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DE69212748T2 - Apparat zum Rekuperieren heterogener Abfälle, insbesonderen heterogener Kunststoff-Abfälle - Google Patents

Apparat zum Rekuperieren heterogener Abfälle, insbesonderen heterogener Kunststoff-Abfälle

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Publication number
DE69212748T2
DE69212748T2 DE69212748T DE69212748T DE69212748T2 DE 69212748 T2 DE69212748 T2 DE 69212748T2 DE 69212748 T DE69212748 T DE 69212748T DE 69212748 T DE69212748 T DE 69212748T DE 69212748 T2 DE69212748 T2 DE 69212748T2
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mass
core
screw
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region
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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft das Problem der Wiederaufbereitung von heterogenen Rohmaterialabfällen und insbesondere von heterogenen Kunststoffabfällen.
  • In dieser Hinsicht stellt die Erfindung eine Verbesserung der im älteren europäischen Patent 0 140 846 desselben Anmelders beschriebenen Einnchtung. Die in diesem älteren europäischen Patent beschriebene Erfindung ermöglicht die Rückgewinnung oder Wiederaufbereitung von heterogenen Alt- und Abfallmaterial aus Kunststoff, nämlich von Kunststoffen aus verschiedenen Formvorrichtungen oder Einrichtungen durch die Homogenisierung aller Komponenten. Insbesondere beruht die Einrichtung gemäß diesem älteren Patent auf einer Folge von Arbeitsvorgängen im wesentlichen umfassend:
  • - Zerkleinern oder Zerhacken der heterogenen Masse enthaltend zwei oder mehrere Kunststoffe, um Bruchstücke aus diesen Kunststoffen herzustellen,
  • -Kaltmischen der zerkleinerten oder zerhackten Masse, um darin eine einheitliche Verteilung der Bruchsticke zu erreichen,
  • - einen ersten Erwärmungsschritt, bei dem die zerhackte, gemischte Masse auf eine erste Temperatur erwärmt wird, um eine Masse in einem ersten plastifizerten Zustand zu erhalten; und
  • - einen zweiten Erwärmungsschritt, bei dem die genannte Masse im ersten plastifizierten Zustand auf eine zweite Temperatur erwärmt wird, die höher ist als die erste Temperatur, um eine homogene geschmolzene Masse aus rückgewonnenem Kunststoff herzustellen.
  • Diese Einrichtung, mit der besonders vorteilhafte und gute Resultate erzielt werden konnten, beruht auf der Durchführung von Erwärmungsschritten ohne dazwischenliegende Diskontinuität und ohne schnelle Druck- oder Spannungsänderungen nämlich durch das Einwirken von niedrigen Temperaturgradienten und geringen mechanischen Belastungen auf die aus dem Abfall gewonnene plastifizierte geschmolzene Masse. Die in diesem älteren Patent beschriebene Einrichtung basiert im wesentlichen auf einer Einrichtung zum Zerkleinern und Mischen im kalten Zustand und auf einer Einrichtung zum abschließenden Heißmischen und Homogenisieren mit einem Kammerteil, der radiale Vorsprünge und einen inneren Förderschneckenrotor umfaßt, welcher teilweise aus unterschiedlich angeordneten Förderelementen besteht.
  • Die Grundlagen, auf denen die Lösung des älteren Patentes sowie auch die vom Anmelder erzielten Ergebnisse beruhen, basieren weiters auf noch gründlicherer theoretischer Forschung, wie z.B. beschrieben im Artikel "Les Plastiques Heterogenes" (Heterogeneous plastics materials) von Armand Ajdari und Ludwik Leibler erschienen auf den Seiten 732 bis 739 der Veröffentlichung "La Recherche" Nr.233, Juni 1991, Band 22.
  • Hinsichtlich der Herstellung der zerhackten, gemischten Masse, die dem ersten Erwärmungsschritt unterworfen werden soll, schlägt das europäische Patent 0 140 846 die Verwendung eines mit schneidenartigen Flügeln versehenen, rohrförmigen Trichters vor, in welchen sich der Beschickungsabschnitt der Förderschnecke erstreckt, die die Masse zur erwärmten Rohrleitung hinbewegen soll, in welcher die beiden Erwärmungsschritte durchgeführt werden. Es ist weiters vorgesehen, daß im letzten Teil der genannten Rohrleitung der Durchmesser des Förderschneckenkerns allmählich zunimmt, sodaß ein Endabschnitt entsteht, in welchem das Material komprimiert wird, sodaß die Zufuhr des wiedergewonnen Materials, welches homogen gemacht wurde, zur nachfolgenden Behandlungsstation, wie z.B. einem statischen Mischer, gefördert wird.
  • Vom Anmelder durchgeführte Versuche zeigen, daß die mit dieser bekannten Einrichtung erzielten Ergebnisse weiter verbessert werden können, indem verschiedene Aspekte des Behandlung svorganges besonders beachtet werden, nämlich:
  • - Herstellen einer extrem einheitlichen Verteilung des gesamten Kunststoffes im zerhacken, gemischten Material, welches der Wärmebehandlung unterworfen wird, um die Bildung von Inseln verschiedener Materialarten zu vermeiden; und
  • - Eliminieren von Wasser oder Feuchtigkeit aus der der Behandlung zu unterwerfenden Masse, sodaß durch die Erwärmung bewirkte Bildung von beträchtlichten Dampf- und Gasmengen vermieden wird, wodurch Blasen in der Behandlungskammer entstehen können, die sowohl die Weiterbewegung der zu behandelnden Materialmasse behindern als auch eine Explosionsgefahr erzeugen können, und
  • - gründliches Entgasen des im Erwärmungsschritt behandelten Materials, um die Gasbildung zu vermeiden, durch die die Weiterbewegung des Materials behindert und wiederum eine Explosionsgefahr erzeugt wird.
  • Ziel der vorliegenden Erfindung ist somit die Schaffung einer verbesserten Vorrichtung, welche ausgehend von der im älteren europäischen Patent 0 140 846 beschriebenen Einrichtung, dem der Oberbegriff des vorliegenden Anspruchs 1 entspricht, eine weitere Verbesserung der Behandlungsergebnisse ermöglicht.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird dieses Ziel durch eine Vorrichtung erreicht, welche die weiteren, speziell im kennzeichnenden Teil des vorliegenden Anspruchs 1 angeführten Merkmale aufweist.
  • Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, wie in Anspruch 6 beansprucht, weist bestimmte z.B. aus US-A-5 044 759 bekannte Merkmale auf.
  • Die Erfindung wird nun mit Hilfe eines nichteinschränkenden Beispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
  • die Fig. 1 schematisch die Konstruktion der Vorrichtung zur Bildung einer extrem homogenen Mischung aus heterogenen Kunststoffen zeigt, und
  • die Fig. 2 schematisch die Entwicklung des Kerns einer Förderschnecke darstellt, die zur Beförderung der in der Vorrichtung der Fig. 1 hergestellten Mischung durch zwei aufeinanderfolgende Wärmbehandlungsstufen dient.
  • Die Vorrichtung der Fig. 1 ist im wesentlichen ein Homogenisiermischer, welcher unter kalten Bedingungen arbeitet und als Zufuhr für die Heißmisch- und Homogenisiervorrichtung dient, die zumindest teilweise mit dem Bezugszeichen 3 in der Beschreibung und in den Zeichnungen des älteren europäischen Patentes 0 140 846 bezeichnet ist. Der Großteil des Einlaßteiles (oder vorderen Teiles) dieser Vorrichtung wird schematisch durch die durchbrochene Linie in Fig. 1 gezeigt und wird auch hier in der Beschreibung mit 3 bezeichnet.
  • Weiters entspricht der in Fig. 2 gezeigte Förderschneckenkern im wesentlichen dem Kern 17 des rotierenden Förderschneckenelementes, welches in der Beschreibung und in den Zeichnungen des älteren europäischen Patentes 0 140 846 mit 16 bezeichnet ist. Aus diesem Grund wurde die gleiche Numerierung auch in der Fig. 2 beibehalten, die der vorliegenden Beschreibung beiliegt. So wird auch das rohrförmige Gehäuse, in welchem sich das Förderschneckenelement 16 erstreckt, mit 21 bezeichnet. Die Wand des Gehäuses 21 ist üblicherweise aus einem Material mit guter Wärmeleitung hergestellt, z.B. aus einem Metall, und sein mittlerer Bereich ist von einer Mehrzahl von Widerstandsheizelementen 22 oder ähnlichen Heizelementen (wie z.B. von Rohrleitungen für das Fließen von diathermischem Öl) umgeben, wodurch die Kammer innerhalb des Gehäuses 21 auf bestimmte Temperaturen gebracht werden kann, welche üblicherweise in den verschiedenen Längsabschnitten des Gehäuses 21 unterschiedlich sind. Die Heizelemente 22 sind in einem weiteren rohrförmigen Gehäuse aus wärmeisolierendem Material 23 eingeschlossen, welches so geformt ist, daß das Nachaußenentweichen von Wärme aus der Vorrichtung verhindert wird.
  • Ebenfalls bekannt ist das Vorhandensein von fixierten Elementen oder Vorsprüngen 27, welche sich vom rohrförmigen Gehäuse 21 nach innen zum Schraubengewinde der Förderschnecke hin erstrecken, um die Mischwirkung auf das Material während der Behandlung zu verbessern.
  • Was die allgemein mit dem Bezugszeichen 100 bezeichnete Kaltmischvörrichtung der Fig. 1 betrifft, ist ersichtlich, daß ihre Konstruktion im wesentlichen in vielfacher Hinsicht ähnlich der Konstruktion der im älteren Patent 0 140 846 beschriebenen Förderschnecke 16 ist. Es ist jedoch zu beachten, daß der Mischer 100 im wesentlichen für die Bearbeitung von kaltem Material bestimmt ist, d.h. von Material, welches von außen zugeführt wird, z.B. von einer mit schneidenartigen Flügeln versehenen Zerkleinerungseinrichtung durch einen Trichter 101.
  • Die Mischvorrichtung 100 besteht im wesentlichen aus einem von einem rohrförmigen Gehäuse 102 begrenzten Schneckenförderer, in dem sich eine Schnecke erstreckt, deren Achse oder Kern 104 von einem Elektromotor 106 über ein Untersetzungsgetriebe 108 gedreht wird. Was die Verteilung der Gänge oder Windungen auf dem Kern 104 betrifft, besteht die Möglichkeit, den Längsverlauf des Mischers 100 in drei aufeinanderfolgende Bereiche zu teilen.
  • Der erste Bereich, welcher als Beschickungsbereich funktioniert, ist mit dem Bezugszeichen 110 bezeichnet; er umfaßt eine bestimmte Anzahl von Windungen eines durchgehenden Schraubengewindes 111 (z.B. 4 oder 5 Windungen oder Gänge), deren Dimensionen zusammen mit jenen des Kerns 104 der Behandlungskapazität der Anlage entsprechen, in der die Mischvorrichtung 100 installiert ist. Die Funktion des Eingangsbereichs 110 besteht daher im wesentlichen darin, das aus dem Trichter 101 kommende zerhackte Material aufzunehmen, dieses durch das Gehäuse 102 weiterzubewegen und gleichzeitig durch Rotieren zu mischen.
  • Im mittleren Bereich, der mit 112 bezeichnet ist, sind die durchgehenden Windungen oder Gänge des Gewindes 111 des Eingang sbereichs 110 durch mehrere gesonderte Abschnitte eines Schraubengewindes 114 ersetzt, wobei sich jeder über einen bestimmten Winkel erstreckt, z.B. über 90º oder weniger. Ein weiteres Merkmal dieses mittleren Bereiches 112 besteht darin, daß die gesonderten Abschnitte von aufeinanderfolgenden Windungen nicht alle den gleichen Windungssinn wie jene im Eingangsbereich 110 aufweisen, sondern im Gegenteil Windungsrichtungen aufweisen, welche in einer im wesentlichen alternierenden Abfolge gegenläufig sind.
  • Der Zweck dieser Gewindeabschnitte 114 mit entgegengesetztem Verlauf besteht darin, ein sehr intensives Mischen der Masse aus zerhackten Abfällen zu fördern, welche sich durch den Mischer 100 bewegt. Dieses Mischen kann noch intensiver erfolgen mit Hilfe von Zähnen oder Vorsprüngen 116 (von denen nur einer in der Zeichnung dargestellt ist) an der Wand des mittleren Bereiches 112 des rohrförmigen Gehäuses 102, wobei diese sich zum Kern 104 der Förderschnecke hin erstrecken (selbstverständlich mit einem Verlauf, der den Verlauf der Gewindeabschnitte 114 nicht stört), um so mit diesen Abschnitten beim Mischen und Homogenisieren der im Mischer 100 enthaltenen Mischung aus zerhackten Materialien zusammenzuwirken.
  • In dem allgemein mit 118 bezeichneten End- oder Ausgangsbereich des Mischers selbst hat der Kern 104 wieder ein fortl aufendes oder im wesentlichen fortlaufend es Schraubengewinde 120, dessen Windungsverlauf, in Übereinstimmung mit der dem Kern 104 verliehenen Drehrichtung, gleich ist dem Verlauf des Gewindes 111 im Eingangsbereich 110. Dies ist offensichtlich die Richtung, in welche die allgemeine Weiterbewegung des Materials durch den Mischer 100 bewirkt wird.
  • Der Ausgangsbereich 118 hat die Aufgabe, das intensiv gemischte heterogene Material zu einem Auslaß 122 zu bringen, welcher mit einer weiteren Förderschnecke 124 im wesentlichen seitlich verbunden ist, die von einem Motor 126 angetrieben wird. Die Aufgabe der Förderschnecke 124, welche üblicherweise eine Schnecke mit einem Kern 28 mit konstantem Durchmesser umfaßt, welcher ein Gewinde 130 mit konstanter Steigung und konstantem Durchmesser trägt, ist im wesentlichen die gleichmäßige Beförderung der im Mischer 100 hergestellten Mischung aus zerhackten heterogenen Materialien zur Behandlungseinrichtung 3, welche bereits oben beschrieben wurde.
  • Im oberen Teil des Gehäuses 102 des Mischers, normalerweise in seinem mittleren Bereich 112, sind verschiedene Lüftungsleitungen 132, die zu einer Verteilerleitung 134 führen, vorgesehen. Der Auslaß der letzteren ist mit einer Pump- und Heizeinrichtung (Heizventilator) 136 verbunden, die weitere Leitungen 138 versorgt, welche im unteren Teil des Gehäuses 102 des Mischers angeordnet sind. Dies dient zur Herstellung eines zirkulierenden Flusses mäßig heißer Luft (Temperatur im Bereich von 60 bis 80ºC) in der Mischkammer, und insbesondere in ihrem mittleren Bereich 112, deren Aufgabe die vollständige Entfeuchtung des Materials ist, welches der Kalthomogenisierung unterworfen wird.
  • Es ist daher klar, daß der Mischer 100 die Fähigkeit hat, das Mischen und Dispergieren der verschiedenen, die heterogene Masse aus zerhacktem Material bildenden Elemente, das Trockenen des Materials und die kontrollierte Zufuhr der Masse zur nachgeschalteten Plastifizier- oder Homogenisiereinrichtung 3 zu bewirken.
  • Das Vorhandensein der dazwischenliegenden Förderschnecke 124 macht es unnötig, die Geschwindigkeit des Mischers 100 zu sehr an die Geschwindigkeit der nachgeschalteten Homogenisiereinrichtung 3 anzupassen. Die Förderschnecke hat selbstverständlich einen kleineren Durchmesser als die Einlaßöffnung der Einrichtung 3, um das Zurückführen von überschüssigem Material zum Trichter zu ermöglichen.
  • Was die Drehgeschwindigkeiten der Motoren 106 und 126 betrifft, so können diese automatisch, abhängig vom Bedarf, Material in die Einrichtung 3 einzuführen, reguliert werden, z.B. mit Hilfe eines Befehls, der (in bekannter Weise) durch Pulse gebildet ist, welche durch den lokal induzierten Druck im Material bestimmt sind.
  • In der in der Fig. 2 gezeigten Abbildung der Konstruktion des Kerns 17 der Förderschnecke sind drei Teile oder Abschnitte 200, 202 bzw. 204 zu sehen.
  • Der erste Abschnitt 200 ist im wesentlichen ein Zuführabschnitt mit einer bestimmten Anzahl von Windungen oder Gängen (z.B. zehn Windungen) eines durchgehenden Schraubengewindes, welches sich vom Kern 17 wegerstreckt und einen konstanten Durchmesser aufweist (z.B. 85 mm bei einem lnnendurchmesser des Gehäuses von 150 mm). Dies bildet im wesentlichen einen Beschickungsbereich, welcher den Transport des inniggemischten, vom Mischer 100 kommenden Materials zum mittleren Abschnitt der Behandlungseinrichtung 3 selbst bewirken soll.
  • Der mittlere Abschnitt 202 ist im wesentlichen jener Bereich, über den sich die Heizelemente 22 erstrecken und in welchem die Plastifizierungsbehandlung und das eigentliche Schmelzen, wie im älteren europäischen Patent 0 140 846 beschrieben, erfolgt. Eine Erklärung der Details dieser Behandlung sollte der Beschreibung dieses älteren Patentes entnommen werden.
  • Ein wesentliches Merkmal für die Durchführung der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß der Durchmesser des Kerns der Förderschnecke 16 im mittleren Abschnitt 202 nicht konstant bleibt sondern allmählich zunimmt. Es ist dabei zu beachten, daß in der schematischen Darstellung der Fig. 2 die Verhältnisse zwischen der Größe der Veränderung des Durchmessers des Kerns und der Gesamtlänge der Förderschnecke im Hinblick auf eine deutlichere Darstellung absichtlich übertrieben wurden.
  • Der Kern kann einen Eingangsbereich 206 mit konstantem Durchmesser, der sich über eine Länge entsprechend vier Windungen des Gewindes erstreckt, und einen darauffolgenden Bereich 208 umfassen, z.B. mit der Länge entsprechend acht Windungen des Gewindes, in welchem der Durchmesser des Kerns im wesentlichen konstant fortschreitend zunimmt, z.B. eine Zunahme von 85 mm auf 105 mm (wieder bei einem lnnendurchmesser des rohrförmigen Gehäuses 21 von ungefähr 150 mm). In diesem Bereich kann die Steigung des Schraubengewindes der Förderschnecke ungefähr 126 mm betragen.
  • Es ist dabei zu beachten, daß gemäß der Lehre des älteren europäischen Patentes 0 140 846 die Windungen oder Gänge im mittleren Bereich 202 im allgemeinen nicht durchgehend sind, sondern Gewindeabschnitte oder -bögen umfassen, die in entgegengesetzter Richtung verlaufen. Im Zusammenhang mit diesem Bereich soll der Begriff Steigungswert jedoch dimensional geometrisch verstanden werden, obwohl er nicht immer direkt vergleichbar ist mit der Steigung eines durchgehenden Schraubengewindes.
  • Die beträchtliche Zunahme des Durchmessers des Förderschneckenkerns (z.B. ungefähr bei dem vorher angegebenen Wert von 105 mm) hört am Beginn des Bereichs 204 der Förderschnecke selbst auf. Der oben angeführte Durchmesser bleibt über einen kurzen Bereich (z.B. 2,5 Gewindesteigungen) gleich und erfährt dann bei 210 eine abrupte Veränderung, die praktisch einer sofortigen Rückkehr (und der Bildung einer Schulter) des Durchmessers des Kerns 17 zu einem Wert im Bereich 80 mm entspricht.
  • Diese rasche und abrupte Verringerung des Durchmessers des Kerns 17 entspricht in der Praxis einer starken Zunahme der radialen Ausdehnung des ringförmigen Raumes zwischen der Außenfläche des Kerns und der Innenfläche des Gehäuses 21, wobei dies der Raum ist, in den das Material fließt, welches die im mittleren Bereich 202 in zwei Abschnitten durchgeführte Wärmebehandlung verläßt. Diese rasche und abrupte Zunahme des dem geschmolzenen, die Wärmebehandlung verlassenden Material zur Verfügung stehenden Raumes erfüllt verschiedene Erfordernisse.
  • In erster Linie wird dadurch die Relaxation des Material begünstigt, wie z.B. im älteren europäischen Patent 0 140 846 erwähnt.
  • Die Diskontintuität 210 soll vor allem als Sammelkammer für jegliches Gas dienen, welches sich in der behandelten Masse bildet. In diesem Abschnitt des Gehäuses 21 sind ein oder mehrere Löcher oder Schlitze 211 für das Entweichen des Gases vorgesehen, welches sich in diesem Abschnitt sammelt.
  • Diese Öffnungen haben selbstverständliche dazugehörige Einrichtungsventile, deren Funktion im wesentlichen darin besteht, das sich im Gehäuse 21 gebildete Gas vom Gehäuse nach außen entweichen zu lassen, wobei gleichzeitig das Eintreten von Luft in das Gehäuse von außen verhindert wird.
  • Wie bereits erwähnt, machen die Entgasungseinrichtungen das Verhindern einer Explosion von Verbrennungsgasen möglich, welche sich in der Behandlungskammer bilden können, wobei ausreichend Schub ohne Explosionsrisiko erzeugt wird, um die homogenisierte Masse zum Ausgang und zu den abschließenden Einrichtungen für die Herstellung von Folien, Platten, dünnen Schnüren und geformten Profilen zu bewegen.
  • Nach der abrupten Verringerung des Durchmessers bei 210 hat der Kern über eine bestimmte Länge 212 einen konstanten Durchmesser (z.B. über die Länge von drei Windungen), worauf ein relativ kurzer Abschnitt 214 folgt (z.B. mit der Länge von 5 ½ Windungen), indem eine allmähliche neuerliche Zunahme des Durchmessers des Kerns erfolgt, der dann in einem letzten Abschnitt 216 (z.B. ebenfalls mit einer Länge von 5 ½ Windungen) zu einem Wert zurückkehrt, der im wesentlichen dem größten Durchmesser vor der Diskontinuität 210 oder einem geringfügig kleineren Wert entspricht (z.B. 102 mm).
  • Die allmähliche Zunahme des Durchmessers des Kerns bei 214 hat im wesentlichen die Funktion, ein neuerliches Verdichten des Materials zu fördern in Hinblick auf seinen Transport in Form einer kompakten, einheitlichen Masse zum Ausgang der Behandlungseinrichtung 3. Was die weitere Behandlung dieser homogenen Masse aus rückgewonnenem Kunststoff betrifft, wird Bezug genommen auf die Ausführungen im älteren europäischen Patent 0 140 846, welches in der vorliegenden Beschreibung bereits mehrere Male angeführt wurde.
  • Die geschmolzene, homogenisierte Masse kann einer volumetrischen Meßeinrichtung zugeführt werden, die von einer Kammer und einem hydraulisch gesteuerten und entsprechend dem für das Werkstück erforderlichen Volumen einstellbaren Kolben gebildet ist, wobei das Werkstück durch Einführen der homogenen geschmolzenen Masse in Formen hergestellt wird, die in einer vertikalen hydraulischen Presse angebracht sind, um Produkte mit großen Dimensionen und einfacher Form herzustellen. Als Alternative kann die homogenisierte geschmolzene Masse kalandriert und gezogen werden, um mit Hilfe von Extrusion Profile herzustellen, oder sie kann an einem Ausgangsende mit einer Reihe von Walzen mit verschiedener Geschwindigkeit einer Behandlung unterzogen werden, bei der Profile durch Ziehen entstehen.
  • Als weitere Alternative kann aus der homogenisierten geschmolzenen Masse ein durchgehendes Band mit einer bestimmten Dicke (z.B. 4 mm) hergestellt werden, wobei das durchgehende Band dann einem Schneidvorgang zur Herstellung von Würfeln oder einer Heißgranulierung in einer Mühle mit luftgekühlten Schneideinrichtungen zur Herstellung von Schnipseln unterworfen wird, die in Spritzgießverfahren zur Herstellung von verschiedenen Produkten verwendet werden.
  • Bei allen oben beschriebenen Vorgängen kann das Abkühlen der geschmolzenen Masse kontrolliert werden, sodaß eine allmähliche Spannungsverringerung in der Relaxationsphase erfolgt, wodurch eine viskose Verformung durch Schrumpfen oder Hohlraumbildung in der Masse selbst verhindert wird.
  • Es ist insbesondere zu erwähnen, daß mit der beschriebenen Vorrichtung die Bearbeitung von Abfällen enthaltend einen Celluloseanteil und/oder von Materialien, wie z.B. Sägespäne, Mineralstaub oder Duroplaste oder von wertvollerem Polymerabfall möglich ist, um Zusammensetzungen mit hoher mechanischer Festigkeit oder höherem Elastizitätsmodul herzustellen, um den Produkten für die Erfordernisse bei ihrer Verwendung die nötigen Eigenschaften zu verleihen. Insbesondere wurden verschiedene Tests bei Materialien durchgeführt, welche komprimiertes Papier (wenn möglich Papier, das in festem Haushaltsabfall enthalten ist) in Mengen von 40-50 Gew.% enthielt. Dieses Papier wird vorzugsweise vor dem Einführen in den Trichter 101 zerkleinert, wobei es zu sehr kleinen Stücken zerkleinert wird, z.B. mit maximalen Abmessungen im Bereich von 5 mm. Das Papier kann in Hinblick auf den Homogenisierungsvorgang hydrolisiert werden (z.B. mit Hilfe von Säuren). Das positive Ergebnis besteht darin, daß die entstehende Masse ohne sichtbare Spuren der Cellulose gut homogenisiert ist.
  • Bei Beibehaltung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung können Konstruktionsdetails und die Ausführungsbeispiele vom hier Beschriebenen und Dargestellten stark variieren, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Claims (13)

1. Vorrichtung zur Wärmebehandlung einer zerkleiner ten, gemischten heterogenen Masse aus zwei oder mehreren Kunststoffen in mindestens einem Arbeitsschritt zur Herstellung einer homogenen geschmolzenen Masse aus wiedergewonnenem Kunststoff, wobei die Vorrichtung eine Förderschnecke (16) mit einem Kern (17) umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (17) mindestens eines der folgenden Merkmale aufweist:
- der Durchmesser des Kerns (17) nimmt allmählich in mindestens einem Bereich (208) der Förderschnecke (16) zu, in welchem die genannte Masse in mindestens einem Arbeitsschritt der Wärmebehandlung unterworfen wird, und
- der Durchmesser des Kerns (17) weist eine abrupte Verringerung in einem Bereich (210) auf, der unmittelbar nach jenem Bereich angeordnet ist, in dem die genannte Masse der mindestens einen Arbeitsschritt umfassenden Wärmebehandlung unterworfen wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die allmähliche Zunahme des Durchmessers des Kerns im ersten Bereich (208) im wesentlichen konstant fortlaufend erfolgt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die abrupte Durchmesserverringerung die Bildung einer Schulter (210) am Kern (17) bewirkt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Bereich (208), in dem der Durchmesser des Kerns (17) allmählich zunimmt, mindestens ein Bereich (206) vorausgeht, in dem der Kern (17) einen im wesentlichen konstanten Durchmesser hat.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Kerns etwas nach der abrupten Durchmesserverringerung (210) einen weiteren, sich allmählich vergrößernden Bereich (214) aufweist, sodaß sich eine Zone bildet, in der die zerkleinerte Masse komprimiert wird.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß aus der genannten heterogenen Masse aus zwei oder mehreren zerkleinerten Kunststoffen eine gemischte Masse entsteht, die eine gleichmäßige Verteilung der Teile des zerkleinerten Materials aufweist und der genannten Wärmebehandlung unterworfen wird, wobei die Vorrichtung umfaßt:
- ein Gehäuse (102), welches eine im wesentlichen rohrförmige Mischkammer mit einem Einlaßende (111) für die heterogene Masse und ein Auslaßende (122) für die gemischte Masse begrenzt,
- Förderschneckenmittel, die im Gehäuse (102) zwischen dem Einlaßende (111) und dem Auslaßende (122) wirken und mindestens einen Abschnitt (112) umfassen, in dem der Kern (104) der genannten Förderschnecke zugehörige Schraubengewindeabschnitte (114) mit entgegengesetztem Windungsverlauf auf weist, um ein inniges Mischen der zerkleinerten Masse zu erreichen.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (102) zugehörige Vorsprünge (116) aufweist, die sich von der Mischkammer nach innen erstrecken und so beschaffen sind, daß sie mit den Schraubengewindeabschnitten (114) so zusammenwirken, daß ein Mischen der zerkleinerten Masse erreicht wird.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine Abschnitt (112) im wesentlichen mittig in bezug auf die Längserstreckung des Gehäuses (102) angeordnet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderschnecke vor und/oder nach dem Abschnitt (112) entsprechende Einlaß- und/oder Auslaßbereiche (110, 118) umfaßt, in denen der Kern der Förderschnecke ein im wesentlichen fortlaufendes Schraubengewinde hat.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (102) zugehörige Auslaßmittel (132) zum Abziehen einer gasförmigen Masse und Mittel (138) zum Wiedereinführen einer gasförmigen Masse, sowie Pumpmittel (136) aufweist, um einen gasförmigen, vorzugsweise erhitzten, Fluß (136) zwischen den Auslaßmitteln (132) und den Wiedereinfühmitteln (138) herzustellen, der das Entfeuchten der zerkleinerten Masse während des Mischens bewirkt.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßmittel (132) und die Wiedereinführmittel (138) im oberen Bereich bzw. im unteren Bereich der Mischkammer angeordnet sind.
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Einlaßende (111) zugehörige Öffnung ein Fülltrichter (101) ist.
13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß dem Auslaßende (122) eine weitere Förderschneckeneinrichtung (124) für den kontrollierten Transport der gemischten Masse zugeordnet ist.
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