[发明专利]用于制备塑料材料的装置

说明书

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的装置。

由现有技术已知有很多如下装置，其包括容纳容器或用于破碎、加热、软化和制备待回收的塑料材料的切割挤压机（Schneidverdichter）以及与其连接的用于使得经过如此预处理的材料熔化的挤出机。这里的目的是，得到在质量上尽可能高价值的最终产品，其形式多数情况下为粒料。

例如在EP123771中记载了带有容纳容器和与其连接的挤出机的装置，其中，输送给容纳容器的塑料材料通过破碎和混合工具的旋转而得到碎化，并处于龙卷式回旋中，同时被引入的能量加热。由此形成一种具有足够好的热均匀性的混合物。这种混合物经过相应的停留时间之后从容纳容器经由螺杆式挤出机引出，并经过输送和塑化或熔化。螺杆式挤出机在此大致设置在破碎工具的高度上，并径向地固定在容纳容器上。通过这种方式利用混合工具主动地将软化的塑料颗粒压入到挤出机中。

此外由现有技术还已知有很多如下装置，其挤出机切向地与容纳容器连接。

所有这些装置的共同之处在于，混合和破碎工具的输送或旋转方向，以及材料颗粒在容纳容器中的环绕方向，还有挤出机的输送方向，基本上相同或者同一方向。由于希望材料尽可能填塞到螺杆中或者对该螺杆进行强制喂给，所以有意地选取了这种布置方式。因而在这种情况下，在基于此的后续发展中，始终都要考虑到提供尽可能高的螺杆填充度和增强这种填塞效果。例如还尝试使挤出机的喂料区域锥形地扩展，或者使破碎工具镰刀形地弯曲，以便该破碎工具能够把软化的材料刮抹式地喂给到螺杆中。

为此例如在WO88/02684中记载了一种装置，其中，挤出机螺杆移开径向的位置，或者径向地偏移，但并不切向地与容纳容器连接。这种侧向偏移的结果是，相比于螺杆轴径向地设置在容纳容器上这种设置方式，由旋转的工具施加的圆周力的沿挤出机螺杆的轴向起作用的力分量比较大。由于这种在输入侧的偏移，填塞效果得到进一步增强，塑料材料被环绕的工具更好地输入到或者压入到挤出机中。

这种装置对于有些材料完全有利，特别是对于拉长的或者很结实的塑料以及对于硬的小块状的碎片有利。

但试验现在已表明，这种装置令人意想不到地并不能在相同的程度上有利地应用于所有要回收的塑料材料，相反在某些领域甚至具有缺点。

因而例如在含有少量能量的材料比如PET纤维或PET膜中，或者在具有较早的粘性点或软化点的材料比如聚乳酸（PLA）中，始终都会观察到如下效应：在压力下有意地把塑料材料填塞到挤出机的喂料区域中，这导致材料过早地熔化。由此一方面减小了挤出机的输送效果或者减小了因材料与槽啮合度小所致的槽式套筒（Nutenbuchse）的输送效果。另外也会使得熔化物部分地回流到切割挤压机或容纳容器的区域中，这造成尚未熔化的碎片附着在熔化物上，致使熔化物又冷却并部分地凝固，以此方式形成由部分凝固的熔化物和固态的塑料颗粒构成的肿瘤式的生成物或密集体。由此造成挤出机的喂料阻塞，混合和破碎工具被粘住。进一步导致挤出机的生产能力减小，因为螺杆不再被充分地填满。在此，混合和破碎工具还会卡住。在这种情况下，通常必须将设备停机并彻底清洁。

另外，有些聚合材料在切割挤压机中已经被加热至接近其熔化范围，所述问题会在这种材料中出现。在这种情况下，槽式套筒被过度填充，材料熔化，喂料减少。

某些通常拉长的、条带形的、纤维状的具有一定延长度和较小密度或硬度的材料也有问题，因而在例如切割成条带的塑料膜中产生问题。这主要是因为，细长的材料在螺杆的喂料开口的流出侧的端部上被缠住，其中，条带的一端伸入到容纳容器中，另一端却伸入到喂料区域中。由于无论混合工具还是螺杆都同向地运转，或者有相同的输送方向分量和压力分量作用到材料上，所以条带的两端在相同的方向上受到牵拉或挤压，致使条带无法再松开。这也导致材料在该区域中堆积，喂料开口横截面变窄，喂料特性恶化，进一步导致生产能力受损。此外，由于供料压力提高，在该区域中会出现熔化，由此也会出现开头部分所述的问题。

本发明的目的因而在于，提出一种装置，借此能避免开头部分所述的缺点，使螺杆也能毫无问题地对敏感的或者条带形的材料喂料。

就开头部分所述类型的装置而言，该目的通过权利要求1的特征部分的特征得以实现。