders, und

Fig. 3 eine Einzelheit am unteren Ende des Aufgabetrichters.

Die Polymerabfälle werden der Schneidmühle 1 aufgegeben und nach ihrer darin erfolgenden Zerkleinerung pneumatisch über eine Leitung 2 einem Zyklonabscheider 3 zugeführt. Im gezeichneten Beispiel befindet sich unterhalb des Zyklonabscheiders 3 nicht unmittelbar der allgemein mit 4 bezeichnete Aufgabetrichter der Stopfschnecke 5, sondern auf den Aufgabetrichter 4 ist ein Vorratsbehälter 6 aufgesetzt. In das obere offene Ende dieses Vorratsbehälters 6 gelangen die zerkleinerten voluminösen Polymerabfälle aus dem Zyklonabscheider 3.

Wie aus Fig. 1 in Verbindung mit Fig. 2 entnehmbar ist, besitzt der die Aufgabezone bildende Trichter 4 an jeder Stelle seiner Höhe einen rechtwinkligen Querschnitt, der von den beiden planparallelen Wänden 7 und 8 und den beiden in Förderrichtung stetig konvergierenden Wänden 9 und 10 begrenzt wird. An die untere Öffnung des Aufgabetrichters 4 schließt sich das nach oben offene Gehäuse 11 der Stopfschnecke 5 an. Das Einzugsteil der Stopfschnecke 5 erstreckt sich über den vollen Abstand zwischen den beiden

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planparallelen Wänden 7 und 8 des Aufgabetrichters 4. Die Kompressionszone 12 der Stopfschnecke 5 befindet sich außerhalb des Aufgabetrichters 4 und ist an den bezüglich seiner Achse rechtwinklig zur Stopfschnecke 5 angeordneten allgemein mit der Bezugszahl 13 bezeichneten Aufschmelz extruder angeschlossen.

Im gezeigten Beispiel sind im Aufgabetrichter 4 achsparallel zur Stopfschnecke 5 drei Rührwellen 14, 15 und 16 an den planparallelen Wänden 7 und 8 gelagert. An jeder der Rührwellen 14 bis 16 sind beispielsweise sechs Rührfinger 17 in Abständen befestigt, wobei die Rührfinger aufeinanderfolgend einen Winkelversatz von 120° aufweisen.

Auch im Vorratsbehälter 6 sind im gezeigten Beispiel drei Rührwellen 18, 19 und 20 drehbar gelagert, die mit entsprechend daran befestigten Rührfingern 21 ausgerüstet sind. Wie aus Fig. 1 hervorgeht, besitzen die Rührwellen 15, 16 und 18 bis 20 einen gemeinsamen Antriebsmotor 22 und sind untereinander durch nicht näher bezeichneten Kettentriebe kraftschlüssig verbunden. Die Kettentriebe sind so ausgelegt, daß sich die erwähnten Rührwellen mit gleicher Drehzahl und in gleicher Drehrichtung bewegen.

Die der Stopfschnecke 5 unmittelbar benachbarte Rührwelle 14 wird ebenfalls über einen Kettenantrieb direkt von der Stopfschnecke angetrieben, die ihrerseits über ein stufenloses Drehzahlwechselgetriebe 23 von einem Motor 24 angetrieben wird.

Die Rührfinger 17 und 21, die sich in Richtung ihrer freien Enden zur Vermeidung von Polymeransammlungen verjüngen, können als konisch ausgebildete Stifte kreisrunden Quer-

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Schnitts ausgeführt sein. Sie können aber auch einen rechtwinkligen Querschnitt besitzen, der in Richtung auf ihre Enden hin abnimmt.

Fig. 2 veranschaulicht, daß sich die in gestrichelten Linien angedeuteten Kreiswege der äußeren Enden der Rührfinger einerseits nicht überlappen und andererseits in der Nähe der benachbarten Wände befinden.

Wenn im Aufgabetrichter 4 und ggf. im aufgesetzten Vorratsbehälter 6 eine Gegenstromtrocknung durchgeführt werden soll, sind die konvergierenden Wände 9 und 10 des Aufgabetrichters in der Nähe ihrer unteren Enden mit Löchern oder Schlitzen 25 versehen, die über die Länge dieser Wände durchgehende Perforationsfelder bilden, welche parallel zur Stopfschnecke 5 verlaufen. Diese Perforationsfelder sind von außen durch die Zuführungstaschen 26 abgedeckt, denen die für die Gegenstromtrocknung benötigte Warmluft in der erforderlichen Menge zugeführt wird. Die Strömungsgeschwindigkeit der Warmluft im Aufgabetrichter hängt von der Anzahl der vorgesehenen Löcher bzw. Schlitze und von deren Querschnitten sowie von der zugeführten Luftmenge ab.

Der Aufschmelzextruder 13 besitzt im gezeichneten Beispiel sechs Heizzonen 27 bis 32, welche die Einstellung eines gewünschten Temperaturprofils über der Schneckenlänge gestatten. In den Heizzonen 30 und 31 befindet sich jeweils eine Entgasungsöffnung 33 und 34. Die aufsteigenden Gase und Dämpfe werden von einer darüber angeordneten Abzugshaube 35 aufgenommen und abgeführt. Am Ende des Aufschmelzextruders 13 befindet sich das Extruderwerkzeug 36, beispielsweise ein Bandspinnkopf.

Die Drehzahlen der Stopfschnecke 5 und der Schnecke des Aufschmelzextruders 13 müssen zur Sicherung eines kontinuier-

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liehen störungsfreien Betriebes aufeinander abgestimmt sein. Hierfür kann eine einfach aufgebaute Regelung vorgesehen werden, bei welcher die Drehzahl der Stopfschnekke 5 nach Maßgabe der Ampereaufnahme der Schnecke des Aufschmelzextruders 13 mit Hilfe des stufenlosen Drehzahlwechselgetriebes 23 eingestellt wird. Hierbei wird der Strommessungsimpuls unmittelbar dem Stellmotor des Drehzahlwechselgetriebes aufgeschaltet. Auf diese ebenso wirkungsvolle wie einfache Weise wird die Beschickung des Aufschmelzextruders mit Hilfe der Stopfschnecke störungsfrei geregelt. Die Bezugszahlen 37 und 38 in Fig. 2 bezeichnen den Antriebsmotor und das Getriebe für den Aufschmelzextruder 13.

Zwischen dem Antriebsmotor 22 und den davon angetriebenen Rührwellen 15, 16 und 18 bis 20 kann ebenfalls ein stufenloses Drehzahlwechselgetriebe angeordnet sein.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier Verfahrensbeispiele näher erläutert.

Beispiel 1

Ein Gewölle aus Poly-L -Caprolactam mit einer Viskosität von 1_Te-t - 2,5 bis 2,6, bestehend aus Anspinnabfällen, d. h. endlosen und unverstreckten Fäden, und Spulenabfällen von Spinnerei-Abzugsmaschinen, wurde in einer Menge von 150 kg/h einer Schneidmühle des Typs CS 4 der Firma Condux-Werk Herbert A. Merges KG zugeführt und unter Verwendung eines Schneidsiebes mit einer Maschenweite von 25 mm zerkleinert. Das anfallende voluminöse daunenähnliche Zerkleinerungsgut hatte eine durchschnittliche

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Dichte von etwa 0,1 g/l. Das Zerkleinerungsgut wurde fortlaufend einem Aufgabetrichter für eine Stopfschnecke pneumatisch zugeführt. Der Aufgabetrichter hatte eine obere öffnung von etwa 600 χ 650 mm, wobei sich das öffnungsmaß von 650 mm stetig auf etwa den Durchmesser von etwa 160 mm des Einzugsteils der Stopfschnecke verringerte. Der StopfSchneckendurchmesser nahm in der Kompressionszone, außerhalb des Aufgabetrichters auf etwa 100 mm ab. Im Trichter waren drei übereinander angeordnete Rührwellen vor gesehen, an welchen jeweils sechs Finger von 6 mm Dicke, 20 mm Breite an der Rührwelle und 15 mm Breite am äußeren Ende gleichmäßig verteilt angeordnet waren. Die untere Rührwelle wurde mit einer Drehzahl von 30 min" angetrieben, während die beiden oberen Rührwellen eine Drehzahl von 20 min" aufwiesen.Die Antriebsdrehzahl der Stopfschnek ke betrug 60 min" . Die Stopfschnecke förderte das verdichtete Zerkleinerungsgut über eine seitliche Aufgabeöffnung in einen Aufschmelzextruder des Fabrikats Sikoplast 180/ 110/2. Dieser war mit sechs auf Temperaturen zwischen 250 bis 310 ⁰C beheizbare Heizzonen ausgestattet. Die Extruderschnecke wurde auf etwa 180 ⁰C beheizt. Die Entgasung der Schmelze fand in der 4. und 5. Heizzone statt. Die Schmelze trat aus dem Extruder mit einer Temperatur von etwa 295 ⁰C aus und wurde einem Bandspinnkopf zugeführt. Die ausgesponnenen Bänder wurden durch Abzugswalzen durch eine zur Abkühlung vorgesehene Wasserwanne abgezogen und in einem Granulator zu einem Granulat mit der durchschnittlichen Korngröße von 2 χ 2 χ 3 mm zerkleinert. Die Verweilzeit des aufzuarbeitenden Abfallgutes im Extruder betrug 2 bis 3 Minuten. Die relative Viskosität des hergestellten Granulats betrug 7rel * ²'^{5 bis 2>6 und ents}P^racn damit derjenigen des Ausgangsmaterials. Das erhaltene Produkt konnte nach dem Wiederaufschmelzen zu hochwertigen technischen Fäden versponnen werden.

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Zimmer Aktiengesellschaft 1/7505 Beispiel 2

Aus einer Faserstreckanlage stammende getrocknete und verstreckte Kabelabfälle aus Polyäthylenterephthalat mit einer Viskosität von 7intr ⁼ 0>63 wurden in einer Menge von 150 kg/h der im Beispiel 1 erwähnten Schneidmühle zugeführt und darin unter Verwendung eines Schneidsiebes mit einer Maschenweite von 15 mm zerkleinert. Die durchschnittliche Dichte des Zerkleinerungsgutes betrug etwa 0,1 g/l. Das wiederum sehr voluminöse Zerkleinerungsgut wurde kontinuierlich dem in Beispiel 1 beschriebenen Aufgabetrichter und der daran angeschlossenen Stopfschnecke mit Hilfe der Rührwellen zugeführt. Im Aufgabetrichter wurde eine Gegenstromtrocknung mit Warmluft durchgeführt. Es wurden etwa 200 m /h auf 145 ⁰C erwärmte Luft durchgesetzt.Das von der Stopfschnecke komprimierte und erwärmte Zerkleinerungsgut wurde wiederum auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise dem dort angegebenen Aufschmelzextruder aufgegeben, dessen Heizzonen eine Temperatur zwischen 250 und 280 ⁰C aufwiesen. Die Temperatur der Schnecke betrug 180 ⁰C. Die aus dem Extruder nach einer Verweilzeit zwischen 2 und 3 Minuten austretende Schmelze besaß eine Temperatur von 275 ⁰C. Aus der Schmelze wurde analog Beispiel 1 ein Granulat hergestellt, das eine Viskosität von 7intr ⁼ ^»55 aufwies, die sich von der Eingangsviskosität trotz des unvermeidlichen thermischen Abbaus nur geringfügig unterschied. Die erhaltene Schmelze konnte nach Filtration auch ohne weiteres wieder dem Hauptproduktstrom in einer kontinuierlich arbeitenden Polykondensationsanlage für die Herstellung von Polyäthylenterephthalat einverleibt werden.

Zur Bestimmung der Intrinsic-Viskosität (7i_nt_r) wurde zunächst mit Hilfe des Kapillarviskosimeters nach Ubbelohde

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die relative Lösungsviskosität (^_rei) ermittelt. Als Lö sungsmittel gelangte eine Mischung aus Phenol und Tetrachloräthan im Gewichtsverhältnis 60:40 bei 25 ⁰C zur Anwendung. Die Konzentration (c) des Polyesters betrug 0,5 g/100 ml Lösungsmittel. Die Berechnung der Intrinsic Viskosität erfolgte unter Verwendung der nachfolgenden Näherungsformel nach Billmeyer

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- Ansprüche -

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Claims

EWALD OPPERMANN PATENTANWALT 27Ü34bl »11711 MS OPPENBACH (MAIN) · KAISERSTRASSE 9 · TELEFON <«M1) «Mg ' *ΑΒΕΙ ', 26. Januar 1977 Zimmer Aktiengesellschaft Op/ef 1/7505 Ansprüche

1.\ Verfahren zum Wiederaufschmelzen voluminöser V^ojfymer ab fälle unterschiedlicher Struktur, bei welchem die voluminösen Polymerabfälle zunächst zerkleinert und danach mit Hilfe einer Stopfschnecke einer beheizten Schneckenmaschine aufgegeben und darin aufgeschmolzen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die voluminösen Polymerabfälle auf eine Siebgröße entsprechend einer Maschenweite zwischen 15 und 40 mm zerkleinert werden, worauf die zerkleinerten Polymerabfälle in einer sich in Förderrichtung verengenden Aufgabezone durch darin quer zur Förderrichtung angeordnete im wesentlichen über die Aufgabezone verteilte Rührwellen unter ständiger Auflockerung einer kontinuierlich einziehenden und verdichtenden ein Kompressionsverhältnis zwischen 1 zu 4 und 1 zu 5 aufweisenden Stopfschnecke zugeführt werden, und daß die darin verdichteten Polymerabfälle kontinuierlich und unmittelbar der beheizten Schneckenmaschine zugeführt und in dieser mehrfach zur Entfernung von Lufteinschlüssen und von unter den Aufschmelzbedingungen flüchtigen Bestandteilen entgast und aufgeschmolzen werden.

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymerabfälle nach dem Zerkleinern pneumatisch in die Aufgabezone gefördert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß hydrolytischem Abbau unterliegende Polymerabfälle während der Förderung in die Aufgabezone einer Stromtrocknung unterworfen werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß hydrolytischem Abbau unterliegende Polymerabfälle in der Aufgabezone mit erwärmter Luft einer Gegenstromtrocknung unterworfen werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer gefärbten Schmelze in die Aufgabezone kontinuierlich Farbstoff zudosiert wird.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufgabezone von einem in seinen Querschnitten rechtwinkligen Trichter (4) gebildet ist, der über seine Höhe durchgehend zwei gegenüberliegende planparallele Wände (7, 8) und zwei gegenüberliegende in Förderrichtung stetig konvergierende Wände (9, 10) aufweist, an deren untere Enden das nach oben offene Gehäuse (11) des sich zwischen den planparallelen Wänden und rechtwinklig dazu erstreckenden Einzugteils der Stopfschnecke (5) angeschlossen ist, und daß sich die mit ge-

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genseitigen Abständen parallel zueinander angeordneten Rührwellen (14, 15, 16) zwischen den planparallelen Wänden achsparallel zur Stopfschnecke erstrecken und an diesen Wänden gelagert sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Trichter (4) ein Vorratsbehälter (6) unmittelbar aufgesetzt ist, der über seine Höhe durchgehend einen gleichbleibenden der oberen Trichteröffnung entsprechenden Querschnitt aufweist, wobei im Vorratsbehälter auf seine Höhe verteilt mehrere Rührwellen (18, 19, 20) angeordnet und parallel zu den Rührwellen (14, 15, 16) im Trichter ausgerichtet sind.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß an den Rührwellen (14, 15, 16; 18, 19,

20) und rechtwinklig dazu sich zum freien Ende hin verjüngende Rührfinger (17; 21) befestigt sind, wobei die Rührfinger zueinander versetzt angeordnet sind und sich bei benachbarten Rührwellen in Projektionsrichtung der Rührwellen gesehen mit ihren äußeren Kreiswegen nicht überlappen, und daß die Rührfinger jeweils in der Nähe der benachbarten Wände des Trichters (4) bzw. des Vorratsbehälters (6) enden.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden in Förderrichtung konvergierenden Wände (9, 10) des Trichters (4) in der Nähe ihrer unteren Enden mit über ihre Länge durchgehenden Perforationsfeldern (25) versehen sind, die von außen durch Zuführungstaschen (26) für Warmluft abgedeckt sind.

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