DE4420211C1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Granulat aus Kunststoffen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Granulat aus Kunststoffen

Info

Publication number
DE4420211C1
DE4420211C1 DE19944420211 DE4420211A DE4420211C1 DE 4420211 C1 DE4420211 C1 DE 4420211C1 DE 19944420211 DE19944420211 DE 19944420211 DE 4420211 A DE4420211 A DE 4420211A DE 4420211 C1 DE4420211 C1 DE 4420211C1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
unit
heating
plastics
cutting
granules
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE19944420211
Other languages
English (en)
Inventor
Peter Kuhne
Helmut Schloesser
Stephan Poller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kuhne Anlagenbau GmbH
Original Assignee
Kuhne Anlagenbau GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kuhne Anlagenbau GmbH filed Critical Kuhne Anlagenbau GmbH
Priority to DE19944420211 priority Critical patent/DE4420211C1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE4420211C1 publication Critical patent/DE4420211C1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B17/00Recovery of plastics or other constituents of waste material containing plastics
    • B29B17/0026Recovery of plastics or other constituents of waste material containing plastics by agglomeration or compacting
    • B29B17/0036Recovery of plastics or other constituents of waste material containing plastics by agglomeration or compacting of large particles, e.g. beads, granules, pellets, flakes, slices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B13/00Conditioning or physical treatment of the material to be shaped
    • B29B13/10Conditioning or physical treatment of the material to be shaped by grinding, e.g. by triturating; by sieving; by filtering
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B17/00Recovery of plastics or other constituents of waste material containing plastics
    • B29B17/02Separating plastics from other materials
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B9/00Making granules
    • B29B9/02Making granules by dividing preformed material
    • B29B9/06Making granules by dividing preformed material in the form of filamentary material, e.g. combined with extrusion
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B17/00Recovery of plastics or other constituents of waste material containing plastics
    • B29B17/02Separating plastics from other materials
    • B29B2017/0213Specific separating techniques
    • B29B2017/0217Mechanical separating techniques; devices therefor
    • B29B2017/0237Mechanical separating techniques; devices therefor using density difference
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B17/00Recovery of plastics or other constituents of waste material containing plastics
    • B29B17/04Disintegrating plastics, e.g. by milling
    • B29B2017/0424Specific disintegrating techniques; devices therefor
    • B29B2017/048Cutter-compactors, e.g. of the EREMA type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2023/00Use of polyalkenes or derivatives thereof as moulding material
    • B29K2023/04Polymers of ethylene
    • B29K2023/06PE, i.e. polyethylene
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/06Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
    • B29K2105/065Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts containing impurities
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2705/00Use of metals, their alloys or their compounds, for preformed parts, e.g. for inserts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29LINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2007/00Flat articles, e.g. films or sheets
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/52Mechanical processing of waste for the recovery of materials, e.g. crushing, shredding, separation or disassembly
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/62Plastics recycling; Rubber recycling

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Granu­ lat aus schon einmal verarbeiteten Kunststoffen oder Kunststoffprodukten, bei dem
  • - die Kunststoffe oder Kunststoffprodukte aus ver­ schiedenen Sorten bestehend unzerkleinert, mit einem hohen Grad an Feuchte und Verschmutzung und einem An­ teil von mindestens 30% Polyäthylen eingesetzt werden;
  • - die unzerkleinerten Kunststoffe oder Kunststoffprodukte diskontinuierlich in einem Schritt durch gleichzeitige Schlag-, Reiß-, Scher-, und Schneidbeanspruchung zer­ teilt, auf Temperaturen um den Schmelzpunkt des Poly­ äthylens erwärmt und von einem großen Teil der Feuch­ tigkeit befreit werden;
  • - das diskontinuierlich anfallende zerteilte und erwärm­ te, rieselfähige Material durch Speichern und dosiertes Weiterfördern in einen kontinuierlichen Materialstrom umgewandelt wird;
  • - der kontinuierliche Materialstrom ggf. in einem Trenn­ schritt von Fremdstoffen befreit wird;
  • - der kontinuierliche Materialstrom drucklos in noch warmem Zustand in eine Granuliereinheit dosiert wird;
  • - das Material in der Granuliereinheit mittels Walzen durch eine gelochte Matrize gepreßt und zu Strängen geformt wird;
  • - die Stränge zu Granulatkörnern zerkleinert und diese abgekühlt werden;
und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit
  • - einer diskontinuierlich arbeitenden Zerteilungs- und Erwärmungseinheit, die ein in einem Materialauf­ nahmebehälter mit hoher Drehzahl umlaufendes Schlag­ schneidwerk aufweist;
  • - einer das chargenweise aus der Zerteilungs- und Er­ wärmungseinheit ausgestoßene rieselfähige Material aufnehmenden Dosiereinheit, die ein einen Verteil­ schacht befüllendes Förderband aufweist, des­ sen Antrieb in Abhängigkeit von der Füllhöhe des Verteilschachtes steuerbar ist;
  • - einer Granuliereinheit, die eine gelochte Matrize aufweist, auf der einerseits mehrere Wal­ zen abrollen und andererseits mehrere die Matrizenoberfläche bestreichende Messer angeordnet sind;
  • - einer der Granuliereinheit nachgeordneten Kühl­ einheit für das Granulat.
Zum Granulieren von thermoplastischen Kunststoffen haben sich verschiedene Verfahren in der Vergangenheit bewährt. Es sind dies zum einen Verfahren, die den thermoplastischen Kunststoff in einem Extruder aufschmelzen, in dünne Stränge teilen und dann diese sehr fein zerschneiden. Das Zerteilen kann heiß oder kalt erfolgen. Auf diese Weise wird in der Kunststoffindustrie üblicherweise Linsen-, Perl-, Zylinder- oder Würfelgranulat erzeugt. Gibt man dem Extruder zerklei­ nerte alte Kunststoffe zu, so werden auch diese im Extruder aufgeschmolzen und zu einem sogenannten Regranulat verarbei­ tet. Mit diesem Verfahren kann man Granulate erzeugen, die in der Größe sehr homogen sind. Man benötigt jedoch eine sehr aufwendige Maschinentechnik, die hohe Kosten verur­ sacht. Zudem ist es damit nicht möglich, alte Kunststoffe in einem Arbeitsgang zu verarbeiten. Sie müssen aufwendig zer­ kleinert und dann geschmolzen werden. Dabei kann an den alten Kunststoffen anhaftende Feuchtigkeit nur ungenügend entfernt werden. Dies liegt im wesentlichen daran, daß der Extruder ein geschlossenes System bildet, aus dem nur durch aufwendige Maßnahmen Gase entfernt werden können.
Es sind weiterhin Verfahren bekannt, bei denen unzerkleiner­ tes Recyclingmaterial kontinuierlich in einem Schritt über einen sogenannten Zerreißer zerkleinert und in einem an­ geschlossenen Extruder aufgeschmolzen und granuliert werden (Plastverarbeiter, 42. Jg. 1991, Nr. 6, S. 143).
Bei diesen Maschinen werden in dem vorgeschalteten Behälter jedoch nur die Zerkleinerungsarbeit oder die Wascharbeit geleistet. Ein Erwärmen oder Aufschmelzen findet nicht statt. Dies wird durch die Zugabe von Wasser sogar verhin­ dert. Der Granuliervorgang erfolgt wie oben dargestellt in den Extrusionsanlagen. Diese Anlagen sind dadurch auf sor­ tenreine und relativ saubere Altmaterialien beschränkt.
Zum anderen werden Verfahren zum Regranulieren von thermo­ plastischen Altkunststoffen eingesetzt, bei denen die zer­ kleinerten Kunststoffe in einem sogenannten Schmelz-Preß­ vorgang direkt zu Granulat verarbeitet werden (z. B. DE-OS 24 22 336). Dabei werden die Kunststoffe in einer Loch­ matrize über sogenannte Kollerwalzen zuerst angeschmolzen und dann durch die Löcher der sich drehenden Matrize ge­ drückt. In den Löchern werden sie kalibriert und gepreßt. Die aus den Löchern austretenden Stränge können einfach durch ein Messer zerteilt werden. In diesem recht einfachen Verfahren werden Granulate erzeugt, die unregelmäßig geformt und unterschiedlich groß sind und eine niedrigere Dichte und damit ein niedrigeres Schüttgewicht besitzen. Nachteilig hierbei ist, daß die Lochmatrize genau im Durchmesser und in der Länge der Löcher auf das Material abgestimmt sein muß. So sind auch optimal hergestellte Granulatkörner im all­ gemeinen nicht vollständig durchgeschmolzen. Dadurch besitzen sie eine geringe Festigkeit, was für den Transport ungünstig ist. Ein kleineres Durchmesser/Lochlänge-Verhältnis bewirkt, daß zu viel Material zwischen den Kollerwalzen und der Loch­ matrize aufschmilzt und dann über die niedrig-viskose Schmelze nicht mehr durch die Löcher gedrückt wird. Ein zu großes Durchmesser/Lochlänge-Verhältnis bewirkt, daß die Kunststoffe in der Matrize nicht oder nur ungenügend auf­ schmelzen und nach dem Prozeß zerfallen. Allein der Tempera­ turwechsel zwischen Tag- und Nachtschicht und der damit hervorgerufene Feuchteunterschied kann bewirken, daß eine andere Matrize mit einem geänderten Durch­ messer/Länge-Verhältnis der Löcher verwendet werden muß. Zudem führt die den Altkunststoffen in den meisten Fällen anhaftende Feuchtigkeit zu Störungen, da ein hoher Feuchte­ gehalt dazu führt, daß die Granulatkörner sofort nach dem Verlassen der Lochmatrize wieder zerfallen. Ein mögliches Trocknen ist auch hier sehr aufwendig und kostenintensiv. Allen Verfahren gemeinsam ist, daß die Kunststoffe für einen Wiedereinsatz im Extruder oder in dem Schmelz-Preßverfahren vorher zerkleinert werden müssen. Dies verursacht hohe Ko­ sten durch zusätzliche Investitionen, Störquellen für einen automatischen Dauerbetrieb und durch einen höheren Aufwand für Transport und Silierung.
Zur Herstellung von granulatähnlichen Kunststoffteilchen aus Altkunststoffen sind auch Vorrichtungen unter dem Namen "Zerglomat" (Wz) aus DE 16 79 834 C2, DE-OS 20 05 360 und DE 24 32 861 A1 bekannt. In diesen Vorrichtungen werden unzerkleinerte Kunststoffe durch ein Schlagschneidwerk zerkleinert und dabei so weit erhitzt, daß der Kunststoff aufgeschmolzen wird. Durch die Zugabe von Wasser oder einem anderen flüssigen Kühlmittel wird der so erzeugte Schmelzehaufen abgekühlt. Er erstarrt dabei und wird gleichzeitig durch das Schlagzerkleinerungswerk in kleine Teilchen zerschlagen. Die so erzeugten granulatähn­ lichen Kunststoffteilchen werden dann aus der Vorrichtung ausgestoßen und können abgepackt werden. Die Steuerung er­ folgt bei diesen Anlagen meist über einen Vergleich der Temperaturen im Behälter und im Abluftstrom. In DE-OS 24 22 336 wird der Motorstrom zur Bestimmung der Kühlmittelzufuhr herangezogen. Die Granulatkörner besitzen jedoch den Nach­ teil, daß die Form, Größe und Körnung sehr unregelmäßig ist, und nach dem Granuliervorgang die Teilchen noch gemahlen und gesiebt werden müssen. Vermischte und verunreinigte Kunst­ stoffe können zudem nicht mit einer solchen Vorrichtung zu Granulat verarbeitet werden.
Ziel der Erfindung ist es deshalb, schon einmal verarbeite­ te, unzerkleinerte und aus verschiedenen Sorten bestehende Kunststoffe oder Kunststoffprodukte mit einem hohen Grad an Feuchte und Verschmutzung und einem Anteil von mindestens 30 Gew.-% Polyäthylen mit geringem Aufwand, d. h. ohne kosten­ intensive Vorbehandlung oder Zerkleinerung mit einem robu­ sten und störungsarmen Verfahren zu einem silier- und pneu­ matisch förderbaren Granulat ohne Feinanteil zu verarbeiten, das regelmäßig geformt, vorzugsweise zylindrisch sein soll und defi­ nierten Durchmesser und Länge besitzen soll.
Das Verfahren gliedert sich deswegen in folgende Schritte:
  • - Zerteilung, Erwärmung und Entfeuchtung des Ein­ gangsmaterials in einem Schritt,
  • - Übergang von dem chargenweisen diskontinuierlichen Verfahren der Zerteilungs- und Erwärmungseinheit zu einer kontinuierlichen Verfahrensweise,
  • - Reinigung von verschmutzten Eingangsmaterialien von groben Verunreinigungen,
  • - Dosierung in eine Granuliereinheit,
  • - Granulierung der noch warmen Kunststoffmasse und
  • - Abkühlen des Granulats.
Die Erfindung umgeht dabei die oben aufgezeigten Nachteile der üblichen Granulierverfahren für die genannten Materia­ lien und Materialzusammensetzungen. Es wird in dem Verfahren die Feuchtigkeit schon vor der Granulierung in der Zertei­ lungs- und Erwärmungseinheit entfernt. Dadurch ist der Gra­ nuliervorgang wesentlich störungsärmer und läßt höhere Durchsätze zu, so daß kostengünstiger und wirtschaftlicher gearbeitet werden kann. Die mit den Kunststoffen vermischten Störstoffe, die den Granuliervorgang stören würden und die Qualität des Granulats herabsetzen, werden gegebenenfalls in einer Reinigungseinheit entfernt. Besonders robust und wirt­ schaftlich wird der Granuliervorgang aber dadurch, daß die Kunststoffe der Granuliereinheit mit einheitlichen Tempera­ turen vorzugsweise um den Schmelzepunkt des Polyäthylens zugeführt werden. Die Anlage arbeitet dadurch störungsfrei mit höheren Durchsätzen und damit wirtschaftlicher, und die Granulatkörner haben eine hohe Stabilität.
Verfahrensbeschreibung
Um die thermoplastischen Kunststoffe in einer einfach aufge­ bauten, robusten und störungsfreien Anlage zu verarbeiten, muß die Zerteilung und Erwärmung in einem Verfahrensschritt erfolgen. Dazu werden die unzerteilten Kunststoffe in eine Zerteilungs- und Erwärmungseinheit eingebracht und dort, ähnlich wie in DE 16 79 834 C2 oder DE 20 05 360 A1 durch ein Schlagschneidwerk zerteilt. Die hohe Drehzahl des Schlagzer­ kleinerungswerkes bewirkt, daß das eingebrachte Material mehr zerrissen als zerschnitten wird. Kunststoffe und andere Materialien mit geringer Festigkeit, die aus den Fremdantei­ len der verschmutzten Kunststoffe kommen, werden dabei zu Schnipseln und faserartigen Teilchen zerteilt. Andere Mate­ rialien mit höherer Festigkeit, die aus den Fremdanteilen der verschmutzten Kunststoffe kommen, wie Bleche aus Eisen und Aluminium, werden durch die schlagartige Beanspruchung zu klumpenartigen Teilen geformt. Anorganische Teile wie Sand und Glas werden weiter zerteilt.
Durch die Schlag-, Reiß-, Scher- und Schneidbeanspruchung erwärmen sich die Teile. Das bedeutet, daß im allgemeinen die Kunststoffe, deren Schmelzepunkt je nach Material zwi­ schen 130°C und 200°C liegt, zum Teil aufschmelzen. Die anderen Materialien, die aus den Fremdanteilen der ver­ schmutzten Kunststoffe kommen, bleiben wegen eines höheren Schmelzepunktes weiterhin fest. Das den eingesetzten Mate­ rialien anhaftende Wasser und das in den organischen Ver­ unreinigungen innewohnende Wasser verdampft jedoch und wird aus der Zerteilungs- und Erwärmungseinheit abgezogen. Mit der automatischen Regelungseinheit, die über dem Motorstrom des Schlagschneidwerks das Ende des Zerteilungs- und Erwär­ mungsvorgangs bestimmt, zeigte es sich überraschend, daß auch ohne die Zugabe von Wasser, wie es eigentlich in An­ lagen dieser Art üblich ist, das zerteilte und erwärmte Material dosierfähig und förderbar bleibt. Der Anteil des nicht geschmolzenen Materials, das aus den Verunreinigungen oder den noch nicht aufgeschmolzenen Anteilen der vermisch­ ten thermoplastischen Kunststoffe stammt, und zum Teil fa­ serartig und zum Teil klumpenförmig vorliegt, ermöglicht es, daß das geschmolzene Material, das den größeren Anteil am Gesamtmaterial ausmacht, in weiteren Verfahrensschritten geschüttet, transportiert, dosiert und gereinigt werden kann.
Dieser Teil ist für das Gelingen des Verfahrens wichtig, da nun von der diskontinuierlichen Verfahrensweise zu einer kontinuierlichen übergeleitet werden muß. Dazu muß das heiße Material, das auf einem Haufen vorliegt, zeitlich auf einen kontinuierlichen Materialstrom verteilt werden. Das heißt, das Material muß gespeichert und dann gezielt dosiert wer­ den. Die Zerteilungs- und Erwärmungseinheit benötigt für eine Charge 1-15 Minuten, vorzugsweise 2-5 Minuten. Es wer­ den dabei 20-120 kg, vorzugsweise 40-80 kg Material zerteilt. Kunst­ stoffe, wie z. B. Polyäthylen, die über Schmelzetemperatur erwärmt wurden und auf einen Haufen ausgestoßen werden, verkleben und versintern im Normalfall in einer solch langen Zeit so, daß sie in weiteren Schritten nicht direkt weiter­ verarbeitbar sind, da ein Schmelzeklumpen auf normalem und einfachem Weg nicht mehr zu dosieren ist. Durch den Anteil von Material, das noch nicht geschmolzen ist, und aus den Verunreinigungen der thermoplastischen Kunststoffe und den hochschmelzenden Kunststoffanteilen stammt, bleibt die in der Zerkleinerungs- und Erwärmungseinheit aufbereitete Masse dosierfähig.
Für die Verteilung des heißen Materials muß die Masse von dem Haufen geregelt abtransportiert und dem kontinuierlichen Materialstrom zugeleitet werden. Dazu dient eine Förder- und Dosiereinrichtung. Sie kann beispielsweise als ein tempera­ turbeständiges Endlosförderband, das einen Vorratsschacht füllt, ausgebildet sein. Dabei wird in Abhängigkeit von dem Füllstand in dem Vorratsschacht, der von einem geeigneten Sensor wie z. B. einem Ultraschallsensor, einem kapazitiven Sensor oder einem über die Temperatur geschalteten Sensor gemessen wird, über eine Regeleinheit das Endlosband ge­ schaltet. In Abhängigkeit von der Höhe des sich in dem Schacht befindlichen Materials wird die Fördereinheit ein- bzw. ausgeschaltet. Aus dem so immer gleichmäßig gefüllten Vorratsschacht kann das Material nun kontinuierlich, z. B. durch eine Förderschnecke, eine pneumatische Förderung oder ein Förderband abtransportiert werden.
Sind in den zu granulierenden Kunststoffen Fremdstoffe, die zu einer Störung der nachfolgenden Verfahrensschritte, d. h. zu einem Verstopfen oder Verschleiß der nachfolgenden Granu­ liereinrichtung führen können, so müssen diese Fremdstoffe entfernt werden. Dies sind im allgemeinen Metalle, Sand, Glas oder andere feste und harte Bestandteile. Dies ge­ schieht durch die Abscheidung der schweren Stoffe aus dem kontinuierlichen Materialstrom. Bläst man den kontinuierli­ chen Materialstrom mit erwärmter Luft waagerecht in einen freien Raum hinein aus, so werden die leichteren Teile des Materialstroms weiter getragen als die schweren. Durch eine Unterteilung des Raumes, in den der Materialstrom hinein­ fällt und deren Spalt einstellbar ist, können so schwere und leichte Anteile getrennt werden, wie es auch schon in DE 24 41 811 C2 bekannt ist. Die schwe­ ren Anteile, die die Verunreinigungen enthalten, werden so aus dem kontinuierlichen Materialstrom herausgetrennt. Gleichzeitig kann der Anteil von sehr klein zerteilten Mate­ rialien wie Glas- und Sandstaub, der Feinanteil der Kunst­ stoffe und die durch die Schlagbeanspruchung in der Zer­ teilungs- und Zerkleinerungseinheit von den Kunststoffen losgeschlagenen und anschließend durch die Erwärmung ge­ trockneten organischen Fremdanteile aus dem freien Raum abgesaugt werden.
Der gereinigte kontinuierliche Materialstrom wird in dem nächsten Verfahrensschritt in die Granuliereinheit dosiert. Dazu dient z. B. eine Förderschnecke, die das Material aus der Reinigungseinheit herausfördert und dann in die Granu­ liereinheit oder auf ein Förderband dosiert. Diese Förderschnec­ ke ist dabei so ausgelegt, daß keinerlei Druck auf das zu fördernde Material ausgeübt wird, da sonst der Kunststoff schon vor der Granuliereinheit verschmelzen oder verkleben würde.
In der Granuliereinheit wird das Material mit zwei oder mehreren sich drehenden Walzen durch eine gelochte Fläche gedrückt. Dieser Vorgang ist an sich als Schmelz-Preß­ vorgang für das Granulieren bekannt (DE-OS 24 22 336). In die­ sem bekannten Verfahren erwärmen sich die vorzerkleinerten Kunststoffe normalerweise in dem sich verjüngenden Spalt, der sich zwischen der gelochten Fläche und den Walzen ge­ bildet hat. Durch Reibung erwärmen sich die Kunststoffe und können durch die Löcher gedrückt werden. Für ein Aufschmel­ zen der Kunststoffe müssen der Durchmesser und die Länge der Löcher, der Feuchtegehalt und die Zusammensetzung der Kunst­ stoffe genau aufeinander abgestimmt werden. Es zeigt sich dabei, daß das Polyäthylen, das schon ab Temperaturen von 130°C an schmilzt und zudem als dünne Folie vorliegt, zu­ erst aufschmilzt. Andere Kunststoffe, wie PP, PS, ABS, PET und PVC besitzen höhere Schmelzepunkte und liegen noch nicht geschmolzen vor. Zudem besitzen diese Kunststoffe eine we­ sentlich geringere Wärmeleitfähigkeit. Zusammen mit der in der Regel größeren Dicke dieser Kunststoffe ist die Durch­ wärmung dieser Teile noch nicht abgeschlossen. Sie sind deswegen kalt, fest und hart. Bei dem Durchdrücken durch die Löcher verbinden sich diese Teile nur ungenügend mit dem aufgeschmolzenen Polyäthylen, das wie ein Kleber wirken soll, und kühlen dieses sogar noch ab. Die Stränge, die aus den Löchern austreten, und damit auch die Granulatkörner, besitzen so nur eine ungenügende Festigkeit, da das Poly­ äthylen zum Teil zu kalt und nicht innig genug mit den ande­ ren Kunststoffen verbunden ist. Die Dichte der Körner ist ebenfalls gering.
Überraschend zeigte es sich, daß bei der Granulierung im Schmelz-Preßprozeß mit Kunststoffgemischen mit einem hohen Anteil an PE, deren gemeinsame Temperatur um den Schmelze­ punkt von PE liegt, deren Feuchteanteil zu einem großen Teil vorher entfernt wurde und die ggf. vorher von Stör- und Fremdstoffen befreit wurden, feste stabile Stränge und damit Granulatkörner mit guter Festigkeit erzeugt werden können. Die Temperatur des vorgewärmten Materials ist homogen. Dadurch erweichen auch die anderen Kunststoffe wie PP, PS, ABS, PVC oder PET. Sie lassen sich in diesem Zustand einfacher durch die Löcher drücken, schmiegen sich an die Lochwandungen an und werden innig mit dem aufgeschmolzenen Polyäthylen verbunden. Nach dem Verlassen der Löcher liegt das Material in festen, kom­ pakten Strängen vor, die durch ein geeignetes Messer direkt nach dem Verlassen des Loches abgeschnitten werden. Dadurch erhält man gleichmäßig große, vorzugsweise zylindrische Gra­ nulatkörner. Das offene System zwischen der gelochten Fläche und den Walzen erweist sich bei der Verarbeitung von Alt­ kunststoffen als vorteilhaft. Noch vorhandene Feuchtigkeit kann dabei aus dem heißen Material austreten und abgesaugt werden. Der Durchsatz durch die Granuliereinheit ist eben­ falls höher, da die Kunststoffe nicht erst in dem Spalt zwischen der gelochten Fläche und den Walzen aufgeschmolzen zu werden brauchen. Sie werden direkt verfestigt und in die Löcher gedrückt. Durch die kleinere Verweilzeit ist der Anteil der Reibung nur gering, so daß nur eine geringfügige Erwärmung des Materials stattfindet.
In einer Ausführung ist die gelochte Fläche als runde ebene Scheibe ausgebildet, die auch gehärtet sein kann. Dabei drehen sich die Walzen, die auch längs zu ihrer Drehachse genutet sein können, um sich selbst und im Kreis auf der Fläche und drücken das Material in die Löcher. Es können jedoch auch die Walzen fest gelagert sein und nur eine Dre­ hung um sich selbst erlauben. Dann dreht sich die gelochte Scheibe unter den Walzen. So wird das Material in den durch Scheibe und Walzen sich bildenden Spaltkeil gedrückt.
In einer anderen Ausführung ist die gelochte Fläche, die auch gehärtet sein kann, als Ringfläche ausgebildet. Die Löcher befinden sich am Umfang der Ringfläche und die Wal­ zen, die auch längs zu ihrer Drehachse genutet sein können, laufen in der Ringfläche. Auch hier können entweder die Ringfläche drehend oder die Walzen in der inneren Ringfläche sich im Kreis drehend angeordnet sein. Im Gegensatz zu der flachen Scheibenfläche ist der Spaltkeil durch die beidsei­ tigen Radien der Ringinnenfläche und der Walzen kleiner, und das Material wird besser in die Löcher hineingedrückt.
In einer dritten Ausführung wird durch ein kleineres Ver­ hältnis zwischen Lochdurchmesser und Lochlänge der gelochten Fläche und dem dadurch vergrößerten Widerstand gegenüber dem Durchdrücken des Materials und der dadurch hervorgerufenen höheren Reibung im Spaltkeil der zu granulierende Kunststoff weiter erwärmt. Diese Erwärmung ist vorteilhaft, wenn die Granulatkörner sehr fest und ganz durchgeschmolzen vorliegen sollen. Durch ein Einstellen des Abstandes zwischen Walzen­ oberfläche und Ringinnenfläche kann das Erwärmungsverhalten der Kunststoffe in der Granuliereinheit beeinflußbar gemacht werden. Ein kleiner Spalt bedeutet wenig Erwärmung, ein großer Spalt eine hohe Erwärmung.
Die so hergestellten Granulatkörner müssen gekühlt werden. Dies geschieht vorteilhaft in einer Kühleinheit, in der kalte Luft und Granulatkörner in einem gemeinsamen Raum in entgegengesetzten Strömen geleitet werden. Die kalte Luft umströmt die Granulatkörner und kühlt diese ab. Bei Austritt hat die Luft fast die Temperatur der Granulatkörner angenom­ men.
Vorteilhaft kann diese warme Luft nun dazu verwendet werden, um in der Reinigungseinheit das ungereinigte Material in den offenen Raum zu blasen. Energieverluste werden so minimiert.
Für das Zusammenspiel von Zerteilungs-, Erwärmungs- und der Dosiereinheit für das optimale Gelingen des Verfahrens zur Herstellung des Granulats ist eine spezielle Abstimmung notwendig. Dabei muß die Durchsatzleistung der in langen Zyklen von 2-5 Minuten arbeitenden Zerteilungs- und Erwär­ mungseinheit und der kontinuierlich arbeitenden Preßeinheit geregelt werden, damit es nicht zu einem Materialstau kommt. Dazu wird ein spezieller Sensor herangezogen, der auf der ersten Hälfte der Dosiereinheit die Materialhöhe mißt. Dies kann beispielsweise eine durch eine Feder in der senkrechten Position gehaltene Klappe sein, die direkt über dem Förder­ band der Dosiereinheit angebracht ist. Durch das Material wird sie aus der senkrechten Position ausgelenkt und kann ein Signal geben, wenn das Band vor der Klappe wieder frei geworden ist. Mit diesem Signal wird ein neuer Zerteilungs- und Erwärmungszyklus eingeleitet. Damit wird sichergestellt, daß für die Preßeinheit immer ausreichend und niemals zu viel Material zur Verfügung steht.
Da die Temperatur der heißen Masse vor dem Granulieren be­ sonders wichtig ist, muß sie für dieses Verfahren geregelt werden. Dazu dient eine Temperaturerfassung für das Material nach dem Verlassen der Zerteilungs- und Erwärmungseinheit. Mit der gemessenen Temperatur des ausgestoßenen Materials wird nun über eine Regeleinheit der Ausstoßpunkt beeinflußt. Der Wert der für die Öffnung der Entleerungsklappe und damit für die Beendigung des Zerteilungs- und Erwärmungsvorgangs notwendige Strom des Motors, der das Schlagzerkleinerungs­ werk antreibt, wird dabei um einen zu der Temperaturdiffe­ renz proportionalen Wert entweder erhöht oder erniedrigt. Die nächste Charge wird dann mit dem veränderten Wert gefah­ ren. Bei einem hohen Wert für den Motorstrom wird das ausge­ stoßene Material heißer, bei einem niedrigeren kälter.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand einer zur Durchführung des Verfahrens geeigneten, in den Figuren schematisch dargestellten Vorrichtung erläutert.
Fig. 1 zeigt die Vorrichtung und Fig. 6 zeigt die für eine automatische Regelung notwendigen Komponenten.
Das Material wird dabei über ein Förderband (1) der Zer­ teilungs- und Erwärmungseinheit (2) zugeführt. Hier wird es von dem Schlagschneidwerk (3), das von einem Motor (4) an­ getrieben wird, diskontinuierlich zerteilt und erwärmt. Über den Motorstrom (32) (Fig. 6) wird das Ende des Zerteilungs- und Erwärmungsvorgangs von der Steuereinheit (36) erkannt und das Schaltsignal (30) zum Öffnen der Entleerungsklappe (37) gegeben. Dadurch wird das Material aus der Zerteilungs- und Erwärmungseinheit (2) ausgetragen und fällt auf das Dosierband (5). Um es nun gleichmäßig in den Verteilschacht (10) zu fördern, wird in diesem die Füllhöhe des schon geförderten Materials über einen Sensor (9), vorzugsweise einen Ultraschallsensor gemessen. In Ab­ hängigkeit von der Füllhöhe wird das Dosierband (5) ein- bzw. ausgeschaltet. Dafür wird das Signal (35) für die Füllhöhe an die Steuereinheit (36) weitergeleitet, die dann wiederum das Schaltsignal (34) für das Förderband gibt. Die Steuereinheit (36) gibt dann das Signal (38) für den nächsten Zerteilungs- und Erwärmungszyklus, wenn sie von der Stellklappe (8) das Signal (33) erreicht hat, daß das Dosierband (5) wieder für die nächste Befüllung frei ist. Die Temperatur der ausgesto­ ßenen Masse wird über den Temperatursensor (7) gemessen und an die Steuereinheit (36) geleitet. Hier wird der neue Strom­ wert (38) für das Öffnen der Entleerungsklappe berechnet.
Die sich in dem Verteilschacht (10) befindliche heiße Masse wird über die Förderschnecke (11) ausgetragen. Alternativ kann dazu auch eine temperaturbeständiges Förderband oder ein genügend starker, warmer Luftstrom verwendet werden. Das Material wird zur Reinigungseinheit (12) geführt, die gege­ benenfalls verunreinigte Kunststoffe von Fremdstoffen be­ freit. Aus der Einfüllöffnung fällt das Material in einen freien Raum, wo es von der Seite her mit warmer Luft (16) angeblasen wird. Dabei trennen sich schwere und leichte Stoffe, die in jeweils separate Behälter fallen. Die schwe­ ren Stoffe (13) werden durch eine Schleuse, wie z. B. eine Zellradschleuse entfernt oder von Zeit zu Zeit aus dem Sy­ stem entfernt. Die leichten Stoffe (14) werden ggf. auch über eine Schleuse und über eine Leitung (17) zur Granulier­ einheit (18) befördert. Staubförmige Anteile werden über einen Abzug (15) und beispielsweise einen Zyklon und Gewebe­ filter aus dem System entfernt.
In der Granuliereinheit (18) wird das Material in die Mitte zwischen zwei Walzen (20) geleitet. Die Walzen rollen an der Innenfläche eines gelochten Ringes (19) ab, die sich von einem Motor (22) angetrieben dreht. Der Spalt zwischen den Walzen ist dabei einstellbar. Dabei wird das Material von den Walzen zum Teil weiter erwärmt und dann durch die Löcher des Ringes gedrückt (Fig. 3 verdeutlicht den Vorgang). Dabei verschmilzt das Material und wird strangförmig aus den Lö­ chern ausgestoßen. Da die Stränge sich mit dem gelochten Ring mitdrehen, können sie von einem oder mehreren außen um den Ring fest am Gehäuse angebrachten Messern (39) zerschnit­ ten werden. Sie fallen dann nach unten in einen Auffangbe­ hälter und werden über eine Fördereinrichtung (21) bei­ spielsweise eine Förderschnecke, in die Kühleinheit (23) befördert.
Hier fallen sie über einen Einlaß (26) in einen Behälter, der durch einen beweglichen Rost (28) geteilt ist. Sie tür­ men sich dabei auf einen Haufen (27) auf. Durch den bewegli­ chen Rost (28) kann das Granulat kontrolliert in den Auslaß (29) rieseln und verladen werden. Das Granulat auf dem Rost wird durch den Rost von Luft (24) durchströmt. Das Granulat kühlt dabei ab, und die Luft erwärmt sich. Die warme Luft wird dann durch den Luftaustritt (25) abgesaugt und der Reinigungseinheit (12), sofern diese nötig ist, zugeführt.
Fig. 4 zeigt eine andere Ausführung der Reinigungseinheit (12). Hierbei wird das Material von der Förderschnecke (11) in die Reinigungseinheit (40) gefördert. Durch die Schwer­ kraft fällt es nach unten. Dabei werden die leichten Teile durch einen Luftstrom, der durch Düsen (41) von unten einge­ blasen wird, weiter nach oben geführt und können aus der Reinigungseinheit über den Auslaß (42) abgezogen werden. Staubförmige Bestandteile und die Luft werden durch einen Zyklon und Gewebefilter getrennt. Die schweren Bestandteile (43) sammeln sich am Grund der Reinigungseinheit und können von dort beispielsweise über eine Zellradschleuse entfernt werden.
In einer anderen Anordnung wird das Material direkt durch einen genügend starken, warmen Luftstrom zur Reinigungsein­ heit gefördert. Dabei kann dann ein zusätzlicher Luftstrom zur Trennung entfallen, wenn der Förderluftstrom seitlich in den Behälter führt.
Fig. 5 zeigt eine andere Ausführung der Granuliereinrich­ tung. Hierbei rollen zwei oder mehrere Walzen (44) auf einer sich drehenden gelochten ebenen Scheibe (45) ab. Durch den sich dabei zwischen Walzen und Scheibe bildenden Spaltkeil wird das Material durch die Löcher der Scheibe gedrückt. Durch ein oder mehrere Messer (46) werden die sich bildenden Stränge zu Granulatkörnern abgeschlagen.
Da verunreinigte Kunststoffe mit diesem vorgestellten Verfahren zu Granulat verarbeitet werden können, ist haupt­ sächlich in der Zerteilungs- und Erwärmungseinheit mit Ver­ schleiß zu rechnen. Vorteilhaft sind deswegen alle Teile, die einer schneidenden, scherenden oder schlagartigen Be­ anspruchung unterworfen sind, aus gehärteten Materialien gefertigt. Zusätzlich sind sie so konstruiert und an­ gebracht, daß sie sich einfach und schnell auswechseln las­ sen. Diese Teile sind die Kanten des Schlagschneidwerkes und die in diesem Bereich befindliche Wand der Zerteilungs- und Erwärmungsseinheit. Vorteilhaft lassen sich die Kanten durch einfaches Verschrauben an dem Schlagzerkleinerungswerk be­ festigen und sie können so einfach gewechselt werden. Da diese Kanten auch nicht aufwendig bearbeitet zu werden brau­ chen, sind sie auch kostengünstig herzustellen. Die Wand der Zerteilungs- und Erwärmungseinheit ist vorteilhaft in mehre­ re Segmente unterteilt, die aus gehärteten Materialien be­ stehen oder eine gehärtete Oberfläche besitzen. Diese Seg­ mente sind für ein einfaches Auswechseln von außen zu mon­ tieren. Sie können dabei an die Zerteilungs- und Erwärmungs­ einheit angeschraubt sein.
Die oben dargestellten Verfahrensschritte werden mit dem folgenden Beispiel verdeutlicht.
Beispiel (Fig. 2)
Während der Aufgabe des Materials, das zu 50 Gew.-% aus PE, 15 Gew.-% aus PS, 10 Gew.-% aus PP, 5 Gew.-% aus anderen Kunststoffen, 8 Gew.-% aus Metallen, 5 Gew.-% aus trockenen anorganischen und organischen Verunreinigungen und zu 7% aus Wasser besteht, steigt der Motorstrom des Schlagzer­ kleinerungswerks an (Abschnitt A). Abhängig von der Größe und dem Material der in die Zerteilungs- und Erwärmungsein­ heit hineinfallenden Teile schwankt der Strom sehr stark. Übersteigt jedoch der zeitlich gemittelte Wert des Motor­ stroms eine vorher eingegebene Grenze, hier 300 A, so wird die Zuführung automatisch gestoppt. Im folgenden kann man am Motorstrom erkennen, daß das Material in der Zerteilungs- und Erwärmungseinheit zerkleinert wird. Dabei sinkt der Motorstrom ab (Abschnitt B). In der folgenden Phase (Ab­ schnitt C) liegt das eingesetzte Material schnitzelförmig, faserartig oder klumpenförmig vor. Durch die Drehung des Schlagschneidwerks wird es nun hauptsächlich erwärmt. Der Strom bleibt ungefähr konstant auf einem Minimum (210 A). Erreichen die einzelnen Kunststofffraktionen den Schmelze­ punkt, zuerst ist dies im allgemeinen das Polyäthylen, so steigt der Motorstrom wieder an, da das Material eine immer viskoser werdende Masse bildet (Abschnitt D). Ab einem ein­ stellbaren Differenzwert vom Minimum (hier 50 A) wird der Zerkleinerungs- und Erwärmungsvorgang abgebrochen und die Masse durch die Entleerungsklappe ausgestoßen. Dadurch wer­ den Kunststofffraktionen mit einem höheren Schmelzepunkt nicht mehr aufgeschmolzen, sondern erweichen nur. Durch den noch nicht geschmolzenen faserartigen oder klumpenfähigen Anteil bleibt die Masse weiterhin dosierbar. Sie besitzt in diesem Beispiel eine Temperatur von ca. 165°C. Durch einen niedrigen Differenzstromwert kann die Temperatur noch ge­ senkt, durch einen höheren gesteigert werden.
Das heiße Material wird über ein Förderband in den Ver­ teilschacht gefördert. Ein Sensor, der auf Ultraschallbasis arbeitet, mißt dabei die Höhe des Materials und schaltet bei Erreichen einer eingestellten Höhe das Band ab, bei Unter­ schreiten einer eingestellten Höhe das Band wieder an. Da­ durch ist die Vorlage in dem Schacht immer sichergestellt. Das Material wird durch eine Förderschnecke in die Reini­ gungseinheit geführt. Dabei wird das aus der Förderschnecke austretende Material von einem durch eine Düse geleiteten heißen Luftstrom erfaßt und in einen großen Behälter hin­ eingeblasen. Im freien Fall sinken die schweren Stoffe eher ab als die leichten. Durch eine Trennwand findet dann das Ausscheiden der schweren Stoffe statt. Dies sind in diesem Beispiel 5 Gew.-% Metalle, 3 Gew.-% Glas und Sand und 8% verschiedene Kunststoffe. Über eine Absaugung wird noch einmal 4% Feinanteil, der aus anorganischem und organischem Fremdmaterial sowie aus Kunststoffanteilen besteht, ausge­ schieden. Das so gesäuberte Material, das nun zu 97 Gew.-% aus Kunststoff, 1 Gew.-% aus Fremdmaterial und 2% Wasser besteht, wird der Granuliereinheit zugeführt. Zwei Walzen mit einem Durchmesser von 300 mm drücken den Kunststoff in die Löcher der gelochten Ringfläche, die einen Innendurch­ messer von 720 mm und eine Breite von 150 mm besitzt. Dabei dreht sich die gelochte Ringfläche. Die Walzen können sich nur um ihre eigene Achse drehen. Der Spalt zwischen Walzen und Ringfläche ist auf 0,5 mm eingestellt. Die Ringfläche ist radial mit ca. 2000 Löchern von 8 mm Durchmesser und 45 mm Länge ausgestattet. Vor dem Granulieren haben die Kunst­ stoffe eine Temperatur von ca. 115°C. Sie werden durch die Reibung im Spaltkeil zwischen Ringfläche und Walze wieder leicht erwärmt und verlassen die Löcher mit einer Temperatur von ca. 120°C. Die Stränge werden durch zwei direkt an der Außenfläche des gelochten Ringes angebrachte Messer auf eine Länge von ca. 8 mm abgeschlagen. Die Granulatkörner besitzen nun die zylindrische Form mit einem Durchmesser von 8 mm und einer Länge von 3 mm. Sie sind fest und stabil und werden in der Kühleinheit abgekühlt. Nach Verlassen des Gegenstromküh­ lers besitzen die Granulatkörner eine Temperatur von ca. 50 °C. Die austretende Luft mit einer Temperatur von ca. 90°C wird der Reinigungseinheit zugeleitet.

Claims (29)

1. Verfahren zur Herstellung von Granulat aus schon einmal verarbeiteten Kunststoffen oder Kunststoffprodukten, bei dem
  • a. die Kunststoffe oder Kunststoffprodukte aus ver­ schiedenen Sorten bestehend unzerkleinert, mit einem hohen Grad an Feuchte und Verschmutzung und einem Anteil von mindestens 30% Polyäthylen ein­ gesetzt werden;
  • b. die unzerkleinerten Kunststoffe oder Kunststoff­ produkte diskontinuierlich in einem Schritt durch gleichzeitige Schlag- Reiß- Scher- und Schneid­ beanspruchung zerteilt, auf Temperaturen um den Schmelzpunkt des Polyäthylens erwärmt und von ei­ nem großen Teil der Feuchtigkeit befreit werden;
  • c. das diskontinuierlich anfallende zerteilte und erwärmte, rieselfähige Material durch Speichern und dosiertes Weiterfördern in einen kontinuierli­ chen Materialstrom umgewandelt wird;
  • d. der kontinuierliche Materialstrom ggf. in einem Trennschritt von Fremdstoffen befreit wird;
  • e. der kontinuierliche Materialstrom drucklos in noch warmem Zustand in eine Granuliereinheit dosiert wird;
  • f. das Material in der Granuliereinheit mittels Wal­ zen durch eine gelochte Matrize gepreßt und zu Strängen geformt wird;
  • g. die Stränge zu Granulatkörnern zerkleinert und diese abgekühlt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das diskontinuierliche Zerteilen und Erwärmen einer Charge in 1-15 Minuten, vorzugsweise 2-5 Minuten vor­ genommen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß bei dem diskontinuierlichen Zerteilen und Erwärmen in einer Charge 10-120 kg, vorzugsweise 40-80 kg Material verarbeitet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß über eine automatische Verfolgung und Auswertung des Motorstroms, der für das Zerteilen und Erwärmen benötigt wird, das Ende des Zerteilungs- und Erwärmungsvorgangs bestimmt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des ausgestoßenen, zerteilten und er­ wärmten Materials gemessen und der Endwert des Motor­ stroms, der für das Zerteilen und Erwärmen benötigt wird, proportional zur gemessenen Differenz zwischen einer Solltemperatur und der gemessenen Temperatur verändert wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweils nächste Zyklus der Zerteilungs- und Erwärmungsbehandlung immer dann einge­ leitet wird, wenn der kontinuierliche Massenstrom zu einem Teil, vorzugsweise 50% weiterverarbeitet ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, daß im Trennschritt Fremdstoffe wie Eisen, Aluminium, Sand, Glas oder andere Fremdstoffe, die keine Kunststoffe sind, über Windsichtung, Ma­ gnet- oder Induktionsabscheider entfernt werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Material beim Zerteilen und Erwärmen von über 80% der Feuchtigkeit befreit wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß beim Zerteilen und Erwärmen ein Teil der fest an den Kunststoffen anhaftenden Fremd­ stoffe von den Kunststoffen gelöst und dann staubförmig abgesaugt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das der Granulierung warm zugeführte Material während des Granulierens mindestens soweit erwärmt wird, daß wenigstens das Polyäthylen geschmol­ zen ist und die anderen Kunststoffe erweicht sind.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß während des Granulierens das Mate­ rial von dem größten Teil der Restfeuchtigkeit, vor­ zugsweise bis auf weniger als 2,5% Feuchtegehalt be­ freit wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 7, 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Kühlen der Granulatkörner verwendete Luft als warme Luft dem Trennschritt zu­ geführt wird.
13. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 12 mit
  • a. einer diskontinuierlich arbeitenden Zerteilungs- und Erwärmungseinheit (2), die ein in einem Mate­ rialaufnahmebehälter mit hoher Drehzahl umlaufen­ des Schlagschneidwerk (3) aufweist;
  • b. einer das chargenweise aus der Zerteilungs- und Erwärmungseinheit (2) ausgestoßene rieselfähige Material aufnehmenden Dosiereinheit (6), die ein einen Verteilschacht (10) befüllendes Förderband (5) aufweist, dessen Antrieb in Abhängigkeit von der Füllhöhe des Verteilschachtes (10) steu­ erbar ist;
  • c. einer Granuliereinheit (18), die eine gelochte Matrize (19 bzw. 45) aufweist, auf der einerseits mehrere Walzen (20 bzw. 44) abrollen und anderer­ seits mehrere die Matrizenoberfläche bestreichende Messer (39 bzw. 46) angeordnet sind;
  • d. einer der Granuliereinheit (18) nachgeordneten Kühleinheit (23) für das Granulat.
14. Vorrichtung nach dem Anspruch 13, dadurch gekennzeich­ net, daß der Zerteilungs- und Erwärmungseinheit (2) eine Fördereinrichtung (1), vorzugsweise ein Endlos­ förderband vorgeordnet ist.
15. Vorrichtung nach den Ansprüchen 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter der Zerteilungs- und Erwärmungseinheit (2) mit einer Absaugeinrichtung ver­ bunden ist.
16. Vorrichtung nach den Ansprüchen 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß zum Bestimmen des Endes des Zer­ teilungs- und Erwärmungsvorgangs eine Steuereinheit (36) vorgesehen ist, die abhängig vom Verhalten des Motorstroms (32) des das Schlagschneidwerk (3) antrei­ benden Motors (4) ein Signal (30) zum Öffnen der Ent­ leerungsklappe (37) der Zerteilungs- und Erwärmungsein­ heit (2) abgibt.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13, 14 oder 16 dadurch gekennzeichnet, daß dem Förderband (5) eine seine Befüllung abtastende Stellklappe (8) zugeordnet ist, von der auf ein Signal (33) hin über die Steuer­ einheit (36) der nächste Zerteilungs- und Erwärmungs­ zyklus einleitbar ist.
18. Vorrichtung nach den Ansprüchen 13, 14, 15 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Verteilschacht (10) ein Sensor (9), vorzugsweise ein Ultraschallsensor oder kapazitiver Sensor angeordnet ist, durch den in Abhän­ gigkeit von der Füllhöhe (35) über die Steuereinheit (36) das Förderband (5) ein- bzw. ausschaltbar ist.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13, 14, 16 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß sich an den Verteil­ schacht (10) eine das Material kontinuierlich weiter­ transportierende Fördervorrichtung, vorzugsweise eine Förderschnecke (11) anschließt.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Dosiereinheit (6) und der Granuliereinheit (18) eine Reinigungseinheit (12 bzw. 40) angeordnet ist, die einen Einlaß für einen warmen Luftstrom (16 bzw. 41) zum Anblasen des kontinu­ ierlichen Materialstroms von der Seite oder von unten her aufweist.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß auf der gelochten Matrize (19) 2 bis 4 Walzen (20) abrollen.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die gelochte Matrize ringförmig ausgebildet ist, von einem Motor (22) antreibbar ist und die Walzen (20) auf der Innenfläche abrollen.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die gelochte Matrize (45) flach ausgebildet ist und die Walzen (44) von einem Motor (22) kreisförmig auf der Matrize (45) gedreht werden.
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 oder 23, da­ durch gekennzeichnet, daß der Spalt zwischen Matrize und Walze einstellbar ist.
25. Vorrichtung nach den Ansprüchen 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen in Längsrichtung Nuten aufweisen.
26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Matrize (19 bzw. 45) 1 bis 3 Messer (39 oder 46) zugeordnet sind.
27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 26, gekenn­ zeichnet durch eine Fördereinrichtung (21) zwischen der Granuliereinheit (18) und der Kühleinheit (23).
28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinheit (23) einen oberen Einlaß (26) und über einem bodenseitigen Auslaß (29) einen beweglichen Gitterrost (28) sowie unter dem Git­ terrost (28) einen oder mehrere Einlaßstutzen (24) für kalte Luft und oberhalb der Granulatschüttung (27) einen Auslaß (25) für die aufgewärmte Luft aufweist.
29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß (25) für die aufgewärmte Luft mit der Reinigungseinheit (12 bzw. 40) verbunden ist und daß die Luft durch eine Düse (16 bzw. 41) in die Sichterkammer eintritt.
DE19944420211 1994-06-09 1994-06-09 Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Granulat aus Kunststoffen Expired - Fee Related DE4420211C1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19944420211 DE4420211C1 (de) 1994-06-09 1994-06-09 Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Granulat aus Kunststoffen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19944420211 DE4420211C1 (de) 1994-06-09 1994-06-09 Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Granulat aus Kunststoffen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE4420211C1 true DE4420211C1 (de) 1995-10-26

Family

ID=6520204

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19944420211 Expired - Fee Related DE4420211C1 (de) 1994-06-09 1994-06-09 Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Granulat aus Kunststoffen

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE4420211C1 (de)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19600482A1 (de) * 1995-11-11 1997-05-15 Schaefer Elektrotechnik Sonder Verfahren und Vorrichtung zum Verarbeiten von Bauteilen aus Mischkunststoffen und damit vermischten anderen Baustoffen sowie deren Anwendung
CN107877730A (zh) * 2017-12-11 2018-04-06 南京科森挤出装备有限公司 耐高温橡塑拉条切粒机
CN109531856A (zh) * 2018-11-02 2019-03-29 广州半边旗化工有限公司 一种新型改性eva热熔胶切料装置
CN111805799A (zh) * 2020-03-30 2020-10-23 苏州润鑫包装科技有限公司 一种塑料包装膜的回收方法
CN116394429A (zh) * 2023-04-20 2023-07-07 盐城市大丰海隆塑业有限公司 一种再生塑料回收设备

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2005360A1 (de) * 1970-02-06 1971-08-19 Beck E Verfahren zum Aufbereiten von ge brauchten und verschmutzten Kunststoffab fallen
DE2422336A1 (de) * 1973-05-09 1974-11-21 Teijin Ltd Verfahren zur herstellung eines formmaterials aus einem thermoplastischen, synthetischen harz
DE2432861A1 (de) * 1974-07-09 1976-01-29 Krauss Maffei Ag Verfahren und vorrichtung zum ueberfuehren von kunststoffabfaellen in ein granulat
DE2547440A1 (de) * 1975-10-23 1977-04-28 Krauss Maffei Ag Verfahren zum aufbereiten der kunststoffbestandteile von ggf. vorsortierten abfallstoffen
DE1679834C2 (de) * 1966-09-02 1977-08-04 Eckert & Ziegler Gmbh, 8832 Weissenburg Vorrichtung zum Überführen von dünnen thermoplastischen Kunststoffabfällen, insbesondere von Folien und Blasteilen, in ein rieselfahiges Granulat
DE2441811C2 (de) * 1974-08-31 1982-12-09 Erich Ing.(grad.) 6520 Worms Beck Verfahren zum Aufarbeiten von Kunststoffabfällen, inondere Folienabfällen
DE8716077U1 (de) * 1987-12-04 1988-02-11 Plastmachines Gelderland, 8039 Puchheim, De

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1679834C2 (de) * 1966-09-02 1977-08-04 Eckert & Ziegler Gmbh, 8832 Weissenburg Vorrichtung zum Überführen von dünnen thermoplastischen Kunststoffabfällen, insbesondere von Folien und Blasteilen, in ein rieselfahiges Granulat
DE2005360A1 (de) * 1970-02-06 1971-08-19 Beck E Verfahren zum Aufbereiten von ge brauchten und verschmutzten Kunststoffab fallen
DE2422336A1 (de) * 1973-05-09 1974-11-21 Teijin Ltd Verfahren zur herstellung eines formmaterials aus einem thermoplastischen, synthetischen harz
DE2432861A1 (de) * 1974-07-09 1976-01-29 Krauss Maffei Ag Verfahren und vorrichtung zum ueberfuehren von kunststoffabfaellen in ein granulat
DE2441811C2 (de) * 1974-08-31 1982-12-09 Erich Ing.(grad.) 6520 Worms Beck Verfahren zum Aufarbeiten von Kunststoffabfällen, inondere Folienabfällen
DE2547440A1 (de) * 1975-10-23 1977-04-28 Krauss Maffei Ag Verfahren zum aufbereiten der kunststoffbestandteile von ggf. vorsortierten abfallstoffen
DE8716077U1 (de) * 1987-12-04 1988-02-11 Plastmachines Gelderland, 8039 Puchheim, De

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
N.N.: Kosten mindern, Erträge mehren, Risiken mei-den. In: Plastverarbeiter, 42.Jg., 1991, Nr. 6, S.143 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19600482A1 (de) * 1995-11-11 1997-05-15 Schaefer Elektrotechnik Sonder Verfahren und Vorrichtung zum Verarbeiten von Bauteilen aus Mischkunststoffen und damit vermischten anderen Baustoffen sowie deren Anwendung
CN107877730A (zh) * 2017-12-11 2018-04-06 南京科森挤出装备有限公司 耐高温橡塑拉条切粒机
CN109531856A (zh) * 2018-11-02 2019-03-29 广州半边旗化工有限公司 一种新型改性eva热熔胶切料装置
CN111805799A (zh) * 2020-03-30 2020-10-23 苏州润鑫包装科技有限公司 一种塑料包装膜的回收方法
CN116394429A (zh) * 2023-04-20 2023-07-07 盐城市大丰海隆塑业有限公司 一种再生塑料回收设备
CN116394429B (zh) * 2023-04-20 2023-10-27 盐城市大丰海隆塑业有限公司 一种再生塑料回收设备

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100478570B1 (ko) 괴성화물 및 그 제조방법
EP0373372B1 (de) Agglomerator zum kontinuierlichen Regranulieren von thermoplastischen Kunststoffabfällen, insbesondere von Folien, Fäden und dergleichen
EP0800445B1 (de) Verfahren und anlage zur aufbereitung von mischkunststoffen
US5088910A (en) System for making synthetic wood products from recycled materials
US5096046A (en) System and process for making synthetic wood products from recycled materials
US5503788A (en) Automobile shredder residue-synthetic plastic material composite, and method for preparing the same
DE60206271T2 (de) Verfahren und vorrichtung zum herstellen von gefüllten thermoplastischen polymeren
EP1047502B1 (de) Verfahren zum aufbereiten von mischabfällen, aufbereitungsanlage sowie puffersilos dafür
JP3566348B2 (ja) 廃棄樹脂成形品の回収・造粒方法及び装置並びに前記回収樹脂材料を用いた木質合成板の製造方法。
EP2766167B1 (de) Vorrichtung zum aufbereiten von kunststoffmaterial
EP2252440A1 (de) VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM SPRITZGIEßEN VON KUNSTSTOFFMATERIAL
EP0631537B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur erfassung und aufbereitung von verstreckte kunststoffe enthaltenden abfällen
EP1125508A2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Verwertung von Tabakstaub
WO1993022119A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum recycling von begastem kunststoffmaterial
DE202012012568U1 (de) Vorrichtung zum Aufbereiten von Kunststoffmaterial
US5213021A (en) Reciprocating cutter assembly
CH425185A (de) Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen eines granulatförmigen Schmelzproduktes aus thermoplastischen Kunststoffolien bzw. -abfällen und Einrichtungen zur Durchführung des Verfahrens
DE2831321A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur wiedergewinnung von abfaellen aus thermoplastischem kunststoff
DE4420211C1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Granulat aus Kunststoffen
EP3245035B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines thermoplastischen granulates
US5482216A (en) Method for reclaiming plastic which contains undesirable contaminants
EP0648149B1 (de) Verfahren zur sortierung von thermoplasten aus einem gemengestrom
DE19600482A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Verarbeiten von Bauteilen aus Mischkunststoffen und damit vermischten anderen Baustoffen sowie deren Anwendung
DE4202095C2 (de) Verfahren und Vorrichtungen zur Erfassung und Aufbereitung von verstreckte Kunststoffe enthaltenden Abfällen
DE3823271C2 (de)

Legal Events

Date Code Title Description
8100 Publication of the examined application without publication of unexamined application
D1 Grant (no unexamined application published) patent law 81
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee