DE3907748C2 - - Google Patents
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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.
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DE102007050784A1 (de) * | 2007-10-24 | 2009-04-30 | Siempelkamp Maschinen- Und Anlagenbau Gmbh & Co. Kg | Verfahren zum Herstellen von Kunststoffplatten aus einem thermoplastischen Kunststoffrecyclat |
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