本發(fā)明涉及一種用于加工塑料材料，例如塑料回收材料和/或塑料廢料的方法。本發(fā)明還涉及一種用于加工塑料材料，例如塑料回收材料和/或塑料廢料的設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、在機(jī)械回收中，純聚合物材料流通常在雙螺桿擠出機(jī)中熔融、均化、脫氣，然后再造粒?？梢杂毛@得的再造粒來(lái)制造新產(chǎn)品。例如，一種加工再造粒的方法是注射成型，其中由于高注射壓力，可以更好地加工低粘度。例如，可回收熱塑性聚合物的代表高密度聚乙烯(hdpe)由于其非常堅(jiān)韌的特性僅有條件地適合此過(guò)程。這同樣適用于聚丙烯(pp)。

2、如果這種熱塑性聚合物也能被更好地加工，從而使具有堅(jiān)韌性能的可回收聚合物能夠?qū)崿F(xiàn)更多應(yīng)用，那將是令人期望的。為了獲得更好的加工性能，降低韌性，例如通過(guò)提高熔體指數(shù)(熔體流動(dòng)指數(shù)，mfi)將是有利的。熔體指數(shù)是粘度的量度。例如，可以通過(guò)添加具有較高熔體指數(shù)的原始聚合物或通過(guò)在高溫下分解塑料材料來(lái)實(shí)現(xiàn)韌性的降低。然而，在此出現(xiàn)了三個(gè)關(guān)鍵挑戰(zhàn)。根據(jù)產(chǎn)品和工藝的不同，僅允許較窄的熔體指數(shù)范圍。此外，塑料材料的輸入粘度可能變化很大。通過(guò)添加原始聚合物來(lái)有針對(duì)性地控制所得熔體指數(shù)即使不是不可能，也是非常困難的。原始聚合物的成本及其劑量也是不利的。此外，在線測(cè)量粘度可能并不總是可能或可行的。這意味著在此過(guò)程中不知道塑料熔體的熔體指數(shù)，因此無(wú)法最佳地調(diào)整熔體指數(shù)或粘度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明基于在結(jié)構(gòu)上和/或功能上改進(jìn)上述用于加工塑料材料的方法的目的。另外，本發(fā)明基于在結(jié)構(gòu)上和/或功能上改進(jìn)開(kāi)頭提到的用于加工塑料材料的設(shè)備的目的。因此，本發(fā)明的目的是提供一種加工方法和加工設(shè)備，其減少或消除與現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)的問(wèn)題。例如，一個(gè)目的是能夠最佳地補(bǔ)償波動(dòng)的輸入粘度和/或能夠維持和/或設(shè)定期望的熔體指數(shù)。

2、該任務(wù)通過(guò)具有權(quán)利要求1的特征的方法來(lái)解決。另外，該任務(wù)通過(guò)具有權(quán)利要求14的特征的設(shè)備來(lái)解決。有利的實(shí)施例和/或改進(jìn)方案是從屬權(quán)利要求、說(shuō)明書(shū)和/或附圖的主題。特別地，一種權(quán)利要求類別的獨(dú)立權(quán)利要求也可以類似于另一種權(quán)利要求類別的從屬權(quán)利要求來(lái)進(jìn)一步開(kāi)發(fā)和/或組合。下面描述的設(shè)備和方法特征也可以被組合和/或進(jìn)一步開(kāi)發(fā)。

3、一方面，涉及一種用于加工塑料材料的方法。該方法可以是加工方法。在此過(guò)程中，塑料材料可以首先被送入螺桿機(jī)中。塑料材料可以通過(guò)供應(yīng)設(shè)備和/或計(jì)量裝置供應(yīng)。在此塑料材料可以連續(xù)地和/或以計(jì)量的方式供應(yīng)?；蛘?，可以不連續(xù)地供應(yīng)塑料材料。例如，塑料材料可以經(jīng)由螺桿機(jī)的供應(yīng)開(kāi)口供應(yīng)。在一種變型中，供應(yīng)開(kāi)口可以是螺桿機(jī)的主供應(yīng)開(kāi)口，例如主進(jìn)料口。

4、塑料材料可以是或包括塑料回收材料。塑料回收材料可以是塑料廢物，例如消費(fèi)后塑料廢物(“消費(fèi)后廢物”)。塑料回收材料優(yōu)選為可洗滌和/或清潔的塑料顆粒的形式。根據(jù)顆粒尺寸和/或顆粒形狀，塑料顆?？梢岳缱鳛樗芰项w粒、塑料薄片、塑料纖維或塑料粉末存在。塑料顆粒因此可以回收利用。塑料顆粒還可以是片段狀和/或薄片狀。特別地，塑料回收材料或塑料顆粒形成已經(jīng)例如通過(guò)擠出和/或造粒系統(tǒng)加工或生產(chǎn)的散裝材料。替代地，塑料回收材料也可能已被切碎或研磨。此外，塑料材料可以具有低堆積密度。塑料材料可以具有聚合物，特別是熱塑性聚合物。塑料材料可以包括或者是聚乙烯，例如高密度聚乙烯(hdpe)和/或聚丙烯(pp)。例如，塑料材料可以包括或者是hdpe塑料材料或pp塑料材料。

5、在該方法中可以使用螺桿機(jī)將所供應(yīng)的塑料材料塑化成塑料熔體。塑化可以理解為使塑料材料熔化。塑料熔體可以具有100℃至400℃之間的溫度，例如300℃至400℃之間、特別是350℃至390℃之間，例如約370℃?？梢砸阅軌蜻_(dá)到和/或維持特定熔體溫度的方式進(jìn)行塑化和/或控制螺桿機(jī)。在此，塑化可以通過(guò)螺桿機(jī)的至少一個(gè)處理元件軸進(jìn)行，例如在螺桿機(jī)的熔融區(qū)和/或混合區(qū)中。螺桿機(jī)的處理元件軸可以以螺桿轉(zhuǎn)速被驅(qū)動(dòng)，或者可以以處理元件軸具有特定螺桿轉(zhuǎn)速的方式被驅(qū)動(dòng)。處理元件軸可以是擠出機(jī)螺桿。在一個(gè)實(shí)施例變型中，可以使用螺桿機(jī)的兩個(gè)處理元件軸來(lái)進(jìn)行塑化。因此，螺桿機(jī)可以是多軸螺桿機(jī)，例如雙軸螺桿機(jī)。螺桿機(jī)可以被設(shè)計(jì)為沿相同或相反方向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)和/或緊密?chē)Ш系亩噍S螺桿機(jī)，并且以此方式被驅(qū)動(dòng)。螺桿機(jī)可以是擠出機(jī)，特別是多螺桿擠出機(jī)，例如雙螺桿擠出機(jī)。

6、然后可以使用螺桿機(jī)對(duì)塑料熔體進(jìn)行加工。在此，塑料熔體的粘度可以通過(guò)螺桿機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)粘度可以是和/或包括調(diào)節(jié)塑料熔體的熔體指數(shù)(熔體流動(dòng)指數(shù)，mfi)。熔體指數(shù)可以是例如產(chǎn)物的所得熔體指數(shù)。塑料熔體的粘度或熔體指數(shù)可以通過(guò)熔體溫度來(lái)調(diào)節(jié)、控制和/或管控。在此可以確定和/或指定粘度或熔體指數(shù)與熔體溫度之間的聯(lián)系。粘度或熔體指數(shù)與熔體溫度之間的關(guān)系可以是配方相關(guān)的，即取決于塑料熔體的配方和/或所供應(yīng)的塑料材料的配方。因此，粘度或熔體指數(shù)與熔體溫度之間的關(guān)系可以根據(jù)配方來(lái)確定。此外，可以確定和/或預(yù)定熔體溫度和螺桿轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系。

7、在此方法中，可以提高、維持或降低塑料熔體的粘度或熔體指數(shù)。附加地或替代地，可以提高、維持或降低塑料熔體的熔體溫度。例如，可以通過(guò)增加、維持或降低熔體溫度來(lái)影響和/或調(diào)節(jié)塑料熔體的粘度或熔體指數(shù)?？梢酝ㄟ^(guò)提高熔體溫度來(lái)增加粘度或熔體指數(shù)，或者可以通過(guò)降低熔體溫度來(lái)降低粘度或熔體指數(shù)。附加地或替代地，螺桿機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速可增加、維持或降低。特別地，塑料熔體的熔體溫度可以通過(guò)螺桿機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速來(lái)設(shè)定和/或調(diào)節(jié)。在此可以通過(guò)增加、維持或降低螺桿轉(zhuǎn)速來(lái)影響和/或調(diào)節(jié)熔體溫度。例如，可以通過(guò)增加螺桿轉(zhuǎn)速來(lái)提高熔體溫度，或者可以通過(guò)降低螺桿轉(zhuǎn)速來(lái)降低熔體溫度。因此，可以使用螺桿轉(zhuǎn)速間接調(diào)節(jié)塑料熔體的粘度或熔體指數(shù)。此外，可以使用熔體溫度間接監(jiān)測(cè)和/或控制塑料熔體的粘度或熔體指數(shù)。

8、在一種實(shí)施例變型中，可以預(yù)定或確定塑料熔體的熔體目標(biāo)溫度。然后可以通過(guò)調(diào)整和/或調(diào)節(jié)螺桿轉(zhuǎn)速來(lái)設(shè)定熔體目標(biāo)溫度。在此，設(shè)定可以理解為增加、維持和/或降低螺桿轉(zhuǎn)速。通過(guò)熔體目標(biāo)溫度可以設(shè)定和/或適配塑料熔體的粘度或熔體指數(shù)。在該方法中，熔體目標(biāo)溫度可以基于塑料熔體的預(yù)定或確定的配方和/或所供應(yīng)的塑料材料的成分和/或預(yù)定的目標(biāo)粘度或預(yù)定的目標(biāo)熔體指數(shù)確定。例如，可以持續(xù)地，特別是以規(guī)則的時(shí)間間隔和/或以預(yù)定的事件，或連續(xù)地確定熔體目標(biāo)溫度。在此，指定事件可以包括實(shí)現(xiàn)某些工藝參數(shù)和/或添加新的或不同的塑料材料。此外，螺桿轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)和/或設(shè)定和/或熔體目標(biāo)溫度的確定可以自動(dòng)或手動(dòng)進(jìn)行。

9、在該方法中，可以例如持續(xù)地或連續(xù)地檢測(cè)塑料熔體的熔體溫度。在此可以是塑料熔體的當(dāng)前或?qū)嶋H熔體溫度?？梢允褂脺囟葌鞲衅鳈z測(cè)熔體溫度。根據(jù)記錄的熔體溫度，可以確定塑料熔體的粘度或熔體指數(shù)的值。

10、在一種實(shí)施例變型中，可以將至少一種添加劑添加到塑料材料和/或塑料熔體中。添加劑可以是或包括添加物、賦形劑、填充劑、滑石、穩(wěn)定劑、改性劑、抗沖改性劑、抗氧化劑、染料或水。例如，添加劑可以是粉狀、粒狀或液體。通過(guò)添加添加劑，可以影響塑料熔體的粘度或熔體指數(shù)，特別是增加或降低。特別地，可以將添加劑送入螺桿機(jī)中。優(yōu)選地，至少一種添加劑可以在塑化期間和/或在加工期間混合到塑料熔體中。添加劑可以連續(xù)地和/或以計(jì)量的方式供應(yīng)?；蛘撸梢圆贿B續(xù)地供應(yīng)添加劑。例如，添加劑可以經(jīng)由螺桿機(jī)的供應(yīng)開(kāi)口供應(yīng)。供應(yīng)開(kāi)口可以是螺桿機(jī)的主供應(yīng)開(kāi)口或副供應(yīng)開(kāi)口?？梢栽诿摎庵霸O(shè)置副供應(yīng)開(kāi)口。例如，可以將添加劑供應(yīng)到螺桿機(jī)的進(jìn)料區(qū)、熔融區(qū)和/或混合區(qū)中。添加劑也可以與塑料材料一起供應(yīng)。在一個(gè)變型中，添加劑可以被供應(yīng)到螺桿機(jī)的主供應(yīng)開(kāi)口或進(jìn)料區(qū)的下游。此外，添加劑可以分別被供應(yīng)到主供應(yīng)開(kāi)口和副供應(yīng)開(kāi)口兩者，并因此供應(yīng)到進(jìn)料區(qū)中并且至少供應(yīng)到進(jìn)料區(qū)之后的區(qū)中，例如熔融區(qū)和/或混合區(qū)中。在一種變型中，可以通過(guò)供應(yīng)裝置和/或計(jì)量裝置來(lái)供應(yīng)添加劑。該供應(yīng)裝置可以是供應(yīng)螺桿機(jī)。供應(yīng)螺桿機(jī)例如可以被設(shè)計(jì)為特別是雙軸側(cè)進(jìn)給螺桿機(jī)。

11、塑料材料的塑化和/或加工尤其可以包括混合、熔融、均質(zhì)化和/或脫氣的步驟。然后可以將加工后的塑料熔體供應(yīng)至例如過(guò)濾設(shè)備和/或造粒設(shè)備或另一加工設(shè)施。

12、另一方面涉及一種用于加工塑料材料、特別是上文和/或下文描述的塑料材料的設(shè)備。因此，塑料材料可以是例如塑料回收材料，特別是hdpe塑料材料或pp塑料材料。該設(shè)備可以是加工設(shè)施。

13、優(yōu)選地，該設(shè)備包括螺桿機(jī)，該螺桿機(jī)具有用于將塑料材料供應(yīng)到螺桿機(jī)中的至少一個(gè)供應(yīng)開(kāi)口和用于將所供應(yīng)的塑料材料塑化成塑料熔體并且用于加工該塑料熔體的至少一個(gè)處理元件軸。螺桿機(jī)可以是多軸螺桿機(jī)，特別是多軸擠出機(jī)。在此螺桿機(jī)可被設(shè)計(jì)為沿相同或相反方向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)和/或緊密?chē)Ш系亩噍S螺桿機(jī)。例如，螺桿機(jī)可以是雙軸螺桿機(jī)或雙螺桿擠出機(jī)。

14、特別地，該設(shè)備和/或螺桿機(jī)可被設(shè)計(jì)成通過(guò)螺桿機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)塑料熔體的粘度和/或熔體指數(shù)。特別地，該設(shè)備還可以被開(kāi)發(fā)成具有結(jié)合該方法描述的至少一個(gè)特征。因此，該設(shè)備和/或螺旋機(jī)可被設(shè)置和確定為執(zhí)行上文和/或下文描述的方法。

15、至少一個(gè)處理元件軸可以是擠出機(jī)螺桿。在一個(gè)實(shí)施例變型中，處理元件軸可以具有直徑和處理長(zhǎng)度，處理長(zhǎng)度是直徑的至少36倍。處理元件軸可以是高度限制性的螺桿，例如具有至少三個(gè)左輸送元件。螺旋機(jī)和/或至少一個(gè)處理元件軸可以特別地被設(shè)計(jì)成實(shí)現(xiàn)大于300℃、優(yōu)選地大于360℃的熔體溫度。為此，螺桿機(jī)可設(shè)計(jì)為設(shè)定相應(yīng)的螺桿轉(zhuǎn)速。

16、此外，該設(shè)備可以具有用于對(duì)塑料熔體進(jìn)行脫氣的脫氣裝置。脫氣裝置可以聯(lián)接至螺桿機(jī)。附加地或替代地，該設(shè)備可以具有用于將水供應(yīng)到塑料熔體中的供水裝置。供水裝置可聯(lián)接至螺桿機(jī)。此外，該設(shè)備可以具有至少一個(gè)供應(yīng)裝置和/或計(jì)量裝置，以用于將至少一種添加劑供應(yīng)到塑料材料或塑料熔體中。供應(yīng)裝置可以是或者包括供應(yīng)螺桿機(jī)，特別是例如兩軸側(cè)進(jìn)給螺桿機(jī)。

17、利用本發(fā)明，波動(dòng)的輸入粘度可以得到最佳補(bǔ)償，特別是通過(guò)適配轉(zhuǎn)速。此外，可以設(shè)定和/或維持期望的熔體指數(shù)，例如甚至當(dāng)新的塑料材料或具有不同組成的塑料材料被供應(yīng)至螺桿機(jī)時(shí)。hdpe等類似材料的降解可以通過(guò)純機(jī)械能輸入來(lái)發(fā)生。不再需要添加原生聚合物來(lái)調(diào)節(jié)熔體指數(shù)。因此可以增加最終產(chǎn)品中回收物的比例。不再絕對(duì)需要使用粘度計(jì)。