Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuier¬ lichen Filtrierung thermoplastischer Kunststoff¬ schmelzen und Vorrichtungen zur technischen Um¬ setzung des Verfahrensprinzips. Kunststoffsch el z- filter dienen dazu, Verunreinigungen aus thermo¬ plastischen Kunststoffen bei deren Verarbeitung zu entfernen. Bei der Verarbeitung von Kunststoffneu¬ ware können unvorhergesehene Verunreinigungen den Produktionsablauf erheblich stören und auch zum späteren Versagen des Produktes führen.

Be" ^; m Kunsts tof.frecycl i ng gewinnt die Filtertechnik neue Bedeutung.

Gebrauchte Kunststoffe sind in der Regel ver¬ schmutzt, und selbst durch intensives Waschen vor der Verarbeitung lassen sich Verunreinigungen im allgemeinen nicht ganz entfernen. Durch das Mahlen oder Schreddern werden Verunreinigungen zusätzlich in den Kunststoff eingearbeitet, welche durch

Waschen nicht mehr entfernt werden können- Papier- und Holzanteile bereiten bei der Sink- Schwimm¬ trennung Probleme, so daß auch hier durch die unzu¬ reichende Trennung weitere Verschmutzungen in die Verarbeitung gelangen können. Ein weiteres Problem bilden Kunststoffverbünde, welche oft manuell oder wirtschaftlich nicht zu trennen sind. Metallische Anteile können an Filtern erhebliche Schäden hervor¬ rufen .

Beim Kunststoffrecycl ng ist der wirtschaftliche Spielraum sehr eng, besonders bei der Verarbeitung der Massenkunststoffe. Schon wenige Prozente an Ver¬ unreinigungen können nach dem heutigen Stand der Filtertechnik durch die Filtrierung die Verarbeitung unrentabel machen- Treten harte oder spröde Ver¬ schmutzungsanteile auf, dann ist eine Filtrierung oft nicht mehr möglich-

Die Filtertechnik ist beim Kunststoffrecycling ein kostenbestimmender Faktor geworden sowohl bei den Produktions- als auch bei den Investitionskosten.

Die Kunststoffilter nach dem Stand der Technik ar- beiten fast ausnahmslos nach dem Siebprinzip. Es gibt kontinuierlich und diskontinuierlich arbeitende Typen. Die Siebeinsätze müssen nach dem Gebrauch in der Regel manuell entfernt werden, und es gibt für sie keine weitere Verwendung. Bei Filtern mit Rück- Stromreinigung wird die Standzeit der Siebeinsätze zwar erhöht, der Siebwechsel jedoch auch hier nicht vermieden. Des weiteren sind diese Filtertypen relativ teuer in ihrer Anschaffung.

Über einem Anteil von 5 bis 10 % an Verunreinigungen

ist auch bei diesen Filtertypen eine wi tschaftliche Filtrierung nicht mehr möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ver- fahren und eine Vorrichtung zum kont nuie lichen

Filtern und Trennen thermoplastischer Kunststoffe zu schaffen, das kostengünstiger als die bisher bekann¬ ten Verfahren und Vorrichtungen arbeitet und insbe¬ sondere auf die Verarbeitung von rezyklierten Kunst- Stoffen abgestimmt ist.

Nützt man den Spalt zwischen dem Steg einer rotie¬ renden Schnecke und der umhüllenden Zylinderwand als Filterspalt, so ergeben sich prinzipielle Vor- teile. Durch die Rel ativbewegung von Schnecke und

Zylinder bzw. zwischen Steg und Zylinderwand, tritt im Spalt Scherung auf. Dadurch kann der Spalt selbst nicht verstopfen. Da diese Scherung auch vor dem Filterspalt im Kunststoff oder dem sich ange- sammelten Filterkuchen auftritt, wird dieser immer wieder aufgebrochen und neu verdichtet. Dadurch setzt er dem durchfließenden Kunststoff weniger Widerstand entgegen, wodurch der Durchströmungs- druckverlust im Filter verringert wird. Kleinere Schmutzpartikel können durch die Scherströmung koagulieren und der Filterkuchen wird gleichzeitig verdichtet. Durch die Scherung im Filterspalt und die Strukturviskosität, wie sie beim Kunststoff gegeben ist, kann dieser leichter durch den Spalt hindurchfließen. Dies verringert ebenfalls den Druckverl ust .

Der Filterkuchen wird durch die Drehbewegung der Schnecke zum Gangende transportiert, wo er sich an- sammelt und über eine Bohrung in der Zylinderwand

nach außen abgelassen werden kann. Der zu filternde Kunststoff strömt nach dem Durchgang durch den Fil¬ terspalt separat weiter-

Verschmutzung, welche aufgrund ihrer Feinheit doch noch durch den Filterspalt hindurchkommt, wird durch die Scherwirkung im Spalt zerteilt bzw. in der Kunststoffschmelze dispergiert.

Die Spaltweite kann variabel einstellbar sein, indem eine konische Schnecke in einen konischen Zylinder unterschiedlich weit hineingeschoben und positioniert werden kann.

Die Länge des Filterspalts bzw. die effektiv zur

Verfügung stehende Filterfläche kann durch die Gang¬ steigung und Anzahl der Gänge sowie durch den Schneckendurchmesser und durch die Schneckenl nge festgelegt werden-

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen erläutert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nach- folgend anhand der Zeichnungen erläutert. Die Zeich¬ nungen zeigen dabei in

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines

Extruders mit nachgeschalteter Sieb- Vorrichtung und hinter der Siebvor¬ richtung angeordnetem Werkzeug, in Fig. 2 eine erste Ausführungsform der er¬ findungsgemäßen Einrichtung und in Fig. 3 eine abgeänderte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Siebvorrichtung.

In Fig. 1 ist ein Extruder _A dargestellt, in dem in an sich bekannter Weise Kunststoff pl asti fi zi ert wird. Diese erzeugte Kunststoffschmelze wird durch eine Siebvorrichtung j5 hindurchgeführt und in dieser Siebvorrichtung JS gereinigt und anschließend einem Werkzeug zugeführt.

Fig. 2 zeigt eine Vorrichtung mit einer Schnecke 1, die sich in einem Zylinder 2 befindet. Die Kunst- stoffschmelze fließt zur Schneckeneingangsseite 3 gemäß den Pfeilen F, und gelangt in den zur Ein¬ gangsseite hin offenen Schneckengang 4. Die Schmel¬ ze strömt durch den Filterspalt 5 in den zweiten Schneckengang 6 zur Schneckenausgangsseite 7 über eine Bohrung 8. Der zweite Schneckengang hat zur Eingangsseite keine direkte Verbindung.

Der aufgestaute Filterkuchen im ersten Schneckengang 4 wird durch die Fließbewegung der Schmelze und durch die Drehbewegung der Schnecke 1 zum geschlossenen Gangende 9 transportiert. Beim Gangende befindet sich auf der Zylinderinnenseite eine Ringnut 10, in der sich der Filterkuchen sammeln und über eine Aus¬ laßbohrung 11 ausgetragen werden kann. Die Ringnut 10 kann alternativ auch am Schneckenende auf der Schnecke 1 selbst angebracht sein, in die dann der erste Schneckengang mündet. Der sich in der Ringnut 10 ansammelnde Filterkuchen staut sich bei geschlos¬ sener Auslaßbohrung 11 am Schneckenende. Dies führt durch die höhere Viskosität des Filterkuchens im Vergleich zur restlichen Schmelze und durch die Drehbewegung der Schnecke 1 zu einer Druckerhöhung im Bereich der Auslaßbohrung 11. Die Druckdifferenz zwischen dem Eingangsdruck der Schmelze vor Ein- tritt in die Schnecke 1 und dem Druck an der Aus-

laßbohrung 11 kann im Zusammenhang mit der Schneckendrehzahl zur Regelung des Filters verwen¬ det werden.

Es ist zweckmäßig, die Schneckendrehzahl der Menge der Verschmutzung anzupassen-

Prinzipiell können auch Schnecken mit mehr als nur zwei Gängen verwendet werden.

Auf der Stegaußenseite können kleine Verbindungs¬ nuten angebracht sein- Auf diese Weise kann die effektiv zur Verfügung stehende Filterfläche ver¬ größert werden, ohne das Schπeckenspiel zu erhöhen

20Fig- 3 zeigt eine weitere Variante. Die Bezeich¬ nungen 1, 2, 3, 4, 7, 9, 10, 11 haben bei beiden Figuren die gleiche Bedeutung.

Auf der Stegaußenseite befindet sich eine Nut 12, welche ihrerseits einen am Anfang und Ende abge¬ schlossenen Schneckengang bildet. In diese Nut 12 kann d.ie Schmelze nach dem Durchgang durch den Filterspalt fließen, welche dann über Radial- bohrungen 13 am Nutgrund weiter in das Schnecken¬ innere und von dort zur Schneckenausgangsseite 7 geleitet wird. Die Variante gemäß Fig. 3 läßt bei gleicher effektiver Filterfläche eine kompaktere bzw. eine kürzere Bauweise zu.

Der Antrieb der Schnecke kann separat erfolgen oder mit einer vorgeschalteten Extruderschnecke direkt oder über ein Getriebe gekoppelt sein. Es ist eine integrale Bauweise möglich, beider auf einer Schnecke erst der Plastif zierbereichund dann der

Separierbereich kommt. Durch eine Verschiebung des gesamten Zylinders kann die Filterfeinheit eingestell werden. Um eine möglichst flexible Verarbeitungsan¬ lage zu erreichen, ist es möglich, durch einen offenbaren Bypass in der Zylinderwand die Schmelze im geschlossenen Gangende 9 mit der restlichen Schmelze am Ausgang 7 wieder zusammenzuführen.

Auf diese Weise läßt sich das Filter bzw. die Fil terwirkung ab- oder zuschalten.

Es ist möglich, durch eine Hintereinanderschaltung mehrerer Filter und einer Temperaturführung der Sc.hmelze in Stufen von Filter zu Filter, nach unter¬ schiedlichen Thermoplastsorten bzw. Kunststoffsor¬ ten zu trennen.

Da es sich bei der Erfindung um einen Filtertyp handelt, bei dem die Menge des Fremdstoffantei 1 s nahezu keine Rolle spielt, können Stoffe bzw. Ver¬ bünde verarbeitet und durch Filtrierung getrennt werden, welche bisher einem höherwertigen sorten¬ reinen Recycling nicht mehr oder nur unter größerem Aufwand zugänglich waren. Hierzu zählen insbesondere flächenhafte Verbünde, wie Beschichtungen, Lackie¬ rungen und Kaschierungen.

Auch komplexe thermoplastische Bauteile mit metalli schem Anteil lassen sich filtern, soweit die metallischen Anteile in ihren Abmessungen in die Schneckengänge des Filters passen.

Als spezielle Anwendung für flächenhafte Verbünde seien hier lackierte Verkleidungen, Autostoßfänger und gewebebeschichtete Fußbodenbeläge genannt,

welche nach dem Stand der Technik nur mit grö ^' ßerem Aufwand sortenrein recycelt werden können-

Es werden somit der Kunststoffi 1 ertechni neue Be¬ reiche mit einer einfachen Technik zugänglich ge¬ macht, die in ihrer Anschaffung und im Betrieb robust, flexibel und kostengünstig ist.

Das Filter ist auch sehr gut als Vorfilter bei einer nachfolgenden Feinfi1 trierung geeignet.