DE60018467T2

DE60018467T2 - Behandlung von polymerschaum

Info

Publication number: DE60018467T2
Application number: DE2000618467
Authority: DE
Inventors: Bryan Martel; Robert Villwock; Herman Stone
Original assignee: Mobius Technologies Inc
Current assignee: Mobius Technologies Inc
Priority date: 1999-12-23
Filing date: 2000-12-21
Publication date: 2006-02-16
Anticipated expiration: 2020-12-22
Also published as: AU2006200671A1; EP1242517B1; CA2395455C; NO20023007D0; US20050209354A1; BR0016606A; CN1424957A; EP1242517A2; CN1320990C; EP1512508A2; EP1512508A3; US20070155843A1; DE60018467D1; US20020002208A1; CA2395455A1; WO2001046304A3; NO20023007L; BR0016606B1; US20040171707A1; AU2458401A

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft sowohl Techniken für das Zerkleinern von polymeren Schaumstoffen als auch Techniken zum Herstellen polymerer Schaumstoffe, die diesen zerkleinerten Schaumstoff enthalten. Die Verfahren können bei Schaumstoffen, die Verunreinigungsstoffe aus der Produktion wie Polyolefine, Papier und Schaumstoffaußenhäute enthalten, und bei anderen Schaumstoffen, die auf den Verbraucher zurückzuführende Verunreinigungsstoffe wie Holz, Metall, Leder usw. enthalten, verwendet werden.
Hintergrund der Erfindung
Polymere Schaumstoffe umfassen eine große Vielzahl von Materialien, die im Allgemeinen Zweiphasen-Systeme mit einer festen polymeren Phase und einer gasförmigen Phase bilden. Die kontinuierliche Phase ist ein polymeres Material, und die gasförmige Phase ist entweder Luft oder Gase, die entweder in die Synthese des Schaumstoffs eingeführt oder während dieser gebildet werden. Einige dieser Gase sind als "Treibmittel" bekannt. Einige syntaktische polymere Schaumstoffe enthalten hohle Kügelchen. Die Gasphase der syntaktischen Schaumstoffe ist in den hohlen Kügelchen enthalten, die in der polymeren Phase dispergiert sind. Diese Kügelchen können aus einer Vielzahl von Materialien, einschließlich Glas, Metall, Kohlenstoff und Polymeren bestehen. Andere Materialien wie Füllstoffe, Verstärkungsmittel und Flammverzögerungsmittel können verwendet werden, um spezifische Schaumstoffeigenschaften zu erhalten. Offenzellige oder geschlossenzellige, polymere Schaumstoffe werden üblicherweise als weich, halbweich, halbhart oder hart klassifiziert. Weiche Schaumstoffe, Schaumstoffe, die sich nach einer Deformierung erholen, werden typischerweise bei Rückseiten von Teppichen, Matratzen, Möbeln und Automobilsitzen verwendet. Harte Schaumstoffe, Schaumstoffe, die sich nach einer Deformierung nicht erholen, werden bei der Wärmeisolierung, bei Verpackungen und lasttragenden Komponenten verwendet. Beispiele von Polymeren, die üblicherweise bei Schaumstoffen verwendet werden, umfassen Epoxy, Fluorpolymer, Latex, Polyisocyanurat, Polyimid, Polyolefin, Polystyrol, Polyurethan, Poly(vinylchlorid) (PVC), Silicon und Harnstoffformaldehyd.
Bei typischen Schaumstoffherstellungsverfahren fallen polymere Schaumstoffabfälle an. Beispielsweise erzeugen kommerzielle Verfahren, die zu großen Mengen an Polyurethanschaumstoff führen, bei einem kontinuierlichen Gießverfahren Schaumstoffblockware. Die sich ergebenden, gegossenen Schaumstoffblockwaren werden beispielsweise oft zu Stücken, die 1 bis 2,5 cm breit, 1,5 m hoch und bis zu 70 m lang sind, geschnitten. Schaumstoffblockware wird auch in Kästen unter Verwendung von Chargenverfahren hergestellt. Bei beiden Verfahren ist die Außenseite der Blockware mit einem Papier- und/oder Kunststofftrennbogen ausgekleidet, und eine Schicht der Schaumstoffhaut wird dort gebildet. Die Blockware erfordert im Allgemeinen ein Beschneiden der Oberseite und der Seiten, bevor sie zur kommerziellen Verwendung geschnitten wird. Diese abgeschnittenen Stücke der Oberseite und der Seiten umfassen ein Schaumstoffabfallprodukt, das Verunreinigungsstoffe aus der Produktion enthält.
Unter "Verunreinigungsstoff aus der Produktion" sollen Materialien verstanden werden, die gleichzeitig mit der Herstellung des Blockwaren- oder Kastenschaumstoffs hergestellt oder bei dieser verwendet werden und die typischerweise in dem von den Seiten, der Oberseite und der Unterseite des Blockwaren- oder Kastenschaumstoffs abgeschnitten Abfall vorhanden sind. Beispiele der Verunreinigungsstoffe aus der Produktion sind die vorstehend erörterten Schaumstoffhäute. Des weiteren umfasst der Begriff die auch vorstehend erörterten Trennbögen oder Trennelemente, die beispielsweise aus Papier, mit Wachs oder Polyolefin beschichtetem Papier oder auch aus Folie, einem Bogen oder Gitter aus polymeren Materialien wie Polyethylen, Polypropylen, Polystyrol oder anderen Polyolefinen bestehen können. Wir bezeichnen diese Trennbögen, die eine Menge eines beliebigen Polymers enthalten, generisch als "polymere Bögen". Das Hautmaterial in abgeschnittenem Abfall (oder "Schaumstoffhäute") unterscheidet sich in der Konsistenz und Dichte ziemlich von dem gewünschten Schaumstoffprodukt. Das Hautmaterial ist ein zäheres, gummiartigeres Produkt und besitzt eine höhere Dichte als das gewünschte Schaumstoffprodukt. Schaumstoffhäute sind Schichten aus einen Nichtschaumstoffmaterial oder einem sehr dichten Schaumstoff, die während der Schaumstoffpolymerisierungsverfahren gebildet werden. Schaumstoffhaut wie "Pilze" von Material aus dem Schaumstoffformpressverfahren, die aus der Form austreten, ist ebenfalls im Abfall vorhanden. Schaumstoffhaut ist auch in geformten Teilen, die nicht der Spezifikation entsprechen, zu finden.
Abgeschnittene Stücke fallen auch bei dem Schaumstoffherstellungsverfahren an, bei denen brauchbare Formen aus der Blockware ausgeschnitten werden. Diese Art von Abfall wird Produktionsabfall genannt, und er enthält im Allgemeinen geringere Mengen an Verunreinigungsstoffen aus der Produktion als der Abfall aus dem Abschneiden von Blockware.
Polymerer Schaumstoffabfall ist auch in vielen weggeworfenen schaumstoffhaltigen Produkten wie Möbeln, Automobilsitzen, Wärmeisolierungsschaumstoffen und Verpackungsschaumstoffen vorhanden. Diese Art von Abfall wird "auf den Gebrauch zurückzuführender Abfall" genannt. Auf den Gebrauch zurückzuführender Abfall enthält oft Verunreinigungen von anderen Materialien, die bei einem hergestellten Teil mit dem Schaumstoff verwendet wurden, oder von Materialien, denen der Schaumstoff während seiner Nutzlebensdauer ausgesetzt war. Diese "auf den Verbraucher zurückzuführenden Verunreinigungsstoffe" umfassen Holz, Eisenmetall, Nichteisenmetall, Textilien, Leder, Glas, Schmutz, Öl, Fett, Klebstoffe, Mineralien und Kunststoffe.
"Polyurethan" (PUR) beschreibt eine allgemeine Klasse von Polmeren, die durch die Polyadditionspolymerisation von Diisocyanatmolekülen und einer oder mehreren Aktivwasserstoffverbindungen hergestellt wurden. "Aktivwasserstoffverbindungen" umfassen polyfunktionelle, Hydroxyl enthaltende (oder "Polyhydroxyl"-) Verbindungen wie Diole, Polyesterpolyole und Polyetherpolyole. Aktivwasserstoffverbindungen umfassen auch polyfunktionelle, Aminogruppen enthaltende Verbindungen, wie Polyamine und Diamine. Ein Beispiel eines Polyetherpolyols ist ein glycerininitiiertes Polymer aus Ethylenoxid oder Propylenoxid.
"PUR-Schaumstoffe" werden über die Reaktion zwischen einer oder mehreren Aktivwasserstoffverbindungen und einer polyfunktionellen Isocyanatverbindung gebildet, was zu Urethanbindungen führt. Wie hier definiert, umfasst PUR-Schaumstoff auch Polyisocyanurat- (PIR-) Schaumstoff, der mit Diisocyanattrimer oder Isocyanuratmonomer hergestellt wird. PUR-Schaumstoffe werden weit verbreitet bei einer Vielzahl von Produkten und Anwendungen verwendet. Diese Schaumstoffe können in einem großen Bereich von Dichten gebildet werden und können von weicher, halbweicher, halbharter oder harter Schaumstoffstruktur sein. Allgemein gesprochen, sind "weiche Schaumstoffe" diejenigen, die ihre Form nach der Deformierung wieder erhalten. Abgesehen davon, dass sie reversibel verformbar sind, neigen weiche Schaumstoffe dazu, eine begrenzte Beständig keit gegenüber aufgebrachter Last zu haben, und neigen dazu, hauptsächlich offene Zellen zu haben. "Harte Schaumstoffe" sind diejenigen, die nach der Deformierung im Allgemeinen die deformierte Gestalt ohne wesentliche Erholung beibehalten. Harte Schaumstoffe neigen dazu, hauptsächlich geschlossene Zellen aufzuweisen. "Halbharte" oder "halbweiche" Schaumstoffe sind diejenigen, die deformiert werden können, aber ihre ursprüngliche Gestalt langsam, vielleicht unvollständig wieder erlangen. Eine Schaumstoffstruktur wird durch die Verwendung von sogenannten "Treibmitteln" gebildet. Treibmittel werden während der Schaumstoffbildung durch das Verflüchtigen von niedrig siedenden Flüssigkeiten oder durch die Bildung von Gas während der Reaktion eingeleitet. Beispielsweise bildet eine Reaktion zwischen Wasser und Isocyanat CO₂-Gasblasen in dem PUR-Schaumstoff. Diese Reaktion erzeugt Wärme und führt zu Harnstoffbindungen in dem Polymer. Des weiteren können oberflächenaktive Mittel verwendet werden, um die Polymerschaumstoffstruktur während der Polymerisation zu stabilisieren. Katalysatoren werden verwendet, um die Polymerisationsreaktionen, die die Urethanbindungen bilden, zu initiieren und die Blasreaktion zur Bildung von Gas zu steuern. Das Gleichgewicht zwischen diesen beiden Reaktionen, das durch die Arten und Mengen der Katalysatoren gesteuert wird, hängt auch von der Reaktionstemperatur ab.
Wirksame Recyclingtechnologien sind äußerst wünschenswert, um den Schaumstoffabfall wieder zu verwenden, die Rohmaterialressourcen dieser Schaumstoffe zu maximieren, die nachteiligen Umwelteinflüsse der Entsorgung von Polymerschaumstoffabfall zu verringern oder zu eliminieren und die Herstellung von polymerem Schaumstoff kostengünstiger zu gestalten.
Es ist wünschenswert, weichen PUR-Schaumstoff durch Zerkleinern dieses Schaumstoffabfalls zu Teilchen mit einer maximalen Teilchengröße von etwa 2 mm und Einführen der zerkleinerten Teilchen bei der Herstellung von neuem weichem PUR-Schaumstoff zu recyclen (siehe beispielsweise US-Patent Nr. 4,451,583, erteilt an Chesler). Bei dem Chesler-Verfahren werden die zerkleinerten Teilchen der Reaktionsmischung für das neue PUR oder einer der reaktiven, flüssigen Komponenten, wie den Polyhydroxylkomponenten, zugegeben und dann wird neuer, weicher Schaumstoff auf herkömmliche Weise hergestellt. Kryogenes Feinmahlen ist in dem '583 Patent als bevorzugte Mahltechnik zur Bildung der erforderlichen Teilchengröße des Schaumstoffabfalls offenbart.
Das US-Patent Nr. 5,411,213, erteilt an Just, zeigt ein Verfahren zum Vermahlen von Polymeren wie PUR durch die Zugabe eines Antiagglomerations- oder Trennmittels und Unterziehen des Materials einer Pressscherkraft unter Verwendung von beispielsweise einer Zweiwalzenmühle. Bei einer weiteren Technik, die in dem US-Patent Nr. 4,304,873, erteilt an Klein, offenbart ist, werden Mikrostückchen des weichen PUR-Schaumstoffs durch Aussetzen von zerkleinertem weichem PUR-Schaumstoff und einem Kühlfluid wie Wasser an einen wiederholten Schlag durch eine Vielzahl von Schlagflächen hergestellt. Bei einer weiteren Technik, dem US-Patent Nr. 5,451,376, erteilt an Proska et al., werden ein PUR-Schaumstoffzerkleinerungsverfahren und eine PUR-Schaumstoffzerkleinerungsvorrichtung offenbart, bei denen eine Feinzerkleinerung durchgeführt wird, indem eine Mischung aus grob zerkleinertem Material und einer der flüssigen PUR-Reaktionskomponenten durch eine oder mehrere Düsen gedrückt wird.
Gebrauchte Schaumstoffgegenstände wie Automobilpolstermaterialien können mit Fett- oder Ölverunreinigungsstoffen verunreinigt sein, die die Bildung von neuem Schaumstoff destabilisieren. Das US-Patent Nr. 5,882,432, erteilt an Jody et al., beschreibt ein Verfahren zum direkten Entfernen von Öl- oder Fettverunreinigungsstoffen aus großen PUR-Schaumstücken bzw. Schaumstoffstücken.
Es ist schwierig, abgeschnittene Schaumstoffstücke, die Abfallmaterial aus polymerer Schaumstoffhaut, welche typischerweise bei Blockware an der Außenseite einer Schaumstoffblockware gebildet wird, enthalten, unter Verwendung von herkömmlichen Vermahlbedingungen, die am besten zum Vermahlen von polymerem Schaumstoff geeignet sind, wirksam zu vermahlen. Die Wärmeisolierungseigenschaften von Schaumstoff machen es schwierig, den Schaumstoff in relativ langen Produktionsläufen kontinuierlich zu vermahlen, da die Vermahltemperatur dazu neigt, sich bei fortgesetztem Vermahlen zu erhöhen, was möglicherweise zu der Wärmezersetzung des polymeren Schaumstoffs führt. Verunreinigungsstoffe aus der Herstellung führen zu erhöhten Vermahltemperaturen. Des weiteren sind Schaumstoffstücke und Schaumpulver bzw. Schaumstoffpulver Materialien, deren Handhabung in großen Mengen schwierig ist, da diese Produkte in verschiedenen Verarbeitungsvorrichtungen leicht zusammenbacken. Des weiteren neigt Schaumstoffpulver dazu, die Oberflächen von Verarbeitungsvorrichtungen wie Förderern, Mühlen und Sieben zu überziehen.
Es ist auch schwierig, abgeschnittene Schaumstoffstücke aus der Produktion zur Wiederverwendung als Schaumstoffpulver zu vermahlen, da sie typischerweise mit Verunreinigungsstoffen aus der Produktion wie Kunststofffolien oder -bahnen (oft aus Polymeren wie Polystyrol oder Polyolefinen wie Polyethylen und Polypropylen), Kunststoffgittern oder Papier, die bei der Herstellung der Blockware verwendet werden, verunreinigt sind. Diese Kunststoffe können aufgrund der während der Vermahlverfahren erzeugten Wärme die Mahlflächen der Zerkleinerungsvorrichtungen überziehen. Eine Verunreinigung mit Papier behindert die Zerkleinerung des Schaumstoffs, insbesondere beim Zerkleinern, um sehr kleine Schaumstoffteilchen zu erhalten, da sich die Vermahleigenschaften von Papier von denjenigen des polymeren Schaumstoffs stark unterscheiden. Die Papiere können auch mit einem Polymer beschichtet sein. Große Teilchen dieser Verunreinigungsstoffe verursachen Verarbeitungsschwierigkeiten bei der anschließenden Schaumstoffherstellung und sind verantwortlich für Qualitätsprobleme bei dem sich ergebenden Schaumstoff. Diese Probleme umfassen: eine hohe Viskosität der PUR-Schaumstoffbestandteile, die Mischungen wie Aufschlämmungen aus Schaumstoffpulver und Aktivwasserstoffverbindungen umfassen, eine schlechte Zellstruktur bei dem sich ergebenden Schaumstoff, die Sichtbarkeit der größeren Schaumstoffteilchen und eine schlechte Qualität und einen schlechten gefühlsmäßigen Eindruck des Schaumstoffs.
Es ist schwierig, Schaumstoffabfall, der mit Klebstoffen verunreinigt ist, unter Verwendung herkömmlicher Techniken zum Zerkleinern zu verarbeiten und die sich ergebenden Schaumstoffstücke oder das sich ergebende Schaumstoffpulver zu fördern. Klebstoffe bewirken oft, dass Schaumstoffstücke oder Schaumstoffpulver aneinander und an den Transport- und/oder Verarbeitungsvorrichtungen wie Mühlen anhaften. Klebemittel, die in Schaumstoffpulver vorhanden sind, der zur Herstellung von neuem Schaumstoff verwendet wird, können den Polymerschaumstoff während seiner Bildung destabilisieren.
Kostengünstige, verbesserte Techniken, Verfahren und Vorrichtungen zum Verarbeiten von polymerem Schaumstoff um eine verbesserte Integration der Verarbeitungsschritte des polymeren Schaumstoffs und Schaumstoffpulvers zu erzielen, die Verwendung eines größeren Bereichs von Schaumstoffzusammensetzungen zum Zerkleinern und Wiederverwenden bei neuem Schaumstoff, eine verbesserte Steuerung und Zuverlässigkeit der Verarbeitungsvorrichtungen und -verfahren, eine Verringerung der Betriebs- und Materialkosten und Verbesserungen bei der Ressourcenverwendung sind alle wünschenswert. Insbesondere besteht Bedarf an verbesserten Verarbeitungstechniken zum (1) Zerkleinern von polymerem Schaumstoff, einschließlich Verunreinigungen aus der Produktion wie polymeren Schaumstoffhäuten, polymeren Bögen oder Papier, (2) Verhindern oder Verringern des übermäßigen Erwärmens des polymeren Schaumstoffs während der Zerkleinerung, (3) Verarbeiten von Schaumstoffprodukten, die eine große Vielzahl von auf die Produktion und den Verbraucher zurückzuführenden Verunreinigungsstoffen enthalten.
DE-A1-4416749 offenbart ein Verfahren in Übereinstimmung mit dem Oberbegriff von Anspruch 1.
GB 922 306 offenbart das Vermahlen von Abfallpolyurethanschaumstoff und Verarbeitungsschnipseln, die bei der Herstellung eines Polyurethanschaumstoffs verwendet werden sollen.
FR-A-2 460 987 offenbart das Grobvermahlen von halbharten bis harten, geschlossenzelligen Schaumstoffen zur Herstellung eines Materials zum Absorbieren von flüssigen Kohlenwasserstoffen.
EP-A-0 955 142 offenbart eine mobile Recyclingeinheit zum Recyceln von Kunststoffen mittels Granulieren von Kunststoffabfall unter Verwendung eines mit Zähnen versehenen Zweiwalzengranulators. Pressluft wird für das Kühlen und Trocknen der Körnchen verwendet.
EP-A-0 551 655 offenbart eine Zweiwalzenmühle für das Zerkleinern von Kunststoff oder Kunststoff enthaltenden Verbundstoffen, Mischungen oder Konglomeraten sowie von organischen oder natürlichen Polymeren.
Die Erfindung stellt neue Verfahren für das Verarbeiten von polymerem Schaumstoff zur Verfügung, insbesondere Verfahren zum Zerkleinern (beispielsweise Vermahlen oder Pulverisieren) von polymeren Schaumstoffen, vorzugsweise solchen, die Verunreinigungsstoffe aus der Produktion und vielleicht auf den Verbraucher zurückzuführenden Verunreinigungsstoffe enthalten. Diese neuen Verfahren verringern das übermäßige Erwärmen des polymeren Schaumstoffs während der Verarbeitung und verbessern das Verarbeiten der polymeren Schaumstoffprodukte, die die verschiedensten Verunreinigungen enthalten.
Polymere Schaumstoffe, die Verunreinigungsstoffe aus der Produktion enthalten, werden auf einer Zweiwalzenmühle zerkleinert. Das sich ergebende zerkleinerte Schaumstoffpulver wird abgeschreckt, um sowohl das zerkleinerte Schaumstoffpulver als auch die Vorrichtungen des Zerkleinerungsverfahrens zu kühlen.
Bei einer Variante der vorliegenden Erfindung wird eine neue Sammelkammer abwechselnd zum Sammeln des polymeren Schaumstoffpulvers von einer Zweiwalzenmühle und zum Abschrecken des zerkleinerten Schaumstoffpulvers mittels eines gasförmigen Kühlmediums verwendet.
Eine weitere Variante der Erfindung umfasst eine neue Siebvorrichtung zum Sieben des polymeren Schaumstoffpulvers. Bei der Vorrichtung werden ein zylindrisches Siebrohr und Schlagstangen für das Trennen von Schaumstoffteilchen von größeren Schaumstoffstücken verwendet.
Das PUR-Schaumstoffpulver, das aus dem PUR-Schaumstoff, der Verunreinigungen aus der Produktion enthält, wie z.B. PUR-Schaumstoffhäute, polymere Bögen (oft aus Polyethylen, Polypropylen oder Polystyrol) und Papier (eventuell beschichtet), wird anschließend bei der Herstellung von neuem PUR-Schaumstoff verwendet.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst Verfahren zum Entfernen von Öl und Fett aus dem Schaumstoffpulver und entweder zum Entfernen von Klebstoffverunreinigungsstoffen aus dem polymeren Schaumstoffpulver oder zum Zerstören der Klebeeigenschaft dieser Verunreinigungsstoffe.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm, das das generische Polymerschaumstoffpulververfahren dieser Erfindung schematisch zeigt.
2 ist ein Fließdiagramm, das einen Zerkleinerungs- und Siebbereich des in 1 gezeigten Verfahrens schematisch zeigt.
3 zeigt eine schematische Ansicht eines Schaumstoffstücklagerbehälters mit einem Abgabemechanismus der vorliegenden Erfindung.
4 zeigt eine schematische Ansicht eines Schaumstoffpulverfördersystems.
5 zeigt eine perspektivische Ansicht mit weggebrochenen Teilen eines offenen Lüfters.
6 ist eine schematische Darstellung eines Zyklons.
7 ist ein Fließdiagramm, das einen alternativen Zerkleinerungs- und Siebbereich des in 1 dargestellten Verfahrens schematisch zeigt.
8 ist ein Fließdiagramm, das einen Zerkleinerungs- und Siebbereich des in 1 dargestellten Verfahrens schematisch zeigt.
9 ist ein Fließdiagramm, das eine Technik zum Steuern der Förderbandgeschwindigkeit durch eine Walzenmühle schematisch zeigt.
10A zeigt eine Walzenmühlenvorrichtung mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten.
10B zeigt eine Steuervorrichtung, die zum Steuern der Walzenmühlenvorrichtung mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten von 10A geeignet ist.
11 zeigt eine schematische, perspektivische Ansicht einer Sammelkammer der vorliegenden Erfindung unter Verwendung des Abschreckverfahrens.
12 ist eine schematische Ansicht der Anordnung der in 11 dargestellten Sammelkammer.
13A zeigt eine auseinandergezogene, perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Siebvorrichtung.
13B zeigt eine perspektivische Ansicht eines in 13A gezeigten Flansches.
14A und 14B zeigen schematisch den Luftstrom durch die Siebvorrichtung von 13A.
14C zeigt eine Luftsteuervorrichtung an der Siebvorrichtung von 13A.
15 zeigt den Siebspannungseinstellmechanismus für das Sieb von 13A.
16 ist eine schematische Darstellung einer Zerkleinerungs- und Siebvorrichtung, wie in 1 gezeigt.
17 ist ein Fließdiagramm, das das Lösungsmittelwaschmerkmal des in 1 gezeigten Verfahrens schematisch zeigt.
18 ist ein Fließdiagramm, das die kontinuierliche Mischsequenz des in 1 gezeigten Verfahrens schematisch zeigt.
19 ist ein Fließdiagramm, das die Chargenmischsequenz des in 1 gezeigten Verfahrens schematisch zeigt.
20 ist ein Fließdiagramm, das einen Zerkleinerungsschritt des in 1 gezeigten Verfahrens schematisch zeigt.
21 ist ein Fließdiagramm, das eine weitere Verarbeitungssequenz des in 1 gezeigten Verfahrens schematisch zeigt.
22 ist eine graphische Darstellung einer Schaumstoffpulvergrößenverteilung, die erfindungsgemäß, wie in den Beispielen gezeigt, durchgeführt wurde.
23 ist eine graphische Darstellung einer Schaumstoffpulvergrößenverteilung, die erfindungsgemäß, wie in den Beispielen gezeigt, durchgeführt wurde.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Bei der Beschreibung der Erfindung und ihrer Varianten wird aus Gründen der Klarheit eine bestimmte Terminologie verwendet. Eine solche Terminologie soll die angegebenen Varianten sowie alle äquivalenten Varianten umfassen.
Gesamtverfahren
1 zeigt eine bevorzugte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei der ein integriertes Verfahren zur Zerkleinerung von polymeren Schaumstoffen zur Herstellung von Schaumstoffpulverteilchen und zum anschließenden Inkorporieren des Schaumstoffpulvers in neu gebildete, polymere Schaumstoffe verwendet wird. Die verschiedenen Verarbeitungsschritte dieses erfindungsgemäßen Verfahrens können kombiniert werden, um zusammenwirkend zu funktionieren, um ein integriertes Verfahren zu bilden, wie es schematisch in 1 dargestellt ist. 1 liefert eine zusammengefasste, schematische Darstellung eines integrierten Verfahrens 150 mit Verarbeitungsverfahren 200, 300, 400 und 500. Jedes Verarbeitungsmodul umfasst einen oder mehrere Verarbeitungsschritte oder eine oder mehrere Verarbeitungssequenzen. Das Verarbeitungsmodul 200 umfasst Verfahren zum Zerkleinern von Gegenständen, die polymeren Schaumstoff enthalten, um kleinere Schaumstoffstücke herzustellen. Dieses Modul umfasst eine Erststufenzerkleinerung, wie detaillierter in Verbindung mit 2 und 7 beschrieben ist. 3, 4, 5 und 6 zeigen Konfigurationen der Vorrichtung zum Transport von Schaumstoff von einer Stufe zur anderen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren. Das Verarbeitungsmodul 300 in 1 zeigt eine Zweitstufenzerkleinerung, bei der Schaumstoffpulverteilchen aus den Schaumstoffstücken hergestellt werden, die sich aus den im Verarbeitungsmodul 200 durchgeführten Verfahren ergeben. Das in 1 gezeigte Modul 400 umfasst Verfahren zum Herstellen von Mischungen aus Schaumstoffpulver und einer oder mehreren polymerisierbaren Flüssigkeiten. Wahlweise können Mischungen aus Schaumstoffpulver und polymerisierbarer Flüssigkeit unter Verwendung der Verfahren des Verarbeitungsmoduls 400 zerkleinert werden, wodurch eine Drittstufenzerkleinerung der Schaumstoffteilchen zur Verfügung gestellt wird. Das Modul 500 in 1 umfasst Verfahrensschritte zum Herstellen von festen polymeren Schaumstoffen durch die Zugabe verschiedener Bestandteile zu einer Mischung aus Schaumstoffpulver und polymerisierbarer Flüssigkeit und zum anschließenden Polymerisieren der Mischung zur Bildung eines neuen Schaumstoffs, in dem die Schaumstoffpulver der vorliegenden Erfindung enthalten sind.
Erststufenzerkleinerung
Das Verarbeitungsmodul 200 (1) umfasst die in 2 gezeigte Verarbeitungssequenz 210 und eine alternative Verarbeitungssequenz 250, die in 7 gezeigt ist. Diese beiden Verarbeitungssequenzen unterscheiden sich im Allgemeinen durch die Arten von polymeren Schaumstoffprodukten und Schaumstoffgegenständen, die in der Erststufenzerkleinerung zerkleinert werden. Unter Bezugnahme auf 2 umfasst ein erster Schritt 212 in der Verarbeitungssequenz 210 das Zerkleinern von Schaumstoffprodukten und -gegenständen, die nichtverunreinigten Schaumstoff enthalten, oder von Schaumstoffgegenständen, die nur mit Verunreinigungsstoffen aus der Produktion verunreinigt sind. Der Begriff "nichtverunreinigter Schaumstoffe", wie hier definiert, umfasst polymere Schaumstoffprodukte oder -gegenstände, die im Wesentlichen frei von Verunreinigungsstoffen aus der Produktion und anderen Verunreinigungsstoffen wie Metall, Holz, Fasern und anderen polymeren Verbindungen sind. Wie vorstehend erwähnt, umfasst der Ausdruck "Verunreinigungen aus der Produktion" Materialien, die typischerweise bei der Herstellung von Polymerschaumstoff vorhanden sind, wie Papier, mit Kunststoff beschichtetes Papier und Polymerfolien oder -gitter sowie Schaumstoffhäute. Schaumstoffhäute sind Schichten aus Nichtschaumstoff oder hochdichtem Schaumstoff, die während der Schaumstoffpolymerisierungsverfahren gebildet werden. Diese Kunststofffolien werden zur Auskleidung der Formen verwendet, die zum Herstellen der vorstehend erwähnten "Blockware" verwendet werden. Die verwendeten Kunststoffe sind typischerweise Polyolefine wie Polyethylen oder Polypropylen, obgleich auch andere Polymere geeignet sind. Geeignete Verfahren für den Schaumstoffzerkleinerungsschrit 212 umfassen die Größenverringerung unter Verwendung einer beliebigen der Technologien, die Durchschnittsfachleuten bekannt sind. Beispiele der Größenverringerungsvorrichtung, die zum Zerkleinern von Schaumstoff in Schritt 212 (2) geeignet sind, umfassen Zerkleinerungsvorrichtungstypen wie Walzenbrecher unter Verwendung von zwei Walzen, die sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten gegenläufig bewegen, Schlagprallmühlen, bei denen beispielsweise Hammerbrecher verwendet werden, Zerkleinerer, bei denen Zerkleinerungszähne auf einer einzigen Walze oder Sägezähne verwendet werden und sich gegenläufig drehende Abstandsanordnungen zum Einsatz kommen, Ringmühlen, bei denen hakenförmige Ringe verwendet werden, die an einem Rotor, der sich mit hoher Geschwindigkeit dreht, befestigt sind, und Ringwalzenmühlen unter Verwendung von Walzen zusammen mit Mahlringen. Beispiele der bevorzugten Größenverringerungsvorrichtung für den Schritt 212 umfassen Drehmühlen, Hammermühlen und Scherzerkleinerer.
Falls der polymere Schaumstoff mit Klebstoff verunreinigt ist, sollte der Schaumstoff zuerst behandelt werden, um die Klebeeigenschaften zu entfernen. Dies ges tattet die wirksame Umwandlung des Schaumstoffabfalls zu Schaumstoffpulver. Geeignete Behandlungstechniken umfassen Waschen mit Lösungsmittel oder Aussetzen des mit einem Klebstoff verunreinigten Schaumstoffs an eine Mikrowellen-, Infrarot- oder UV-Strahlung.
Schaumstoffprodukte und -gegenstände werden unter Verwendung einer beliebigen der Techniken, die einem Durchschnittsfachmann bekannt sind, wie Zuführen der Schaumstoffgegenstände per Hand in die Zerkleinerungsvorrichtung oder die Verwendung von Trichtern und/oder Förderbändern, in die Größenverkleinerungsvorrichtung von Schritt 212 eingeführt (nicht gezeigt). Selbstverständlich kann vor dem Schritt 212 ein vorläufiger Größenverringerungsschritt (nicht gezeigt) durchgeführt werden kann, um die Schaumstoffgegenstände auf eine Größe zu zerkleinern, die für die Zerkleinerungsvorrichtung von Schritt 212 geeignet ist.
Wünschenswerterweise beträgt die Größe der kleinen Schaumstoffstücke, die sich aus Schritt 212 ergeben, weniger als etwa 10. cm. Vorzugsweise beträgt diese Größe weniger als etwa 2 cm. Ein spezifischer Größenbereich wird durch Betreiben der Größenverringerungsvorrichtung von Schritt 212 mit den erforderlichen Betriebsparametern, gefolgt von einem Siebschritt 214 (2), erhalten. Schaumstoffstücke, die aus der Zerkleinerungsvorrichtung von Schritt 212 abgegeben werden, werden in Schritt 214 gesiebt, was zu einer Sollgröße wie Schaumstoffstücken, die nicht größer als etwa 10 cm sind, und übergroßen Stücken, einschließlich Schaumstoffstücken, die größer als die Sollgröße sind, führt. Geeignete Vorrichtungen für den Siebschritt 214 umfassen bekannte Siebvorrichtungen unter Verwendung von sich drehenden Sieben, Rüttelsieben, vibrierenden, oszillierenden oder sich hin und her bewegenden Sieben. Übergroße Stücke werden zur Zerkleinerungsvorrichtung in Schritt 216 der Verarbeitungssequenz 210 (2) recycelt. Der Recyclingschritt 216 umfasst die Verwendung von Vorrichtungen wie Förderbändern, Förderschrauben oder pneumatisches Fördern, d.h. Fördern in einem Gasstrom, um diese Schaumstoffstücke zu der Zerkleinerungsvorrichtung von Schritt 214 zurückzuführen. Schaumstoffstücke innerhalb des Sollgrößenbereichs werden in Schritt 218 zu dem Schaumstoffstücklagerschritt 220 unter Verwendung von herkömmlichen Fördertechniken wie Förderbändern, Förderschrauben oder pneumatischem Fördern, gefördert. Typischerweise weist die für die vorliegende Technologie geeignete Zerkleinerungsvorrichtung eingebaute Komponenten zum Sieben und Recyceln der übergroßen Stücke auf (Schritte 212, 214 und 216).
Lagervorrichtungen zur Durchführung des wahlweisen Lagerschritts 220 können Lagerbehälter, -kästen und -silos, wie sie für die Lagerung von Massenfeststoffen verwendet werden, umfassen. Vorzugsweise wird das Schaumstoffstückabgabeverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen, um die Abgabe der Schaumstoffstücke aus der Lagervorrichtung von Schritt 220 im Vergleich zu herkömmlichen Abgabeverfahren zu erleichtern. Vorrichtungen, die für die Durchführung des erfindungsgemäßen Abgabeverfahrens geeignet sind, sind in 3 gezeigt. Das erfindungsgemäße Abgabeverfahren umfasst das Lagern von Schaumstoffstücken in einem Lagerbehälter 230 mit einem Bodenbereich, der ein mechanisch betätigtes Sieb 232 umfasst, bei dem beispielsweise eine vibrierende, oszillierende oder rüttelnde Bewegung verwendet wird und das vorzugsweise eine Sieböffnung aufweist, wobei die Größe der Sieböffnung den größten Durchmesser der größten Schaumstoffstücke, d.h. die maximale Größe der Schaumstoffstücke, um mindestens etwa 2 % übersteigt. Eine flexible Verbindung 234 kann zwischen dem Sieb 232 und dem Lagerbehälter 230 vorgesehen sein, um die mechanische Betätigung des Siebs zu erleichtern. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst des weiteren eine Förderfläche 236, die sich unterhalb des Siebs bewegt.
Wahlweise weist die sich bewegende Förderfläche Vorsprünge 238 (3) daran auf, die sich in enger Nachbarschaft zu dem Sieb innerhalb eines Abstands erstrecken, der etwa gleich der Abmessung der Sieböffnung ist. Diese Vorsprünge können Klammern oder flexible oder starre Streifen oder Stangen sein, die an der Oberfläche des Förderers angebracht sind. Vorzugsweise erstrecken sich diese Vorsprünge etwa 0,3 bis etwa 7,5 cm von der Förderfläche weg. Diese Förderfläche kann von der Richtung oder Ebene parallel zum Sieb um einen Winkel von 0° bis 30° geneigt sein, um für eine gleichmäßige Abgaberate aus allen Teilen des Lagerbehälters zu sorgen. Wir haben gefunden, dass das Sieb eine Abstützung für das Material, d.h. die Schaumstoffstücke, in dem Lagerbehälter bietet und dadurch das Gewicht des Materials auf der Förderfläche verringert und die Verwendung von einfacheren, kostengünstigeren und weniger massiven Fördervorrichtungen gestattet. Die Kombination des Siebs und der Förderfläche verhindert den durch die Schwerkraft unterstützten Strom von Schaumstoffstücken von der Lagervorrichtung, wenn die Förderfläche und das Sieb nicht betätigt sind.
Beim Förderschritt 218 können ein oder mehrere Lüfter verwendet werden, um bei dem erfindungsgemäßen Verfahren mittels einer gasförmigen Strömung die Schaumstoffstücke durch eine Leitung oder einen Kanal zu blasen oder zu fördern. Beispielsweise können zwei Lüfter in Kombination mit einem Zyklon verwendet werden. Geeignete Vorrichtungen zum Fördern der Schaumstoffstücke oder des Schaumstoffpulvers unter Verwendung eines Zyklons und von zwei Lüftern sind in 4 gezeigt. Ein erster Lüfter 270 steht mit dem Einlass 272 des Zyklons 274 in Verbindung, wobei er in Luft suspendierte Schaumstoffstücke oder in Luft suspendiertes Schaumstoffpulver dem Zyklon 274 zuführt. Ein zweiter Lüfter 276 steht mit dem Zyklonauslass 278 in Verbindung, um Luft oder ein anderes Fördergas aus dem Zyklon durch den Auslass 278 zu entfernen. Die Lüfter sind üblicherweise derart konstruiert und werden derart betrieben, dass in dem Zyklonmaterialauslass 280 ein optimaler, abwärts gerichteter Druck realisiert wird, um Probleme mit dem Verstopfen des Zyklons, die für die Handhabung von Schaumstoffstücken oder Schaumstoffpulver charakteristisch sind, auszuschalten. Der nach unten gerichtete Druck in dem Zyklonmaterialauslass 280 kann auch durch Ändern des Drucks in dem Zyklonluftauslass 278 mit beispielsweise einstellbaren Prallplatten, Filtern, einem Filtersack oder anderen Einschränkungen eingestellt werden. Bei beiden Lüftern wird vorzugsweise eine sogenannte "offene" Konstruktion verwendet.
5 zeigt schematisch einen offenen Lüfter 282. Der Lüfter besitzt ein im Wesentlichen zylindrisches Gehäuse 284, eine vordere Abdeckung 286 und eine hintere Abdeckung 288. Innerhalb des Gehäuses 284 ist eine scheibenförmige Platte 290 derart angebracht, dass ein Antriebsmechanismus (nicht gezeigt) die Scheibe im Betrieb dreht. An der Scheibe sind mehrere schaufelartige Flügel wie Flügel 294 und 296 angebracht. Es besteht ein beträchtlicher Abstand zwischen den Flügeln und dem Inneren der vorderen Abdeckung 286, was zu einer offenen Konstruktion führt. Ein Einlass ist an der Öffnung 298 der vorderen Abdeckung 286 vorgesehen. Ein Auslass 299 ist am äußeren Umfang der zylindrischen Kammer vorgesehen. Wenn die Scheibe 290 gedreht wird, wird eine Zentrifugalwirkung erzeugt, um Luft oder in Luft suspendierte Schaumstoffpulverteilchen vom Einlass 298 zum Auslass 299 zu fördern.
Pneumatische Fördertechniken umfassen oft Schritte zum Trennen des Fördergases von dem Material, das gefördert wird. Ein geeigneter Platz, um dies zu tun, ist an dem Punkt, an dem das geförderte Material aus dem Förderprozess abgegeben wird. Zyklone können verwendet werden, um die überschüssige Luft zu entfernen. Wenn jedoch Schaumstoff zu fördern ist, können Schaumstoffstücke und Schaum stoffpulver die inneren Wände des Zyklons überziehen. Des weiteren neigen Schaumstoffstücke und Schaumstoffpulver dazu, den Zyklonmaterialausgang zu verstopfen. Solche Überziehungs- und Verstopfungsschwierigkeiten, die mit der Verwendung von Schaumstoff in Zyklonen verbunden sind, können durch die Verwendung eines länglichen flexiblen Elements 283, siehe 6, verbessert werden, das von einem oberen Bereich 285 eines Zyklons 287 herunterhängt und sich nach unten erstreckt und an einem Zyklonmaterialauslass 289 befestigt ist, der sich an der Unterseite 291 des Zyklons befindet. Der Luftstrom innerhalb des Zyklons bewirkt, dass sich das flexible Element 283 verbiegt und um das Innere des Zyklons bewegt, wodurch kontinuierlich Schaumstoff von der Innenseite der Zyklonwände 287 und von dem Zyklonmaterialauslass 289 entfernt wird. Geeignete Materialien für das flexible Element 283 umfassen Seil, Kunststoff und Gummischlauch, Kunststoffkette und Metallkette. Stärker bevorzugt ist ein Seil, das aus einem technischen Polymer wie aromatischen Polyamid, beispielsweise Kevlar, besteht. Luft tritt in den Zyklon am Einlass 293 ein und wird durch den Auslass 295 abgegeben.
Die in 4 bis 6 gezeigten Fördervorrichtungen und -verfahren und Teile von ihnen können auf verschiedenartige Weise zum Fördern von sowohl Schaumstoffstücken als auch Schaumstoffpulver mit den hier gezeigten Vorrichtungen verwendet werden.
Alternativer erster Zerkleinerungsschritt
Wie in 7 gezeigt, kann die Verarbeitungssequenz 250 des Verarbeitungsmoduls 200 (1) bei polymeren Schaumstoffprodukten und -gegenständen verwendet werden, die beispielsweise mit Holz, Fasern, Leder, Eisen- und Nichteisenmetallen, Kunststoff und Glas, wie sie in Stühlen, Autositzen und dergleichen zu finden sind, verunreinigt sind. Wie vorstehend erwähnt, bezeichnen wir diese Klasse von Verunreinigungsstoffen als "auf den Verbraucher zurückzuführende Verunreinigungsstoffe" oder "auf den Gebrauch zurückzuführende Verunreinigungsstoffe". Die Schaumstoff enthaltenden Produkte und -gegenstände werden in einem Zerkleinerungsschritt 252 unter Verwendung von Größenverringerungsvorrichtungen zerkleinert, die gleich den Vorrichtungen sein können, die im Zusammenhang mit dem Schaumstoffzerkleinerungsschritt 212 der in 2 gezeigten Verarbeitungssequenz 210 beschrieben sind. Es ist ersichtlich, dass der spezifische Typ der Größenverkleinerungsvorrichtung in Schritt 252 von der Art der Verun reinigung abhängt. Beispielsweise erfordert eine Verunreinigung mit Metall eine Größenverkleinerungsvorrichtung mit einer höheren Energieaufnahme und einer höheren Verschleißbeständigkeit als Vorrichtungen, die für Schaumstoff, der mit Gewebe verunreinigt ist, bestimmt sind.
Nach dem Zerkleinerungsschritt 252 werden die Materialien in einem Sortierschritt 254 sortiert, um die festgestellten Verunreinigungsstoffe in einem Verunreinigungsentfernungsschritt 256 zu entfernen. Diese Sortierverfahren können alle Techniken umfassen, die Durchschnittsfachleuten bekannt sind. Beispielsweise können Eisenmetalle mittels Magneten entfernt werden. Nichteisenmetalle können magnetisch getrennt werden, gefolgt von der Induktion von Wirbelströmen in diesen Metallen. Durch den Gebrauch herbeigeführte Verunreinigungsstoffe wie Holz, Fasern, Leder, Kunststoff und Glas können unter Verwendung herkömmlicher Auswaschungsverfahren entfernt werden, bei denen die Stücke beispielsweise durch Schwerkraft in einem nach oben strömenden Gasstrom, beispielsweise einem Luftstrom, getrennt werden.
Die Schaumstoffstücke, die so erhalten werden, können in Schritt 258 und 260 (7) gesiebt und in Übereinstimmung mit der Größe recycelt werden, die ähnlich den jeweiligen Schritten 214 und 216 der in 2 gezeigten Verarbeitungssequenz 210 sind. Unter erneuter Bezugnahme auf 7 wird die Sollgrößenfraktion der Schaumstoffstücke in Schritt 262 gefördert und in Schritt 264 gelagert, wobei diese Schritte gleich den jeweiligen Schritten 218 und 220 von 2 sind, einschließlich der erfindungsgemäßen Abgabe der Schaumstoffstücke aus der Lagervorrichtung unter Verwendung eines mechanisch betätigten Siebs, das in Verbindung mit 3 beschrieben wurde.
Mahlschrittsteuervorrichtung
Wie in der in 8 gezeigten Verarbeitungssequenz 300 gezeigt, werden Schaumstoffstücke, einschließlich Verunreinigungen aus der Produktion, in Schritt 310 einem Vermahl- oder Zerkleinerungsschritt 314 gegebenenfalls unter Entfernen des Fördergases, wie in Schritt 312 gezeigt, gefördert. Geeignete Fördereinrichtungen umfassen die in Zusammenhang mit 4 bis 6 beschriebenen Vorrichtungen. Es ist jedoch bekannt, dass es schwierig ist, die Zuführungsrate der Schaumstoffstücke aufgrund ihrer geringen Schüttdichte und ihrer Neigung zusammenzubacken zuverlässig zu steuern. Erfindungsgemäß wurde nun entdeckt, dass der Mühlendurchsatz unter Verwendung eines Förderverfahrens optimiert werden kann, bei dem die Rate des Förderns durch die Zerkleinerungsrate gesteuert wird. Bei einer Variante dieser Technik wird der Energieverbrauch der Mühle während des Zerkleinerungsverfahrens überwacht. Dann wird eine elektrische Rückkopplungstechnik verwendet, um den Energieverbrauch der Mühle mit der Zuführungsrate elektrisch zu koppeln. Falls beispielsweise eine übermäßige Menge an Schaumstoffstücken der Mühle zugeführt wird, führt dies typischerweise zu einem erhöhten Energieverbrauch durch die Mühle. Das Signal, das sich aus dem HÖHEREN Energieverbrauch ergibt, kann der Fördervorrichtung zugeführt werden, was bewirkt, dass die Fördervorrichtung die Förderrate der Schaumstoffstücke zur Mühle verringert. In gleicher Weise braucht die Mühle typischerweise weniger Energie, wenn die Zuführungsrate der Schaumstoffstücke zur Mühle zu niedrig ist. Das verringerte Energiesignal der Mühle kann dann zur Fördereinrichtung zurückgeführt werden, was bewirkt, dass sie die Förderrate erhöht. Die Beziehung zwischen dem Energieverbrauch der Mühle und der Schaumstoffzuführungsrate kann experimentell für verschiedene Arten von Schaumstoff bestimmt werden. Das neue Zuführungssteuerverfahren für die Mühle ist in 9 gezeigt, wo das Stromentnahmesignal 362 des Walzenmühlenmotors einem PID-Regler (Proportional-Integral-Differential) 364 zugeführt wird, der dann die Förderbandgeschwindigkeit 366 steuert. PID-Regler und die Technologie zur Verwendung von PID-Reglern sind Durchschnittsfachleuten bekannt.
Zusätzlich zur Verwendung der Stromentnahme oder des Energieverbrauchs der Walzenmühle als Maßnahme der Schaumstoffförderrate zu einer Mühle können andere ähnliche Indizien verwendet werden. Wenn hydraulische Motoren verwendet werden, um die Fördervorrichtung mit Energie zu versorgen, kann der Hydraulikdruck oder die Strömungsrate des Hydraulikfluids verwendet werden.
Schaumstoffpulver, das Verunreinigungsstoffe aus dem Prozess enthält
Schaumstoffstücke, die sich aus den Verfahren des Verarbeitungsmoduls 200 ergeben, werden unter Verwendung eines Zerkleinerungsschritts 314, siehe 8, zerkleinert, um ein Schaumstoffpulver herzustellen, das vorzugsweise eine Teilchengröße von 2 mm oder weniger, vorzugsweise weniger als etwa 0,25 mm, aber wahrscheinlich größer als etwa 0,001 mm, beispielsweise 0,005 mm, einschließlich Größenbereichen wie 0,001 mm bis 0,010 mm, 0,001 mm bis 0,020 mm, 0,001 mm bis 0,045 mm, 0,001 mm bis 0,150 mm, 0,005 mm bis 0,010 mm, 0,005 mm bis 0,020 mm, 0,005 mm bis 0,045 mm, 0,005 mm bis 0,150 mm, und alle Unterbereiche dieser Werte aufweist. Es ist ersichtlich, dass Schaumstoffpulver mit einer Teilchengröße von 2 mm oder weniger gebrochene Teile von Schaumstoffblasen oder -zellen ohne irgendeine beträchtliche Volumenfraktion (beispielsweise weniger als etwa 7,5 Vol.- %, vorzugsweise weniger als etwa 5 Vol.- % und am bevorzugtesten weniger als etwa 2,5 Vol.- %) an vollständigen Zellen oder Blasen aufweist. Vorzugsweise besitzt der größte Teil der Teilchen (oder alle Teilchen) eine derartige Größe, dass, wenn sie Teilchen für Teilchen betrachtet werden, keine länglichen Abschnitte von der mikroskopischen Schaumstoffstruktur übrig bleiben, die aus einer zentralen Grenzfläche vorstehen. Dieser Zerkleinerungsschritt ist eine Zweitstufenzerkleinerung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren. Wir haben gefunden, dass polymerer Schaumstoff, der mit Verunreinigungsstoffen aus der Produktion, wie polymeren Schaumstoffhäuten, Papier und Kunststofffolien oder -gitter verunreinigt ist, wirksam auf einer Zweiwalzenmühle unter Verwendung einer Abschrecktechnik für das schnelle Abkühlen des abgegebenen Schaumstoffpulvers zerkleinert werden kann. Das zerkleinerte Schaumstoffpulver kann in den angegebenen Teilchenbereichen 75 Gew.-% polymere Schaumstoffhäute oder geringere Mengen, einschließlich der Bereiche von 20 % bis 60 %, 20 % bis 50 %, 20 % bis 65 % und jeglichen Unterbereich bis zu diesen 75 % enthalten. Es ist ein Vorteil dieses Verfahrens, dass extrem große Mengen dieser polymeren Schaumstoffhäute und anderer Verunreinigungsstoffe aus der Produktion enthalten sein können und dass trotzdem die kleinen Teilchengrößen des Schaumstoffpulvers erhalten werden.
Das sich ergebende Material, das Schaumstoffpulver, kann Teilchen des PUR-Schaumstoffs und einen oder mehrere der Verunreinigungsstoffe aus der Produktion umfassen oder im Wesentlichen aus diesen bestehen. Wir haben gefunden, dass das Verfahren bei der Erzeugung von zerkleinerten Schaumstoffteilchen mit einem beliebigen der Verunreinigungsstoffe aus der Produktion ziemlich konsequent ist. Wünschenswerterweise wird das Schaumstoffpulver aus mindestens etwas weichem PUR-Schaumstoff, vorzugsweise 5 oder 10 Gew.-% oder mehr, hergestellt, aber es enthält wenig harten oder halbharten Schaumstoff, falls es diesen überhaupt enthält. Selbstverständlich ist es möglich, den Nutzen des Verfahrens auch bei Verwendung des harten oder halbharten Schaumstoffs zu erhalten, doch andere Verfahren beschäftigen sich in geeigneter Weise mit harten Schaumstoffen.
Abschreckmahlschritt
Schaumstoffpulver wird aus der Mühle in dem in 8 gezeigten Abgabeschritt 316 abgegeben. Die Zerkleinerung von polymerem Schaumstoff in einer Mühle wie einer Zweiwalzenmühle bewirkt, dass die Temperatur des Schaumstoffs erhöht wird, wenn er durch die Mahlzone geführt wird. Beispielsweise kann die Zerkleinerung von Schaumstoff die Schaumstofftemperatur auf 150°C erhöhen, was oberhalb der Erweichungstemperatur von üblicherweise verwendeten Thermoplasten wie Polyethylen, Polypropylen, Polystyrol und dergleichen liegt. Solche Temperaturerhöhungen können zu einer Wärmezersetzung des polymeren Schaumstoffs führen, insbesondere wenn der Schaumstoff mehreren Durchläufen durch die Mühle unterzogen wird. Beispielsweise beträgt die Erweichungstemperatur von Niederdruckpolyethylen etwa 135°C. Das Erweichen oder Schmelzen von thermoplastischen Materialien während der Zerkleinerung führt zu einer verringerten Mühlenleistung, da diese Materialien dazu neigen, an der Mühlenoberfläche zu haften oder sich zusammenzuballen, um während der Zerkleinerung harte Flocken oder Klumpen zu bilden. Des weiteren beeinträchtigen erhöhte Temperaturen die Zerkleinerungscharakteristiken des Schaumstoffs. Bei diesen Temperaturen bildet PUR-Schaumstoff und/oder -Schaumstoffpulver beispielsweise eine Schicht auf den Mühlenwalzen. Obgleich von innen gekühlte Mühlenwalzen für eine geringfügig günstige Kühlung sorgen, stellen sie im Allgemeinen nicht das gewünschte Kühlniveau zur Verfügung. Wir haben gefunden, dass das gekühlte Schaumstoffpulver nicht zusammenbackt und auch nicht an den Walzen anhaftet, wenn wir das Schaumstoffpulverprodukt zu dem Zeitpunkt, da es die Walzenoberflächen verlässt, "abschrecken",. Insbesondere ist es höchst wünschenswert, das Kühlmedium direkt auf den Spalt zwischen den beiden Walzen zu richten, um einen maximalen Nutzen aus dem Verfahren zu ziehen. Wahrscheinlich gibt es auch eine direkte und/oder indirekte Wärmeübertragungswirkung auf die Walzen selbst. Wir verstehen unter "Abschrecken", dass der Temperaturunterschied zwischen dem Schaumstoffpulver und dem Kühlmedium 5°C bis 10°C bis 125°C, vorzugsweise 25°C bis 125°C und am meisten bevorzugte 50°C bis 100°C beträgt. Vorzugsweise wird das Kühlmedium mit einer Temperatur von weniger als 115°C eingeleitet. Es ist auch besonders wünschenswert, dass das Kühlmedium auf das Schaumstoffpulverprodukt, wenn es die Walzenoberflächen verlässt, d.h. am Spalt zwischen den Walzen, in einer Wirbelströmung auftritt und weiterhin, dass sich die sich ergebende Mischung aus Schaumstoffpulver und Kühlmedium in einer Wirbelströmung befindet. Vorzugsweise besitzt die Massenströmungsrate des Kühlmediums einen Wert von mindestens 3 % der Massenströmungsrate des Schaumstoffpulverprodukts. Für das meiste mittels dieses Verfahrens hergestellte Pulver ist dieser Wert auch der Mindestwert, der für das pneumatische Verdünnungsphasenfördern geeignet ist. Stärker bevorzugt besitzt die Massenströmungsrate des Kühlmediums einen Wert, der mindestens 30 % der Massenströmungsrate des Schaumstoffpulverprodukts beträgt.
Bei der vorliegenden Erfindung wird ein gasförmiges Kühlmedium wie Ergänzungsförderluft vorzugsweise in das pneumatische Fördersystem eingespritzt oder eingesaugt, um das Schaumstoffpulver in Schritt 318 abzuschrecken, wenn das Schaumstoffpulver aus der Mühle abgegeben wird. Alternativ kann das gasförmige Kühlmedium wie Luft dem pneumatischen Fördersystem an einer beliebigen Stelle innerhalb der Umwälzschleife zugegeben werden. Ein bevorzugtes Verfahren der Zugabe von Luft ist die Schaffung eines Einlasses für Luft mit einer Prallplatte zur Strömungssteuerung in einem Abschnitt des Kanals mit einem Druck von weniger als dem atmosphärischen Druck, beispielsweise vor einem Lüfter. Wir haben gefunden, dass beispielsweise für Nettoschaumstoffzerkleinerungsraten von etwa 450 kg/h (990 lb./h) unter Verwendung von Abschreckluftströmungsraten von etwa 42,5 m³/Min. (1500 cu.ft./min.) Luft mit Umgebungstemperatur in einem Kanal mit einem Durchmesser von 20 cm (8 in.) zu einer sehr turbulenten Strömung führt, was eine wirksame Kühlung des Schaumstoffpulvers bewirkt. Wiederum ist die Kühlmediumströmung vorzugsweise eine Wirbelströmung.
Beispiele geeigneter Kühlmedien umfassen: Gase wie Luft, Stickstoff, Kohlendioxid oder Mischungen dieser Gase sowie Gase wie diese, die zusätzlich Tröpfchen oder Dampf von Flüssigkeiten wie Wasser, Alkoholen, Ketonen, Alkanen oder halogenierten Lösungsmitteln enthalten. Die Tröpfchen werden zum verdampfenden Kühlen zugegeben. Vorzugsweise sollten die bei diesen Medien verwendeten Tröpfchen eine Tröpfchengröße von etwa 0,06 mm oder weniger aufweisen. Es wird auch bevorzugt, das gasförmige Kühlmedium auf eine Temperatur unterhalb der Umgebungstemperatur vor der Verwendung bei dem vorliegenden Verfahren zu kühlen.
Vor der Erörterung des Abschreckkonzepts wird der Zerkleinerungsschritt in Erwägung gezogen. Der Zerkleinerungsschritt 314 kann unter Verwendung einer Zweiwalzenmühle, wie in 10A und 10B gezeigt, durchgeführt werden. 10A zeigt ein Paar Walzen: eine schnellere, angetriebene Walze 311 und eine rela tiv langsamere Walze 313, die durch die schnelle Walze 311 angetrieben wird. Mit "schneller" und "langsamer" beziehen wir uns in diesem Zusammenhang auf die relativen Oberflächengeschwindigkeiten der Walzen. Es gibt eine unterschiedliche Geschwindigkeit an der Stelle, wo sich die Walzen treffen und den Schaumstoff zwischen sich scheren. Bei dieser Variante der Erfindung kann die schnellste Walze 311 durch einen Elektromotor oder dergleichen (nicht gezeigt) angetrieben werden, während die zweite Walze 313 indirekt durch die erste Walze durch die Reibung zwischen der direkt angetriebenen Walze und dem Material in dem Spalt zwischen den beiden Walzen indirekt angetrieben wird.
Die Geschwindigkeitsverringerung kann bei der langsamen Walze 313 durch mechanisches Bremsen in der Darstellung von 10A unter Verwendung von Bremsbacken 315 erzielt werden, um das gewünschte Geschwindigkeitsverhältnis zwischen den beiden Walzen aufrechtzuerhalten. Die Geschwindigkeitsverringerung kann selbstverständlich durch die Erzeugung elektrischer oder hydraulischer Energie erzielt werden. Wir haben gefunden, dass der Unterschied bei der Oberflächengeschwindigkeit zwischen den beiden Walzen die Wirksamkeit des Zerkleinerungsschritts sehr verbessert. Das Verhältnis der jeweiligen Oberflächengeschwindigkeiten kann zwischen 10 : 1 und geringfügig oberhalb von 1 : 1, vorzugsweise zwischen 10 : 1 und 3 : 1, stärker bevorzugt zwischen 8 : 1 und 3 : 1 und am stärksten bevorzugt zwischen 5 : 1 und 3 : 1 liegen. Die Umfangsgeschwindigkeit der Walzen beträgt im Allgemeinen 0,1 bis 10 m/s, vorzugsweise 0,1 bis 4,5 m/s und am stärksten bevorzugt 0,1 bis 3,0 m/s.
10B zeigt einen schematischen Umriss eines Steuerungsschemas für die Vorrichtung von 10A, bei dem der Drehmomentausgang von der langsamen Walze durch die Steuereinrichtung 314 überwacht wird und zur Steuerung der Drehmomentrückkopplung von der langsamen Walze 313 zur schnellen Walze 311 verwendet wird, um den gewünschten Unterschied der Walzengeschwindigkeiten aufrechtzuerhalten.
Wir fahren fort mit dem Abschreckmerkmal dieser Vorrichtung:
Ein Beispiel eines Abschreckmerkmals wird in 11 und 12 verwendet. Dieses Abschrecken findet in der Sammelkammer 402 statt. Die erste Seitenwand 421 der Kammer 402 weist einen Rand 422 auf, der in enger Nachbarschaft zur zylindrischen Oberfläche 424 der ersten Walze 426 einer Zweiwalzenmühle mit einer zweiten Walze 428 angeordnet ist. Der Rand 422 verläuft im Wesentlichen parallel zur zylindrischen Oberfläche 424. Ein Kammerboden 430 verbindet die Seitenwand 421 mit einer zweiten Seitenwand (nicht gezeigt) mit einem Rand (nicht gezeigt), der in enger Nachbarschaft zur zylindrischen Oberfläche 432 der zweiten Walze 428 angeordnet ist. Eine erste Stirnwand 434 verbindet die beiden Seitenwände. Diese Stirnwand besitzt einen Rand, der in enger Nachbarschaft zu den zylindrischen Flächen 424 und 432 angeordnet ist. Die Stirnwand 434 verläuft im Wesentlichen rechtwinklig zu den zylindrischen Flächen 424 und 432. Eine zweite Stirnwand 438 ähnlich der ersten Stirnwand 434 ist gegenüber der ersten Endwand angeordnet. Vorzugsweise sind die Ränder der Seitenwände und der Stirnwände an den Walzen satt anliegend, um jegliche wesentlichen Spalte zwischen den Walzen und den Rändern zu vermeiden. Vorzugsweise sind die Ränder der Seitenwände 422 und Stirnwände 436 mit einem Rand aus einem Material versehen, das weicher als die Walzen ist, beispielsweise einem polymeren Material, um eng an den Walzen anzuliegen, ohne die Oberfläche der Walzen zu beschädigen.
Abstreifschaber 440 und 442 sind derart angeordnet, dass sie die zylindrischen Oberflächen 424 und 432 jeweils kontaktieren (oder fast kontaktieren). Die Abstreifschaber sollten im Wesentlichen den ganzen Schaumstoff, der eventuell an den Walzen 426 und 428 anhaftet, entfernen. Unser Verfahren arbeitet optimal, wenn im Wesentlichen der gesamte zerkleinerte Schaumstoff in die untere Kammer fällt. Die Abstreifschaber können in den Stirnwänden der Kammer durch Schlitze wie den Schlitz 443 angebracht werden. Der Einlass 444 in der Endwand 434 ist zum Einführen eines gasförmigen Kühlmediums vorgesehen, während der Auslass 446 in der Stirnwand 438 für die Abgabe des polymeren Schaumstoffpulvers sorgt, das abgegeben wird, wenn die polymeren Schaumstoffstücke auf Walzen 426 und 428 zerkleinert werden. Selbstverständlich ist die Anordnung des Einlasses und Auslasses nur veranschaulichend. Alternativ können der Einlass und/oder der Auslass in den Seitenwänden oder in dem Boden der Kammer angeordnet werden. Alternativ kann ein Hohlbohrer im Boden der Kammer angebracht werden, beispielsweise in Ausrichtung mit dem Einlass 444 und dem Auslass 446, um die Abgabe von Schaumstoffpulver aus der Kammer zu unterstützen.
Wie in 12 gezeigt, sind die Walzen einer Zweiwalzenmühle wie die Walze 426 üblicherweise in Seitenträgern 448 und 450 der Mühle angebracht. Die Kammer 402 ist unter Verwendung solcher Anbringungsmittel, die Durchschnittsfachleuten bekannt sind, an den Seitenträgern angebracht (nicht gezeigt). Bei einer alternativen Konstruktion (nicht gezeigt) kann sich die Kammer entlang der gesamten Länge der Walzen erstrecken, wenn die Seitenträger 448 und 450 so gestaltet sind, dass sie einen Raum für den Zugang zum Einlass 444 und dem Auslass 446 zur Verfügung stellen. Abstreifschaber wie der Abstreifschaber 440 sind an den Seitenträgern 448 und 450 angebracht. Alternativ können die Abstreifschaber an der Kammer 402 angebracht sein. Vorzugsweise sind die Abstreifschaber in einstellbaren Positionen angebracht, um für eine wirksame Passung mit den Mühlenwalzenoberflächen zu sorgen. Typischerweise sind die Walzen 426 und 428 mit Führungen, wie den Führungen 452 und 454 (12), versehen, um den Schaumstoff von den Enden der Walzen fern zu halten.
Wie in 8 angegeben, wird das Schaumstoffpulver von dem Abschreckschritt 318 in einem Förderschritt 320 gefördert. Pneumatische Förderverfahren und -vorrichtungen, wie diejenigen, die im Zusammenhang mit 4 bis 6 gezeigt sind, können verwendet werden, um Schaumstoffpulver einem Schaumstoffpulversiebschritt 324 zuzuführen. Wenn pneumatisch gefördert wird, ist es bevorzugt, das Schaumstoffpulver in einem Fördergasentfernungsschritt 322 (8) abzutrennen. Herkömmliche Zyklone können in Schritt 322 verwendet werden, es ist jedoch bevorzugt, einen Zyklon, wie er im Zusammenhang mit 6 beschrieben ist, zu verwenden.
Das Schaumstoffpulver kann unter Verwendung einer beliebigen herkömmlichen Art von Siebvorrichtungen, die im Zusammenhang mit dem Siebschritt 214 der in 2 gezeigten Verarbeitungssequenz 210 beschrieben sind, gesiebt werden.
Unter erneuter Bezugnahme auf 8 werden übergroße Schaumstoffteilchen über eine Umwälzschleife in Schritt 326 zu dem Zerkleinerungsschritt 314 zurückgeführt. Typischerweise umfasst der Schritt 326 ein pneumatisches Fördern und die Verwendung eines Zyklons (nicht gezeigt), um den im Kreislauf geführten Schaumstoff von der pneumatischen Luft unter Verwendung eines herkömmlichen Zyklons oder eines Zyklons, wie er in Verbindung mit 6 beschrieben ist, bei der Kreislaufführung der übergroßen Schaumstoffteilchen zum in 8 gezeigten Zerkleinerungsschritt 314 abzutrennen. Es ist auch vorteilhaft, übergroße Teilchen durch einen bei Bedarf eingesetzten neuen Reinigungsschritt 328 auszutragen, wenn die übergroße Fraktion eine beträchtliche Menge an Materialien enthält, die im Allgemeinen auf den Gebrauch zurückzuführen und/oder Verunreinigungsstoffe sind, deren Pulverisierung in dem Zerkleinerungsschritt 314 schwierig ist. Das Reinigen der Umwälzschleife wird mittels einer Vorrichtung oder Komponente bewirkt, die für das Entfernen von Material aus der Schleife geeignet ist, wie ein Trennventil (nicht gezeigt).
Sieb
Auf jeden Fall wird der Schaumstoffpulversiebschritt 324 (8) vorzugsweise in der erfindungsgemäßen Siebvorrichtung oder dem erfindungsgemäßen Sieb 374 durchgeführt. 13A, 13B, 14A, 14B, 14C und 15 zeigen ein erfindungsgemäßes Schaumstoffsieb, das viele der Verarbeitungsschwierigkeiten, die mit dem Fördern und Handhaben von Schaumstoffpulver verbunden sind, verringert oder eliminiert, wobei diese Schwierigkeiten Ablagerungen auf den Verarbeitungsvorrichtungen, das Zusetzen von Sieben und Zusammenbacken umfassen. Wie nachstehend detaillierter beschrieben, besitzt das erfindungsgemäße Sieb 374 mehrere beträchtliche Vorteile, die sich aus seiner mechanischen Konstruktion ableiten. Insbesondere gestattet die Verwendung von sich drehenden Schlagstangen in enger Nachbarschaft zu der zylindrischen Siebeinheit ein sehr effizientes Sieben; die Anordnung des Siebs nahe am Siebgehäuse zusammen mit der Verwendung von Vakuum fördert eine Strömung mit sehr hoher Geschwindigkeit in einer Halbumfangsströmung um das Sieb herum, wobei das kohäsive Schaumstoffpulver von dem Sieb weggetragen wird; die axiale Strömung von Luft durch die Siebeinheit trägt die größeren Schaumstoffstücke ohne Zusammenbacken oder Binden, und die Konstruktion des Siebs gestattet die Einstellung an dem Schwungrad (fly).
13A zeigt eine perspektivische, auseinandergezogene Ansicht des erfindungsgemäßen Siebs 374. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst einen Schaumstoffpulvereinlassabschnitt 376 und ein Siebgehäuse 378 mit einem Flansch 382. Ein Flansch zum Befestigen eines Siebrohrs 393 (A.d.Ü.: müsste 391 heißen) ist an einem Flansch 385 befestigt. Mit Gewinde versehene Stangen 386 (vielleicht drei oder mehr) sind über Gewindebohrungen in den Löchern 356 beweglich an dem Siebspannflansch 385 befestigt. Die mit einem Gewinde versehenen Stangen 356 können schraubenartige Abflachungen (wrench flats) oder dergleichen mit Schultern 387 aufweisen, die am anderen Ende Federn 375 abstützen. Die Einzelheiten des Siebspannflansches 385 sind in 13B gezeigt. Die Federn 375 sind zwischen den Schultern 387 und einem Ringflansch 392 zusammengedrückt. Der Ringflansch 392 ist über dem Flansch 377 des Schaumstoffpulvereinlassabschnitts 376 beweglich abgestützt. Der Ringflansch 392 ist mit einem zwei ten Flansch zur Befestigung des Siebrohrs 391 versehen, das gegenüber dem Flansch 393 angeordnet ist. Die mit einem Gewinde versehenen Stangen 386 können gedreht werden, wenn das Sieb in Betrieb ist. Durch Drehen der Stangen 386 bewegt sich der Ringflansch 292 axial entlang des Flansches 377 und verleiht dem Siebrohr 391 so eine axiale Spannung. Federn 375 sorgen für einen passiven Mechanismus zum Aufrechterhalten der Spannung an dem Siebrohr auf einem in etwa konstanten Niveau, wenn das Siebrohr 391 gestreckt wird oder sich entspannt.
Eine Welle 388 ist im Wesentlichen entlang der zentralen Achse des Gehäuses 378 derart angeordnet, dass sie sich von dem Siebspannflansch 385 durch das Gehäuse 378 und den Einlassabschnitt 376 erstreckt. Die Welle 388 läuft um und ist unter Verwendung von beispielsweise einem Lager 358 in dem Einlassabschnitt 376 zentriert. Ein Antriebsmechanismus, beispielsweise ein Elektromotor, eine Dampfturbine usw., vielleicht mit einem damit verbundenen Getriebe, dreht die Welle 388. Die Welle 388 ist in einem Lager 389 abgestützt, das an dem Spannflansch 385, beispielsweise unter Verwendung eines Speichenlagers (spider bearing) abgestützt ist. Das Lager 389 ist vorzugsweise derart gewählt, dass die Welle 388 axial darin gleiten kann. Dies gestattet es, dass das Lager 389 ein integraler Teil des Siebspannflansches 385 ist, und gestattet einen einfachen Zusammenbau und Ausbau der Einheit und den einfachen Zugang zum Lager für die Wartung oder den Austausch.
Der das Lager 389 innerhalb des Spannflansches 385 umgebende Bereich bildet einen Schaumstoffpulverauslass 410. Eine Schaumstoffpulverabgabesammelkappe 412 (13A) ist vorgesehen, um die groben Teilchen, die feines Schaumstoffpulver, grobes Schaumstoffpulver und Schaumstoffstücke umfassen können, die durch den Schaumstoffpulverabgabeauslass 410 abgegeben werden, aufzunehmen und sie zum Auslass 416 für grobes Schaumstoffpulver zu leiten. Die Kappe 412 ist derart angebracht, dass ein Spalt 414 mit einer einstellbaren Weite (nachstehend mit Bezug auf 14B gezeigt und detaillierter erörtert) zwischen dem Flansch 385 und der Kappe angeordnet ist.
Ein Schaumstoffpulverzuführungsmechanismus 390 wie eine Schnecke oder ein Hohlbohrer ist an der Welle 388 angebracht. Der Zuführungsmechanismus 390 erstreckt sich in das Gehäuse 378. Eine im Allgemeinen zylindrische Siebanordnung oder ein im Allgemeinen zylindrisches Siebrohr 391 ist für den Betrieb dieser Vorrichtung von zentraler Bedeutung. Die Siebanordnung 391 besteht aus ei nem Siebmaterial geeigneter Größe und wird im Allgemeinen an Flanschen oder Ringen 392 und 393 befestigt, um der Siebanordnung 391 eine insgesamt zylindrische Form zu verleihen und Befestigungspunkte zum Anbringen und Strecken des Siebs zu schaffen. Der Flansch 393 der Siebanordnung ist an dem Spannflansch 385 befestigt.
Geeignete Siebmaterialien umfassen organische Gewebe wie Polyester und Nylon sowie Metall wie ein Gitter aus rostfreiem Stahl. Ein typisches Siebrohr besitzt ein Verhältnis von Länge zu Durchmesser im Bereich von 0,1 zu 3, vorzugsweise im Bereich von 0,2 zu 2.
Eine Schlagstangenanordnung, die innerhalb des Siebrohrs 391 angeordnet ist, befindet sich auf der Welle 388. Die Schlagstangenanordnung umfasst eine oder mehrere Schlagstangen 395, 396 und 397, die an der Welle 388 befestigt sind und sich mit dieser drehen. Die Schlagstangen sind im Allgemeinen im Wesentlichen parallel zum Inneren des Siebrohrs 391 und zur Achse der Welle 388 angeordnet. Selbstverständlich können die Schlagstangen schraubenförmig mit Bezug auf die Welle 388 unter einem Winkel von 0° bis 60° zur Welle 388 verlaufen. Die Schlagstangen sind vorzugsweise einstellbar an den Trägern befestigt, um für eine einstellbare Spaltweite zwischen den Stangen und dem Inneren des Siebrohrs 391 zu sorgen. Die Schlagstangen können aus einer Vielzahl von Materialien wie Metallen, Gummi und Kunststoff oder einer Kombination von Materialien wie Metall und Gummi hergestellt sein.
14A, 14B und 14C zeigen verschiedene Aspekte des Betriebs einer Siebvorrichtung. In 14A wird ein Vakuum oder ein Sog an dem Auslass des Schaumstoffpulverabgabeauslasses 383 zur Einwirkung gebracht. Dieser Sog zieht seinerseits die Gasströmung durch den ringförmigen Raum zwischen Sieb 391 und Siebgehäuse 378. Das Sieb 391 und das Siebgehäuse 378 befinden sich in enger Nachbarschaft, beispielsweise unter einem Abstand von 2 Zoll oder weniger in vielen Fällen. Diese Nähe sorgt für eine Gasströmung hoher Geschwindigkeit durch diesen ringförmigen Raum, wodurch jegliche Schaumstoffteilchen oder jegliches Schaumstoffpulver, das durch das Sieb 391 hindurch getreten ist, weggetragen wird. Die durchschnittliche Gasgeschwindigkeit um den halbkreisförmigen Weg in dem angegebenen ringförmigen Raum herum beträgt 2.500 bis 6.500 Fuß pro Minute (fpm), vorzugsweise 4.000 und 5.500 fpm und am stärksten bevorzugt etwa 4.500 bis 5.000 fpm. Diese Gasströmung wird im Allgemeinen als von der Gasströmung durch das Zentrum der Siebanordnung 391 hindurch etwas getrennt erachtet.
14C zeigt eine wahlweise Variante, die die Fähigkeit der Vorrichtung, nicht verstopft zu werden, verbessert. Wir haben gefunden, dass durch "Aktivieren" oder Schütteln des Siebmaterials, beispielsweise durch ein Vibrierenlassen oder Biegen des Siebmaterials des Siebrohrs 391 das Sieb üblicherweise frei von Verstopfungsproblemen bleibt, die mit dem Sieben von Schaumstoffpulver verbunden sind. Eine vibrierende Bewegung kann erhalten werden, indem das Rohr 391 einer gepulsten Luftströmung unterzogen wird, was zu einem Vibrieren des Siebs mit einer Frequenz führt, die vorzugsweise im Bereich von etwa 0,01 Hz bis etwa 1000 Hz liegt. Eine solche gepulste Strömung kann durch eine Vielzahl von Vorrichtungen verursacht werden. 14C zeigt eine erfindungsgemäße Art der Bewirkung eines solchen Pulsierens. Eine sich frei drehende Platte 353 befindet sich in einem Schlitz 384. Wenn Luft an der Platte vorbei gezogen wird, dreht sie sich und begrenzt momentan die Gasströmung in den Schlitz 384, wenn sie den Schlitz verschließt. Wenn sie sich weiter dreht, öffnet sie den Schlitz und lässt die Gasströmung zu. Die Drehung bei einer hohen Geschwindigkeit verursacht ein Flattern der Gasrate und eine sich daraus ergebende Oszillation des Siebs 391. Selbstverständlich wird auch in Erwägung gezogen, dass sich eine solche drehende Platte in dem Siebauslass (beispielsweise dem Schaumstoffpulverabgabeauslass 383 oder dem Auslass für grobes Schaumstoffpulver) oder in den Gasleitungen, die zum Sieb (beispielsweise Schaumstoffpulvereinlassabschnitt 376) oder weg vom Sieb führen, angeordnet werden kann. Die sich drehende Platte 353 kann beispielsweise auch durch einen Elektromotor mit einer Frequenz von etwa 0,01 Hz bis etwa 1000 Hz angetrieben werden.
14B zeigt die andere größere Gasströmung durch die und entlang der Achse der Siebanordnung 391. In diesem Fall wird ein Vakuum oder ein Sog an dem Auslass 416 des Abgabetrichters 412 zur Einwirkung gebracht. Dies führt zu einer Strömung durch sowohl das Innere der Siebanordnung 391 als auch durch den Schlitz 414, der am Rand des Endtrichters 412 vorgesehen ist. Diese "stufige Ausbildung" der Gasströmung gestattet es, dass sich größere Schaumstoffstücke langsamer durch das Innere der Siebanordnung 391 in Richtung auf das Austragsende fortbewegen, während die Schlagstangen auf sie einschlagen. Trotzdem trägt, wenn die Schaumstoffstücke die Siebanordnung 391 verlassen, der hinzugefügte Gasstrom, der durch den Schlitz 414 eintritt, in Kombination mit dem verringerten Querschnittsbereich im Austrag 416 die größeren Schaumstoffstücke zwangsweise aus der Einheit 374 heraus. Die stufige Ausbildung der Gasströmung eliminiert im Wesentlichen die Möglichkeit des Zusammenbackens in dem erfindungsgemäßen Sieb 374.
Klarerweise kann die Größe der in 14B gezeigten Schlitze 414 durch Bewegen des Abgabetrichters 412 mit Bezug auf den Flansch 385 eingestellt werden. Ordnungsgemäße Schlitzeinstellungen verhindern beispielsweise, dass das Schaumstoffpulver "im Bypass" in den Austragstrichter 12 "geführt" wird. Auf diese Weise kann eine optimale Verweilzeit des Materials innerhalb der Siebanordnung erzielt werden. In gleicher Weise können die Schlitze 384 einstellbar gemacht werden, um eine ordnungsgemäße Luftströmung um das Sieb 391 herum zu bewirken.
Ein weiterer nützlicher Aspekt der Erfindung ist in 15 gezeigt. Wenn die Vorrichtung verwendet wird, dehnt sich das Siebmaterial der Siebanordnung 391 und kann beginnen, sich hin und her zu bewegen oder zu flattern. Dies kann ein frühes Versagen des Siebmaterials verursachen. Eine zu große Lockerung des Siebs kann ein Zusammentreffen mit den Schlagstangen mit im Allgemeinen katastrophalen Ergebnissen zulassen. Die Betriebsspannung unseres Siebs 391 kann leicht durch die Verwendung der in 15 gezeigten, mit einem Gewinde versehenen Einstellstange 386 eingestellt werden. Das Verfahren muss für diese Einstellung nicht abgeschaltet werden.
Wenn der Betrieb der Siebvorrichtung 374 optimiert werden soll, haben wir festgestellt, dass es bevorzugt ist, Mischungen von sowohl feinem als auch grobem Schaumstoffpulver und von sowohl feinen als auch groben Schaumstoffstücken derart zu sieben, dass die Mischung einen Teilchengrößenbereich aufweist derart, dass weniger als etwa die Hälfte des Beschickungsmaterials Teilchen umfasst, die klein genug sind, um durch das Sieb hindurchzutreten, und der Hauptteil des Beschickungsmaterials Schaumstoffteilchen mit einer Teilchengröße umfasst, die nicht durch das Sieb hindurch treten. Qualitativ gesprochen, "wischen" die Schlagstangen mittels der größeren Teilchen das Sieb "ab" und drücken die kleineren Teilchen durch die Sieböffnungen hindurch.
Schaumstoffteilchen in dem Sollgrößenbereich werden aus der Siebvorrichtung des Schritts 324 (8) abgegeben und können einem bei Bedarf eingefügten Lagerschritt 330 zugeführt werden. Wiederum wird das Schaumstoffpulver vorzugsweise mittels der in 4 bis 6 gezeigten, pneumatischen Förder- und Trennvorrichtungen gefördert.
Bei einer weiteren Variante der vorliegenden Erfindung wird ein gasförmiges Kühlmedium in das Schaumstoffpulver eingespritzt oder eingesaugt, wenn es aus der Mühle ausgetragen wird, wie dies schematisch in 16 gezeigt ist. Polymere Schaumstoffstücke, die Verunreinigungsstoffe aus der Produktion enthalten, werden auf einer Zweiwalzenmühle 401 zerkleinert. Das zerkleinerte Schaumstoffpulver enthält typischerweise feine Teilchen, die innerhalb eines vorbestimmten Sollteilchengrößenbereichs liegen, und grobe Teilchen, die eine Größe haben, die diesen Sollgrößenbereich überschreitet. Die zerkleinerten Schaumstoffteilchen, die Verunreinigungsstoffe aus der Produktion enthalten, werden in eine Sammelkammer 402, wie in Zusammenhang mit 11 detaillierter beschrieben, abgegeben. Ein gasförmiges Kühlmedium 404 wird in das zerkleinere Schaumstoffpulver innerhalb der Sammelkammer 402 eingeleitet. Die Kammer 402 steht mit einem Sieb 408 über eine Leitung 406 in Verbindung. Das Kühlmedium 404 strömt durch die Leitung 406, wobei es das zerkleinerte Schaumstoffpulver von der Kammer 402 zum Sieb 408 bei Schaffung einer Druckdifferenz zwischen der Kammer 402 und dem Sieb 408 derart, dass der Druck in der Kammer höher ist als der Druck in dem Einlass des Siebs 408, befördert. Eine solche Druckdifferenz kann beispielsweise durch Verwendung eines Lüfters (nicht gezeigt) in der Leitung 406 derart erzeugt werden, dass bewirkt wird, dass gasförmiges Kühlmedium von der Kammer 402 zum Sieb 408 strömt. Geeignete Lüfter umfassen Lüfter, die allgemein als Zentrifugallüfter bekannt sind, die typischerweise zum Bewegen von großen Volumina an Luft oder Gas oder zum Fördern von in einem Gasstrom suspendierten Material verwendet werden. Alternativ kann selbstverständlich ein offener Lüfter, wie in Zusammenhang mit 5 beschrieben, verwendet werden, um eine wirksame Druckdifferenz zwischen der Kammer 402 und dem Sieb 408 zu erzeugen.
Das Sieb 408 (16) wird zum Sieben des zerkleinerten Schaumstoffpulvers durch das getrennte Abgeben von feinen Teilchen, die innerhalb eines vorbestimmten Sollteilchengrößenbereichs 410 liegen, und groben Teilchen 412 verwendet. Verunreinigungsstoffe aus der Produktion wie polymere Schaumstoffhaut, Polymerfolie und Papierverunreinigungen können in den feinen Teilchen, die die gewünschte Teilchengröße aufweisen, und/oder in den groben Teilchen vorhanden sein. Die groben Teilchen werden durch eine Leitung 414 für eine zusätzliche Zerkleinerung im Kreislauf zur Mühle 401 geführt. Die groben Teilchen werden durch die Leitung 414 unter Verwendung von beispielsweise einem Zentrifugal- oder offenen Lüfter (nicht gezeigt) in dem Kanal 414 gefördert. Gegebenenfalls ist ein Trennventil 416 zwischen dem Sieb 408 und der Mühle 401 zum Trennen (418) der groben Teilchen angeordnet, wenn dieses grobe Schaumstoffpulver beispielsweise Material enthält, das in der Mühle 401 nicht leicht zerkleinert wird. Vorzugsweise umfasst das Sieb 408 das erfindungsgemäße Sieb 374, wie vorstehend beschrieben ist.
Wahlweise kann unter Verwendung von beispielsweise einem Zentrifugal- oder offenen Lüfter eine kleine Menge zusätzliches Kühlmedium in die Leitungen 406 und 414 und in das Sieb 408 eingeleitet werden. Alternativ kann ein Zyklon (nicht gezeigt) in der Leitung 406 und/oder der Leitung 414 verwendet werden, um das Kühlen des Schaumstoffpulvers zu verbessern. Diese Zyklone können für das Heraustreiben des gasförmigen Kühlmediums, das durch das Schaumstoffpulver erwärmt worden ist, durch die Oberseite des Zyklons hindurch und zum Einleiten von zusätzlichem gasförmigen Kühlmedium mit einer niedrigeren Temperatur hinter dem Zyklon, beispielsweise am Materialauslass an der Unterseite des Zyklons verwendet werden. Dieser Austausch des gasförmigen Kühlmediums wird bewirkt, während das Schaumstoffpulver durch die jeweiligen Zyklone gefördert wird. Beispiele von geeigneten Kühlmedien umfassen die vorstehend erörterten.
LÖSUNGSMITTELEXTRAKTION
Die in 17 gezeigte Verarbeitungssequenz 520 zeigt einen Teil des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem Schaumstoffpulver mit einem Lösungsmittel behandelt wird, um Öl- und Fettverunreinigungsstoffe zu entfernen. Das Schaumstoffpulver ist vorzugsweise Sollgrößenschaumstoffpulver aus dem Siebschritt 324 (8) oder aus dem Lagerschritt 330. Unter erneuter Bezugnahme auf 17 wird das Schaumstoffpulver zu einem Lösungsmittelwaschschritt 524 befördert, in dem das Schaumstoffpulver mit einem oder mehreren Lösungsmitteln, insbesondere Lösungsmitteln, die PUR nicht zersetzen, behandelt wird. Solche Lösungsmittel umfassen beispielsweise flüssiges Kohlendioxid, Perchlorethylen (CCl₂CCl₂), Trichlorethane, einige Alkohole, Ketone wie Aceton, Alkane und halogenierte Kohlenwasserstoffe wie Methylenchlorid (CH₂Cl₂). Die Behandlung umfasst das Rühren der im Lösungsmittel suspendierten Schaumstoffteilchen.
Nach dem Waschschritt 524 wird Lösungsmittel in Schritt 526 beispielsweise mittels Spintrocknen oder Spraytrocknen entfernt. Falls notwendig, können die Wasch- und Trocknungsschritte wiederholt werden, bis im Wesentlichen alle Öl- und Fettverunreinigungen entfernt sind, wonach das trockene Schaumstoffpulver in einem Lagerschritt 528 gesammelt wird. Alternativ kann eine Vielzahl von Wasch- und Trocknungsschritten in Reihe verwendet werden, wobei sich das Lösungsmittel und das Schaumstoffpulver im Gegenstrom zueinander bewegen, so dass das sauberste Lösungsmittel das sauberste Schaumstoffpulver kontaktiert. Das Lösungsmittel wird innerhalb des Waschschritts beispielsweise mittels der Destillation des Lösungsmittel aus der Öl- und Fettverunreinigung und Zurückführen des Lösungsmittels zu dem Prozess und Entsorgung der abgetrennten Verunreinigungsstoffe recycelt.
Bei einer bevorzugten Variante der vorliegenden Erfindung wird das endgültige Waschen unter Verwendung eines Lösungsmittels durchgeführt, das als Schaumstofftreibmittel fungiert, wenn das Schaumstoffpulver anschließend bei neuem Schaumstoff verwendet wird. Methylenchlorid, Pentan, Aceton und flüssiges Kohlendioxid sind Beispiele von geeigneten Flüssigkeiten, die Öl und Fett auflösen können und bei manchen Schaumstoffsystemen wie PUR Treibmittel sind. Methylenchlorid wird bevorzugt. Bei diesem erfindungsgemäßen Beispiel kann der letzte Waschschritt unter Verwendung eines Lösungsmittels, das ein Treibmittel ist, durchgeführt werden. Dann wird ein Entfernen des Lösungsmittels ähnlich Schritt 526 (16) verwendet, um für ein unvollständiges Lösungsmittelentfernen zu sorgen, was dazu führt, dass die Schaumstoffteilchen die gewünschte Menge an absorbiertem Lösungsmittel aufweisen. Ein anschließender Lagerschritt wie Schritt 528 wird verwendet, um das Schaumstoffpulver mit dem absorbierten Lösungsmittel zu sammeln. Während des Lagerns gleicht sich die Lösungsmittelabsorption an den Schaumstoffteilchen aus, was zu einer Charge von Schaumstoffpulver führt, deren Lösungsmittelabsorption auf den Schaumstoffteilchen im Wesentlichen gleichmäßig ist, selbst wenn nicht die gesamten Schaumstoffpulverinkremente, die in die Lagervorrichtung abgegeben werden, zu dem Zeitpunkt, zu dem sie zum Lagern abgegeben werden, den gleichen Gehalt an Lösungsmittel haben. Dieses erfindungsgemäße Verfahren kann beispielsweise verwendet werden, um die Wärmebehandlung von Schaumstoffpulver zum Entfernen von Lösungsmittel zu eliminieren, da es nicht notwendig ist, das gesamte Lösungsmittel aus dem Schaumstoffpulver zu entfernen, wenn das Lösungsmittel ein Treibmittel ist oder anderweitig mit dem neuen Schaumstoff kompatibel ist.
HERSTELLUNG VON MISCHUNGEN MIT SCHAUMSTOFFPULVER
Das Verarbeitungsmodul 400 (1) umfasst die in 18 gezeigte Verarbeitungssequenz 530 und die in 19 gezeigte alternative Verarbeitungssequenz 540. Die Verarbeitungssequenz 530 zeigt ein kontinuierliches Verfahren zum Herstellen von Mischungen aus Schaumstoffpulver und polymerisierbarer Flüssigkeit; die Verarbeitungssequenz 540 schafft ein Chargenverfahren zum Herstellen dieser Mischungen.
Unter erneuter Bezugnahme auf 18 wird Schaumstoffpulver kontinuierlich in einem Schaumstoffpulverzuführungsschritt 532 mit einer vorbestimmten gesteuerten Rate unter Verwendung von beispielsweise einem kontinuierlichen Dosierförderer mit einem Förderband mit Lastzellen unterhalb des Bands dem Mischschritt 536 zugeführt, um Gewichtsänderungen festzustellen, wenn sich Material auf dem Band über die Lastzellen bewegt. Diese Arten von kontinuierlichen Dosierförderern sind Durchschnittsfachleuten bekannt. Polymerisierbare Flüssigkeit wird mit einer vorbestimmten gesteuerten Rate in dem Flüssigkeitszuführschritt 534 der Verarbeitungssequenz 530 kontinuierlich zugeführt. Die Flüssigkeit wird mit einer gesteuerten Rate unter Verwendung von beispielsweise Pumpen, wie Dosierpumpen, die Flüssigkeit mit einer gesteuerten Rate transportieren, zugeführt. Diese Pumpen sind Durchschnittsfachleuten bekannt. Die Schaumstoffpulver- und Flüssigkeitskomponenten werden dem Mischschritt 536 mit Raten, die vorbestimmt sind, zugeführt, um das gewünschte Verhältnis von Schaumstoffpulver zu Flüssigkeit zu erhalten. Das Schaumstoffpulver und die polymerisierbare Flüssigkeit werden in dem Mischschritt 536 unter Verwendung von beispielsweise Reihenmischern, die Durchschnittsfachleuten bekannt sind, kontinuierlich gemischt. Die flüssige Mischung wird in einem wahlweisen Lagerschritt 538 gesammelt. Wenn die Verarbeitungssequenz 530 als Teil eines größeren kontinuierlichen Prozesses verwendet wird, kann die flüssige Mischung dem Lagerschritt 538 von dem Mischschritt 536 aus kontinuierlich zugegeben und aus dem Lagerschritt 538 für anschließende Prozesse, beispielsweise den Schritt 612 (21), kontinuierlich entfernt werden.
Der Mischschritt führt typischerweise zur Einleitung von Luft, was die Bildung von Schaumstoff- oder Luftblasen in der Mischung bewirkt. Es ist unerwünscht, Luftblasen in der Mischung zu haben, wenn diese anschließend polymerisiert wird, und es ist deshalb wünschenswert, die Mischung zu entlüften. Die flüssige Mischung kann während des Lagerschritts durch Halten der Mischung im Lager, vorzugsweise unter Rühren mit geringer Intensität, entlüftet werden, bis die Luftblasen aus der Mischung ausgetreten sind. Alternativ kann ein kontinuierliches Entlüften durch kontinuierliches Zentrifugieren (nicht gezeigt) der Mischung in einer Vakuumumgebung zwischen den Schritten 536 und 538 (18) erzielt werden.
Im allgemeinen ist es wünschenswert, einen Reihenmischer beim Mischschritt 536 zu verwenden, wodurch die Einleitung von Luft in die Mischung vermieden wird. Mischer mit hohen Scherkräften werden zur Verwendung bei dem Mischschritt 536 bevorzugt.
Die in 19 gezeigte Verarbeitungssequenz 540 stellt ein alternatives Verfahren zur Herstellung einer Mischung aus Schaumstoffpulver und polymerisierbarer Flüssigkeit zur Verfügung, wobei Chargenherstellungstechniken verwendet werden. Eine vorbestimmte Menge Schaumstoffpulver wird in einem Chargenzuführschritt 542, siehe 19, einer Vorrichtung zum Durchführen des Chargenmischschritts 546 zugegeben. Beispiele geeigneter Mischvorrichtungen umfassen Mischbehälter oder -tanks, die mit einem oder mehreren Kreisel- oder Schaufelmischern ausgestattet sind. Der Schaumstoffpulverzuführschritt 542 kann beispielsweise durch Wiegen einer vorbestimmten Menge des Schaumstoffpulvers oder durch kontinuierliche Zugabe von Schaumstoffpulver mit einer gesteuerten Rate ähnlich Schritt 532 (18), bis die gewünschte Menge Schaumstoffpulver der Mischvorrichtung zugegeben worden ist, durchgeführt werden. Eine vorbestimmte Menge an polymerisierbarer Flüssigkeit kann der Mischvorrichtung beispielsweise in einem Chargenzuführschritt 544 zugegeben werden. Eine vorbestimmte Menge Flüssigkeit kann beispielsweise durch Zugabe einer vorbestimmten Gewichts- oder Volumenmenge Flüssigkeit zu dem Mischschritt 546 zugegeben werden. Alternativ kann eine vorbestimmte Menge Flüssigkeit mittels des kontinuierliches Zuführens von Flüssigkeit mit einer gesteuerten Rate ähnlich Schritt 534 (18) zugegeben werden, bis die gewünschte Menge an polymerisierbarer Flüssigkeit dem in 19 gezeigten Mischschritt 546 zugegeben worden ist. Bei Beendigung des Mischschritts 546 kann ein Lagerschritt 548 in der Mischvorrichtung durchgeführt werden. Alternativ kann ein Lagerschritt 548 in einer separaten Lagervorrichtung wie einem Lagertank oder einer Trommel durchgeführt werden. Eingeschlossene Luftblasen können unter Verwendung einer beliebigen der im Zusammenhang mit der Verarbeitungssequenz 530 beschriebenen Technologien aus der flüssigen Mischung entfernt werden (18).
Bei einem alternativen Verfahren (nicht gezeigt) wird Schaumstoffpulver unter Vakuum dem kontinuierlichen Mischschritt 536 (18) oder dem Chargenmischschritt 546 (19) zugeführt, wodurch die Einleitung von Luft während des Mischschritts verringert wird. Bei einem weiteren, jedoch bevorzugten Verfahren wird Schaumstoffpulver dem kontinuierlichen Mischschritt 536 unter einer Atmosphäre von CO₂ zugegeben, aus der im Wesentlichen die gesamte Luft kontinuierlich abgeführt wird. Da CO₂ in der Polyhydroxylverbindung leichter löslich als Luft ist, werden wesentlich weniger Blasen in der Mischung gebildet. Dies ist vorteilhaft, da, das Vorhandensein von gelöstem Gas zwar eine gute Schaumstoffstruktur fördert, die Anwesenheit von Gasblasen jedoch die Schaumstoffstruktur verschlechtert. Kohlendioxid ist ein allgemein bekanntes, umweltfreundliches Treibgas für PUR-Schaumstoff.
Unter erneuter Bezugnahme auf 1 zeigt das Hauptprozessschema einen Mischschritt 400 für das Mischen von Pulver und Polymerisierungsflüssigkeit. 20 zeigt ihrerseits eine Variante dieses Mischschritts. Insbesondere ist eine wahlweise Drittstufenzerkleinerung, vielleicht von den kontinuierlichen Misch- oder Lagerschritten 536 und 538 (18) oder dem Chargenmischschritt oder dem Lagerschritt 546 und 548 (19) zum in 20 gezeigten Zerkleinerungsschritt 582 schematisch in 20 gezeigt. Vorzugsweise wird dieser Zerkleinerungsschritt unter Verwendung einer Mühle durchgeführt, die für das Zerkleinern von Materialien mit einer Flüssigkeits- oder Pastenkonsistenz geeignet ist. Solche Mühlen umfassen Dispersions- oder Kolloidmühlen, in denen das Material fluiden Scherkräften unterzogen wird, die durch eine oder mehrere mechanisch aktivierte Oberflächen erzeugt werden. Beispiele umfassen Walzenmühlen, bei denen zwei oder mehr Walzen verwendet werden, die sich gegenläufig mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten drehen, und Kolloidmühlen, bei denen die flüssige Mischung zwischen konvergierenden Scheiben zerkleinert wird. Die Verwendung dieses Schritts kann das Weglassen der früher beschriebenen, im Allgemeinen trockenen Walzenmühlen gestatten. Auf jeden Fall ist die am meisten gewünschte Verwendung des Verfahrens die Herstellung von Schaumstoffpulverteilchen von 100 Mikron, vorzugsweise 40 Mikron oder kleiner und am stärksten bevorzugt von 10 Mikron oder kleiner. Das zerkleinerte Schaumstoffpulver kann in den angegebenen Teilchengrößenbereichen bis zu 75 Gew.-% polymere Schaumstoffhäute oder kleinere Mengen, einschließlich der Bereiche 20 % bis 60 %, 20 % bis 50 %, 20 % bis 65 % und jeglichen Unterbereich bis zu diesen 75 Gew.-% enthalten. Es ist ein Vorteil dieses Verfahrens, dass extrem große Mengen dieser polymeren Schaumstoffhäute enthalten sein können und dass dennoch die kleinen Teilchengrößen des Schaumstoffpulvers erzielt werden.
Typischerweise wird der Austrag aus der Mühle in einem Förderschritt 584 zu einem Lagerschritt 586 gefördert. Alternativ wird der Austrag aus der Mühle einem Sieb (nicht gezeigt) zugeführt, das es gestattet, dass eine vorbestimmte Teilchengrößenfraktion zum Fördern (nicht gezeigt) zu einem Lagerschritt (nicht gezeigt) hindurchtritt, während die übergroße Fraktion zum Zerkleinerungsschritt (nicht gezeigt) zurückgeführt wird. Im allgemeinen ist es wünschenswert, den Austrag aus der Mühle unter Verwendung von solchen Entlüftungstechniken, die im Zusammenhang mit 17 und 18 beschrieben wurden, zu entlüften.
Das Verarbeitungsmodul 500 (1 und 21) stellt Verfahren zum Polymerisieren der Mischungen zur Verfügung, die das Schaumstoffpulver enthalten, das aus den Lagerschritten, wie den Schritten 538 (18), 548 (19) oder 586 (20) oder einem kontinuierlichen Mischschritt zur Herstellung von polymerisiertem, neuen Schaumstoff, der dieses Schaumstoffpulver enthält, stammt. Die Mischung aus Schaumstoffpulver und Flüssigkeit wird auf gesteuerte Weise im Zuführschritt 612 einem Mischschritt 616 unter Verwendung solcher Techniken und Vorrichtungen zugeführt, die Durchschnittsfachleuten bekannt sind, einschließlich Chargenzuführen und kontinuierlichem Zuführen. Andere Polymerisierungs- und Schaumstoffbildungsbestandteile werden auf die gleiche Weise in einem gesteuerten Zuführschritt 614 dem Mischschritt 616 zugegeben. Es ist ersichtlich, dass Schritt 614 mehrere Schritte umfassen kann, um eine Vielzahl von Bestandteilen zuzugeben. Beispielsweise kann, falls PUR-Schaumstoff gewünscht wird, der Schritt 612 den Schritt des Zuführens einer Mischung aus Schaumstoffpulver und Aktivwasserstoff- (beispielsweise Polyhydroxyl- oder Polyol-) Verbindungen umfassen. Der Schritt 614 kann das gesteuerte Zuführen einer Polyolmischung umfassen, die Wasser, ein oder mehrere oberflächenaktive Mittel, Katalysatoren und Treibmittel enthält, während ein polyfunktionelles Isocyanat wie Toluoldiisocyanat getrennt auf gesteuerte Weise dem Mischschritt 616 zugegeben wird. Alternativ kann jedes der verschiedenen Materialien getrennt an einem Punkt unmittelbar vor dem Mischkopf zugegeben werden, der alle Bestandteile zur Bildung des Schaumstoffs mischt.
Das Schaumstoffpulver kann auch einer oder mehreren Flüssigkeiten des in 21 gezeigten Verarbeitungsschritts 614 zugegeben werden, um in den Verarbeitungsschritten 612 und 614 flüssige Mischungen herzustellen, die ähnliche Viskositäten aufweisen, was zu einer verbesserten Mischeffizienz führt. Die Bestandteile können im Mischschritt 616 chargengemischt oder kontinuierlich gemischt werden. Das Chargenmischen ist im Allgemeinen geeignet, wenn die Bestandteilsmischung zum Polymerisieren von beispielsweise Polyimidschaumstoff erhöhte Temperaturen erfordert. Das kontinuierliche Mischen wird bevorzugt, wenn die Mischung der Bestandteile die Polymerisation bei Umgebungstemperaturen initiieren kann, beispielsweise bei PUR-Schaum. Die polymerisierbare Mischung wird in einem Abgabeschritt 618 (21) aus dem Mischschritt 616 einem Polymerisierungs- und Bildungsschritt 620 für neuen Schaumstoff abgegeben. Der Schritt 620 kann in Abhängigkeit von dem Typ des polymeren Schaumstoffs und der beabsichtigten Funktion des Schaumstoffs in einer Form stattfinden oder kontinuierlich sein.
Wie im Zusammenhang mit 18, 19 und 20 beschrieben, kann das Mischen von Schaumstoffpulver und polymerisierbarer Flüssigkeit, insbesondere wenn sie in Gegenwart von Luft erfolgt, einen Entlüftungsschritt erfordern, um Schaumstoff- und Luftblasen zu entfernen. Wir haben gefunden, dass die Herstellung von Mischungen aus Schaumstoffpulver und polymerisierbarer Flüssigkeit unter einer Atmosphäre von CO₂, aus der Luft im Wesentlichen gespült wurde, zu Mischungen führt, die weniger Entgasen erfordern als Mischungen, die nicht in einer CO₂-Umgebung hergestellt wurden.
Wir haben auch gefunden, dass die Zugabe einer geringen Konzentration von Aktivwasserstoffverbindungen (beispielsweise 0,01 bis 5,0 Gew.-% Polyol) zu den polymeren Schaumstoffstücken und den polymeren Schaumstoffpulvern im Allgemeinen zu verbesserten Materialhandhabungseigenschaften an der Außenseite der Schaumstoffpulverteilchen oder Schaumstoffstücke führt. Wir haben gefunden, dass insbesondere bei einer solchen Zugabe die Schaumstoffstücke und das Schaumstoffpulver weniger anfällig für die Bildung einer Ablagerung, auch als Plattierung bekannt, auf den Oberflächen der Verarbeitungsvorrichtungen sind. In den meisten Fällen ist die Plattierung tatsächlich eliminiert. Des weiteren sind Probleme mit der Handhabung aufgrund statischer Elektrizität auf ein Minimum herabgesetzt. Die Aktivwasserstoffverbindung kann auf den Schaumstoffstücken oder dem Schaumstoffpulver als leichter Nebel niedergeschlagen sein, wenn sie in den Verarbeitungsvorrichtungen transportiert werden. Vorzugsweise wird sie Luft zugegeben, die für das pneumatische Fördern oder Kühlen dieser Schaumstoffprodukte verwendet wird.
Eine große Vielzahl von polymeren Schaumstoffen, einschließlich Verunreinigungsstoffen aus der Produktion, können unter Verwendung unserer erfindungsgemäßen Verfahren verarbeitet werden. Beispielsweise umfassen, falls ein PUR-Schaumstoff verarbeitet wird, geeignete polymerisierbare Flüssigkeiten zum Mischen mit Schaumstoffpulver polyfunktionelle Isocyanate oder Aktivwasserstoffverbindungen wie Polyhydroxylverbindungen, Polyester mit einer Hydroxylendgruppe und Polyether mit einer Hydroxylendgruppe. Andererseits umfasst, falls ein Polyimidschaumstoff verarbeitet wird, eine geeignete polymerisierbare Flüssigkeit zum Mischen mit Schaumstoffpulver Essigsäureanhydrid. Die Mischung aus Schaumstoffpulver und Essigsäureanhydrid kann anschließend verwendet werden, um durch Mischen und Erwärmen der Mischung mit festem Polyamid, 4-Benzoylpyridin und Glasmikrokügelchen einen neuen Schaumstoff herzustellen. Die vorliegenden Techniken können auch zur Herstellung von Polyisocyanuratschaumstoff verwendet werden, bei dem geeignete polymerisierbare Flüssigkeiten zum Mischen mit Schaumstoffpulver Isocyanurate und Aktivwasserstoffverbindungen umfassen, da diese Verbindungen zur Herstellung von Polyisocyanuratschaumstoff verwendet werden können.
Der Gehalt des PUR-Schaumstoffpulvers, das in einem neuen PUR-Schaumstoff enthalten sein kann, liegt typischerweise im Bereich von etwa 3 bis etwa 60 Gew.-%. Die Verfahren und Techniken der vorliegenden Erfindung sind zum Zerkleinern und Verarbeiten von PUR-Schaumstoff geeignet, der Schaumstoffhäute und/oder Polymerbögen und/oder Papier mit einem Gehalt im Bereich von 0,1 %, vorzugsweise von etwa 0,5 % bis etwa 75 %, insbesondere beim Verarbeiten von abgeschnittenen Stücken von PUR-Blockware, enthält. Der sich ergebende, neu gebildete PUR-Schaumstoff kann Verunreinigungsstoffe aus der Verarbeitung oder Produktion mit einem Gehalt im Bereich von 0,003 %, vorzugsweise von etwa 0,015 % bis etwa 65 %, enthalten. Im allgemeinen bevorzugt ist eine Menge im Bereich von 20 % bis 65 %, 20 % bis 50 %, 20 % bis ... (A.d.Ü.: die Angabe fehlt) und jeder Unterbereich bis zu diesen 65 %. Es ist ein Vorteil dieses Verfahrens, dass extrem große Mengen dieser polymeren Schaumstoffhäute enthalten sein können. Neuer PUR-Schaumstoff kann mit Schaumstoffpulver in einem gro ßen Dichte- und Härtebereich hergestellt werden. Beispielsweise besitzt weicher Blockwarenschaumstoff, der Schaumstoffpulver mit Verunreinigungsstoffen aus der Produktion enthält, typischerweise eine Dichte im Bereich von etwa 13 bis etwa 70 kg/m³. Die Härte dieses Schaumstoffs (wie mittels des 25 % IFD-Tests in dem ASTM D3574 Verfahren bestimmt) beträgt typischerweise etwa 25 bis 200 N/323 cm². Schaumstoffe mit einer höheren Dichte und Härte sind auch möglich; sie sind jedoch von geringerer kommerzieller Bedeutung.
BEISPIELE
Beispiel 1
Abfall aus der Herstellung von weichem Blockwaren-Polyurethanschaumstoff wurde beim Abschneiden der Häute von Schaumstoffblockware erhalten. Der Abfall enthielt dichtes Hautmaterial und Polyethylenfolie, wobei der Rest aus Polyurethanschaumstoff variierender Dichte bestand. Dieses Abfallmaterial wurde zuerst zu Stücken mit einer Größe von etwa 1 cm zerkleinert. Die Schaumstoffstücke wurden dann auf gegenläufigen Walzen mit einem Durchmesser von 56 cm und einer Länge von 152 cm wie denjenigen, die in 11 gezeigt sind, mit Geschwindigkeiten von 27 und 80 UpM zerkleinert. Das sich ergebende Material wurde beim Verlassen der Walzen zusammengekratzt und abgeschreckt und einer turbulenten Luftströmung bei Raumtemperatur ausgesetzt. Das Material wurde zusammen mit der Luftströmung ausgetragen und zu einem Sieb gefördert. Das Material wurde in dem Sieb gesiebt, was zu einem feinen Schaumstoffpulver mit der in Tabelle 1 gezeigten Teilchengrößenverteilung führte. Eine grobe Fraktion, die auch aus dem Sieb erhalten wurde, wurde zurück zu den sich gegenläufig drehenden Walzen geführt. Das aus dem Sieb gesammelte feine Schaumstoffpulver wurde anschließend verwendet, um neue weiche Blockwaren-Polyurethanschaumstoffe mit Dichten von 18 kg/m³ bis 35 kg/m³ und einem Pulvergehalt von bis zu 15 Gew.- % dieses Pulvers herzustellen
Tabelle 1
Beispiel 2
Abfall aus der Herstellung von weichem Blockwaren-Polyurethanschaumstoff wurde durch Abschneiden der Häute von Blockware von mit Polyetherpolyolen hergestelltem Schaumstoff erhalten. Das Abfallmaterial enthielt 2,3 Gew.-% Niederdruckpolyethylenfolie mit einer Dicke von etwa 25 Mikron und 30 Gew.-% dichtes Hautmaterial, wobei der Rest aus Polyurethanschaumstoff variierender Dichte bestand. Dieses Abfallmaterial wurde zunächst mit einer Drehmühle zu Stücken mit einer Größe von etwa 3 cm zerkleinert. Die Schaumstoffstücke wurden dann auf sich gegenläufig drehenden Walzen mit einem Durchmesser von 30 cm und einer Länge von 45 cm, wie denjenigen die in 11 gezeigt sind, mit Geschwindigkeiten von 30 und 120 UpM zerkleinert. Das sich ergebende Material wurde beim Verlassen der Walzen zusammengekratzt und abgeschreckt und einer turbulenten Luftströmung bei Raumtemperatur ausgesetzt. Das Material wurde zusammen mit der Luftströmung abgegeben und zu dem erfindungsgemäßen Sieb, wie in 13A gezeigt, gefördert. Das Material wurde in dem Sieb gesiebt, was zu einem feinen Schaumstoffpulver mit der in Tabelle 1 gezeigten Teilchengrößenverteilung führte. Eine grobe Fraktion, die auch aus dem Sieb erhalten wurde, wurde zu den sich gegenläufig drehenden Walzen zurückgeführt.
Beispiel 3
Eine Aufschlämmungsprobe wurde durch Mischen von 15 Teilen des in Beispiel 1 beschriebenen, feinen Polyurethanpulvers mit 100 Teilen VORANOL^® 3137 Polyetherpolyol von The Dow Chemical Company hergestellt. Dieses Polyol ist eine flüssige Polyhydroxylverbindung mit einer Viskosität von etwa 460 centipoise bei einer Temperatur von 25°C.
Die günstigen Größenverringerungswirkungen, die durch das Mischen von Polyurethanpulver mit hohen Scherkräften in einer Polyhydroxylverbindung erhalten werden, sind in 22 und 23 gezeigt. Nach der Entnahme einer kleinen Probe zum Messen der Teilchengröße vor dem Mischen mit hohen Scherkräften wurde die verbleibende Charge einem 2,5-minütigem Mischen mit hohen Scherkräften unter Verwendung eines Silverson L4R Labormischers mit hohen Scherkräften unterzogen. Der Mischer erzeugt mittels der Zentrifugalwirkung eines Rotors in einem Rotor-/Stator-Arbeitskopf mit hohen Scherkräften eine Fluidscherung. Eine Teilchengrößenanalyse wurde unter Einsatz der Laserdiffraktionstechnik mit einem Mastersizer von Malvern Instruments, Southborough, MA, durchgeführt.
Diese Ergebnisse sind in den in 22 und 23 abgebildeten grafischen Darstellungen zu sehen, die die Teilchengröße in Mikron auf der x-Achse zeigen. 22 zeigt eine kumulative Verteilung der Volumenfraktion, während 22 den Volumenprozentsatz als Funktion der Teilchengröße in Mikron zeigt. Diese grafischen Darstellungen zeigen eine beträchtliche Verschiebung der Schaumstoffteilchengröße, insbesondere an der oberen Grenze des Größenbereichs. Der Gehalt an Teilchen an der oberen Grenze beträgt weniger: vor dem Vermahlschritt waren beispielsweise 5 % der Teilchen größer als 600 Mikron, nach dem Vermahlen waren keine Teilchen größer als 600 Mikron.
Beispiel 4
Stücke aus Polyurethanschaumstoff mit einer Größe von etwa 1 cm wurden in einen Behälter geladen. Der Behälter hatte einen offenen Bereich von 1 Quadratfuß (900 cm²) am Boden, der mit einem Sieb bedeckt war. Das Sieb wies sowohl 4'' × 4'' (10 × 10 cm) große Öffnungen als auch 1'' × 1'' (2,5 × 2,5 cm) große Öffnungen darin auf. Die Schaumstoffstücke fielen nicht aus der Öffnung im Sieb heraus, wenn sich der Behälter im Ruhezustand befand. Der Behälter wurde dann sinusförmig in einer Richtung parallel zum Sieb mit einer Frequenz von etwa 3 Hz und einer Amplitude von etwa 4'' (10 cm) geschüttelt. Während der Behälter geschüttelt wurde, fielen Schaumstoffstücke mit einer Geschwindigkeit von etwa 4 Kubikfuß/Min. (0,1 m³/min.) durch das Sieb heraus. Wenn das Schütteln gestoppt wurde, stoppte auch der Strom der Schaumstoffstücke.
Beispiel 5
Eine Aufschlämmung von 16,7 Gew.- % des in Beispiel 1 beschriebenen feinen Pulvers in VORANOL 3137 wurde hergestellt. Die Aufschlämmung enthielt 10 Vol.-% Luft, wie durch die Volumenänderung beim Absetzen während 48 Stunden gezeigt ist. Die Aufschlämmung wurde in einem einzigen Durchgang durch einen Cornell D-16 Versator mit 10 gpm und einem Vakuum von –27 Zoll Hg (etwa 0,01 bar (1000 Pa)) absolutem Druck gepumpt. Die sich ergebende Aufschlämmung enthielt keine messbare mitgerissene Luft.
Beispiel 6
Das in Beispiel 1 beschriebene feine Pulver wurde in Polyol unter einer Atmosphäre von Kohlendioxid, aus dem die Luft heraus gespült worden war, gemischt. Die sich ergebende Aufschlämmung wies weniger als 12,6 Vol.- % mitgerissene Glasblasen (wahrscheinlich Kohlendioxid) auf. Eine identische, unter Luft gemischte Aufschlämmung ohne CO₂ wies 16 Vol.- % mitgerissene Gasblasen (wahrscheinlich Luft) auf.

Claims

Verfahren zur Herstellung von Teilchen aus kontaminierten polymeren Schaumstücken, das Verfahren umfassend: a) das Zerkleinern (314) der kontaminierten Schaumstücke in einem Brechwerk, umfassend mindestens zwei Oberflächen (311, 313), die sich mit unterschiedlicher Geschwindigkeit bewegen, wobei das Zerkleinern das In-Kontakt-Bringen mindestens eines Teils der kontaminierten Schaumstücke mit den mindestens zwei Oberflächen (311, 313) umfasst, wodurch ein zerkleinertes Produkt aus umfassendem Teilchen Schaumpulver, hergestellt wird, gekennzeichnet durch b) Abschrecken (318) des Teilchen umfassenden Schaumpulvers, welches das Brechwerk verlässt, mit einem Kühlmedium, worin eine Massenströmungsgeschwindigkeit des Kühlmediums einen Wert aufweist, der mindestens 3 % einer Massenströmungsgeschwindigkeit des Schaumpulvers beläuft, gefolgt vom Schritt des c) Trennens (324) der Teilchen von dem Schaumpulver.
Verfahren nach Anspruch 1, worin das Zerkleinern (314) das Zerkleinern mit Hilfe einer Zwei-Walzen-Mühle (401) mit einer ersten Walze (311) und einer zweiten Walze (313) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 2, worin das Zerkleinern (314) das Betreiben der Zwei-Walzen-Mühle (401) auf solche Weise umfasst, dass die erste Walze (311) mit einer ersten Oberflächengeschwindigkeit betrieben wird, während die zweite Walze (313) mit einer zweiten Oberflächengeschwindigkeit betrieben wird, die sich von der ersten Oberflächengeschwindigkeit unterscheidet.
Verfahren nach Anspruch 3, worin die erste Oberflächengeschwindigkeit bis zum zehnfachen der zweiten Oberflächengeschwindigkeit beträgt.
Verfahren nach Anspruch 2, zusätzlich umfassend das Kühlen mindestens einer der ersten Walze (311) und der zweiten Walze (313).
Verfahren nach Anspruch 2, worin das Abschrecken (318) das Exponieren des zerbrochenen Produkts an ein gasförmiges erstes Kühlmedium umfasst.
Verfahren nach Anspruch 6, worin das Abschrecken (318) das Exponieren des zerbrochenen Produkts an ein gasförmiges erstes Kühlmedium an einem Kontaktpunkt zwischen der ersten Walze (311) und der zweiten Walze (313) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 7, worin das gasförmige erste Kühlmedium bis zu 125°C unterhalb der Temperatur des zerbrochenen Produktes liegt, wenn dieses den Bereich zwischen der ersten Walze (311) und der zweiten Walze (313) verlässt.
Verfahren nach Anspruch 7, worin das gasförmige erste Kühlmedium 5°C bis 125°C unterhalb der Temperatur des zerbrochenen Produktes liegt, wenn dieses den Bereich zwischen der ersten Walze (311) und der zweiten Walze (313) verlässt.
Verfahren nach Anspruch 7, worin das gasförmige erste Kühlmedium 10°C bis 125°C unterhalb der Temperatur des zerbrochenen Produktes liegt, wenn dieses den Bereich zwischen der ersten Walze (311) und der zweiten Walze (313) verlässt.
Verfahren nach Anspruch 7, worin das gasförmige erste Kühlmedium 25°C bis 125°C unterhalb der Temperatur des zerbrochenen Produktes liegt, wenn dieses den Bereich zwischen der ersten Walze (311) und der zweiten Walze (313) verlässt.
Verfahren nach Anspruch 7, worin das gasförmige erste Kühlmedium 50°C bis 125°C unterhalb der Temperatur des zerbrochenen Produktes liegt, wenn dieses den Bereich zwischen der ersten Walze (311) und der zweiten Walze (313) verlässt.
Verfahren nach Anspruch 7, worin das erste gasförmige Kühlmedium sich in turbulenter Strömung befindet.
Verfahren nach Anspruch 13, worin das erste gasförmige Kühlmedium sich auf einer Temperatur unterhalb von 115°C vor dem Quenchschritt (318) befindet.
Verfahren nach Anspruch 14, worin die Verunreinigung Polyethylen mit einer Erweichungstemperatur über der Temperatur des ersten gasförmigen Kühlmediums ist.
Verfahren nach Anspruch 6, worin das erste gasförmige Kühlmedium auf eine Temperatur unterhalb von Raumtemperatur gekühlt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, worin das gasförmige Kühlmedium eine oder mehrere Substanzen umfasst, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus gasförmiger Luft, Stickstoffgas, Kohlendioxidgas, Mischungen dieser Gase, jedem der vorerwähnten Gase, das zusätzlich Tröpfchen oder Dämpfe von Flüssigkeiten umfasst, einschließlich Wasser, Alkoholen, Ketonen, Alkanen oder halogenierten Lösungsmitteln.
Verfahren nach Anspruch 6, worin zusätzlich das Trennen (324) das Sichten des zerbrochenen Produktes mit Hilfe eines Siebes (408) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 6, worin das Exponieren des zerbrochenen Produktes an ein erstes Kühlmedium umfasst: a) Sammeln des zerbrochenen Produktes in einer Sammelkammer (402), und b) Exponieren des zerbrochenen Produktes an das erste Kühlmedium in der Sammelkammer (402).
Verfahren nach Anspruch 19, zusätzlich umfassend das Übermitteln des zerbrochenen Produktes aus der Kammer (402) an ein Sieb (408) über eine erste Leitung (406), die zwischen der Sammelkammer (402) und dem Sieb (408) kommuniziert.
Verfahren nach Anspruch 20, worin das Übermitteln das Übermitteln mit Hilfe eines Gasstromes umfasst.
Verfahren nach Anspruch 21, worin der Gasstrom das erste gasförmige Kühlmedium umfasst.
Verfahren nach Anspruch 21, worin der Gasstrom ein zweites gasförmiges Kühlmedium umfasst.
Verfahren nach Anspruch 20, zusätzlich umfassend das Sichten des zerbrochenen Produktes im Sieb (408) und dadurch Ausbilden: a) eines dritten polymeren Schaumpulvers, umfassend erste Schaumteilchen in einem vorbestimmten ersten Teilchengrößenbereich und im Wesentlichen ausschließend zweite Schaumteilchen mit einem zweiten Teilchengrößenbereich, der den ersten Teilchengrößenbereich übersteigt, und b) ein viertes polymeres Schaumpulver, umfassend die zweiten Schaumteilchen.
Verfahren nach Anspruch 24, zusätzlich umfassend das Zufügen eines dritten gasförmigen Kühlmediums zum Sieb (408).
Verfahren nach Anspruch 24, zusätzlich umfassend: a) das Übermitteln des vierten polymeren Schaumpulvers zur Zwei-Walzen-Mühle (401) und b) das Zerkleinern des vierten polymeren Schaumpulvers.
Verfahren nach Anspruch 26, zusätzlich umfassend das Zusetzen eines vierten gasförmigen Kühlmediums während des Übermittelns des vierten polymeren Schaumpulvers.
Verfahren nach Anspruch 1, worin der kontaminierte polymere Schaum zur Zerkleinerung in Schritt a) vorbereitet wird über die Schritte: i) Fragmentieren (252) von Schaumprodukten, umfassend: (1) eine oder mehrere Produktionsverunreinigungen und (2) eine oder mehrere Verbraucherverunreinigungen, und ii) Entfernen (256) der Verbrauchererunreinigungen, wodurch Schaumfragmente hergestellt werden, umfassend die eine oder mehreren Produktionsverunreinigunge(n).
Verfahren nach Anspruch 28, worin die Produktionsverunreinigungen ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus polymeren Schaumhäuten, Polymerbahnen und Papier.
Verfahren nach Anspruch 28, worin die Verbraucherverunreinigungen ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus Holz, Faser, Leder, Eisenmetallen, Nichteisenmetallen und Glas.
Verfahren nach Anspruch 1, worin das Zerkleinern das Zerkleinern mit einer Walzenmühle (401) mit drei oder mehr Walzen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 24, worin der kontaminierte Polymerschaum Polyurethanschaum umfasst, der mit einer oder mehreren Verunreinigungen kontaminiert ist, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Polyurethanschaumhäuten, Polymerbahnen und Papier.
Verfahren nach Anspruch 1, worin der kontaminierte Polymerschaum Polyurethanschaum umfasst, der mit Polyurethanschaumhäuten kontaminiert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, worin der kontaminierte Polymerschaum Polyurethanschaum umfasst, der mit Polymerbahnen kontaminiert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, worin der kontaminierte Polymerschaum Polyurethanschaum umfasst, der mit Papier kontaminiert ist.
Verfahren nach Anspruch 34, worin die Polymerbahn ein Polymer umfasst, ausgewählt unter Polyethylen und Polypropylen und Polystyrol.
Verfahren nach Anspruch 32, worin der kontaminerte Polymerschaum von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 75 Gew.-% an Verunreinigungen enthält.
Verfahren nach Anspruch 37, worin der kontaminierte Polymerschaum von etwa 0,5 Gew.-% bis etwa 75 Gew.-% an Verunreinigungen enthält.