[go: up one dir, main page]

WO2006063575A1 - Method and device for the separation of polymer mixtures - Google Patents

Method and device for the separation of polymer mixtures Download PDF

Info

Publication number
WO2006063575A1
WO2006063575A1 PCT/DE2005/002261 DE2005002261W WO2006063575A1 WO 2006063575 A1 WO2006063575 A1 WO 2006063575A1 DE 2005002261 W DE2005002261 W DE 2005002261W WO 2006063575 A1 WO2006063575 A1 WO 2006063575A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
separation chamber
shape
polymer
shear gap
wall
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/DE2005/002261
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Reinhard KÄRMER
Hans-Jürgen SCHULLA
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ESA Patentverwertungsagentur Sachsen Anhalt GmbH
Original Assignee
ESA Patentverwertungsagentur Sachsen Anhalt GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ESA Patentverwertungsagentur Sachsen Anhalt GmbH filed Critical ESA Patentverwertungsagentur Sachsen Anhalt GmbH
Priority to EP05850156A priority Critical patent/EP1830990A1/en
Publication of WO2006063575A1 publication Critical patent/WO2006063575A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D17/00Separation of liquids, not provided for elsewhere, e.g. by thermal diffusion
    • B01D17/005Separation of liquids, not provided for elsewhere, e.g. by thermal diffusion by thermal diffusion
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D17/00Separation of liquids, not provided for elsewhere, e.g. by thermal diffusion
    • B01D17/02Separation of non-miscible liquids
    • B01D17/04Breaking emulsions
    • B01D17/048Breaking emulsions by changing the state of aggregation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/27Mixers with stator-rotor systems, e.g. with intermeshing teeth or cylinders or having orifices
    • B01F27/272Mixers with stator-rotor systems, e.g. with intermeshing teeth or cylinders or having orifices with means for moving the materials to be mixed axially between the surfaces of the rotor and the stator, e.g. the stator rotor system formed by conical or cylindrical surfaces
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B17/00Recovery of plastics or other constituents of waste material containing plastics
    • B29B17/02Separating plastics from other materials
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B17/00Recovery of plastics or other constituents of waste material containing plastics
    • B29B17/02Separating plastics from other materials
    • B29B2017/0203Separating plastics from plastics
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B17/00Recovery of plastics or other constituents of waste material containing plastics
    • B29B17/02Separating plastics from other materials
    • B29B2017/0213Specific separating techniques
    • B29B2017/0255Specific separating techniques using different melting or softening temperatures of the materials to be separated
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2023/00Use of polyalkenes or derivatives thereof as moulding material
    • B29K2023/04Polymers of ethylene
    • B29K2023/06PE, i.e. polyethylene
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2023/00Use of polyalkenes or derivatives thereof as moulding material
    • B29K2023/10Polymers of propylene
    • B29K2023/12PP, i.e. polypropylene
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/62Plastics recycling; Rubber recycling

Definitions

  • the invention relates to a method for separating polymer mixtures and to an apparatus for carrying out the method.
  • the polymer mixtures to be separated are mixtures of material-like components which differ in the structure of the polymer chains, such as, for example, polyolefins.
  • DE 36 01 175 A1 introduces a separation process in which a polymer mixture is heated in a high-speed mixer until plasticization and agglomeration of the polymer particles having the lowest melting point and then fed to a cooling mixer. Cooled dissolved polymer parts are subsequently separated in a separator in agglomerates and non-deformable particles. With this method, the separation of a plastic mixture is possible only at different melting points of the components. It However, it has been found that by means of the known processes separate polymer mixtures are not sufficiently homogeneous for a number of applications.
  • the invention is therefore based on the object to develop a method for separating polymer mixtures from materially similar components with approximately the same density and approximately the same melting points.
  • the object is to provide a device suitable for carrying out the method.
  • the essence of the invention is to use viscoelastic properties of the components of the polymer mixtures for the desired separation and removal:
  • a polymer mixture to be separated in the molten or plasticized state is exposed in a shear gap to shear with annular flow paths of different diameters.
  • Different viscoelastic tensile stresses build up in the various components of the polymer mixture, which can lead to different local accumulations of the components in the shear gap.
  • the inventive method can be carried out in an advantageous manner so that the annular current paths through a arranged in a separation chamber above rotationally symmetric Knetrotor example in a Ke- gel form or in a round plate shape in conjunction with one of the respective shape for the shear gap adapted inner wall of the separation chamber can be generated.
  • a Knirtotor in conical shape different designs are possible. For example, it is possible to provide an inwardly curved or an outwardly curved conical shape. In the same way, there is a possibility of the design with a stepped or paragraphed conical shape of a Knetrotors.
  • the throughput or the metering rate for the polymer mixture can be regulated.
  • the device according to the invention consists of a separation chamber, preferably with a hollow cone-shaped inner wall, which is controllably heated.
  • the kneading rotor has the outer shape of a cone and thus forms a shear gap with the hollow cone shape of the inner wall of the separation chamber.
  • a polymer mixture to be separated is previously melted or plasticized in a plasticizer, for example an extruder, in order to then feed it to the shearing gap.
  • the rotation of the Knetrotors causes in the adhering polymers ring formations. These rings generate viscoelastic tensile stresses.
  • the kneading rotor is designed so that its conical shape is mounted on a machine element rotatably mounted on the cone tip and below the cone base preferably in rolling bearings.
  • the Knetrotor is designed below the cone base so that a torque can be transmitted to him by a drive.
  • the separation chamber housing consists of two outer shapes and a central shape.
  • the middle mold channels are arranged, which are designed outside the separation chamber for the flow of polymer masses controllable.
  • a first discharge channel is preferably at the level of the conical rotor tip and a second discharge channel is preferably arranged at the level of the conical base surface of the kneading rotor.
  • the bearings for the bearing of the rotor are fitted centrally.
  • the quality of the separation process is influenced by the throughput of the polymer mass per unit time and by the temperature.
  • a decisive influencing factor is the residence time of the polymer mass in the separation chamber.
  • a longer residence time ensures a better separation, but enhances the structural destruction in the shear gap.
  • Dwell times can be influenced with the throughput and can be adjusted by its control. Realizable solutions have been found with the inventions with surprisingly simple technology in order to separate polymer mixtures from material-like components into polymer fractions having different properties, such as polyethylenes, polypropylenes, etc., in continuous operation.
  • the process can be run several times to increase the purity.
  • a use of the separation process for separating substances without viscoelastic properties such as air inclusions, color pigments, etc. from polymer mixtures having at least one viscoelastic component proceeds in an analogous manner.
  • Fig. 1 the sectional view of the separation device according to the invention
  • Fig. 2 the overall view of a separation plant with inventive
  • Separating device and Fig. 3 the side view of a separation plant.
  • the device according to the invention is gem.
  • a rotatably mounted Knetrotor 2 is arranged, which is designed with its outer cone shape so that it forms a Scherspait 3 with a gap width of 2.5 mm with the hollow cone shape of the inner wall of the separation chamber.
  • a separation chamber 1 according to the invention was used with a Knetrotor 2 with the following dimensions:
  • HDPE type "Lacqtene”, manufacturer: Atofina
  • LDPE type “Montell”, manufacturer: Atofina
  • melt index MFI value according to DIN / ISO 11373
  • HDPE / LDPE MFI 5/190 1.255 g / 10 min.
  • the polymer mixture was prepared by the following technology:
  • the polymer mixture to be separated is HDPE / LDPE having the MFI value of 1.255 g / 10 min.
  • a plasticizer e.g. an extruder 9 with geared motor 10
  • molten or plasticized to supply it to the shear gap 3.
  • the rotation of the Knetrotors 2 causes ring formations in the adhering polymers. These rings create viscoelastic tensile stresses.
  • the kneading rotor 2 is designed so that its conical shape is mounted on a machine element rotatably mounted on the Knetrotorspitze 6 and below the cone base 7, preferably in rolling bearings 8.
  • the machine element is designed extended below the cone base 7 in order to transmit a torque by a drive 10.
  • the separation chamber 1 consists of two DTformen and a central shape, which form a common housing. In the middle form channels are arranged, which are designed outside the separation chamber 1 for the flow of polymer masses controllable.
  • a feed channel 4 for introducing the polymer mixture HDPE / LDPE with the MFI value 1, 255 g / 10 min in the shear gap 3 and at least two discharge channels 5, which derive the polymer fractions from the separation chamber 1, is present.
  • a first discharge channel 5 is approximately at the level of the conical knector rotor tip 6, and a second discharge channel 5 is arranged approximately at the level of the conical base surface 7 of the kneading rotor 2.
  • the throughput is about 4 to 8 g / min.
  • the segregation ratio is 1: 1.
  • the rolling bearings 8 are fitted centrally for the storage of Knetrotors 2.
  • HDPE / PP MFI 2,16 / 230 1, 03 g / 10 min.
  • the polymer mixture was prepared by the following procedure:
  • the MFI values measured as a measure of the structuring differ, depending on the process parameters realized, at least fourfold in the case of the polymer fractions from the polymer mixture HDPE / PP.
  • the general increase in MFI values observed in addition can be attributed to the structure destruction in shearing gap 3, which can be influenced by the throughput.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)

Abstract

The invention relates to a method for the separation of polymer mixtures and a device for carrying out said method, of application to the separation of polymer mixtures on processing thermoplastic plastics. According to the invention, a polymer mixture for separation is fused or plastified in a shear gap of a shear element with annular flow channels of varying diameter, whereby fractions of the polymer mixture are led off from the screw gap in at least two locations, which have annular flow paths of varying diameter. The device comprises a separating chamber (1) with conical inner walls, in the middle of which a rotating mixing rotor (2) with an outer conical form is mounted to form a shear gap (3), whereby the device is provided with one introduction channel (4) and at least two outlet channels (5).

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Trennen von PolymergemischenMethod and device for separating polymer mixtures

Die Erfindungen betreffen ein Verfahren zum Trennen von Polymergemischen und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for separating polymer mixtures and to an apparatus for carrying out the method.

Das Verfahren zum Trennen von Polymergemischen findet ebenso wie die Vorrichtung Anwendung in der Verarbeitung von thermoplastischen Kunststoffen.The method of separating polymer blends, as well as the device, finds application in the processing of thermoplastics.

Bei den zu trennenden Polymergemischen handelt es sich um Gemische aus stofflich gleichartigen Komponenten, die sich in der Struktur der Polymerketten unterscheiden, wie beispielsweise Polyolefine.The polymer mixtures to be separated are mixtures of material-like components which differ in the structure of the polymer chains, such as, for example, polyolefins.

Außerdem können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren aus den Polymergemischen auch Fremdkomponenten, die sich z. B. aus Lufteinschlüssen, Sand- beimischungen u.a. ergeben, abgetrennt werden.In addition, with the inventive method from the polymer mixtures and foreign components z. B. from air bubbles, sand admixtures u.a. result, be separated.

Als Trennverfahren von Kunststoffen sind eine Anzahl verschiedener mechanischer Verfahren bekannt. Z. B. lehrt die DE 43 29 270 A1 , dass zerkleinerte Kunststoffgemische, in einer Trägerflüssigkeit suspendiert, im Strömungsdiffe- renzverfahren in aufschwimmende und absinkende Fraktionen getrennt werden, um Fraktionen mit jeweils gleicher Dichte zu separieren. Mit diesem Verfahren ist das Trennen eines Kunststoffgemisches nur bei unterschiedlicher Dichte der Komponenten möglich.As a separation method of plastics, a number of different mechanical methods are known. For example, DE 43 29 270 A1 teaches that comminuted plastic mixtures, suspended in a carrier liquid, are separated in the flow-differential process into floating and sinking fractions in order to separate fractions each having the same density. With this method, the separation of a plastic mixture is possible only with different density of the components.

Weiterhin stellt die DE 36 01 175 A1 ein Trennverfahren vor, in dem eine Polymermischung in einem Schnellmischer bis zur Plastifizierung und Agglomerierung der Polymerteilchen mit dem niedrigsten Schmelzpunkt aufgeheizt und anschließend einem Kühlmischer zugeführt wird. Abgekühlte gelöste Polymerteile werden in der Folge in einer Abscheidevorrichtung in Agglomerate und unverformbare Teilchen getrennt. Mit diesem Verfahren ist das Trennen eines Kunststoffgemisches nur bei unterschiedlichen Schmelzpunkten der Komponenten möglich. Es hat sich jedoch gezeigt, dass mittels der bekannten Verfahren getrennte Polymergemische für eine Reihe von Anwendungen nicht ausreichend homogen sind.Furthermore, DE 36 01 175 A1 introduces a separation process in which a polymer mixture is heated in a high-speed mixer until plasticization and agglomeration of the polymer particles having the lowest melting point and then fed to a cooling mixer. Cooled dissolved polymer parts are subsequently separated in a separator in agglomerates and non-deformable particles. With this method, the separation of a plastic mixture is possible only at different melting points of the components. It However, it has been found that by means of the known processes separate polymer mixtures are not sufficiently homogeneous for a number of applications.

Nach der EP 0 714 918 A2 DE 695 07 868 T2 bzw. deren deutscher Über- setzung DE 695 07 868 T2 wird ein Verfahren zur Abtrennung von Polymeren aus Polymermischungen vorgeschlagen, bei dem ein Trennvorgang durch Scherung innerhalb einer Kapillare vonstatten geht. Dieses Verfahren fußt auf unterschiedlichen Schmelzviskositäten der jeweiligen unterschiedlichen Stoffanteile der Polymermischung.According to EP 0 714 918 A2 DE 695 07 868 T2 or its German translation DE 695 07 868 T2, a process for the separation of polymers from polymer blends is proposed in which a separation process by shearing within a capillary takes place. This method is based on different melt viscosities of the respective different proportions of the polymer mixture.

Die beschriebene Lösung ist jedoch mit dem Nachteil behaftet, dass sie beschreibungsgemäß nur auf miteinander unverträgliche Polymergemischanteile anwendbar ist. Stofflich gleichartige Komponenten weisen offensichtlich nicht die zur Trennung nach dem Verfahren der EP 0 714 918 ausreichenden Eigenschaftsunterschiede auf und können nicht ausreichend exakt getrennt werden, wodurch für die getrennt sein sollenden Komponenten Weiterverarbeitungsprobleme wie unzureichendes Phasenbindungsvermögen oder mangelhafte Verspinnbarkeit weiter bestehen bleiben.However, the described solution suffers from the disadvantage that, according to the description, it can only be applied to mutually incompatible polymer mixture fractions. Apparently similar components obviously do not have the property differences sufficient for the separation according to the method of EP 0 714 918 and can not be separated with sufficient accuracy, as a result of which further processing problems such as insufficient phase binding capacity or poor spinnability continue to exist for the components to be separated.

Außerdem verlangt eine Trennung auf Grund rein viskoser Effekte große Schergeschwindigkeiten im Kapillarwandbereich, die nur durch große Strömungsgeschwindigkeiten realisierbar sind.In addition, a separation due to purely viscous effects requires high shear rates in the capillary wall area, which can be realized only by high flow velocities.

Andererseits verlangen die relativ kleinen Strömungen senkrecht zur Haupt- Strömung, die den eigentlichen Separationseffekt ausmachen, große Verweilzeiten des zu trennenden Polymergemisches im Strömungsrohr. Als gravierender Nachteil resultiert daraus, dass sehr große Rohr- bzw. Kapillarlängen technisch realisiert werden müssen, die wiederum neben hohen Apparatekosten auch große Energiekosten aufgrund der großen zu überwindenden Druck- Verluste hervorrufen. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Trennen von Polymergemischen aus stofflich gleichartigen Komponenten mit annähernd gleicher Dichte und annähernd gleichen Schmelzpunkten zu entwickeln.On the other hand, the relatively small flows perpendicular to the main flow, which make up the actual separation effect, require long residence times of the polymer mixture to be separated in the flow tube. As a serious disadvantage results from the fact that very large pipe or Kapillarlength must be technically realized, in turn, in addition to high equipment costs also cause large energy costs due to the large pressure losses to be overcome. The invention is therefore based on the object to develop a method for separating polymer mixtures from materially similar components with approximately the same density and approximately the same melting points.

Weiterhin besteht die Aufgabe darin, eine für die Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung zu schaffen.Furthermore, the object is to provide a device suitable for carrying out the method.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäß den Patentansprüchen gelöst.This object is achieved by a method and a device according to the claims.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird in Anspruch 1 angegeben. Vorteilhafte Ausführungen sind in den Unteransprüchen 2 bis 7 aufgeführt.The method according to the invention is specified in claim 1. Advantageous embodiments are listed in the subclaims 2 to 7.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An- spruch 1 ist in Anspruch 8 angegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung sind in den Unteransprüchen 9 bis 19 aufgeführt.The device according to the invention for carrying out the method according to claim 1 is specified in claim 8. Advantageous embodiments of the device are listed in the subclaims 9 to 19.

Das Wesen der Erfindung besteht dabei darin, viskoelastische Eigenschaften der Komponenten der Polymergemische zur gewünschten Trennung und Entnahme zu nutzen:The essence of the invention is to use viscoelastic properties of the components of the polymer mixtures for the desired separation and removal:

Im erfindungsgemäßen Verfahren wird ein zu trennendes Polymergemisch im aufgeschmolzenen bzw. plastifizierten Zustand in einem Scherspalt einer Scherung mit ringförmigen Strombahnen unterschiedlicher Durchmesser ausgesetzt. Dabei bauen sich in den verschiedenen Komponenten des Polymergemisches unterschiedliche viskoelastische Zugspannungen auf, die zu unterschiedlichen örtlichen Ansammlungen der Komponenten im Scherspalt führen können.In the process according to the invention, a polymer mixture to be separated in the molten or plasticized state is exposed in a shear gap to shear with annular flow paths of different diameters. Different viscoelastic tensile stresses build up in the various components of the polymer mixture, which can lead to different local accumulations of the components in the shear gap.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann in vorteilhafter Weise so durchgeführt werden, dass die ringförmigen Strombahnen durch einen in einer Trennkammer o.a. angeordneten rotationssymmetrischen Knetrotor beispielsweise in einer Ke- gelform oder auch in einer runden Plattenform in Verbindung mit einer der jeweiligen Form für den Scherspalt angepassten Innenwand der Trennkammer erzeugt werden. Bei einem Knetrotor in Kegelform sind verschiedene Gestaltungen möglich. So ist es beispielsweise möglich, eine nach innen gewölbte oder eine nach außen gewölbte Kegelform vorzusehen. In gleicher Weise besteht eine Möglichkeit der Gestaltung mit einer in sich gestuften bzw. mit Absätzen ausgeführten Kegelform eines Knetrotors.The inventive method can be carried out in an advantageous manner so that the annular current paths through a arranged in a separation chamber above rotationally symmetric Knetrotor example in a Ke- gel form or in a round plate shape in conjunction with one of the respective shape for the shear gap adapted inner wall of the separation chamber can be generated. In a Knirtotor in conical shape different designs are possible. For example, it is possible to provide an inwardly curved or an outwardly curved conical shape. In the same way, there is a possibility of the design with a stepped or paragraphed conical shape of a Knetrotors.

Die unterschiedlichen viskoelastischen, im Scherspalt generierten Zugspannun- gen der jeweiligen Komponenten führen zu folgenden Verhältnissen in der Trennkammer: Polymeranteile mit höheren viskoelastischen Spannungen verdrängen Polymere mit geringeren viskoelastischen Spannungen aus dem Bereich geringeren Durchmessers der Strombahnen und sammeln sich dort - umgekehrt ergibt sich dies für verdrängte Polymeranteile geringerer viskoelastischer Zug- Spannung im Bereich größerer Strombahndurchmesser. Die unterschiedlichen Strombahndurchmesser ergeben sich dabei aus der Konturengestaltung des Rotors.The different viscoelastic tensile stresses of the respective components generated in the shear gap lead to the following conditions in the separation chamber: Polymer components with higher viscoelastic stresses displace polymers with lower viscoelastic stresses from the region of smaller diameter of the current paths and accumulate there - conversely, this results for displaced ones Polymer components of lower viscoelastic tensile stress in the range of larger flow path diameter. The different current path diameters result from the contour design of the rotor.

Es vollzieht sich auf diese Weise eine Trennung des Polymergemisches in zwei verschiedene Polymerfraktionen, die sich in der Struktur der Polymerketten und damit in ihrer Viskoelastizität bzw. im Schmelzindex unterscheiden und als getrennte Schmelzestränge an unterschiedlichen Orten der Trennkammer abgeleitet werden können.This results in a separation of the polymer mixture into two different polymer fractions, which differ in the structure of the polymer chains and thus in their viscoelasticity or in the melt index and can be derived as separate melt strands at different locations of the separation chamber.

In einer besonderen Ausführungsform des Verfahrens ist der Durchsatz bzw. die Dosiergeschwindigkeit für das Polymergemisch regelbar.In a particular embodiment of the method, the throughput or the metering rate for the polymer mixture can be regulated.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus einer Trennkammer, vorzugsweise mit hohlkegelförmiger Innenwand, die regelbar beheizt ist. Der Knetrotor hat die äußere Form eines Kegels und bildet so mit der Hohlkegelform der Innenwand der Trennkammer einen Scherspalt. Ein zu trennendes Polymergemisch wird zuvor in einer Plastifiziervorrichtung, z.B. einem Extruder, aufgeschmolzenen bzw. plastifiziert, um es anschließend dem Scherspalt zuzuführen. Das Rotieren des Knetrotors bewirkt bei den anhaftenden Polymeren Ringbildungen. In diesen Ringen generieren sich viskoelastische Zugspannungen. Dabei ziehen sich Polymere mit höheren viskoelastischen Spannungen am rotierenden Knetrotor zur Knetrotorspitze, wodurch Polymere mit geringeren viskoelastischen Spannungen von der Knetrotorspitze verdrängt werden und sich sowohl am weitesten Umfang des Knetrotors als auch an seiner Kegelgrundfläche sammeln. Der Knetrotor ist dazu so gestaltet, dass seine Kegelform auf einem Maschinenelement drehbeweglich an der Kegelformspitze und unterhalb der Kegelgrundfläche vorzugsweise in Wälzlagern gelagert ist. Der Knetrotor ist unterhalb der Kegelgrundfläche so gestaltet, dass auf ihn ein Drehmoment durch einen Antrieb übertragen werden kann. Das Trennkammergehäuse besteht aus zwei Außenformen und einer Mittelform. In der Mittelform sind Kanäle angeordnet, die außerhalb der Trennkammer für den Durchfluss von Polymermassen regelbar gestaltet sind. Es sind ein Zuführungskanal für das Einleiten des Polymergemisches in den Scherspalt und mindestens zwei Ablasskanäle, die die Polymerfraktionen aus der Trennkammer ableiten, vorhanden. Ein erster Ablasskanal ist vorzugsweise in Höhe der kegelförmigen Rotorspitze und ein zweiter Ablasskanal ist vorzugswei- se in Höhe der Kegelgrundfläche des Knetrotors angeordnet. In den zwei Außenformen des Trennkammergehäuses sind die Wälzlager für die Lagerung des Rotors zentrisch eingepasst.The device according to the invention consists of a separation chamber, preferably with a hollow cone-shaped inner wall, which is controllably heated. The kneading rotor has the outer shape of a cone and thus forms a shear gap with the hollow cone shape of the inner wall of the separation chamber. A polymer mixture to be separated is previously melted or plasticized in a plasticizer, for example an extruder, in order to then feed it to the shearing gap. The rotation of the Knetrotors causes in the adhering polymers ring formations. These rings generate viscoelastic tensile stresses. In the process, polymers with higher viscoelastic stresses on the rotating kneading rotor pull toward the kneading rotor tip, whereby polymers with lower viscoelastic stresses are displaced from the kneading rotor tip and collect both at the furthest circumference of the kneader rotor and at its cone base. The kneading rotor is designed so that its conical shape is mounted on a machine element rotatably mounted on the cone tip and below the cone base preferably in rolling bearings. The Knetrotor is designed below the cone base so that a torque can be transmitted to him by a drive. The separation chamber housing consists of two outer shapes and a central shape. In the middle mold channels are arranged, which are designed outside the separation chamber for the flow of polymer masses controllable. There is a feed channel for introducing the polymer mixture into the shear gap and at least two bleed channels, which divert the polymer fractions from the separation chamber present. A first discharge channel is preferably at the level of the conical rotor tip and a second discharge channel is preferably arranged at the level of the conical base surface of the kneading rotor. In the two outer shapes of the separation chamber housing, the bearings for the bearing of the rotor are fitted centrally.

Die Qualität des Trennprozesses wird von der Durchsatzmenge der Polymer- masse pro Zeiteinheit sowie von der Temperatur beeinflusst. Ein entscheidender Einflussfaktor ist die Verweilzeit der Polymermasse in der Trennkammer. Eine längere Verweilzeit sorgt für eine bessere Trennung, verstärkt aber die Strukturzerstörung im Scherspalt. Verweilzeiten sind mit dem Durchsatz beeinflussbar und können durch dessen Steuerung eingestellt werden. Mit den Erfindungen wurden mit überraschend einfacher Technik realisierbare Lösungen gefunden, um Polymergemische aus stofflich gleichartigen Komponenten in Polymerfraktionen mit unterschiedlichen Eigenschaften, wie Polyethylene, Polypropylene etc., im kontinuierlichen Betrieb zu trennen.The quality of the separation process is influenced by the throughput of the polymer mass per unit time and by the temperature. A decisive influencing factor is the residence time of the polymer mass in the separation chamber. A longer residence time ensures a better separation, but enhances the structural destruction in the shear gap. Dwell times can be influenced with the throughput and can be adjusted by its control. Realizable solutions have been found with the inventions with surprisingly simple technology in order to separate polymer mixtures from material-like components into polymer fractions having different properties, such as polyethylenes, polypropylenes, etc., in continuous operation.

Das Verfahren kann zur Erhöhung der Reinheit gegebenenfalls mehrfach ablaufen.If appropriate, the process can be run several times to increase the purity.

Ein Einsatz des Trennverfahrens zum Abtrennen von Stoffen ohne viskoelasti- sehe Eigenschaften wie Lufteinschlüsse, Farbpigmente usw. aus Polymergemischen mit mindestens einer viskoelastischen Komponente verläuft in analoger Weise.A use of the separation process for separating substances without viscoelastic properties such as air inclusions, color pigments, etc. from polymer mixtures having at least one viscoelastic component proceeds in an analogous manner.

In nachfolgenden zwei Ausführungsbeispielen sollen die erfindungsgemäße Vor- richtung und das mit ihr durchgeführte Verfahren näher erläutert werden.In the following two embodiments, the device according to the invention and the method carried out with it will be explained in more detail.

In den zugehörigen Zeichnungen zeigenIn the accompanying drawings show

Fig. 1: die Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Trennvorrichtung, Fig. 2: die Gesamtansicht einer Trennanlage mit erfindungsgemäßer1: the sectional view of the separation device according to the invention, Fig. 2: the overall view of a separation plant with inventive

Trennvorrichtung und Fig. 3: die Seitenansicht einer Trennanlage.Separating device and Fig. 3: the side view of a separation plant.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht gem. Fig. 1 aus einer Trennkammer 1 mit hohlkegelförmiger Innenwand und kann auf eine Temperatur von etwa 190 0C aufgeheizt werden (die hierfür vorhandene Heizung ist nicht dargestellt). In der Mitte der Trennkammer 1 ist ein drehbeweglich gelagerter Knetrotor 2 angeordnet, der mit seiner äußeren Kegelform so gestaltet ist, dass er mit der Hohlkegelform der Innenwand der Trennkammer 1 einen Scherspait 3 mit einer Spaltweite von 2,5 mm bildet. Für beide Ausführungsbeispiele wurde eine erfindungsgemäße Trennkammer 1 mit einem Knetrotor 2 mit folgenden Abmaßen verwendet:The device according to the invention is gem. Fig. 1 of a separation chamber 1 with a hollow cone-shaped inner wall and can be heated to a temperature of about 190 0 C (the existing heating is not shown). In the middle of the separation chamber 1 a rotatably mounted Knetrotor 2 is arranged, which is designed with its outer cone shape so that it forms a Scherspait 3 with a gap width of 2.5 mm with the hollow cone shape of the inner wall of the separation chamber. For both embodiments, a separation chamber 1 according to the invention was used with a Knetrotor 2 with the following dimensions:

Durchmesser der Kegelgrundfläche 7 des Knetrotors 2 100 mmDiameter of the cone base 7 of Knetrotors 2 100 mm

Durchmesser der Spitze des Knetrotors 2 20 mmDiameter of the tip of Knetrotors 2 20 mm

Höhe des Kegels von der Kegelgrundfläche zur Kegelspitze 120 mmHeight of the cone from the cone base to the cone top 120 mm

Im ersten Ausführungsbeispiel wurden Trennungen an folgendem Polymergemisch ausgeführt:In the first embodiment, separations were carried out on the following polymer mixture:

Polymergemisch ausPolymer mixture

HDPE (Typ „Lacqtene", Hersteller: Atofina) und LDPE (Typ „Montell", Hersteller: Atofina) im Masseverhältnis 50 : 50.HDPE (type "Lacqtene", manufacturer: Atofina) and LDPE (type "Montell", manufacturer: Atofina) in the mass ratio 50: 50.

Zur Charakterisierung des zu trennenden Polymergemisches wurden rheologi- sche Untersuchungen auf der Basis von Bestimmungen des Schmelzindexes (MFI-Wert nach DIN/ISO 1133) mit folgenden Ergebnissen vorgenommen:To characterize the polymer mixture to be separated, rheological investigations were carried out on the basis of determinations of the melt index (MFI value according to DIN / ISO 1133) with the following results:

Polymerkomponentenpolymer components

LDPE „Montell" MFI 5/190 = 2,935 g/10 minLDPE "Montell" MFI 5/190 = 2.935 g / 10 min

HDPE „Lacqtene" MFI 5/190 = 0,374 g/10 minHDPE "Lacqtene" MFI 5/190 = 0.374 g / 10 min

MFI 2,16/230 = 0,13 g/10 minMFI 2.16 / 230 = 0.13 g / 10 min

Polymergemischpolymer blend

HDPE/LDPE MFI 5/190 = 1,255 g/10 min.HDPE / LDPE MFI 5/190 = 1.255 g / 10 min.

Das Polymergemisch wurde nach folgender Technologie hergestellt:The polymer mixture was prepared by the following technology:

• Dosieren und Mischen der entsprechenden Granulate der beiden PoIy- merkomponenten in einem Mischer,Dosing and mixing of the corresponding granules of the two polymer components in a mixer,

• Aufschmelzen des Polymergemisch in einem Extruder,Melting the polymer mixture in an extruder,

Herstellung eines Polymergemischgranulates. In der Praktizierung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Polymergemisch HDPE/LDPE mit dem MFI-Wert= 1,255 g/10 min aufgeschmolzen bzw. plastifiziert einem Scherspalt 3 zugeführt und ringförmigen Strömungen ausgesetzt, in denen zusätzlich unterschiedliche viskoelastische Zugspannungen der unterschiedlichen Komponenten erzeugt werden. Durch einen Knetrotor 2 in Kegelform, in Verbindung mit einer dieser Form für den Scherspalt 3 angepassten Innenwand der Trennkammer 1 werden die ringförmigen Strombahnen unterschiedlichen Durchmessers gewährleistet. Im Ergebnis der Verfahrensdurchführung getrennte Polymerfraktionen werden an zwei örtlich versetzten Stellen aus dem Scherspalt 3 abgeleitet, d.h. im Bereich der minimalen Strombahndurchmesser eine Polymerfraktion mit höheren viskoelastischen Spannungen mit dem MFI-Wert = 1 ,2-2,1 g/10 min und im Bereich der maximalen Strombahndurchmesser eine Polymerfraktion mit geringeren viskoelastischen Spannungen mit dem MFI-Wert = 4,5-10 g/10 min. Production of a polymer mixture granulate. In the practice of the method according to the invention, the polymer mixture HDPE / LDPE with the MFI value = 1.255 g / 10 min is melted or plasticized supplied to a shear gap 3 and exposed to annular flows, in which different viscoelastic tensile stresses of the different components are generated. By a Knetrotor 2 in the form of cones, in conjunction with an inner wall of the separation chamber 1 adapted to the shear gap 3 of this shape, the annular flow paths of different diameters are ensured. As a result of the process carried out separated polymer fractions are derived at two locally offset points from the shear gap 3, ie in the range of minimum flow path diameter, a polymer fraction with higher viscoelastic stresses with the MFI = 1, 2-2,1 g / 10 min and in the range the maximum flow path diameter a polymer fraction with lower viscoelastic stresses with the MFI value = 4.5-10 g / 10 min.

In einer Trennanlage gemäß den Figuren 2 und 3 wird das zu trennende Polymergemisch HDPE/LDPE mit dem MFI-Wert von 1,255 g/10 min zuvor in einer Plastifiziervorrichtung, z.B. einem Extruder 9 mit Getriebemotor 10, aufgeschmolzenen bzw. plastifiziert, um es dem Scherspalt 3 zuzuführen. Das Rotieren des Knetrotors 2 bewirkt bei den anhaftenden Polymeren Ringbildungen. In diesen Ringen entstehen viskoelastische Zugspannungen. Dabei ziehen sich Polymere mit höheren viskoelastischen Spannungen am rotierenden Knetrotor 2 zur Knetrotorspitze 6, wodurch Polymere mit geringeren viskoelastischen Spannungen von der Knetrotorspitze 6 verdrängt werden und sich sowohl am weitesten Um- fang des Knetrotors 2 als auch an seiner Kegelgrundfläche 7 sammeln.In a separation plant according to Figures 2 and 3, the polymer mixture to be separated is HDPE / LDPE having the MFI value of 1.255 g / 10 min. Before in a plasticizer, e.g. an extruder 9 with geared motor 10, molten or plasticized to supply it to the shear gap 3. The rotation of the Knetrotors 2 causes ring formations in the adhering polymers. These rings create viscoelastic tensile stresses. In this case, polymers with higher viscoelastic stresses on the rotating kneading rotor 2 pull toward the kneading rotor tip 6, as a result of which polymers with lower viscoelastic stresses are displaced by the kneading rotor tip 6 and accumulate both at the furthest circumference of the kneading rotor 2 and at its cone base surface 7.

Der Knetrotor 2 ist dazu so gestaltet, dass seine Kegelform auf einem Maschinenelement drehbeweglich an der Knetrotorspitze 6 und unterhalb der Kegelgrundfläche 7 vorzugsweise in Wälzlagern 8 gelagert ist. Das Maschinenelement ist unterhalb der Kegelgrundfläche 7 verlängert gestaltet, um ein Drehmoment durch einen Antrieb 10 zu übertragen. Die Trennkammer 1 besteht aus zwei Au- ßenformen und einer Mittelform, die ein gemeinsames Gehäuse bilden. In der Mittelform sind Kanäle angeordnet, die außerhalb der Trennkammer 1 für den Durchfluss von Polymermassen regelbar gestaltet sind.The kneading rotor 2 is designed so that its conical shape is mounted on a machine element rotatably mounted on the Knetrotorspitze 6 and below the cone base 7, preferably in rolling bearings 8. The machine element is designed extended below the cone base 7 in order to transmit a torque by a drive 10. The separation chamber 1 consists of two ßenformen and a central shape, which form a common housing. In the middle form channels are arranged, which are designed outside the separation chamber 1 for the flow of polymer masses controllable.

Es sind ein Zuführungskanal 4 für das Einleiten des Polymergemisches HDPE/LDPE mit dem MFI-Wert = 1 ,255 g/10 min in den Scherspalt 3 und mindestens zwei Ablasskanäle 5, die die Polymerfraktionen aus der Trennkammer 1 ableiten, vorhanden. Ein erster Ablasskanal 5 ist etwa in Höhe der kegelförmigen Knetrotorspitze 6 und ein zweiter Ablasskanal 5 ist etwa in Höhe der Kegelgrund- fläche 7 des Knetrotors 2 angeordnet.There are a feed channel 4 for introducing the polymer mixture HDPE / LDPE with the MFI value = 1, 255 g / 10 min in the shear gap 3 and at least two discharge channels 5, which derive the polymer fractions from the separation chamber 1, is present. A first discharge channel 5 is approximately at the level of the conical knector rotor tip 6, and a second discharge channel 5 is arranged approximately at the level of the conical base surface 7 of the kneading rotor 2.

Aus dem Ablasskanal 5 in Nähe der Knetrotorspitze 6 wird die Polymerfraktion mit dem MFI-Wert = 1 ,2- 2,1 g/10 min und aus dem Ablasskanal 5 in Nähe der Kegelgrundfläche 7 die Polymerfraktion mit dem MFI-Wert = 4,5-10 g/10 min ab- geleitet. Der Durchsatz beträgt dabei ca. 4 bis 8 g/min. Das Entmischungsver- hältnis ist 1:1. In den zwei Außenformen der Trennkammer 1 sind die Wälzlager 8 für die Lagerung des Knetrotors 2 zentrisch eingepasst.From the discharge channel 5 in the vicinity of the kneading rotor tip 6, the polymer fraction with the MFI value = 1, 2- 2.1 g / 10 min and from the discharge channel 5 in the vicinity of the cone base 7, the polymer fraction with the MFI = 4.5 -10 g / 10 min. The throughput is about 4 to 8 g / min. The segregation ratio is 1: 1. In the two outer forms of the separation chamber 1, the rolling bearings 8 are fitted centrally for the storage of Knetrotors 2.

Die realisierten Verfahrensparameter sind folgender Übersicht zu entnehmen:The realized process parameters are shown in the following overview:

Trennung des Polymergemisches HDPE/LDPESeparation of the polymer mixture HDPE / LDPE

• Temperatur der Trennkammer 1 190 0C• Temperature of the separation chamber 1 190 0 C

• Drehzahl des Knetrotors 2 100 - 200 1/min • Durchsatz bzw. Dosiergeschwindigkeit 4 - 8 g/min• Speed of kneading rotor 2 100 - 200 1 / min • Throughput or dosing speed 4 - 8 g / min

• Entmischungsverhältnis 1 : 1• Degassing ratio 1: 1

Für die Beurteilung des Trenneffektes wurden die Schmelzindexwerte MFI nach DIN/ISO 1133 der zwei Polymerfraktionen aus den unterschiedlichen Schmelze- strängen ermittelt. Dies führte zu folgenden Ergebnissen: Trennungsergebnis für das Polymergemisch HDPE/LDPEFor the evaluation of the separation effect, the melt index values MFI according to DIN / ISO 1133 of the two polymer fractions from the different melt strands were determined. This led to the following results: Separation result for the polymer mixture HDPE / LDPE

• Polymerfraktion als Schmelzestrang aus dem Ablasskanal 5 in der Nähe der Knetrotorspitze 6 MFI 5/190 = 1 ,2 - 2,1 g/10 min,Polymer fraction as a melt strand from the discharge channel 5 near the kneading rotor tip 6 MFI 5/190 = 1.2-2.1 g / 10 min,

• Polymerfraktion als Schmelzestrang aus dem Ablasskanal 5 in der Nähe der Kegelgrundfläche 7 MFI 5/190 = 4,5 - 10 g/10 min.• Polymer fraction as a melt strand from the discharge channel 5 near the cone base 7 MFI 5/190 = 4.5 - 10 g / 10 min.

Aus dem Ergebnis ist zu erkennen, dass mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ein sehr guter Trenneffekt eines Polymergemisches in zwei Polymerfraktionen erreicht wurde. Die als Maß für die Strukturierung gemessenen MFI-Werte des Schmelzindexes unterscheiden sich in Abhängigkeit von den realisierten Versuchsparametern mindestens um das Dreifache bei den Polymerfraktionen aus dem Polymergemisch HDPE/LDPE.It can be seen from the result that with the method according to the invention a very good separation effect of a polymer mixture in two polymer fractions was achieved. The MFI values of the melt index measured as a measure of the structuring differ depending on the experimental parameters at least three times in the case of the polymer fractions from the polymer mixture HDPE / LDPE.

Die außerdem zu beobachtende generelle Erhöhung der MFI-Werte ist auf die Strukturzerstörung im Scherspalt 3 zurückzuführen, die mit dem Durchsatz beeinflussbar ist.The general increase in MFI values observed in addition can be attributed to the structure destruction in shearing gap 3, which can be influenced by the throughput.

Im zweiten Ausführungsbeispiel wurden ebenso mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und unter Benutzung der erfindungsgemäßen Trennkammer 1 Unter- suchungen an folgendem Polymergemisch durchgeführt:In the second exemplary embodiment, investigations were likewise carried out on the following polymer mixture using the process according to the invention and using the separation chamber 1 according to the invention:

Polymergemisch aus HDPE (Typ „Lacqtene", Hersteller: Atofina) und PP (Typ „Daplen", Hersteller: Borealis) im Massenverhältnis 50 : 50 Zur Charakterisierung des zu trennenden Polymergemisches wurden rheologi- sche Untersuchungen auf Basis von Bestimmungen des Schmelzindexes MFI nach DIN/ISO 1133 mit folgenden Ergebnissen vorgenommen:Polymer mixture of HDPE (type "Lacqtene", manufacturer: Atofina) and PP (type "Daplen", manufacturer: Borealis) in a mass ratio of 50: 50 To characterize the polymer mixture to be separated, rheological investigations were carried out on the basis of determinations of the melt index MFI according to DIN / ISO 1133 with the following results:

Komponentencomponents

HDPE „Lacqtene" MFI 2,16/230 = 0,13 g/10 minHDPE "Lacqtene" MFI 2.16 / 230 = 0.13 g / 10 min

PP „Daplen" MFI 2,16/230 = 4,58 g/10 minPP "Daplen" MFI 2.16 / 230 = 4.58 g / 10 min

Polymergemischpolymer blend

HDPE/PP MFI 2,16/230 = 1 ,03 g/10 min.HDPE / PP MFI 2,16 / 230 = 1, 03 g / 10 min.

Das Polymergemisch wurde nach folgendem Verfahren hergestellt:The polymer mixture was prepared by the following procedure:

• Dosieren und Mischen der entsprechenden Granulate der Polymerkompo- nenten in einem Mischer,Dosing and mixing the corresponding granules of the polymer components in a mixer,

• Aufschmelzen des Polymergemisches in einem Extruder,Melting the polymer mixture in an extruder,

• Extrudieren von Polymergemischsträngen,Extruding polymer mixture strands,

• Herstellung eines Polymergemischgranulates.• Production of a polymer mixture granulate.

Das erfindungsgemäße Verfahren wurde wieder unter Benutzung der erfindungsgemäßen Trennkammer 1 zur Trennung des Polymergemisches durchgeführt. Die realisierten Verfahrensparameter sind folgender Übersicht zu entnehmen:The inventive method was again carried out using the separation chamber 1 according to the invention for the separation of the polymer mixture. The realized process parameters are shown in the following overview:

Trennung des Polymergemisches HDPE/PPSeparation of the polymer mixture HDPE / PP

• Temperatur der Trennkammer 230 0C• Temperature of the separation chamber 230 0 C

• Drehzahl des Knetrotors 150 1/min• Speed of kneading motor 150 1 / min

• Durchsatz / Dosiergeschwindigkeit 3 bis 9 g/min• Throughput / dosing rate 3 to 9 g / min

• Entmischungsverhältnis 1 : 1 Für die Beurteilung des Trenneffektes wurden die Schmelzindexwerte MFI nach DIN/ISO 1133 der Polymerfraktionen aus den unterschiedlichen Schmelzesträngen ermittelt. Folgende Ergebnisse wurden erhalten:• Degassing ratio 1: 1 For the evaluation of the separating effect, the melt index values MFI according to DIN / ISO 1133 of the polymer fractions from the different melt strands were determined. The following results were obtained:

Trennungsergebnis für das Polymergemisch HDPE/PPSeparation result for the polymer mixture HDPE / PP

• Polymerfraktion als Schmelzestrang aus dem Ablasskanal 5 in der Nähe er Knetrotorspitze 6 MFI 2,16/230 = 1 ,9 - 2,1 g/10 min, • Polymerfraktion als Schmelzestrang aus dem Ablasskanal 5 in der Nähe der Kegelgrundfläche 7 MFI 2,16/230 = 8,1 - 9,5 g/10 min.Polymer fraction as a melt strand from the discharge channel 5 near the kneading rotor tip 6 MFI 2,16 / 230 = 1, 9-2,1 g / 10 min, polymer fraction as melt strand from the discharge channel 5 in the vicinity of the cone surface 7 MFI 2, 16/230 = 8.1 - 9.5 g / 10 min.

Auch aus diesem Ergebnis ist zu erkennen, dass mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ein sehr guter Trenneffekt erreicht wurde.It can also be seen from this result that a very good separation effect was achieved with the method according to the invention.

Die als Maß für die Strukturierung gemessenen MFI-Werte unterscheiden sich in Abhängigkeit von den realisierten Verfahrensparametern mindestens um das Vierfache bei den Polymerfraktionen aus dem Polymergemisch HDPE/PP. Die außerdem zu beobachtende generelle Erhöhung der MFI-Werte ist auf die Strukturzerstörung im Scherspalt 3 zurückzuführen, die mit dem Durchsatz beeinflussbar ist. The MFI values measured as a measure of the structuring differ, depending on the process parameters realized, at least fourfold in the case of the polymer fractions from the polymer mixture HDPE / PP. The general increase in MFI values observed in addition can be attributed to the structure destruction in shearing gap 3, which can be influenced by the throughput.

Bezugszeichen zur PatentanmeldungReference to the patent application

Verfahren und Vorrichtung zum Trennen von PolymergemischenMethod and device for separating polymer mixtures

Trennkammer 1Separation chamber 1

Knetrotor 2Knet rotor 2

Scherspalt 3Shear gap 3

Zuführungskanal 4Feed channel 4

Ablasskanal 5Discharge channel 5

Knetrotorspitzspitze 6Knetrotorspitzspitze 6

Kegelgrundfläche 7Cone base 7

Wälzlager 8Rolling bearings 8

Extruder 9Extruder 9

Getriebemotor 10 Geared motor 10

Claims

Patentansprüche claims 1. Verfahren zum Trennen von Polymergemischen aus stofflich gleichartigen Komponenten, bei dem ein zu trennendes Polymergemisch aufgeschmolzen bzw. plastifiziert in einem Scherspalt (3) einer Scherung mit ringförmigen Strombahnen ausgesetzt wird, wobei die ringförmigen Strombahnen unterschiedliche Durchmesser aufweisen und dass Fraktionen des Polymergemisches an mindestens zwei Orten aus dem1. A method for separating polymer mixtures from materially similar components, in which a polymer mixture to be separated is melted or plasticized in a shear gap (3) subjected to shearing with annular current paths, wherein the annular current paths have different diameters and that fractions of the polymer mixture at least two places from the Scherspalt (3) abgeleitet werden, die von ringförmigen Strombahnen unterschiedlichen Durchmessers berührt werden.Shearing gap (3) are derived, which are touched by annular current paths of different diameters. 2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem Fraktionen des Polymergemisches im Bereich der minimalen Strombahndurchmesser und im Bereich der maximalen Strombahndurchmesser abgeführt werden.2. The method of claim 1, are removed in the fractions of the polymer mixture in the region of the minimum flow path diameter and in the region of the maximum flow path diameter. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die ringförmigen Strombahnen durch einen rotationssymmetrischen Knetrotor (2) in Verbindung mit einer dessen Form für den Scherspalt (3) ange- passten Innenwand der Trennkammer (1) erzeugt werden.3. The method of claim 1 or 2, wherein the annular current paths by a rotationally symmetric Knetrotor (2) in conjunction with a shape of the shear gap (3) adapted to the inner wall of the separation chamber (1) are generated. 4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die ringförmigen Strombahnen durch einen Knetrotor (2) in einer geradlinigen oder nach innen gewölbten Kegelform in Verbindung mit einer dieser Form für den Scherspalt (3) angepassten Innenwand der Trennkammer (1) erzeugt werden. 4. The method of claim 3, wherein the annular current paths by a Knetrotor (2) in a rectilinear or inwardly curved conical shape in conjunction with one of these shape for the shear gap (3) adapted inner wall of the separation chamber (1) are produced. 5. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die ringförmigen Strombahnen durch einen Knetrotor (2) in einer nach außen gewölbten Kegelform in Verbindung mit einer dieser Form für den Scher- spalt angepassten Innenwand der Trennkammer (1) erzeugt werden.5. The method of claim 3, wherein the annular current paths are generated by a kneading rotor (2) in an outwardly curved conical shape in conjunction with an inner wall of the separation chamber (1) adapted to this shape for the shear gap. 6. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die ringförmigen Strombahnen durch einen Knetrotor (2) in einer Kegelform, die in sich gestuft ist bzw. Absätze aufweist, in Verbindung mit einer dieser Form für den Scherspalt (3) angepassten Innenwand der Trennkammer (1) erzeugt werden, wobei an Orten, die den Abstufungen bzw. Absätzen des Knetrotors (2) nahe sind, Fraktionen des Polymergemisches aus dem Scherspalt (3) zusätzlich abgeleitet werden.6. The method of claim 3, wherein the annular current paths by a Knetrotor (2) in a conical shape, which is stepped in or paragraphs, in conjunction with one of these form for the shear gap (3) adapted inner wall of the separation chamber (1 ) are produced, wherein in places that are close to the gradations or paragraphs of the Knetrotors (2), fractions of the polymer mixture from the shear gap (3) are additionally derived. 7. Verfahren nach einen der Ansprüche 1 bis 6, bei dem der Durchsatz bzw. die Dosiergeschwindigkeit für das Polymergemisch regelbar sind.7. The method according to any one of claims 1 to 6, wherein the throughput or the metering rate for the polymer mixture can be controlled. 8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 7, bestehend aus einer Trennkammer (1) mit hohlkegelförmiger Innenwand, in deren Mitte ein drehbeweglich gelagerter Knetrotor (2) mit einer äußeren Kegelform so angeordnet ist, dass er mit der Hohlkegelform der Innenwand der Trennkammer (1) einen Scher- spalt (3) bildet, wobei die Vorrichtung mit einem Zuführungskanal (4) und mindestens zwei Ablasskanälen (5) ausgerüstet ist.8. Apparatus for carrying out the method according to claims 1 to 7, consisting of a separation chamber (1) with a hollow cone-shaped inner wall, in the middle of a rotatably mounted Knetrotor (2) is arranged with an outer cone shape so that it with the hollow cone shape of the inner wall the separation chamber (1) forms a shear gap (3), wherein the device is equipped with a supply channel (4) and at least two discharge channels (5). 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der der rotationssymmetrischen Knetrotor (2) eine nach innen gewölbte Kegelform mit einer dieser Form für den Scherspalt (3) angepassten Innenwand der Trennkammer (1) aufweist. 9. Apparatus according to claim 8, wherein the rotationally symmetrical Knetrotor (2) has an inwardly curved conical shape with one of this shape for the shear gap (3) adapted inner wall of the separation chamber (1). 10. Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der der rotationssymmetrische Knetrotor (2) eine nach außen gewölbte Kegelform mit einer dieser Form für den Scherspalt (3) angepassten Innenwand der Trennkammer (1 ) aufweist.10. Apparatus according to claim 8, wherein the rotationally symmetrical kneading rotor (2) has an outwardly curved conical shape with one of these shape for the shear gap (3) adapted inner wall of the separation chamber (1). 11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 8 bis 10, bei der ein erster Ablasskanal (5) in Nähe der kegelförmigen Knetrotorspitze (6) und ein zweiter Ablasskanal (5) in Nähe der Kegelgrundfläche (7) angeordnet ist.11. Device according to claims 8 to 10, wherein a first discharge channel (5) in the vicinity of the conical Knetrotorspitze (6) and a second discharge channel (5) in the vicinity of the conical base surface (7) is arranged. 12. Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der die Kegelform des Knetrotors (2) in sich gestuft ist bzw. Absätze mit einer dieser Form für den Scherspalt (3) angepassten Innenwand der Trennkammer (1) aufweist, wobei diese Stufen bzw. Absätze jeweils mit Ablasskanälen (5) ausgerüstet sind.12. The apparatus of claim 8, wherein the conical shape of the Knetrotors (2) is stepped in or paragraphs with one of these shape for the shear gap (3) adapted inner wall of the separation chamber (1), said stages or paragraphs each with Discharge channels (5) are equipped. 13. Vorrichtung nach den Ansprüchen 8 bis 12, eine regelbare Heizung aufweisend.13. Device according to claims 8 to 12, having a controllable heating. 14. Vorrichtung nach den Ansprüchen 8 bis 13, bei der der Scherspalt (3) eine quer zu den ringförmigen Strombahnen sich verändernde Spaltweite aufweist.14. Device according to claims 8 to 13, wherein the shearing gap (3) has a transversely to the annular current paths changing gap width. 15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, bei der die Trennkammer (1) aus zwei Außenformen und einer Mittelform besteht.15. Device according to one of claims 8 to 13, wherein the separation chamber (1) consists of two outer molds and a central mold. 16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 15, bei der der Knetrotor (2) so gestaltet ist, dass die Kegelform auf einem Maschinenelement drehbeweglich an der Knetrotorspitzspitze (6) und unterhalb der Ke- geig rundfläche (7) gelagert ist.16. Device according to one of claims 8 to 15, wherein the kneading rotor (2) is designed so that the conical shape is rotatably mounted on a machine element at the Knetrotorspitzspitze (6) and below the Ke- geig round surface (7). 17. Vorrichtung nach Anspruch 16, bei dem der Knetrotor (2) in Wälzlagern (8) gelagert ist. 17. The apparatus of claim 16, wherein the kneading rotor (2) is mounted in rolling bearings (8). 18. Vorrichtung nach Anspruch 17, bei dem die Wälzlager (8) in die zwei Außenformen der Trennkammer (1) zentrisch eingepasst sind.18. The apparatus of claim 17, wherein the rolling bearing (8) in the two outer shapes of the separation chamber (1) are fitted centrally. 19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 18, bei dem das Maschinenelement des Knetrotors (2) unterhalb der Kegelgrundfläche (7) verlängert gestaltet ist.19. Device according to one of claims 8 to 18, wherein the machine element of Knetrotors (2) below the conical base surface (7) is designed to be extended. Hierzu 2 Seiten Zeichnungen. For this 2 pages drawings.
PCT/DE2005/002261 2004-12-18 2005-12-15 Method and device for the separation of polymer mixtures Ceased WO2006063575A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP05850156A EP1830990A1 (en) 2004-12-18 2005-12-15 Method and device for the separation of polymer mixtures

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200410061042 DE102004061042A1 (en) 2004-12-18 2004-12-18 Method and device for separating polymer mixtures
DE102004061042.8 2004-12-18

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2006063575A1 true WO2006063575A1 (en) 2006-06-22

Family

ID=36118056

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2005/002261 Ceased WO2006063575A1 (en) 2004-12-18 2005-12-15 Method and device for the separation of polymer mixtures

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP1830990A1 (en)
DE (1) DE102004061042A1 (en)
WO (1) WO2006063575A1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2905448A (en) * 1954-10-06 1959-09-22 Pure Oil Co Apparatus for preparing colloidal dispersions
US3514079A (en) * 1968-01-04 1970-05-26 Waukesha Foundry Co Food emulsifying mill
WO1987006496A1 (en) * 1986-04-25 1987-11-05 Bernard Alzner Mixing device
US4717669A (en) * 1986-08-18 1988-01-05 Vaclav Feres Centrifugal film fermenter
DE4314020A1 (en) * 1993-04-29 1994-11-03 Rolf Dipl Ing Schnause Process and apparatus for continuously cleaning and degassing viscous polymer melts
US5813758A (en) * 1993-12-10 1998-09-29 Ahlstrom Machinery Inc. Concentric ring fluidizing mixer

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2127454T3 (en) * 1994-11-08 1999-04-16 Basf Corp METHOD FOR SEPARATING MIXTURE POLYMERS FROM THEM.

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2905448A (en) * 1954-10-06 1959-09-22 Pure Oil Co Apparatus for preparing colloidal dispersions
US3514079A (en) * 1968-01-04 1970-05-26 Waukesha Foundry Co Food emulsifying mill
WO1987006496A1 (en) * 1986-04-25 1987-11-05 Bernard Alzner Mixing device
US4717669A (en) * 1986-08-18 1988-01-05 Vaclav Feres Centrifugal film fermenter
DE4314020A1 (en) * 1993-04-29 1994-11-03 Rolf Dipl Ing Schnause Process and apparatus for continuously cleaning and degassing viscous polymer melts
US5813758A (en) * 1993-12-10 1998-09-29 Ahlstrom Machinery Inc. Concentric ring fluidizing mixer

Also Published As

Publication number Publication date
DE102004061042A1 (en) 2006-06-29
EP1830990A1 (en) 2007-09-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AT508951B1 (en) METHOD AND ARRANGEMENT FOR RECYCLING PLASTIC
DE3885372T2 (en) Perforated plate for the underwater pelletizing of plastic strands with high melt flow speed.
EP2995436B1 (en) Device and method for manufacturing a filled polymer composite material
EP1045929B1 (en) Method and device for producing fibrous materials from thermoplastic materials
DE69507868T2 (en) Process for the separation of polymers from polymer mixtures
DE69906737T2 (en) BLENDER
DE4419579A1 (en) Plastic material and process for its manufacture
DE102008061270B4 (en) Device and method for the production of molded parts from plastifiable material and from fibrous inserts
DD231029A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR COMPOUNDING THERMOPLASTS, ESPECIALLY THERMOPLASTIC DEVICES
EP3511139B1 (en) Nozzle assembly for granulating device, granulation device, and related method
DE2208921B2 (en) Device for the production of short fibers from a thermoplastic melt
DE69202884T2 (en) Method and device for producing tubes from thermoplastic materials reinforced with fiber-controlled alignment.
DE3009185C2 (en) Device for melting and mixing thermoplastic materials
EP0208055B2 (en) Apparatus for producing double-walled plastic pipes
EP0276390A2 (en) Direct processing of a polymer with powdery additives in injection-moulding machines
EP3549738B1 (en) Method for manufacturing ball-shaped polymer particles, and related use
EP2033713B1 (en) Device and method for sink-float-separation of solid particles having different densities
WO2006063575A1 (en) Method and device for the separation of polymer mixtures
DE2051253A1 (en) Method and device for plasticizing thermoplastic synthetic resins
DE102013020317A1 (en) Apparatus and method for granulating melt material
DE2037742A1 (en) Device for extrusion molding of polymer masses from several components
DE1542405B2 (en) Method and device for drawing off melts with the aid of liquid or gaseous substances
DE2630173A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR SHORTENING THE MOLECULE CHAINS IN POLYMERS
DE2451263A1 (en) METHOD FOR MANUFACTURING A BALL FROM THERMOPLASTIC MATERIAL
DE102018220207A1 (en) Method and device for producing granules as a powder active ingredient for a generative manufacturing process, granules and use of the granules

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BW BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DK DM DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KM KN KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV LY MA MD MG MK MN MW MX MZ NA NG NI NO NZ OM PG PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SL SM SY TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): BW GH GM KE LS MW MZ NA SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LT LU LV MC NL PL PT RO SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2005850156

Country of ref document: EP

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2005850156

Country of ref document: EP