DE10349016A1 - Verfahren zur Herstellung von Kunststoffgranulat - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Kunststoffgranulat, wobei Kunststoffpellets gebildet und zur Erzielung bestimmter Materialeigenschaften einer Wärmeeinwirkung über einen vorgegebenen Zeitraum ausgesetzt werden, wobei die Pellets mit einem für die Wärmebehandlung ausreichenden Wärmeinhalt gebildet werden, und anschließend für eine für die Wärmebehandlung ausreichende Dauer nicht oder nur so geringfügig abgekühlt werden, daß die Wärmebehandlung im wesentlichen mittels der in den Pellets vorhandenen Eigenwärme erfolgt.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
• Derartige Verfahren sind aus der Praxis bekannt. Beispielsweise bei der Herstellung von Pellets aus PET ist eine sogenannte Kristallisationsphase oder Nachkristallisation im Anschluß an die Pelletbildung erforderlich. Bei einer Stranggranulation liegt die Temperatur der Pellets üblicherweise unterhalb von 70°, um auf diese Weise sicherzustellen, daß der Strang, wenn er in die einzelnen Pellets zerteilt wird, eine ausreichende Festigkeit aufweist, die eine derartige Zerteilung sowie eine anschließende Formstabilität der einzelnen Pellets überhaupt erst ermöglicht.
• Da die Nachkristallisation bei einem gegenüber dieser Eigentemperatur der Pellets erhöhten Temperaturniveau stattfindet, sind aufwendige und insbesondere energieintensive Einrichtungen erforderlich, um die Pellets auf die gewünschte hohe Kristallisationstemperatur zu bringen. Dabei ist nicht nur der Energieaufwand zur Einhaltung des erforderlichen Temperaturniveaus nachteilig, sondern insbesondere ist ein apparativer Aufwand dafür erforderlich, um bei diesem hohen Temperaturniveau ein Verkleben der einzelnen Pellets miteinander zu vermeiden.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren dahingehend weiter zu entwickeln, daß die Wärmebehandlung von Pellets mit möglichst einfachen Mitteln erzielt werden kann.
• Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Mitteln des Anspruches 1 gelöst.
• Die Erfindung schlägt mit anderen Worten vor, den Pellets bei ihrer Bildung ein ausreichendes Energieniveau, also einen ausreichenden Wärmeinhalt mitzugeben, der anschließend ein selbsttätiges „Nachreifen" ermöglicht, also eine Wärmebehandlung der Pellets, die im wesentlichen durch ihre ihnen innewohnende Wärmeenergie ermöglicht wird. Beispielsweise können die Pellets an ihrer Oberfläche abgekühlt sein, um eine Formstabilität der Pellets zu ermöglichen. Wenn die Pellets anschließend nicht intensiv abgekühlt werden, so reicht die in den Pellets vorhandene Wärmeenergie aus, um einerseits die Oberflächentemperatur der Pellets langsam ansteigen zu lassen und andererseits die gewünschte Wärmebehandlung durchzuführen.
• Bezogen auf das eingangs genannte Beispiel kann beispielsweise ein heißer Kunststoff mit einer Temperatur von beispielsweise 130–180° zu Pellets geformt werden, z. B. ein PET-Kunststoff mittels der an sich bekannten Unterwassergranulation. Während ihrer Verweildauer im Wasser kühlt sich die Oberflächentemperatur der Pellets beispielsweise auf einen Wert von etwa 110° ab, während die Kerntemperatur in den Pellets deutlich höher liegt. Werden nun die Pellets vom Wasser getrennt, beispielsweise in an sich bekannter Weise wie durch einen Zentrifugaltrockner, so wird die weitere, vergleichsweise intensive Auskühlung der Pellets unterbrochen, da die Pellets an umgebende Luft ihre Wärmeenergie weniger schnell geben als an umgebendes Wasser.
• Bei einer Verweildauer von mehreren Sekunden, vorzugsweise sogar mehreren Minuten, erfolgt nun eine langsame Erwärmung der Pellet-Oberfläche auf beispielsweise 140–150°, wodurch der gwünschte Effekt der Nachkristallisation eintritt, de auf einfache Weise durch die Farbänderung der Pellets angezeigt wird, die von einem zunächst glasigen Zustand in eine opak-weiße Färbung übergehen.
• Durch die Unterwasser-Granulation haben die erzielten Pellets automatisch eine etwa kugelförmige Gestalt: Im Vergleich zu stranggranulierten Pellets mit einer etwa zylindrischen Gestalt bieten die unterwassergranulierten Pellets untereinander eine erheblich kleinere Kontaktfläche, so daß die Gefahr einer Verklebung benachbarter Pellets gering ist. Dennoch kann unterstützend, um eine derartige Verklebung zu einem massiven Block zu verhindern, vorgesehen sein, die Pellets während ihrer Wärmebehandlung zu rütteln oder mit Vibrationen zu beaufschlagen. In einer vorteilhaften, preisgünstigen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, die Pellets während ihrer Wärmebehandlung über einen Vibrationsförderer bzw. Schwingförderer zu befördern, so daß einerseits die Pellets zu einer nachgeschalteten Verarbeitungsanlage gefördert werden und andererseits durch die einwirkenden Vibrationen, die Verklebung der Pellets wirksam verhindert wird. Um eine ausreichende Verweildauer der Pellets für die Wärmebehandlung sicherzustellen, kann dabei vorteilhaft vorgesehen sein, statt eines Rinnenschwingförderers einen Wendelförderer zu verwenden. Durch Entnahme der Pellets, nachdem diese eine bestimmte Höhendifferenz zurückgelegt haben, kann in Abhängigkeit von dieser Höhendifferenz die Verweildauer der Pellets auf dem Wendelförderer beeinflußt werden, so daß eine ausreichende Verweildauer gewählt werden kann, um zuverlässig sicherzustellen, daß die Pellets anschließend ein Temperaturniveau aufweisen, welches eine Verklebung untereinander sicher ausschließt.
• Anstelle durch Vibrationen, kann ein Verkleben der Pellets auch dadurch erreicht werden, daß diese in einem Fluid verwirbelt werden. Ein derartiges Fluid kann beispielsweise Luft, ein Inertgas, oder auch eine Flüssigkeit wie Wasser sein.
• Weiterhin kann vorgesehen sein, die Pellets durch das Fluid an einem vorschnellen Auskühlen zu hindern, so daß das Fluid vorzugsweise wärmer ist als die Umgebungs-Raumtemperatur der Pellets. Gegebenenfalls kann die Temperatur des Fluids sogar höher sein als die Oberflächentemperatur der Pellets, um auf diese Weise sogar eine Wärmezufuhr vom Fluid in die Pellets zu ermöglichen, wobei der wirtschaftliche Vorteil nach wie vor darin liegt, daß die Pellets den größten Energieanteil für ihre Wärmebehandlung durch ihre Eigentemperatur selbst beitragen.

Claims (10)

1. Verfahren zur Herstellung von Kunststoffgranulat, wobei Kunststoffpellets gebildet und zur Erzielung bestimmter Materialeigenschaften einer Wärmeeinwirkung über einen vorgegebenen Zeitraum ausgesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Pellets mit einem für die Wärmebehandlung ausreichenden Wärmeinhalt gebildet werden, und anschließend für eine für die Wärmbehandlung ausreichende Dauer nicht oder nur so geringfügig abgekühlt werden, daß die Wärmebehandlung im wesentlichen mittels der in den Pellets vorhandenen Eigenwärme erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pellets während der Wärmebehandlung gerüttelt oder vibriert werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Pellets während der Wärmebehandlung von einem Fluid durchströmt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Pellets durch das Fluid verwirbelt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluid wärmer als die Raumtemperatur ist.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Pellets etwa kugel- oder linsenförmig ausgeformt werden.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Pellets durch Unterwasser-Granulation gebildet werden.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß PET als Kunststoff verwendet wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Pellets eine anfängliche Oberflächentemperatur von wenigstens 110°C aufweisen, wenn die Wärmebehandlung erfolgt.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmebehandlung für eine Zeitdauer von wenigstens 10 Sekunden erfolgt.