DE3907748C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum kontinuierlichen Her­ stellen von stranggepreßten Profilsträngen aus Kunst­ stoff-Recycling-Material.

Formteile aus mehr oder weniger stark verunreinigtem Kunststoff-Recycling-Material werden in separaten, teu­ ren Formen mittels schwerer Pressen hergestellt, um der stark strukturierten, warzenförmigen Oberfläche der Schmelze, die durch die Verunreinigungen nicht aufge­ schlossenen Kunststoffes oder Fremdkörper vorgegeben ist, ein glattes und schönes Aussehen zu geben. Die Ver­ unreinigungen werden dadurch in die noch pastöse Schmel­ ze hineingepreßt, so daß die Oberfläche der so herge­ stellten Formteile relativ eben gestaltet ist.

Darüber hinaus ist eine weitere Möglichkeit entwickelt worden, mit welcher sich gleichfalls eine weniger stark strukturierte Oberfläche erzielen läßt. Aus einem Schnec­ kenextruder wird das aus Recycling-Kunststoff bestehende plastifizierte Material unter relativ hohem Druck in Formen gepreßt. Dies erfordert jedoch einen hohen Zeit­ aufwand, weil hierbei keine durchlaufende Kühlstation möglich ist. Diese teure Herstellung ist mit ein Punkt, der eine Vermarktung von aus Kunststoff-Recycling-Mate­ rial hergestellten Gegenständen bisher ausgeschlossen hat.

Ferner ist in der DE-OS 23 19 254 ein Verfahren zur kon­ tinuierlichen Verdichtung und Formgebung plastischer Massen durch Vibration offenbart. Hierbei werden die plastisch verformbaren Massen zwischen vibrierenden Segmenten, die einen keil- oder trichterförmigen Raum bilden, zu einem kontinuierlichen Strang verdichtet. Die zu verdichtende Masse wird über die Einfüllvorrichtung einem Vibratorverdichter zugeführt. Der Vibratorverdichter ist in der Regel senkrecht angeordnet. Die Vibratoren veranlassen, daß sich der trichterförmige Raum bei jeder vollen Schwingung verengt und wieder aufweitet. Beim Zusammengehen der Segmente wird die Masse verdichtet und beim Auseinandergehen der Segmente sackt die Masse in den Trichterraum nach und legt sich wieder dicht an die Segmentwände an. Durch diese Verfahrensweise wird zwar erreicht, daß aus dem Mundstück ein von Luftblasen befreiter verdichteter und geformter Massestrang austritt. Auch wenn durch eine Changierschnecke ein zusätzlicher Druck auf die eingefüllte Masse ausgeübt wird, reicht diese Anordnung zu einer rationellen und kontinuierlichen Herstellung langgestreckter Gegenstände nicht aus, insbesondere dann nicht, wenn die plastifizierte Masse aus stark verunreinigtem Recycling- Kunststoff besteht, weil in einem solchen Material viele unaufgeschlossene Bestandteile und Fremdeinschlüsse vorhanden sind. Wohl werden solche Fremdeinschlüsse durch die Schwingungen der Segmente aus der Oberfläche des Profilstranges verdrängt; es erfolgt aber keine Längsorientierung der Einschlüsse. Durch die ungeordnete, wirre Lage im Profilstrang kann eine gleichmäßige Festigkeit solcher Gegenstände nicht garantiert werden. Auch wenn zur Erhöhung der Biegefestigkeit eine Armierung in der Kunststoffmasse eingebettet ist, kann die Ummantelung der Armierung an Stellen vermehrter Fremdeinschlüsse brüchig sein.

In der DE-OS 31 14 401 A1 wird ein Kalibrator für Kunst­ stoff-Profilstränge behandelt. Dieser Kalibrator ist zwar mit Laufbändern ausgestattet, welche sich im glei­ chen Tempo mit der Abzugsvorrichtung mitbewegen. Durch die Reduzierung der Reibungswiderstände zwischen dem Profilstrang und den bewegten Kalibratorflächen soll je­ doch eine unerwünschte molekulare Längsorientierung ver­ mieden werden und es sollen Spannungen und Längsschrumpf auf ein Mindestmaß zurückgestuft werden, damit eine bes­ sere Maßhaltigkeit solcher Profilstränge erzielt wird.

Die DE-OS 33 43 981 A1 behandelt einen Rollbahn-Rollwa­ gen für eine kontinuierlich arbeitende Presse zur Her­ stellung endloser Bahnen aus mit Bindemitteln versetzten Spänen, Fasern oder dergleichen und zeigt lediglich eine Abstützung von umlaufenden Stahlbändern.

Eine Produktion einwandfreier marktgerechter Gegenstände ist mit dem bekannten Stand der Technik nicht zu errei­ chen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu entwic­ keln, wodurch es ermöglicht wird, in einem kontinuier­ lich fortschreitenden Arbeitsgang stark verunreinigtes Kunststoff-Recycling-Material zu Profilsträngen mit glatter Oberfläche und entsprechender Festigkeit zu verarbeiten, ohne daß hierzu teure Formen und schwere Pressen benötigt werden.

Diese Aufgabe wird durch den kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen Oberbegriff gelöst. Die aus dem Plastifikator austreten­ de stark verunreinigte Schmelze in Strangform wird in einem Vorbehandlungsgerät durch mitlaufende horizontale und vertikale Bänder erfaßt, die der Schmelze die Form des gewünschten Profilstranges geben. Dieser durch die mitlaufenden Bänder vorgegebene Profilstrang verjüngt sich in Durchflußrichtung mehr und mehr, wobei die Bän­ der durch Prallkörper und Prallrolle in definierte Schwingungen versetzt werden, die auf den werdenden Pro­ filstrang einwirken und vorstehende und aus der Oberflä­ che des Profilstranges herausragende Verunreinigungen in diesen hineindrücken und so die Oberfläche des Profil­ stranges glätten. Die so hergestellten Gegenstände un­ terscheiden sich im Aussehen und in der Festigkeit kaum von Gegenständen, die aus jungfräulichem Material herge­ stellt sind.

Der aus der Extruderdüse austretende Kunststoffbrei ge­ langt im Vorschaltgerät zwischen vibriertende Laufbän­ der, die trichterförmig angeordnet sind. Dadurch werden die im Kunststoffbrei eingeschlossenen Fremdkörper sowie die Moleküle desselben in etwa parallel zur Längsrich­ tung des Profilstranges ausgerichtet. Die Schwingungen verursachen, daß sich die Bänder im Rhythmus der Schwin­ gungen vom Profilstrang abheben und gleiten reibungslos und ohne diesen zu berühren in Abzugsrichtung. Die Ge­ schwindigkeit der Bänder ist im Augenblick größer als die Geschwindigkeit des Profilstranges, so daß zwischen den Laufbändern und der Durchgangsgeschwindigkeit des Profilstranges eine Relativbewegung eintritt. Diese Re­ lativbewegung bewirkt das parallele Ausrichten der Fremdkörpereinschlüsse und ebenso das der Moleküle. Die­ se Wirkung glättet die Oberfläche des Profilstranges. infolge der Massenträgkeit schwingen die Fremdkörperein­ schlüsse nicht im gleichen Rhythmus wie die leichteren Moleküle. Die Folge davon ist, daß die schwereren Fremd­ körpereinschlüsse zur neutralen Zone des Profilstranges, also zum Zeitraum desselben abwandern. Bei stillstehenden, sich nicht in Abzugsrichtung bewegenden Laufbändern er­ zeugen angewandte Schwingungen lediglich eine Verdich­ tung des Profilstranges, es kommt zu keiner Relativbe­ wegung zwischen diesen und den Laufbändern, auch wenn die Führungslinie der erzeugten Schwingungen schräg zur Abzugsrichtung oder in gleicher Richtung liegt. Die Schmelze wird hierbei ausschließlich im Bereich der elastischen Deformation beansprucht, dies führt aber zu keiner Verbesserung der Außenhaut des Profilstranges.

Eine Relativbewegung zwischen der Schmelze und den Lauf­ bändern bewirkt eine überdurchschnittlichere Anreiche­ rung der Oberfläche mit längsorientierten Kunststoffmo­ lekülen wie in einem unbehandelt extrudierten Kunst­ stoffstrang. Die Oberfläche der so hergestellten Gegen­ stände ist besser, schöner und glatter, der Profilstrang aus stark verunreinigtem Kunststoff-Recycling-Material hat darüber hinaus auch noch bessere Festigkeitseigen­ schaften.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann das Vor­ behandlungsgerat der Vorrichtung aus vier, paarweise angeordneten, sich in Durchflußrichtung verjüngenden, horizontalen und vertikalen Bändern bestehen, die, durch Prallkörper und Prallrollen in definierte Schwingungen versetzt, die Schmelze zu einem oberflächenglatten Pro­ filstrang formen, der anschließend einen Kalibrator und eine Kühlstation durchläuft.

Des weiteren kann dem Vorbehandlungsgerät ein Kalibrator nachgeschaltet sein. Dadurch wird dem noch im thermopla­ stischen Zustand befindlichen Profilstrang die Endform gegeben.

Ferner kann in den Kalibrator ein Satellitenextruder einmünden. Dies hat den Vorteil, daß eine farbige Beschichtung partiell in streifenförmiger Struktur oder ganzflächig auf den so erzeugten Profilstrang in einem Arbeitsgang aufgebracht werden kann.

Um dem Profilstrang eine größere Biegefestigkeit zu geben kann eine Abwicklungsvorrichtung, ein Profilgeber und eine Aufheizstation für eine Armierung vorgesehen sein. Ein Metallband wird hierbei von der Abwicklungs­ vorrichtung abgezogen, im Profilgeber auf die gewünschte Form gebracht und in der nachfolgenden Aufheizstation auf die gewünschte Temperatur gebracht. Diese Aggregate sind dem Plastifikator vorgeschaltet.

Ferner kann der Plastifikator etwa rechtwinkelig zur Vorschubrichtung der Armierung angeordnet sein. Dies be­ günstigt den kontinuierlichen Arbeitsablauf und ist aus räumlichen Gründen günstiger.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann an einer Seite des Profilstranges ein Kreismesser angeordnet sein und es kann in dem durch das Kreismesser hergestellten Schlitz eine Düse zur Zuführung eines inerten Gases vor­ gesehen sein. Die Zuführung eines inerten Gases in den Hohlraum des armierten Profilstranges dient zur Ab­ stützung während des Kalibriervorganges.

Darüber hinaus können in der Kühlstation Wasserbrausen vorgesehen sein, wodurch eine Abkühlung während des Durchganges durch die Kühlstation mit einfachen Mitteln erreicht wird.

Schließlich kann zur Ablängung des Profilstranges eine Schneidvorrichtung vorgesehen sein.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungs­ beispieles soll die Erfindung näher erläutert werden.

Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Plastifikators, eines Vorbehandlungsge­ rätes und eines Kalibrators,

Fig. 2 einen Teilschnitt in Draufsicht,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer Anlage zum Herstellen eines mit einer Armierung versehenen Profilstranges in einem kontinuierlichen Arbeitsgang und

Fig. 4 eine durch einen Satellitenextruder er­ weiterte Anlage mit Zuführung eines inerten Gases mittels einer Düse.

Wie aus den Fig. 1 und 2 zu ersehen ist, besteht eine Anlage zum Herstellen von oberflächenglatten Profil­ strängen aus mehr oder weniger stark verschmutztem Kunststoff-Recycling-Material aus einem Plastifikator 1, in welchem das Recycling-Material zu einer Schmelze 2 aufbereitet wird. In der Schmelze 2 befinden sich nicht aufbereitete Kunststoffreste und Fremdkörper 9 in einem wirren ungeordneten Durcheinander. Die Schmelze 2 hat deshalb eine starr strukturierte, warzenförmige Oberflä­ che. In einem anschließenden Vorbehandlungsgerät 3 wer­ den nicht aufbereitete Kunststoffreste und Fremdkörper 9 in eine möglichst horizontale Lage gebracht und von der Oberfläche weitgehendst in die Schmelze 2 hineinge­ drückt. Das Vorbehandlungsgerät 3 besteht aus einer Ein­ laufzone 6 und je zwei paarweise angeordneten horizontalen und vertikalen Bändern 4 und 5, welche den Profilstrang 10 bzw. die Schmelze 2 nach allen vier Seiten begrenzen. Die Bänder 4 und 5 verjüngen sich in der lichten Weite in Durchflußrichtung stetig und werden durch Prallkör­ per 7 und Prallrollen 8 in definierte Schwingungen ver­ setzt. Diese Schwingungen werden auf den werdenden Pro­ filstrang 10 übertragen, wodurch die warzenförmig vor­ stehenden Fremdkörper 9 u. a. in die Schmelze 2 hineinge­ drückt werden und die Oberfläche des Profilstranges 10 dadurch geglättet wird. In einem nachfolgend angeordne­ ten Kalibrator 11 wird dem Proflistrang 10 dann die end­ gültige Form gegeben.

Wie in der Fig. 3 dargestellt, wird zur Erhöhung der Biegesteifigkeit des Profilstranges 10 eine Armierung 25 in diesen eingebettet. Von einer Abwicklungsvorrich­ tung 22 wird hierbei ein Bandstahl 28 abgezogen und in einem Profilgeber 23 auf die gewünschte Form ge­ bracht. Anschließend wird die so hergestellte Armierung 25 in einer Aufheizstation 24 auf die vorgeschriebene Temperatur gebracht, ehe die Armierung 25 mit samt der Schmelze 2 in das Vorbehandlungsgerät 3 eingebracht wird.

Die Fig. 2 zeigt eine durch einen Satellitenextruder 16 erweiterte Anlage. Durch eine farbige Beschichtung kann partiell eine streifenförmige Struktur oder bei ganz­ flächiger Beschichtung z. B eine anders gefärbte Ober- fläche in einem Arbeitsgang erzielt werden. Da die Schmelze in diesem Bereich noch thermoplastisch ist, wird zwischen der Beschichtung und dem Profilstrang 10 eine feste Verbindung erreicht. Vor dem Kalibrator 11 ist ein Kreismesser 12 angeordnet, welches den Profil­ strang 10 einseitig aufschneidet. In die Schnittstelle greift eine Düse 14 ein, durch welche ein inertes Gas 13 in den Hohlraum des Profilstranges 10 eingebracht wird. Das inerte Gas 13 dient zum Abstützen des Profilstran­ ges 10 beim nachfolgenden Kalibrieren. Dem Kalibrator 11 ist eine Kühlstation 19 nachgeschaltet. In dem allseitig und luftdicht abgeschlossenen Kühlraum 29 wird mittels Wasserbrausen 20 und formhaltender Profilteile 21 unter einem entsprechenden Vakuum die Abkühlung vorgenommen. Am Ende der Kühlstation 19 wird der formgetreue Profil­ strang durch Abzugswalzen 22 abgezogen und durch eine Schneidvorrichtung 27 in gewünschte Längen ge­ schnitten. Der Bandstahl 28 kann vor dem Einlaufen in den Profilgeber 23 gegebenenfalls mit entsprechenden, die Statik nicht beeinflussenden Durchbrüchen versehen werden.

Im Rahmen dieser Profilstrangerzeugung ist auch vorgese­ hen, das Kunststoff-Recycling-Material mit einem Schaum­ zusatz zu versehen, um eine mehr oder weniger großporige Struktur im Innern des Profilstranges 10 zum Zwecke einer Gewichtsreduzierung zu schaffen.

Die formhaltigen, armierten Profilstücke 10 können z. B. durch Anspritzen einer Knautschzone in Verbindung mit einer Verschlußkappe zu fertigen Gartenbankbohlen ver­ arbeitet werden.

Claims (10)

1. Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen von strang­ gepreßten Profilsträngen aus Kunststoff-Recycling- Material, dadurch gekennzeichnet, daß die aus einem Plastifikator (1) austretende und durch wirr durcheinandergemengte Einschlüsse von nicht ganz aufgeschlossenen Bestandteilen und Fremd­ körpern (9) eine warzenförmige Oberfläche aufweisende Schmelze (2) durch Einwirkung definierter Schwingun­ gen in einem Vorbehandlungsgerät (3) mit Laufbän­ dern (4, 5) und die hierdurch entstehende Relativbe­ wegung zwischen den Laufbändern (4, 5) und dem durch­ laufenden Profilstrang (10), oberflächengeglättet und die Einschlüsse zur Durchflußrichtung in etwa parallel ausgerichtet werden.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An­ spruch 1, mit einem Plastifikator, einem Vorbehand­ lungsgerät, einem Kalibrator und einer Kühlstation, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorbehandlungsge­ rät (3) aus vier paarweise angeordneten sich in Durchflußrichtung verjüngenden horizontalen und vertikalen Laufbändern (4,5) besteht, die, durch Prallkörper (7) und Prallrollen (8) in definierte Schwingungen versetzt, die Schmelze (2) zu einem oberflächenglatten Profilstrang (10) formen, der anschließend einen Kalibrator (15) und eine Kühl­ station (19) durchläuft.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß dem Vorbehandlungsgerät (3) ein Kalibra­ tor (15) nachgeschaltet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß in den Kalibrator (15) ein Satellitenex­ truder (16) einmündet.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abwick­ lungsvorrichtung (22), ein Profilgeber (23) und eine Aufheizstation (24) für die Armierung (25) vorgesehen sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß der Plastifikator (1) etwa rechtwinklig zur Vorschubrichtung der Armierung (25) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß an einer Seite des Profilstranges (10) ein Kreismesser (12) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß in dem durch das Kreismesser (12) herge­ stellten Schlitz eine Düse (14) zur Zuführung eines inerten Gases (13) vorgesehen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß in der Kühlstation (19) Wasserbrausen (20) vorgesehen sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich­ net, daß zur Ablängung des Profilstranges (10) eine Schneidvorrichtung (27) vorgesehen ist.