DE4004587A1 - Verfahren und vorrichtung zur wiederaufbereitung von polystyrolschaum - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrich­ tung zur Wiederaufbereitung von Polystyrolschaum aus Polystyrolabfall.

Polystyrolschaum wird im Haushalt und in der Industrie für vielfältige Zwecke verwendet. Eines der Hauptan­ wendungsgebiete ist die Kälte- oder Wärmedämmung und die Verpackungsindustrie. Poröses oder geschäumtes Po­ lystyrol, das auch unter dem Warenzeichen Styropor be­ kannt ist, erhält man, indem man dem Polymerisat in der Wärme vergasende Stoffe, wie z. B. Azoverbindungen, oder leichtverdampfende Lösungsmittel, wie z. B. Pen­ tan, zufügt. Beim Erwärmen zersetzt sich das Treibmit­ tel oder das Lösungsmittel verdampft, und die so ent­ standene Blasen und Poren behalten beim Erkalten ihre ursprüngliche Form.

In der Praxis wird im allgemeinen dabei der Polysty­ rolschaumstoff aus einem sogenannten Polystyrolgranu­ lat hergestellt, das entweder unter Dampfdruck gesetzt oder im Durchlaufverfahren mit Dampf gemischt wird. Die griesförmigen Körner des Polystyrolgranulats mit dem Treibmittel oder dem Lösungsmittel blähen sich un­ ter der Einwirkung des Dampfes zu sogenannten Polysty­ rolperlen auf, die einen Durchmesser bis zu 5 mm oder mehr aufweisen.

Nach diesem Vorgang werden die Polystyrolperlen zwi­ schengelagert, wobei sich das durch die Blähung ent­ standene Vakuum in den Perlen teilweise mit Luft füllt. Nach der Zwischenlagerungszeit werden die Poly­ styrolperlen in Formen verfüllt und erneut unter Dampfdruck gesetzt. Das in den Perlen noch vorhandene Lösungs- oder Treibmittel, z. B. das erwähnte Pentan, bewirkt eine erneute Volumensvergrößerung. Aufgrund der erzwungenen Formgebung durch die Wandung der Form kann sich das Füllgut jedoch nicht ausdehnen, sondern wächst ineinander, wobei es praktisch "verschweißt" und damit zu einem kompakten Körper wird.

Nach einer entsprechenden Auskühlzeit kann der auf diese Weise gebildete Polystyrolkörper aus dem umge­ benden Gehäuse ausgestoßen werden. Anschließend kann die Weiterverarbeitung erfolgen, was z. B. zu Platten in einem Glühdrahtschnitt erfolgt.

Insbesondere durch die Verwendung des Polystyrolschau­ mes als Verpackungsmaterial fällt eine große Menge an voluminösen Abfall an, dessen Entsorgung relativ auf­ wendig ist.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, bei der Herstel­ lung von Polystyrolschaum aus Granulat entsprechend zerkleinertes Altmaterial hinzuzugeben, aber diese Beigabe ist nur in geringen Mengen bis max. 20% mög­ lich, da ja das Altmaterial keinerlei Treib- oder Lö­ sungsmittel mehr enthält und deshalb inaktiv ist. Darüber hinaus ist ein derartiges Endprodukt auch von geringerer Qualität, insbesondere bezüglich Stabilität und Bruchgefahr.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu­ grunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Wieder­ aufbereitung von Polystyrolschaum zu schaffen, mit dem Altmaterial in großen Mengen und auf rationelle Weise wiederaufbereitet werden kann.

Erfindungsgemäß wird dies durch ein Verfahren gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der Polystyrol­ schaumabfall auf wenigstens annähernd Granulatgröße zerkleinert, anschließend das Granulat derart verpreßt wird, daß die Granulatteile wenigstens weitgehend dicht aneinanderliegen und abschließend im gepreßten Zustand das Granulat derart hoch erwärmt, daß es zu einer kompakten Masse zusammengefügt wird.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird ein nahezu vollwertiger neuer Styroporschaum aus Altmaterial ge­ schaffen, wobei im Bedarfsfalle der Altmaterialanteil 100% betragen kann.

Das Wesen der Erfindung liegt praktisch darin, daß das entsprechend zerkleinerte Altmaterial derart verpreßt wird, daß praktisch alle Teile in einem engen Kontakt aneinandergepreßt liegen. Erwärmt man nun diese ge­ preßten Granulate entsprechend hoch bis über den Er­ weichungspunkt, und zwar derart, daß sie an ihren Oberflächen zusammenkleben bzw. miteinander verschwei­ ßen, so kann man auf diese Weise wieder einen kompak­ ten Block aus Altmaterial erhalten, der anschließend in üblicher Weise weiterverarbeitet werden kann. So kann z. B. der Block in bekannter Weise durch ein Glüh­ draht- oder Sägeschneideverfahren in kleinere Blöcke oder Platten aufgeteilt werden.

In vorteilhafter Weise wird man hierzu das Altmaterial in einer beliebigen Zerkleinerungseinrichtung auf Grö­ ßen von weniger als 20 mm Dicke bzw. Durchmesser zer­ kleinern.

Aus praktischen Gründen ist es von Vorteil, wenn vor­ gesehen ist, daß die Verpressung des Granulates in mehreren Preßstufen erfolgt, wobei sie nach jeder Zwi­ schenstufe neues Granulat zugegeben wird.

Eine mehrstufige Verpressung des Granulates ermöglicht eine bessere Ausnutzung von Maschinen und Anlagen be­ züglich Raumbedarf. Außerdem kann auf diese Weise die Pressung besser gesteuert werden.

Eine sehr vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung kann darin bestehen, daß in ein oder mehreren Zwi­ schenpreßstufen bereits eine entsprechende Vorerwär­ mung stattfindet, und zwar derart, daß bereits eine wenigstens teilweise Verbindung von benachbart zuein­ anderliegenden Granulaten durch ein Verkleben oder Verschweißen eintritt.

Die Erwärmung kann auf verschiedene Weise erfolgen. Im allgemeinen wird man hierzu Dampf verwenden.

Eine mögliche Vorrichtung zur Durchführung des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens kann eine Füllkammer für Poly­ styrolschaumabfall aufweisen, der vorher in einer Zer­ kleinerungsanlage auf wenigstens annähernd Granulat­ größe zerkleinert worden ist, wobei wenigstens eine Wand der Füllkammer als Preßstempel ausgebildet ist, und daß die Füllkammer mit einer Einrichtung zur Wär­ mezufuhr zu den Granulaten versehen ist.

Die Erwärmung kann durch eine Vielzahl von Dampfdüsen oder durch eine Lochplatte, durch die Dampf in das In­ nere der Füllkammer eingeleitet wird, erfolgen.

Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung prinzipmäßig beschrieben.

Es zeigt:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Füllkammer in Ausgangs­ position

Fig. 2 eine Füllkammer in einer Zwischenpreßposition

Fig. 3 die Füllkammer nach der Fig. 2 nach einer Zwi­ schenpressung und erneuter Befüllung

Fig. 4 die Füllkammer in der Position, in der Dampf zugegeben wird

Fig. 5 Granulat im losen Zustand

Fig. 6 Granulat im gepreßten Zustand gemäß der Dar­ stellung in der Fig. 4.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. Anlage weist ei­ ne Füllkammer 1 auf, die z. B. eine Länge von 4 m, eine Breite von 50 cm und eine Höhe von 1,25 m besitzen kann. In die Füllkammer 1 wird auf beliebige Weise vorher zerkleinertes Styroporschaum-Altmaterial einge­ geben. Vorzugsweise wird man das Altmaterial auf Grö­ ßen von unter 20 mm Dicke bis ca. 10 mm Dicke zer­ kleinern. Nach einer vollständigen Füllung der Füll­ kammer 1 mit dem Granulat 2 wird eine bewegliche Wand 3 der Füllkammer, die als Preßstempel ausgebildet ist, von oben her auf das Granulat gepreßt. Selbstverständ­ lich kann jedoch im Bedarfsfalle eine Verpressung auch durch eine verschiebbare Seitenwand oder einen ver­ schiebbaren Boden erfolgen, ebenso wie eine Verpres­ sung durch mehrere bewegliche Wände, z. B. durch zwei gegenüberliegende Wände erfolgen kann. Wie aus der Fig. 2 ersichtlich ist, wird die Verpressung auf eine Höhe von ca. 60% der ursprünglichen Höhe vorgenommen, d. h. daß eine Volumenverringerung von ca. 40% er­ folgt. Nach dieser ersten Verpressung fährt der Preß­ stempel 3 wieder zurück (siehe Fig. 3) und es wird der erstandene Hohlraum erneut mit Granulat 2 aufgefüllt, wonach der nächste Zwischenpreßschritt erfolgt (Fig. 3). Die Reihenfolge: Verpressung - Zurückfahren des Preßstempels 3 - Nachfüllen von Granulat 2 - Erneute Verpressung - wird mehrere Male durchgeführt, bis ge­ mäß Fig. 4 die Füllkammer 1 weitgehend mit Granulat 2 gefüllt ist, wobei diese jedoch nunmehr entsprechend verformt und dicht aneinander gepreßt sind.

In der Fig. 5 ist in vergrößerter Darstellung ein Aus­ schnitt mit Granulaten 2 dargestellt, wie sie in lockerer Form gemäß Position des Preßstempels 3 in der Fig. 1 in der Füllkammer 1 vorhanden sind. In der Fig. 6 ist der verpreßte Zustand nach mehreren Preßvorgän­ gen gemäß Fig. 4 dargestellt.

Unter Beibehaltung des Preßdruckes durch den Preßstem­ pel 3 wird in der Position gemäß Fig. 4 durch die Sei­ tenwände Dampf in die Füllkammer 1 eingefüllt.

Die Temperatur, auf die das Granulat erwärmt wird, kann z. B. zwischen ca. 140-160°C betragen. Als Preßdruck hat sich ein Flächenpreßdruck zwischen 100 und 200 KN/m² als sehr geeignet herausgestellt.

Claims (11)

1. Verfahren zur Wiederaufbereitung von Polystyrol­ schaum, dadurch gekennzeichnet, daß der Polystyrolschaumabfall auf wenigstens annähernd Granulatgröße zerkleinert, anschließend das Granulat (2) derart verpreßt wird, daß die Granulatteile wenig­ stens weitgehend dicht aneinanderliegen und abschlie­ ßend im gepreßten Zustand das Granulat (2) derart hoch erwärmt, daß es zu einer kompakten Masse zusammenge­ fügt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerkleinerung des Polystyrolabfalles auf eine Gra­ nulatgröße von weniger als ca. 20-30 mm Dicke er­ folgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verpressung des Granulates (2) in mehreren Preß­ stufen erfolgt, wobei nach jeder Zwischenpreßstufe neues Granulat zugegeben wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verpressung jeweils auf ca. 30-60% des Aus­ gangsvolumens erfolgt.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß 3-6 Preßvorgänge, vorzugsweise 4-5 Preßvorgänge vorgenommen werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß in einem oder mehreren Zwischenpreßstufen eine Vor­ erwärmung des Granulates (2) stattfindet, und zwar derart, daß bereits eine wenigstens teilweise Ver­ bindung von benachbart zueinanderliegenden Granulaten (2) eintritt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung durch eine Bedampfung mit Heißdampf er­ folgt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmungstemperatur zwischen 140-160°C beträgt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächenpressung auf die Granulate während der Er­ wärmung ca. 100-200 KN/m² beträgt.

10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-9, gekennzeichnet durch eine Füllkammer (1) für Polystyrolschaumabfall, der vorher in einer Zerkleinerungsanlage auf wenigstens annähernd Granulatgröße zerkleinert worden ist, wobei wenigstens eine Wand der Füllkammer (1) als Preßstem­ pel (3) ausgebildet ist, und daß die Füllkammer mit einer Einrichtung zur Wärmezufuhr (4) zu den Granula­ ten (2) versehen ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Wärmezufuhr Bedampfungsdüsen (4) aufweist.