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)由于其非常堅韌的特性僅有條件地適合此過程。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，例如通過提高熔體指數(shù)(熔體流動指數(shù)，mfi)將是有利的。熔體指數(shù)是粘度的量度。例如，可以通過添加具有較高熔體指數(shù)的原始聚合物或通過在高溫下分解塑料材料來實(shí)現(xiàn)韌性的降低。然而，在此出現(xiàn)了三個關(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。通過添加原始聚合物來有針對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，在線測量粘度可能并不總是可能或可行的。這意味著在此過程中不知道塑料熔體的熔體指數(shù)，因此無法最佳地調(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)的問題。例如，一個目的是能夠最佳地補(bǔ)償波動的輸入粘度和/或能夠維持和/或設(shè)定期望的熔體指數(shù)。

2、該任務(wù)通過具有權(quán)利要求1的特征的方法來解決。另外，該任務(wù)通過具有權(quán)利要求14的特征的設(shè)備來解決。有利的實(shí)施例和/或改進(jìn)方案是從屬權(quán)利要求、說明書和/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)利要求來進(jìn)一步開發(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。塑料材料可以通過供應(yīng)設(shè)備和/或計量裝置供應(yīng)。在此塑料材料可以連續(xù)地和/或以計量的方式供應(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)開口供應(yīng)。在一種變型中，供應(yīng)開口可以是螺桿機(jī)的主供應(yīng)開口，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，塑料顆粒可以例如作為塑料顆粒、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，塑化可以通過螺桿機(jī)的至少一個處理元件軸進(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，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。處理元件軸可以是擠出機(jī)螺桿。在一個實(shí)施例變型中，可以使用螺桿機(jī)的兩個處理元件軸來進(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)計為沿相同或相反方向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動和/或緊密嚙合的多軸螺桿機(jī)，并且以此方式被驅(qū)動。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)對塑料熔體進(jìn)行加工。在此，塑料熔體的粘度可以通過螺桿機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速來調(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)可以通過熔體溫度來調(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，可以通過增加、維持或降低熔體溫度來影響和/或調(diào)節(jié)塑料熔體的粘度或熔體指數(shù)?？梢酝ㄟ^提高熔體溫度來增加粘度或熔體指數(shù)，或者可以通過降低熔體溫度來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螺桿機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速來設(shè)定和/或調(diào)節(jié)。在此可以通過增加、維持或降低螺桿轉(zhuǎn)速來影響和/或調(diào)節(jié)熔體溫度。例如，可以通過增加螺桿轉(zhuǎn)速來提高熔體溫度，或者可以通過降低螺桿轉(zhuǎn)速來降低熔體溫度。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。然后可以通過調(diào)整和/或調(diào)節(jié)螺桿轉(zhuǎn)速來設(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或手動進(jìn)行。

9、在該方法中，可以例如持續(xù)地或連續(xù)地檢測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。可以使用溫度傳感器檢測熔體溫度。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/或以計量的方式供應(yīng)。或者，可以不連續(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)開口供應(yīng)。供應(yīng)開口可以是螺桿機(jī)的主供應(yīng)開口或副供應(yīng)開口?？梢栽诿摎庵霸O(shè)置副供應(yīng)開口。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)。在一個變型中，添加劑可以被供應(yīng)到螺桿機(jī)的主供應(yīng)開口或進(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)開口和副供應(yīng)開口兩者，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，可以通過供應(yīng)裝置和/或計量裝置來供應(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)中的至少一個供應(yīng)開口和用于將所供應(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)計為沿相同或相反方向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動和/或緊密嚙合的多軸螺桿機(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)計成通過螺桿機(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)備還可以被開發(fā)成具有結(jié)合該方法描述的至少一個特征。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、至少一個處理元件軸可以是擠出機(jī)螺桿。在一個實(shí)施例變型中，處理元件軸可以具有直徑和處理長度，處理長度是直徑的至少36倍。處理元件軸可以是高度限制性的螺桿，例如具有至少三個左輸送元件。螺旋機(jī)和/或至少一個處理元件軸可以特別地被設(shè)計成實(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供應(yīng)裝置和/或計量裝置，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，波動的輸入粘度可以得到最佳補(bǔ)償，特別是通過適配轉(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。hdpe等類似材料的降解可以通過純機(jī)械能輸入來發(fā)生。不再需要添加原生聚合物來調(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。不再絕對需要使用粘度計。