Verfahren und Vorrichtung zur Sortierung von Thermoplasten aus einem Gemengestrom
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Sortierung von Thermoplasten aus einem Gemengestrom, wobei der zu sortie¬ rende Thermoplast durch Konvektions- oder Strahlungswärme in den Bereich seiner Erweichung erwärmt und dann im er¬ weichten Zustand gemeinsam mit anderen Materialien des Gemenges einer Zerkleinerungseinrichtung zugeführt wird. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einer Transport- und einer Erwärmungseinrichtung und einer diesen nachgeordneten Zerkleinerungsvorrichtung.
Aus der DE-41 12 179 Cl ist ein Verfahren zum sortenreinen Trennen von thermoplastischen Formteilen unterschiedlicher Provenienz bekannt. Ausgehend von der Überlegung, daß sich jeder thermoplastische Kunststoff bei einer bestimmten Temperatur bzw. einem entsprechenden Temperaturintervall vom festen in den plastischen Zustand bei Erreichen seiner Erweichungstemperatur überführen läßt, sieht die Lehre des bekannten Verfahrens vor, daß die unterschiedlichen Form¬ teile unzerkleinert durch direkte oder indirekte Beheizung auf eine Temperatur erwärmt werden, die der Erweichungs¬ temperatur derjenigen Formteile mit der vergleichsweise niedrigsten Erweichungstemperatur entspricht. Die Formteile werden bei dieser Temperatur solange behandelt, bis sie unter dem Einfluß der Schwerkraft ihre ursprüngliche Form unter Volumenreduzierung weitestgehend verloren haben. Anschließend werden die so zurückgebildeten Formteile von den übrigen, in ihrer Form im wesentlichen unverändert gebliebenen Formteilen getrennt, indem sie aufgrund ihrer Formunterschiede während ihres Transportes auf einer Rol- lenbahn sortiert werden, wobei die jeweils zurückgebildeten Formteile durch zwischen den Rollen gebildete Schlitze durchfallen und dort als einheitliche Fraktion entnommen werden, während die übrigen, in ihrer Form weitestgehend
unverändert gebliebenen Formteile mit der Rollenbahn in Transportrichtung ausgetragen werden.
Das bekannte Verfahren ist einerseits unergiebig, weil die Zurückbildung bspw. eines Hohlkörpers in den flächenhaften Materialzustand zumeist eine längere thermische Einwir¬ kungszeit erfordert, wobei andererseits das Verfahren auf ein eng begrenztes Spektrum von Formteilen wie Becher, Tassen oder Behälter eingeschränkt bleibt, und weil Gegen- stände mit geschlossenen Formen wie Flaschen, Behälter, Rohre oder dergleichen eine Umwandlung in einen deutlich unterschiedenen Fσrmzustand nur schwer ermöglichen. Die Formsortierung erfordert zum einen eine besondere Erfassung und Logistik für Altprodukte, zum anderen lassen sich diese vorher nur mit einem technisch nicht zu vertretendem Auf¬ wand zerstörungfrei reinigen. Eine Reinigung ist aber erforderlich, da insbesondere Feuchtigskeitsreste die Thermobehandlung und damit das Verfahrensergebnis behin¬ dern. Im übrigen beruht die der Thermobehandlung nachge- schaltete Sortierung auf einer reinen Formsortierung.
Der Erfindung liegt die Aufgabä zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Sortierung von Thermoplasten aus einem Gemengestrom anzugeben, welche die vorgenannten Nachteile, Schwierigkeiten und technischen Grenzen überwinden und eine einwandfreie Sortierung aufgrund unterschiedlichen thermi¬ schen Erweichungsverhaltens der Thermoplaste mit hohem Ausbringen bei exakter Selektivität ermöglichen.
Die Lösung der gestellten Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art mit der Erfindung dadurch er¬ reicht, daß aufgrund der Partikelgröße und des elastischen Verhaltens des erweichten Thermoplasten einerseits und der anderen Materialien des Gemenges andererseits nur der erweichte Thermoplast selektiv von der Zerkleinerungsein¬ richtung erfaßt und zerkleinert wird, während die anderen Materialien des Gemenges den Aufgabe- und Erfassungsbereich der Zerkleinerungseinrichtung unzerkleinert passieren und
separat abgeführt werden.
Somit wird mit Vorteil eine exakte Sortierung nach Maßgabe des Erweichungsgrades einer Thermoplastsorte mittels des Erfassungsverhaltens einer Zerkleinerungseinrichtung in einem technischen Maßstab verwirklicht, der mit vergleichs¬ weise geringem technischen Aufwand an Investitionen und Energie eine rationelle und wirtschaftliche sowie leistungsstarke Sortierung von Thermoplasten aus einem Gemengestrom"ermöglicht. Insbesondere wird die notwendige aufzubringende Zerkleinerungsenergie im gesamten Aufberei¬ tungsprozeß stärkt vermindert.
Thermoplastische Kunststoffe weisen einen charakteristi- sehen Temperaturbereich auf, in dem sie aus dem festen Zustand in den erweichten, gummielastischen Zustand überge¬ hen. Wenn unterschiedliche Kunststoffsorten in einem Gemen¬ ge vorliegen, kann durch eine abgestufte Erwärmung eine Thermoplastsorte selektiv erweicht werden, während die übrigen Thermoplastsorten noch im festen Zustand vorliegen. Erweichte Thermoplaste haben im Gemengestrom zusammen mit noch harten Thermoplasten ein grundsätzlich unterschiedli¬ ches Verhalten. Dieser Unterschied wird mit Vorteil durch die Erfindung für eine selektive Zerkleinerung und damit für eine Sortierung mittels unterschiedlichen Einzugsver¬ haltens einer Zerkleinerungseinrichtung genutzt.
Beschaffenheit und Zusammensetzung des Gemengestromes muß zur erfolgreichen Durchführung des Verfahrens gewissen Bedinungen genügen. Dabei können vorsortierte Gemenge vor allem aus den Anwendungsbereichen Verpackung, Einwegge¬ schirr, Haushalt etc., sofern sie nicht zu stark verunrei¬ nigt sind, mit dem Verfahren nach der Erfindung sortiert und dabei gleichzeitig zerkleinert werden. Dabei können andere Werkstoffe, die zum Teil auch im Verbund mit dem Zielthermoplasten vorliegen (Papieretiketten, Aluminium¬ deckel) zunächst mit dem Zielthermoplasten zerkleinert werden. Von diesem können sie zu einem späteren Zeitpunkt
in einer weiteren Aufbereitungsstufe oder auch während der Sekundärverarbeitung (Abscheiden aus der Schmelze) getrennt werden, sofern sie nicht in das Sekundärprodukt einbezogen werden können. Andere, nicht einer Produktgruppe zuorden- bare Produktteile müssen für eine erfindungsgemäße Behand¬ lung vorsortiert, vorzerkleinert und fallweise auch hin¬ sichtlich ihrer Partikelgröße vorklassifiziert werden.
Im ersten, an sich bekannten Verfahrensschritt wird der Zielthermoplast durch Konvektions- oder Strahlungswärme im Bereich seiner Erweichung erwärmt und dann im erweichten Zustand gemeinsam mit den anderen Materialien des Gemenges einer Zerkleinerungseinrichtung zugeführt. Die Erwärmung kann auf unterschiedliche Art und Weise hinsichtlich der Erweichung selektiv erfolgen. Durch Konvektionserwärmung kann der gesamte Gemengestrom erwärmt werden. Der Thermo¬ plast mit der niedrigsten Erweichungstemperatur wird dabei als erster erweicht und ist somit erster Zielthermoplast. Durch Erwärmungmit Infrarot-Wärmestrahlen können bestimmte Thermoplaste aufgrund ihrer chemischen Zusammensetzung oder ihrer Einfärbung und dem damit verbundenen spezifischen Infrarot-Absorbtionsverhalten besser und somit gezielter als andere Materialien erwärmt werden. Mittels Hochfre¬ quenzstrahlung können schließlich je nach Zusammensetzung des Gemengestroms bestimmte Thermoplaste selektiv erwärmt und erweicht werden, ohne daß die anderen Materialien ebenfalls erwärmt werden. Die Erwärmung erfolgt zweckmäßi¬ gerweise kontinuierlich in einer Erwär ungsstrecke, bei der das zu erwärmende Gut kontinuierlich, bspw. durch ein Transportband an Erwärmungselementen vorbeigeführt wird oder bei der das zu erwärmende Gut kontinuierlich mit Erwärmungselementen im Kontakt ist.
Der Gemengestrom, in dem nunmehr der Zielthermoplast im erweichten Zustand vorliegt, wird einer Zerkleinerungsvor¬ richtung zugeführt, welche infolge ihrer besonderen Aus¬ bildung in der~Lage ist, lediglich die erweichten Materia¬ lien-einzuziehen und zu zerkleinern. Die härter gebliebenen
Materialthermoplasten können diese Zerkleinerungseinrich¬ tung nicht passieren und werden von der Zerkleinerungs- vorrichtung abgeführt.
Erfindungsgemäß ist eine Ausführung der Zerkleinerungsvor¬ richtung zur Durchführung des Verfahrens als Zweiwellen- Schneidwerk ausgebildet, das auf achsparallelen Wellen angeordnete kreisförmige, miteinander kämmende Schneidmes¬ ser aufweist, wobei der Einzugswinkel der Schneidmesser bzw. in Abhängigkeit davon die Einzugstiefe h, der Nei¬ gungswinkel ß zwischen einer Tantentialebene an die Schnei¬ denmesser und der Horizontalen und/oder der seitliche Neigungswinkel Ϋ* der beiden Wellen zur Horizontalebene sowie die Gestaltung der radialen Oberfläche der einzelnen Schneidmesser in Abstimmung mit der Größe der Produkte oder Partikel des Gemenges -und dem elastischen Verhalten der Materialkomponenten des Gemenges so aufeinander abgestimmt sind, daß eine selektive Erfassung von erweichten Thermo¬ plasten durch das Schneidwerk stattfindet und die anderen Materialien des Gemenges den Aufgabebereich passieren, wobei der Einzugwinkel im Bereich zwischen 5° und 175° möglichst groß, sowie der Neigungswinkel ß im Bereich zwischen 95° und 175° möglichst klein und der Neigungs¬ winkel ^zwischen 95° und 175° gewählt wird und die radiale Oberfläche der Schneidmesser eine Strukurierung aufweist.
Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Vorrichtung sieht vor, daß zum Einstellen der Winkel (α) und (ß) und/oder ( y) alle oder ausgewählte Verbindungselemente der Wellen zum tragenden Gehäuse veränderlich einstellbar ausgeführt sind.
Eine andere Ausgestaltung der Zerkleinerungsvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens für eine selektive Sortierung von Thermoplasten aus einem Gemengestrom mit einer Trans- port- und einer ErwärmungsVorrichtung ist nach der Erfin¬ dung dadurch gekennzeichnet, daß sie durch mehrere eine Sägeebene bildende endlos umlaufende Sägedrähte oder - bänder oder eine Gattersäge gebildet wird, wobei die Zer-
kleinerungsvorrichtung so angeordnet ist, daß der aus der Transport- und Erwärmungseinrichtung kommende Materialstrom über eine Rutsche oder im freien Fall dem Aufgabebereich der Säge zugeführt wird, und wobei die Schneidwinkel der Sägen, ihre Laufrichtung und Geschwindigkeit sowie die Spaltweite zwischen den einzelnen Sägen so aufeinander abgestimmt sind, daß sich infolge der mit der Art der Zuführung des Materialstromes durch Schwerkraft und/oder zusätzliche Beschleunigung hervorgerufenen Andruckkraft der Materialteile auf die Sägen, sowie infolge eines einstell¬ baren Neigungswinkels der Sägeebene zur Wirkungsrichtung der Andruckkraft und fallweise infolge einer Förderwirksam¬ keit der Sägen eine Ableitung nicht erweichter Materialien von der Sägeebene erfolgt und diese separat abgeführt werden.
Eine zweckmäßige Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Zer¬ kleinerungsvorrichtungen sieht vor, daß diese temperierbar ausgebildet sind. Hierdurch wird die Fähigkeit der Vor¬ richtungen zum selektiven Einzug bzw. Erfassen der vor- erweichten Materialteile weiter aktiviert und verbessert.
Weitere Ausgestaltungen der Zerkleinerungsvorrichtungen sind entsprechend den Unteransprüchen vorgesehen.
Die Erfindung wird in schematischen Zeichnungen in bevor¬ zugten Ausführungsformen gezeigt, wobei aus den Zeichnungen weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung entnehmar sind. Es zeigen:
Figur la bis bis lc ein gegenläufig kämmendes Zweiwellen- Schneidwerk in Frontansicht (Figur la) in Seitenansicht (Figur lb) in Draufsicht (Figur lc);
Figur 2 eine Seitenansicht des Zweiwellen-
Schneidwerks gemäß Figur lb mit Auf- gabetrichter und Abreinigungseinrich-
tung ;
Figur 3 eine vergrößerte Darstellung des Zwei¬ wellen-Schneidwerks in Draufsicht;
Figur 3a im Detail ein Stück strukturierter
Oberfläche eines kreisförmigen Messers;
Figur 4 in Frontansicht das Zweiwellen-
Schneidwerk in relativ zur Horizonta¬ len seitlich geneigter Position;
Figur 5 ein das Verfahren sowie die zugeord- nete Vorrichtung darstellender Stamm¬ baum;
Figur 6 ein das Verfahren sowie eine zugeord¬ nete alternative Vorrichtung darstel- lender Stammbaum;
Figur 6a im Detail Sägezähne eines Sägeblattes.
Die in den Figuren 1 bis 5 dargestellte Zerkleinerungsvor- richtung weist ein gegenläufig kämmendes Zweiwellen- Schneidwerk auf. Dabei werden die auf den Wellen angeord¬ neten kreisförmigen Schneidmesser 4 sehr tiefkämmend an¬ geordnet, um den Einzugswinkel möglichst groß zu halten. Die Schneidmesser 4 sind für die meisten Anwendungsfälle zahnlos als kreisförmige Scheiben ausgeführt. Infolge dieser Ausgestaltung wird ein Einziehen harter Materialien in die Schneidmesser 4 vermieden. Bei genauer Kenntnis der Beschaffenheit und Zusammensetzung des zu selektierenden Materials kann die Schneidvorrichtung auch mit am Umfang gezahnt ausgeführten Schneidmessern 4 ausgestattet sein.
Die beiden Wellen werden in ihrer Einbauhöhe versetzt zueinander angeordnet, wie dies insbesondere aus den Figυ-
ren 1 und 2 ersichtlich ist. Die dadurch entstehende Nei¬ gung der Aufgabeebene ist in der Figur lb mit dem Winkel ß der tangentialen Ebene an die Schneidmesser 4 gegenüber der Horizontalen gekennzeichnet. Diese Anordnung der Schneid- messer 4 begünstigt ein erwünschtes Wegführen harter Mate¬ rialien von dem Einzugsspalt. Die Nutzung der durch den Winkel ß vorgegebenen Neigung kann bspw. in einigen Fällen ausreichen, um eine selektive Zerkleinerung der Materialien zu unterstützen.
Eine Begrenzung der Aufgabefläche durch seitliche Leit¬ bleche 5 entsprechend einer Darstellung in Figur 2 dient einer sicheren Zuführung und Abführung sowohl der zu zer¬ kleinernden als auch der abzuführenden Thermoplasten.
Der Einzug von erweichten thermoplastischen Kunststoffen ist dadurch ermöglicht, daß diese sich mindestens teilweise adhäsiv an die Schneidmesser 4 infolge ihrer Plastizität anpassen und dann durch den Gegenlauf~ der Messer 4 zum Schneidspalt hingezogen und erfaßt werden, wobei sie auf¬ grund ihrer Elastizität stumpf geschnitten, gequetscht und schließlich eingezogen werden. Der Einzug von erweichten, sich an die Oberfläche der Messer 4 anschmiegenden Thermo¬ plasten kann dadurch unterstützt werden, daß die Peripherie der Schneidmesser ganz oder teilweise mit einer Strukturie¬ rung versehen ist. Eine solche Strukturierung ist in der Figur 3ä gezeigt, wobei mit der Ziffer 7 eine glatte Ober¬ fläche und mit der Ziffer 8 eine strukturierte Oberfläche rein schematisch dargestellt ist. Diese Strukturierung kann in Form einer Randelung oder in Form von relativ kleinen Zahnwellen ausgeführt sein. Sie soll eine erhöhte Reibung von erweichten Thermoplasten ermöglichen. Gleichzeitig soll aber durch die im wesentlichen flächenhaft radiale Ober¬ fläche der Schneidmesser 4 ein Abprallen bzw. Abweisen von härteren Materialien bewirkt werden.
Die separate Abführung von nicht in den Schneidspalt gelan¬ genden härteren Thermoplasten kann dadurch erzielt werden,
daß das gesamte Schneidwerk in seiner Breite entsprechend der Darstellung in Figur 4 mit einem Winkel Y^von unter 90° relativ zur Lotrechten hin angeordnet ist. Das Aufgabegut 10 fällt zunächst in Lotrichtung auf das Schneidwerk 9. Harte Materialien werden nicht eingezogen und verlassen die Aufgabefläche aufgrund der Neigung V*' des Schneidwerkes 9 und infolge ihrer Schwerkraft in seitlicher Richtung ent¬ sprechend dem Pfeil 11. Erweichte Zielthermoplaste 12 werden vom Schneidwerk 9 eingezogen, passieren es und verlassen es nach unten in zerkleinertem Zustand.
Um ein sicheres Lösen der das Schneidwerk passierenden erweichten Zielthermoplasten von den Schneidmessern 4 zu gewährleisten, kann das Schneidwerk 9 in seinem unteren Bereich mit Kämmen 6 versehen sein, die an den Schneidmes¬ sern 4 anhaftende Thermoplasten oder Thermoplastenreste abrakeln. Eine solche Anordnung ist rein schematisch in der Figur 2 mit den Rakelkämmen 6 gezeigt.
Nach Maßgabe der Beschaffenheit und Zusammensetzung des zum Schneidwerk 9 gelangenden Gemengestromes kann bei genügend kleinem Winkel ß fallweise auf eine Neigung des Schneidwer¬ kes 9 um den Winkel γ*verzichtet werden. Das Schneidwerk 9 wird dann gemäß Figur 5 so angeordnet, daß die Zuführung des Gemengestromes 18 und die Abführung 19 der nicht einge¬ zogenen, harten Materialien über Führungen 15 erfolgt, die in etwa den Winkel ß der Aufgabeflächen verlängern. Dabei ist der zugeführte Gemengestrom mit dem Pfeil 18 und der abgeführte Teilstrom mit dem Pfeil 20 bezeichnet. Die geschnittenen und aussortierten Teile des Zielthermoplasten sind mit dem Pfeil 19 bezeichnet. Zum Abrakeln der kreis¬ förmigen Messer 4 sind die Rakelkämme 6 vorgesehen.
In der Figur 5 ist zugleich mit einem Verfahrens-Stammbaum rein schematisch eine komplette Vorrichtung nach der Erfin¬ dung gezeigt. Sie umfaßt eine Erwärmungsstrecke 17 mit einem Transportband 13 und über diesem angeordnet minde¬ stens ein Erwärmungselement 14 bspw. einen Infrarot-Strah-
ler oder eine Hochfrequenzquelle. Mit 16 ist die Gemen¬ geaufgabe gekennzeichnet, während das erwärmte und vom Transportband 13 abfließende Gemenge mit dem Pfeil 18 bezeichnet ist. Der Austrag des zerkleinerten Zielthermo- plasten ist mit 19, der Austrag der anderen Komponenten des Gemenges mit 20 auf der Rutsche 15 bezeichnet.
Anwendungsbeispiel;
Joghurtbecher aus Kunststoff sind in der BRD aus Polypropy¬ len (PP) oder Polystryrol im Ausland auch aus Polyvinyl¬ chlorid (PVC) gefertigt. Eine Sortierung oder Trennung der KunststoffSorten ist eine Voraussetzung für die hochwertige Wieder- oder Weiterverarbeitung der Kunststoffe.
Eine Trennung aller drei als Joghurtbecher verwendeten Kunststoff-Verpackungswerkstoffe kann durch eine im Folgen¬ den beschriebene erfindungsgemäße Vorrichtung erfolgen.
Die Verpackungen werden im unzerkleinerten Zustand einer Vorrichtung aufgegeben, in der sie auf ein Transportband 13 gelangen. Das Transportband 13 durchläuft eine Erwärmungs¬ strecke 17, wobei durch eine geeignete Abstimmung zwischen Bandgeschwindigkeit, Länge der Erwärmungsstrecke 17 sowie Wärmezufuhr durch ein Heizelement 14 zunächst nur das PVC selektiv erweicht wird (Guttemperatur ca. 80°) . Das gesamte Gut fällt dann auf ein erstes selektierendes Schneidwerk, wie es oben beschrieben ist. Das PVC durchläuft das Schneidwerk und wird einer Bevorratung zugeführt, das PS und das PP werden entweder über eine seitliche Neigung (Winkel "y") oder eine Neigung in Transportrichtung (Winkel ß) abgeführt und gelangen auf ein weiteres Transportband, wobei in einer zweiten Erwärmungsstrecke das PS selektiv erweicht wird (ca. 105°C) . In einem zweiten selektierenden Schneidwerk wird das PS zerkleinert und das PP abgeführt. Alle drei KunststoffSorten sind somit sortenrein getrennt.
Von Vorteil bei diesem Anwendungsfall ist, daß die betei-
ligten Thermoplaste bereits weit unterhalb ihres Schmelze¬ bereichs erweichen, und somit Emissionen von gasförmigen Abbauprodukten der Kunststoffe ausgeschlossen und Prozeßbe¬ hinderungen durch ein Verschmieren der erweichten Thermo- plasten im Schneidwerk nicht zu erwarten sind. Sollen nur zwei Sorten getrennt werden (PS und PP) genügt eine ent¬ sprechend einfachere Ausführung. Eine solche vereinfachte Ausführung gestattet den dezentralen Einsatz von kompakten Vorrichtungen bei der Sammlung von Altkunststoffen, was einen weiteren Anwendungsvorteil aufgrund der mit dem Prozeß verbundenen Volumenreduktion der Altprodukte bedeu¬ tet.
In analoger Weise lassen sich auch andere Kombinationen von thermoplastischen KunststoffSorten, wie sie in anderen Anwendungsbereichen anfallen, voneinander trennen. Bspw. ist so die Trennung von PVC, PE, PP und PET aus dem Anwen¬ dungsbereich Hohlkörper möglich.
Vorzerkleinerte und vorzugsweise gewaschene Gemenge von Kunststoffschnitzeln, die auch aus unterschiedlichen Anwen¬ dungen stammen können, sind ebenfalls dem erfindungsgemäßen Verfahren zugänglich. Zur Sortierung von mehreren Ziel¬ thermoplasten können die erfindungsgemäßen Vorrichtungen kaskadenartig hintereinandergeschaltet werden. Um den Einzug von bei solchen Gemengen zu erwartenden kleinen Partikeln in das erste selektierende Schneidwerk zu ver¬ meiden, wird das Partikelgemenge zweckmäßigerweise zuvor gesiebt, so daß nur genügend große Partikel zur Behandlung gelangen.
Eine Optimierung der Vorrichtung und nach der Erfindung gelingt je nach dem Anwendungsfall durch Verwendung ge¬ eigneter Wärmequellen für die selektive Erwärmung (Kon- vektion, IR- oder HF-Strahlung) sowie durch die sachgerech¬ te Einstellung des Wärmemengeneintrags, der durch die Parameter Bandgeschwindigkeit, Bandlänge und Anordnung der Wärmeelemente bestimmt wird. Auch Variationen in der Aus-
führung des selektierenden Schneidwerkes hinsieht der Schneidmesser-Oberflächengestaltung, des Einzugswinkels , der Einzugstiefe h und der Neigungswinkel ß und -ysowie die Einbindung des Schneidwerkes in den gesamten Materialfluß können für einen bestimmten Anwendungsfall optimierend genutzt werden. Eine Veränderbarkeit der Schneidwerk-Para¬ meter h, , ß und y'kann dadurch ermöglicht werden, daß die entsprechenden Verbindungen an den Lagern des Schneidwerkes konstruktiv als veränderlich einstellbar ausgelegt werden. Darüberhinaus kann das Schneidwerk temperiert werden und somit der Einzug von vorgewärmten Zielthermoplasten verbes¬ sert werden. In ausgewählten Fällen kann der Zielthermo¬ plast auch durch Kontakt mit dem temperierten Schneidwerk erweicht und von diesem eingezogen werden.
Die als Zweiwellen-Schneidwerk ausgebildete Zerkleinerungs- vorrichtung erfordert wegen der gegenläufig miteinander kämmenden, kreisförmigen Schneidmesser zur Erzielung eines genügend flachen Einzugswinkels einen vergleichsweise großen Durchmesser dieser Schneidmesser. Auch hat es sich als zweckmäßig erwiesen, nach Maßgabe der Beschaffenheit der aufgegebenen Kunststoffkomponenten im unterschiedlichen Härte- bzw. Erweichungszustand den Durchmesser der Schneid¬ messer des Zweiwellen-Schneidwerks zumindest annähernd an Größe und Form der Thermoplastenteile anzupassen. Weiterhin hat es sich als zweckmäßig erwiesen, den Grad der radialen Oberflächenstrukturierung der Schneidmesser an die Elasti¬ zitätsunterschiede der zu sortierenden Thermoplastenteile anzupassen.
Die Gegebenheiten können durch eine andere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Zerkleinerungsvorrichtung variiert werden. Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß ein selektiver Einzug von Thermoplastenteilen im erweichten Zustand mit dadurch erreichbar selektiver Zerkleinerung als Grundlage der Sortierung dann zu besonders guten Resultaten führt, wenn die Zerkleinerungsvorrichtung durch mehrere eine Sägeebene bildende endlos umlaufende Sägedrähte oder
-bänder oder durch eine Gattersäge gebildet wird, wobei die Zerkleinerungsvorrichtung so angeordnet ist, daß der aus der Transport- und Erwärmungseinrichtung kommende Material¬ strom über eine Rutsche oder im freien Fall dem Aufgabebe- reich der Säge zugeführt wird, und die Schneidenwinkel der Sägen, ihre Laufrichtung und Geschwindigkeit sowie die Spaltweite zwischen den einzelnen Sägen so aufeinander abgestimmt sind, daß sich infolge der mit der Art der Zuführung des Materialstroms durch Schwerkraft und/oder zusätzliche Beschleunigung hervorgerufenen Andruckkraf beim Auftreffen der Materialteile auf die Sägeebene, sowie infolge von Größe bzw. Masse der Materialteile ein selekti¬ ves Erfassen und Zerteilen von erweichten Thermoplasten ergibt und diese die Säge passieren, wogegen infolge eines einstellbaren Neigungswinkels der Sägeebene zur Wirkrich¬ tung der Andruckkraft und fallweise infolge einer Förder- wirksamkeit der Sägen eine Ableitung nicht erweichter Materialien von der Sägeebene erfolgt und diese separat abgeführt werden.
Gemäß Figur 6 wird ein Gemengestrom 12 zu sortierender Thermoplasten an der Aufgabe 16 der Transporteinrichtung 13 aufgegeben und beim Transport zum Abgabeende mit Hilfe einer Erwärmungseinrichtung 14 bis zum . Erweichungspunkt derjenigen Komponente erwärmt, welche den niedrigsten Erweichungspunkt aufweist, bspw. in einem Intervall zwi¬ schen 95° und 105°. Somit liegen am Austrag 11 der Trans¬ porteinrichtung 13 im erwärmten Gemengestrom W erweichte und nicht erweichte thermoplastische Partikel zusammen vor. Diese gelangen auf der Rutsche 15 zum Teil unter Schwer¬ kraft und fallweise auch unter Beschleunigung einer belie¬ bigen Beschleunigungseinrichtung auf die Sägeebene x-x. Damit wird der erweichte Thermoplast enthaltende Material¬ strom W dem Einzugsbereich 22 einer Zerkleinerungsvorrich- tung 20 zugeführt. Diese besteht entweder aus endlos um¬ laufenden Sägeblättern 23 bzw. Sägedrähten 24 oder ist als Gattersäge ausgebildet. Dabei sind die Sägeelemente neben¬ einander so angeordnet, daß sich als Einzugsbereich 22 eine
von den Sägeelementen 23 bzw. 24 aufgespannten Ebene x-x ergibt, die im folgenden als Sägeebene x-x- bezeichnet wird. Zur Erhöhung der Verfahrenssicherheit können mehrere Sägeebenen x-x- hintereinander angeordnet sein.
Die Zuführung des Materialstroms W zur Sägeebene x-x kann im einfachsten Falle allein durch Schwerkraftwirkung erfol¬ gen. Unter zusätzlichem Einsatz von Beschleunigungsvor¬ richtungen können aber auch beschleunigte Partikel in den Einzugsbereich 22 gebracht werden. Solche Beschleunigungs¬ vorrichtungen können z. B. schnell laufende Transportbän¬ der, Zentrifugalbeschleuniger oder gerichtete Druckluftdü¬ sen sein. In letzterem Falle kann die Druckluft mit der Temperatur der erweichten Komponente zugeführt werden.
Die Sägeebene x-x befindet sich in einem Winkel δ zwischen 10° und 90° zur Zuführungsrichtung des Materialstroms W. Somit ergibt sich entweder aus der Schwerkrafteinwirkung oder auch durch Beschleunigung einer Andruckkraft der Materialteile auf die Sägeebene x-x. In Abstimmung mit der Maßgabe von Sägezahngestaltung, Sägegeschwindigkeit und Winkel δ erreichbaren Sägewirkung wird diese Anpreßkraft so gewählt, daß sich ein Einzug und Zerteilen von erweichten Kunststoffen ergibt, während nicht erweichte Kunststoff- teile von der Säge nicht erfaßt und auch nicht zerteilt werden. Die Sägeebene x-x bildet mit der Horizontalen einen einstellbaren Winkel w.
Die Teile des Materialstroms W sollen vorteilhaft eine den Spalten zwischen den einzelnen Sägeelementen 23 bzw. 24 angepaßte Größe aufweisen, und zwar derart, daß sie eine genügende Größenordnung besitzen, um nicht unzerkleinert die Sägeebene x-x passieren zu können. Hierbei kann die vorgängig angeführte Maßnahme eine Hintereinanderanordnung mehrere Sägeebenen x-x erhöhte Verfahrenssicherheit bewir¬ ken. Diese Sägeebenen x-x können mit gestaffelten, zur Austrittsseite enger werdenden Spalten zwischen den Säge¬ blättern oder Sägedrähten ausgebildet sein. Weiterhin ist
es zweckmäßig, diese gestaffelten Sägeebenen so anzuordnen, daß sie nicht mit durchgängigen Spalten oder Durchlässen, sondern mit rautenartigen Durchlässen hintereinander an¬ geordnet sind.
Die Sägeebene x-x kann in einem Winkel w zur Horizontalen bzw. in einem komplementären Winkel zur vertikalen Ebene so angeordnet sein, daß nicht erweichte Materialteile 31 aufgrund ihrer Schwerkraft von der Sägeebene x-x abgeleitet werden. Wenn dabei endlos umlaufende Sägeelemente 24 ver¬ wendet werden, ergibt sich fallweise auf der Sägeebene x-x eine Förderwirksamkeit, die zusätzlich zur Ableitung der nicht erweichten Materialteilchen 31 genutzt wird. Dabei werden die erweichten Materialteile 30 nach Passieren der Säge 23 zum Haufwerk 32 ausgetragen, wogegen die nicht erweichten Teilchen 3T zum Haufwerk 33 ausgetragen werden.
Mit der Ausgestaltung der Zerkleinerungseinrichtung 20 als Säge 23, 24 unter Bildung einer Sägeebene x-x, mit deren Einstellbarkeit im Winkel δ zur Auftreffrichtung des Mate¬ rialstroms W sowie zur Horizontalen im Winkel ( ) ferner unter Einstellung der Spalte zwischen den einzelnen Säge¬ blättern und Sägedrähten 23 bzw. 24 ist eine selektive Erfassung und Zerkleinerung von KunststoffSorten mit unter- sehiedlichem Erweichungsgrad und somit eine sichere, wirt¬ schaftliche und leistungsstarke Sortierung unterschiedli¬ cher KunststoffSorten möglich. Bei dem hierbei abzustimmen¬ den Erfassungs- und Einzugsverhalten der Sägeblätter 23 bzw. 24 ist auch eine Optimierung der Sägezahnform und des Schneidwinkels von Bedeutung und wird vom Fachmann nach Erfahrung und handwerklichem Ermessen der jeweiligen spezi¬ fischen Materialbeschaffenheit der erweichten thermoplasti¬ schen Komponenten angepaßt werden.