DE4344768A1

DE4344768A1 - Verfahren zur Verarbeitung von unsortierten Kunststoffen

Info

Publication number: DE4344768A1
Application number: DE19934344768
Authority: DE
Inventors: Eberhard Prof Koehler; Christoph Dipl Ing Unger; Wolfgang Dr Nendel; Rainer Dr Stumm; Jan Dipl Ing Maerz
Original assignee: FOERDERZENTRUM MITTELSACHSEN G
Current assignee: FZM GESELLSCHAFT FUER PRODUKTENTWICKLUNG UND EXIST
Priority date: 1993-12-28
Filing date: 1993-12-28
Publication date: 1994-11-03

Description

Charakteristik des Standes der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verarbeitung von unsortierten Kunststoffabfällen, die vorzugsweise eine Dichte < 1 bis 1,3 haben und thermoplastisch sind.

Es ist bekannt, daß es schwierig ist, unsortierte Kunststoffe verschiedener Arten und Herkunft miteinander zu verbinden und daraus Produkte herzustellen.

In DE 37 15 646 werden als Verarbeitungshilfen zur Verbindung beliebiger Kunststoffabfälle Füllstoffe, Trägerstoffe oder Zuschlagstoffe verwendet.

Diese Stoffe werden in solcher Art und in solchen Mengenverhältnissen zugesetzt daß eine Bindefähigkeit der unterschiedlichsten Kunststoffabfälle bei der weiteren Behandlung erreicht wird. Insbesondere werden pflanzliche Materialien, wie z. B. Holz, Sägespäne, Holzmehl, Getreiderückstände, verwendet.

Nachteilig hierbei ist, daß zum Erreichen einer Bindefähigkeit diese Stoffe unbedingt zugegeben werden müssen. Da diese Stoffe in diesem Fall nur als passive Füllstoffe und Verarbeitungshilfen zum Einsatz kommen, können keine Verbesserungen von Stoffeigenschaften, wie z. B. mechanischer Festigkeitswerte, erreicht werden.

Weit verbreitet ist die Verwendung von pflanzlichen Materialien bei der Verarbeitung von Kunststoffen oder als Füllstoffe in Plattenmaterial, wobei vor allem die innewohnenden Dämm- und Stabilisierungseigenschaften der Naturfasern genutzt werden. (DE 35 45 001, DE 36 01 734, DE 39 02 023).

Auch hier werden die zugesetzten Stoffe lediglich als passives Füllmaterial zur Erreichung bestimmter Dämmeigenschaften verwendet.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, das es ermöglicht, aus unsortierten Kunststoffen wahlweise ohne Zusatz von Verarbeitungshilfsmitteln weiterverarbeitbare Halb- oder Fertigfabrikate herzustellen, die in ihren Eigenschaften dem Neukunststoff entsprechen und teilweise darüber liegen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Kunststoffabfall sowohl in der vorliegenden Form als zerkleinerter Kunststoffabfall als auch in compoundierter Form unter Zusatz von Verarbeitungshilfsmitteln, Additiven u.ä. verarbeitet wird.

Bei der Vorverarbeitung werden die Additive und Hilfsmittel wie Stearinsäure oder elektrisch leitfähiger Ruß dem Mischprozeß, der bei einer Mischkammertemperatur von 80°C bis 100°C mit einer Knetwellendrehzahl von 70 bis 100 min^-1 abläuft, zugesetzt.

Das in diesem Prozeß entstehende Mischgut kann sowohl in der nach dem Mischprozeß vorliegenden Form mit Temperaturen um 120°C als auch in wieder erkalteter und wahlweise granulierter Form der weiteren Verarbeitung zugeführt werden.

Die weitere Verarbeitung erfolgt einerseits als Compactierung unter Einwirkung thermischer Energie vorzugsweise bei Temperaturen von 150°C bis 200°C in einer Zeit von 15 - 30 Minuten und bei einem Stempeldruck von 1 bis 10 Mpa.

Eine weitere Verfahrensstufe ist dadurch charakterisiert, daß das noch erhitzte Mischgut aus der Mischkammer nach einer definierten Formgebung über Walzen der Preßform zugeführt und anschließend mit einem definierten Druck verformt wird. Ein wesentlicher Vorteil hierbei ist, daß ein zusätzliches Nachheizen der Preßform entfallen kann.

Als Einlage oder Zusatz zur Erzielung gewünschter Stoffeigenschaften können wahlweise nachwachsende Rohstoffe wie Miscanthus sinensis in gehäckselter Form oder unter Beibehaltung der Rohrgeometrie oder Hanf bzw. textile Abfälle, gerissene Textilien oder natürliches und synthetisches Vliesmaterial zum Einsatz kommen.

Der Vorteil des beschriebenen Verfahrens besteht darin, daß die anfallenden Kunststoffabfälle entweder ohne zusätzlichen Energieaufwand einer Verarbeitung zugeführt werden und mit Hilfe von gezielt eingesetzten Füllstoffen (nachwachsende Rohstoffe, Textilien) zu Halb- oder Fertigfabrikaten mit gewünschten Eigenschaften verpreßt oder nach einem Vorverarbeitungsprozeß, bei dem weitere Hilfsmittel zugesetzt werden, ebenfalls zu Halb- oder Fertigfabrikaten verarbeitet werden.

Ausführungsbeispiel

Zur näheren Erläuterung der Erfindung, ihrer wesentlichen Merkmale und Vorteile, dient die nachfolgende Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles anhand eines Formkörpers. Als Formkörper ist ein keglischer Verdrängungskörper mit Verrippungen ausgewählt.

Der unsortierte, zerkleinerte Kunststoff wird bei einer Mischkammertemperatur von 80°C bis 100°C mit einer Knetwellendrehzahl von 70 bis 100 min^-1 compoundiert. Das entstehende Mischgut hat eine Temperatur von 120°C bis 140°C. Danach wird das Mischgut aus der Mischkammer entnommen und einem Walzenpaar zugeführt. Hieran schließt sich ein Walzen des Mischgutes, das dann mit einer Resttemperatur von 800 bis 100°C in eine geteilte Preßform überführt wird.

Hier erfolgt der eigentliche äußere Formgebungsprozeß des Verdrängungskörpers. Hohlraum und Gewinde werden mittels analoger Gegenstücke als Einlegekörper in die Preßform hergestellt.

Die Preßform ist vorzugsweise als geteilte Form ausgebildet, um eine günstige Entformung zu gewährleisten. Eine weitere Verfahrensstufe ist dadurch charakterisiert, daß das noch erhitzte Mischgut aus der Mischkammer nach einer definierten Formgebung über Walzen der Preßform zugeführt wird und anschließend mit einem definierten Druck verformt wird. Ein wesentlicher Vorteil hierbei ist, daß ein zusätzliches Nachheizen der Preßform entfallen kann.

Durch das Einbringen des heißen Mischgutes in die Preßform kann eine weitere Zuführung thermischer Energie während des Preßvorganges entfallen.

Bei einem Stempeldruck von vorzugsweise 7 Mpa kann in diesem Falle die Preßzeit auf eine Zeit verkürzt werden, in der die Formstabilität des Körpers gewährleistet ist.

Danach erfolgt die Entformung.

Claims

1. Verfahren zur Verarbeitung von unsortierten Kunststoffen gekennzeichnet dadurch, daß die in zerkleinerter Form vorliegenden thermoplastischen Kunststoffe in einer ersten Stufe compoundiert, danach gewalzt und granuliert werden und das Granulat zusammen mit weiteren Füllstoffen unter Einwirkung thermischer Energie bei Temperaturen von 150°C und 200°C in einer Zeit von 15 bis 30 Minuten und einem Stempeldruck von 1 bis 10 Mpa zu einem Halb- oder Fertigfabrikat verpreßt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Compoundierung des zerkleinerten Kunststoffes bei einer Mischkammertemperatur von 80°C und 100°C mit einer Knetwellendrehzahl von 70 bis 100 min^-1 erfolgt und dabei ein Mischgut mit einer Temperatur von 120°C bis 140°C entsteht.

3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß als Additive beim Compoundieren weitere Stoffe wie Stearinsäure und elektrisch leitfähiger Ruß zugesetzt werden können.

4. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Compoundierungsstufe sowie das danach notwendige Walzen und Granulieren wahlweise entfallen kann und Halb- oder Fertigfabrikate direkt aus zerkleinerten Kunststoffabfällen hergestellt werden können.

5. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß als Kunststoff vorwiegend thermoplastisch er Kunststoffabfall mit einer Dichte < 1 verwendet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß als Füllstoffe bei der Herstellung von Halb- und Fertigfabrikaten nachwachsende Rohstoffe verwendet werden.

7. Verfahren nach Anspruch 1 gekennzeichnet dadurch, daß als weiteres Füllmaterial textiles Abfallmaterial sowie natürliches oder synthetisches Vliesmaterial verwendet wird.