DE19751051A1 - Kaminrohr und Verfahren zum Herstellen eines solchen - Google Patents
Kaminrohr und Verfahren zum Herstellen eines solchenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kaminrohr, ein Ver
fahren zum Herstellen von zylindrischen oder rohrförmigen
Kunststoffkörpern, insbesondere Kaminrohren, ferner eine
Vorrichtung insbesondere zur Ausführung des Herstellungs
verfahrens sowie eine Verwendung des Kunststoffmaterials
PET.
Der Anmelder entwickelt und vertreibt seit etwa 10 Jahren
sehr erfolgreich Kunststoffkamine, die mittels des Werk
stoffes PVDF realisiert sind. Nicht nur erreicht dieses
zähe und hoch temperaturbeständige Material die für Ab
gastemperaturen kritische Grenze von 160°, auch ist dieser
Werkstoff hinreichend beständig gegen insbesondere in Naß
kaminen auftretendes Kondensat und es ist in Brandklasse V0
einzustufen.
Im Ergebnis hat sich ein derartiger Kunststoffkamin als
ernsthafte Alternative zu traditionellen Kaminrohren aus
Edelstahl etabliert.
Nachteilig an derartigen, bekannten Kunststoffrohren sind
jedoch die durch das teuere Material und das aufwendige
Herstellungsverfahren bedingten, hohen Herstellkosten; ge
genüber den Edelstahlrohren ist dadurch ein PVDF-Kaminrohr
nur bedingt konkurrenzfähig.
Zwar wurden verschiedentlich Versuche angestellt, alterna
tive Kunststoffmaterialien zu finden, so wurden etwa PP
oder andere Thermoplaste als Rohstoffe eingesetzt. Insbe
sondere für den beabsichtigten, anspruchsvollen Anwendungs
zweck im Kaminbau haben sich jedoch derartige Produkte we
der als ausreichend temperaturfest, noch als den sonstigen
Bedingungen gewachsen erwiesen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Kamin
rohr zu schaffen, welches gegenüber dem als gattungsgemäß
angesehenen PVDF-Kaminrohr leichter herzustellen ist, einen
weniger aufwendigen Rohstoff benötigt und hinsichtlich der
mechanischen und physikalischen Eigenschaften mindestens
dessen Leistung erreicht. Ferner ist ein Herstellungsver
fahren für ein solches Kaminrohr zu schaffen sowie eine
Vorrichtung, die diese Herstellung ermöglicht, und es sind
weitere Anwendungsfelder für den aufgabengemäß zu schaffen
den Werkstoff zu finden.
Die Aufgabe wird durch das Kaminrohr mit den Merkmalen des
Patentanspruches 1 sowie 23, das Verfahren mit den Merkma
len des Patentanspruches 7, die Vorrichtung mit den Merk
malen des Patentanspruches 16 sowie die Verwendung nach den
Patentansprüchen 22 und 24 gelöst.
Vorteilhaft ermöglicht das eingesetzte, kristalline PET
herausragende, mechanische Eigenschaften und ist insbeson
dere den Umgebungsbedingungen in einem Kamin herausragend
gewachsen; darüber hinaus steht PET als Rohstoff, etwa aus
Getränkeflaschen, in großer Menge zu Verfügung, ohne daß
bislang etwa ein sinnvolles Verfahren zur Nutzung dieses
recyklierten Rohstoffes bestanden hätte.
Erfindungswesentlich ist, daß das Kaminrohr das PET-Mate
rial (Polyethylenterephthalat, auch als PETP abgekürzt) in
kristallinem Zustand enthält. Während etwa die als Aus
gangsprodukt heranzuziehenden Kunststofflaschen das PETP in
amorphem, durchsichtigem Zustand aufweisen, ist es zum Er
reichen der erwünschten und erfindungsgemäß vorteilhaften
hohen mechanischen Stabilität, Zähigkeit und Temperatur
festigkeit notwendig, das PET in kristallinem Zustand zu
bringen; dies wird erfindungsgemäß insbesondere durch die
langsame Abkühlung des hergestellten Werkstückes erreicht
(im Gegensatz dazu werden etwa die PET-Flaschen in der Mas
senherstellung durch ein Spritz- und Blasverfahren als
Spritzgußteile hergestellt und nach Recken durch Luftzufuhr
in einer gekühlten, kalten Form ausgeformt, so daß amor
phes, transparentes - und weiches - Material entsteht).
Als "kristallin" im Sinne der vorliegenden Erfindung ist
insbesondere auch ein (PET) Werkstoff zu verstehen, der
nicht vollständig in kristallinem Zustand ist, sondern etwa
nur teilweise. Eine solche teilkristalline Form soll auch
als "kristallin" im Sinne der vorliegenden Erfindung ange
sehen werden, sobald gegenüber einem amorphen Zustand vor
teilhafte Festigkeitseigenschaften erreicht werden können.
Erfindungswesentlich ist aber auch das durch Abkühlung er
zeugte, im Direktrecycling unter Umgehung der Granulather
stellung hergestellte transparente PET für Einsatzgebiete
ohne Temperaturbelastung, wie z. B. Kabelschutzrohre,
Trainagerohre oder Kaminrohre für modernste Brennwertkes
sel, wobei bei diesen Heizungsanlagen Abgastemperaturen
unter 100°C zu einer Temperaturbelastung von max. 40-50°C
führen. Amorphes PET kann mit wesentlich höheren Abzugs
geschwindigkeiten produziert werden, z. B. mit 10-20 m/min.
Es erfordert kein zusätzliches Warmhalten und verbil
ligt die Herstellung dieser einfachen dünnen Rohre um über
60%.
Darüber hinaus wird durch die vorliegende Erfindung in vor
teilhafterweise eine der Haupthürden überwunden, die bis
lang vor einer großtechnisch sinnvollen Weiter- bzw. Wie
derverwendung von rezykliertem PET-Materialstand: PET ist
hygroskopisch und nimmt aus der Luft etwa 0,5% Wasser auf.
Dieser Feuchtigkeitsgehalt ist ein zentrales Problem bei
der Verarbeitung und der eigentliche Grund dafür, warum PET
bislang nur als Originalmaterial für Faserwerkstoff
("Trevira" der Firma Hoechst) und für die diskutierten Ge
tränkeflaschen großtechnisch zum Einsatz kommt; so führt
nämlich eine Verarbeitung von nicht gesondert getrocknetem
PET, das möglicherweise auch nur Spuren von Feuchtigkeit
enthält, zu einer als thermische Hydrolyse bezeichneten
chemischen Reaktion, die die Polymerketten des PET völlig
zerstört und den polymeren Stoff in eine unbrauchbare,
dünnflüssige, niedrigviskose, monomere Masse verwandelt.
Daher ist bislang die Verarbeitung von PET, beispielsweise
als Granulat, nur durch langwierige, aufwendige und teure
Vortrocknung sowie durch Trockenhalten in der Verpackung
bis zur Verarbeitung möglich gewesen. Insbesondere jedoch
für eine einfache, preiswerte und flexible Verarbeitung
stand dieses Material bislang nicht zur Verfügung, umso we
niger für das Herstellen mechanisch zäher und belastbarer
Formkörper.
Als Formkörper im Sinne der Erfindung ist jeglicher Körper
zu verstehen, der durch ein geeignetes Kunststoff-Formge
bungsverfahren hergestellt werden kann, hierzu gehören be
sonders bevorzugt etwa das Extrudieren, das Spritzgießen
oder Blasformen.
Darüber hinaus ist als von der Erfindung mitumfaßt das Her
stellen von Profil- oder Stabelementen anzusehen, die nicht
rohrförmig hergestellt sind, jedoch in demselben Maße die
besonderen, vorteilhaften mechanischen Wirkungen des ver
wendeten, kristallinen PET-Werkstoffes ausnutzen können.
Unabhängiger Schutz im Rahmen der Erfindung wird bean
sprucht für ein Kunststoffrohr, insbesondere ein Kaminrohr,
welches unter Verwendung des Werkstoffes PET hergestellt
ist, und wobei es nicht entscheidend ist, daß dieses in
kristallinem Zustand vorliegt. Vielmehr ist hier erfin
dungsgemäß beansprucht, daß das Rohr unter Einsatz von zer
kleinerten PET-Flaschen hergestellt ist, die durch nachfol
gendes Kneten mit der Möglichkeit des Entweichens von Rest
feuchte in Dampfform gefertigt wurden.
Dieser Aspekt der Erfindung ermöglicht es, daß durch Abküh
lung unter Umgehung der Granulatherstellung im Direktrecy
kling erzeugte, auch amorphe PET für Einsatzgebiete ohne
höhere Temperaturbelastung zu nutzen; hierzu zählen etwa
Kabelschutzrohre, Drainagerohre oder Kaminrohre für modern
ste Brennwertkessel, bei denen Abgastemperaturen von klei
ner als 100°C zu einer Temperaturbelastung von max. etwa 40
bis 50°C führen. Beispielsweise kann im Rahmen der Erfin
dung verwendetes amorphes PET mit wesentlich höheren Pro
duktionsgeschwindigkeiten eingesetzt werden, bei der Roh
herstellung beispielsweise mit 10 bis 20 m/min. Durch das
dann nicht notwendige, langsame Abkühlen, wie es etwa zum
Erreichen des kristallinen Zustandes notwendig wäre, ist
darüber hinaus eine wesentliche Vereinfachung des Herstel
lungsprozesses zu erwarten, der etwa bei einfachen Rohren
bis zu etwa 60% Effizienzsteigerung verspricht.
Zusätzlich unabhängiger Schutz wird beansprucht für eine
Verwendung des bevorzugt in der vorerwähnten Weise herge
stellten, kristallinen PET für Anwendungen im Bau-, Wasser- oder
Elektrobereich. Hierzu gehören bevorzugt etwa Regen
fallrohre, Regenrinnen od. dgl., wie auch Kabelschutzrohre.
Ferner wären typische Anwendungsgebiete für das erfindungs
gemäß herzustellende Material Fensterrahmen bzw. Fenster
profile (das kristalline PET wäre ein besonders günstiges
Hart-PVC-Substitut), sowie Dachziegeln od. dgl. Beläge.
Ferner wäre ein zusätzlicher Anwendungsbereich der Fahr
zeugbau bzw. die KFZ-Technik. Hier ließe sich das zähe, be
lastbare kristalline PET-Material etwa in besonders geeig
neter Weise für Karosserieteile von KFZ verwenden, wie bei
spielsweise Kotflügel oder Türen, oder aber für Feigen
od. dgl. mechanisch beanspruchte, bislang primär aus Blech
oder Aluminium hergestellten Baugruppen.
Ein weiteres, im Rahmen der Erfindung beanspruchtes Verwen
dungsgebiet wäre der Sport- bzw. Freizeitbereich; so könnte
sich das belastbare, zähe PET in kristallinem Zustand bei
spielsweise als Material zur Herstellung von Lagern für
Rollerblades od. dgl. Sportgeräte eignen.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Un
teransprüchen beschrieben.
Besonders bevorzugt ist es, dem kristallinen PET-Material
geeignete Füllstoffe zuzusetzen. Diese dienen, etwa im
Falle von Glasfasern oder anderen stabilitätserhöhenden Fa
sern, zur mechanischen Versteifung und weiteren Verbesse
rung der Festigkeitseigenschaften der hergestellten Rohre,
Vollstäbe oder Profile.
Darüber hinaus wirken diese oder andere Füllstoffe jedoch
auch als Kristallisationsbeschleuniger, die in besonders
günstiger Weise die Bildung des erfindungsgemäß vorteilhaf
ten, kristallinen Zustandes des PET-Werkstoffes fördern.
Während es besonders bevorzugt ist, erfindungsgemäß einen
Kneter mit einer sowohl drehenden als auch axial pendelnden
Mischschnecke einzusetzen, so käme im Grundsatz jegliche
Mischeinheit zur Realisierung der Erfindung in Betracht,
die eine vergleichbare Mischwirkung - Homogenisierung bei
Ermöglichen eines Austretens von Wasserdampf - gewährlei
stet.
Durch die nachgewiesenen, besonders vorteilhaften mechani
schen Eigenschaften sowie die durch den günstig beschaffba
ren, bislang nur schwer recyklierfähigen Werkstoff PET ist
somit erfindungsgemäß ein Weg aufgezeigt worden, wie poten
tiell ökologisch problematische Werkstoffe einer sinnvol
len, technisch überaus leistungsfähigen und vorteilhaften
Verwendung zugeführt werden können.
Vorteilhaft ist insbesondere auch bei erfindungsgemäß ver
wendetem amorphem PET, daß dieses Material unter Wärmeein
wirkung, etwa beim Einsatz als Kaminrohr, seine Gefü
gestruktur - graduell - hin zum zäheren kristallinen PET
ändert.
Eine wesentliche, erfindungsgemäße Weiterbildung liegt
darin, das erfindungsgemäß hergestellte und verwendete
kristalline PET durch Schäumen, etwa mit Hilfe eines
Schaummittels, zu verarbeiten, woraufhin dann Werkstücke
entstehen, die - bei unwesentlich verminderter, mechani
scher Stabilität - ein weitaus geringeres spezifisches Ge
wicht aufweisen. Darüber hinaus weisen eingesetzte Schaum
mittel den vorteilhaften Effekt auf, daß durch das verwen
dete, gasförmige Schaummittel eine Abkühlung eines geform
ten Produktes verzögert werden würde, mit der Wirkung, daß
eine Entstehung des kristallinen Zustands im Material
weiter erleichtert wird. Beispielhaft sei zur Verarbeitung
auf die sog. Integralschaumspritz-Technik verwiesen.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung liegt im Zusetzen
eines Gleitmittels zu dem PET vor einem Verformen in eine
endgültige Produktform; der Zusatz des Gleitmittels im Rah
men der vorliegenden Erfindung eignet sich dabei insbeson
dere für eine Verarbeitung mittels eines Spritzgießverfah
rens.
Da nämlich PET als generell langkettiges Polymer vorliegt,
ist gerade beim Spritzgießen keine beliebig hohe Detailauf
lösung durch das Fließverhalten des Materials zu erreichen.
Durch Hinzusetzen eines geeigneten Additivs zur flüssigen
Mischung jedoch, wobei als derartiges Gleitmittel Paraf
fine, Stearine, Wachse od. dgl. geeignet sind, kann durch
die damit erreichten Benetzungswirkung die Reibung sowohl
zwischen den einzelnen Polymeren (Polymerketten) bzw.
zwischen diesen und den Formdüsen deutlich verringert wer
den, so daß insbesondere für Verarbeitungsverfahren des
Spritzgießens od. dgl. die Verarbeitbarkeit deutlich verbes
sert wird.
Geeignet im Rahmen der Erfindung ist ein Zusetzen eines
solchen Gleitmittel-Additivs, beispielsweise als Natrium
montanat, mit 0,1 bis 3,0 Gew.-% zum flüssigen PET, weiter
bevorzugt zwischen 0,2 und 0,5 Gew.-%.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter
Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen; diese
zeigen in
Fig. 1 ein schematisches Funktionsschau
bild einer bevorzugten Ausführungs
form der erfindungsgemäßen Vorrich
tung zum Herstellen von Kaminroh
ren, und zwar das Dosier-, Misch-,
das Austrags- und das Extru
sionsaggregat;
Fig. 2 der Anlage in Fig. 1 nachgeschal
tete Aggregate zum Formen des Ka
minrohres sowie zum nachgeschalte
ten, gesteuerten Abkühlen eines
hergestellten Rohres;
Fig. 3 ein Flußdiagramm mit den wesentli
chen Verfahrensschritten des er
findungsgemäßen Herstellungsverfah
rens;
Fig. 4 Meßdiagramme betreffend die
Vicat-Härte des PET-Werkstoffes; und
Fig. 5 bis 7 Beispiele von erfindungsgemäß her
gestellten Rohren.
Die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Anlage eignet sich dazu,
erfindungsgemäße Kaminrohre bzw. Kaminrohrmodule aus PET
(Polyethylenterephthalat, auch als PETP abgekürzt) herzu
stellen. Derartige Kaminrohre weisen üblicherweise eine
Rohrlänge zwischen einem und fünf Metern auf und besitzen
gängige Außendurchmesser zwischen 75 und 250 mm oder mehr.
Üblicherweise sind derartige Rohre zudem mit einem ein
stückig ansetzenden Verbindungsmuffenabschnitt versehen.
Derartige Abgas- bzw. Kaminrohrmodule aus PET werden erfin
dungsgemäß aus PET-Ausgangsmaterial, beispielsweise gemah
lenen PET-Getränkeflaschen hergestellt, welches als sehr
preisgünstiger, rezyklierter Massenrohstoff bereits zer
kleinert und gereinigt im Handel erhältlich ist. Dieses Ma
terial, welches in handelsüblicher Flockenform - Kanten
längen der Flocken zwischen etwa 2 und 6 mm - erhältlich
ist, wird vor einer konkreten Verwendung im erfindungsge
mäßen Verfahren bzw. zum Herstellen der erfindungsgemäßen
Rohre auf etwa 2 bis 10% der ursprünglichen Körnung fein
zermahlen, und dieses Mahlgut wird dann als Ausgangsstoff
dem in der Fig. 1 gezeigten Aufgabe- bzw. Materialtrichter
10 der gezeigten Anlage zugeführt. Über eine Dosierklappe
12 und eine nachgeschaltete Differential-Dosierwaage 14
wird das Aufgabegut dann mittels einer Austragschnecke 16
in geeignet dosierter Form über eine (elektrisch wirkende)
Metallabscheideeinheit 18 einem Zuführtrichter 20 eines für
die gezeigte Anlage wesentlichen Buss-Ko-Kneters 22 zu
gewogen.
Durch weiter gezieltes Zuwiegen pulverförmiger trockener
Zuschlagstoffe über eine weitere Differential - Dosierwaage
zusammen mit dem PET - Mahlgut in den Trichter 20 zur Zone
34 kann man die Feuchtigkeit in dem aufzuschließenden
PET - Gemisch prozessual verringern, was der Verhinderung der
thermischen Hydrolyse dienen kann, z. B. 20% Glimmer in
Zone 34 und 20% Glimmer über 38 in Zone 36.
Während der Metallabscheider 18 vorgesehen ist, um etwaige
metallische Reste aus der Beschickungsmasse zu entfernen,
ermöglichen es die geeignet einstellbaren Dosierwaagen, der
Anlage gemäß der eingestellten Prozeßparameter jeweils eine
optimale Menge der gemahlenen PET-Flocken und Zuschläge
zuzuführen.
Die Kneteinheit 22 weist als zentrales Mischelement eine
(in der Fig. 1 in horizontaler Richtung) axial pendelnde
Schnecke 24 auf, die über einen Antriebsmotor 26 sowie eine
Antriebskette 28 in Drehrichtung gemäß Pfeil 30 angetrieben
wird; während dieser Drehbewegung führt die Pendelschnecke
24 die beschriebene, axiale Pendelbewegung aus.
Der die Pendelschnecke 24 umgebene, innere Mischbereich des
Kneters 24 weist umfangsseitig sich in den Innenraum er
streckende (in der Figur nicht näher gezeigte) Zähne bzw.
Führungsstücke auf, die über geeignet in der Schnecke vor
gesehene Schlitze mit dieser berührungslos zusammenwirken
und für den gewünschten Kneteffekt sorgen. Entlang der im
gezeigten Ausführungsbeispiel etwa 1 Meter langen Schnecke
läßt sich zudem der Innenbereich in verschiedenen Knet- bzw.
Mischzonen unterteilen: So wird unterhalb des Zuführ
trichters 20, nach links begrenzt durch einen Stauring 32
mit Spiralnuten, eine Einzugszone 34 geschaffen, die eine
(nicht gezeigte) umlaufende Wasserkühlung besitzt. An den
Stauring schließt sich linksseitig eine Mischzone 36 an,
wobei im Bereich der Mischzone 36 über ein erstes Stopfwerk
38 als zusätzliches Eintragsaggregat geeignete Zuschlags
stoffe zugeführt werden können. In der darauffolgenden Ho
mogenisierungszone 40 ist ein weiteres Stopfwerk 42 vor
gesehen, an welches sich eine Austragszone 44 des Buss-Ko-Kne
ters 22 anschließt.
Zugeführt durch den Trichter 20, kann dann das PET-Aufgabe
gut nacheinander die Zonen 34, 36, 40 und 44 durchlaufen,
bis es mittels einer Austragsschnecke 46 zur unmittelbaren
Weiterverarbeitung durch Extrudieren ausgetragen wird. Eine
schematisch angedeutete Sockeleinheit 48 trägt den im dar
gestellten Ausführungsbeispiel horizontal angeordneten Kne
ter 22.
Die Knetereinheit 22 ist mittels eines Thermoöls auf eine
Temperatur von etwa 280 bis 300°C geheizt, wobei zugehörige
(nicht gezeigte) Pumpen elektronisch gesteuert und vorteil
haft über Magnetkupplungen mit zugehörigen Antriebseinhei
ten verbunden sind. Insbesondere ist auch die Schnecke 24
von innen auf diese: Weise ölbeheizt.
Wesentlich für die Behandlung der gemahlenen PET-Flocken
ist die Möglichkeit, daß Restfeuchtigkeit - selbst vorge
trocknete PET-Flocken besitzen noch eine Restfeuchte zwi
schen etwa 0,5 und etwa 1 Gew.-% Wasseranteil - kontrol
liert während des Misch- bzw. Knetvorganges im Buss-Ko-Kne
ter kontinuierlich entweichen kann. Genauer gesagt wird
durch die Dreh- und Pendelbewegung der Schnecke 24 das Auf
gabegut in der Einzugszone 34 erhitzt und so gegen den
Stauring 32 gepreßt, daß die erste Feuchte im Aufgabegut
verdampft und teils über den Zuführtrichter 20 gegen die
Fließrichtung der heißen Masse oder aber am 1. Stopfwerk
in Fließrichtung der heißen Masse ohne eine sonst übliche
Vakuumpumpe entweichen kann. Auf dem Weg des zähflüssigen
Materials durch die Zone 34, 36, 40 und 44 hin zur Aus
tragsschnecke wirkt ein weiteres Stopfwerk 42 auch als 2.
Entgasung. Dort treten infolge einer Massetemperatur von
über 270°C letzte Restfeuchte und aufgenommene Feuchte aus
den Zuschlagstoffen aus. Völlig drucklos und entspannt wird
die zähflüssige heiße Masse der Austragsschnecke 46 über
geben, wo über eine weitere 3. Entgasung mit einer üblichen
Vakuumpumpe letzte störende Feuchte abgesaugt wird. Gerade
das Wechselspiel von schrittweiser Feuchtigkeitsentnahme
und Zugabe von Zuschlagsstoffen (Kristallisationskerne) und
die fast offene Homogenisierung im Buss-Kneter ist neu. Auf
diese Weise wird dann wirksam vermieden, daß diese Rest
feuchte durch Reaktionen der thermischen Hydrolyse mit der
Kunststoffmasse reagiert, deren Polymerketten zerstört und
so den Werkstoff völlig unbrauchbar macht.
Darüber hinaus können über das erste Stopfwerk Zuschlag
stoffe zugeführt werden, die sowohl zur mechanischen Fe
stigkeitserhöhung des zu erzeugenden Endproduktes, als auch
als Farbstoffe oder als Kristallisationsbeschleuniger wir
ken können. Als Zuschlagstoffe kommen beispielsweise Glas
fasern, Glimmer, Kreide, Bariumsulfat, Glaskugeln, andere
technische Fasern wie Aramid- oder Kohlefasern, Farbpig
mente oder übliche Flammschutzmittel in Betracht. Diese
werden insbesondere nach Zugeben durch das erste Stopfwerk
38 in der eigentlichen Mischzone 36 mit dem durch den Stau
ring 32 hindurchgeförderten Gemisch vermengt und dann in
der nachfolgenden Homogenisierungszone 40 homogenisiert.
Das hier angeordnete zweite Stopfwerk 42 ermöglicht, daß
letzte Gase, insbesondere verbleibende Restfeuchtigkeit,
aus dem mittlerweile zähflüssigen Material im Kneter 22
austreten kann; insoweit wirkt auch das zweite Stopfwerk 42
als Entgasungsöffnung. An dieser Stelle in der Anlage weist
das zähflüssige PET-Material üblicherweise eine Temperatur
oberhalb von 270°C auf.
Die zähflüssige Masse wird dann mittels der Austragschnecke
42, in der Fig. 1 abwärts gezeigt, waagerecht ausgetragen,
wobei die Schnecke 46 durch einen aufsitzenden, schematisch
gezeigten Antriebsmotor 50 zu einer gleichmäßigen Förderbe
wegung angetrieben wird, um nachgeschaltete Extrusions
werkzeuge zu beschicken.
Genauer gesagt ist der Austragsschnecke 46 ein Siebwechsler
(z. B. Gneuss-Siebwechsler) nachgeschaltet, mit welchem et
waige, verbleibende verunreinigende Körper aus der Masse
abgefiltert werden können. Ein derartiger Siebwechsler eig
net sich insbesondere auch für Rezepturen, denen keine - oder
nur pulverförmige - Zuschlagstoffe beigemengt werden,
so daß etwa an dieser Stelle auch die die Homogenität des
Endmaterials störenden Stoffe und Körper wie Holz, Papier,
Sandkörnchen, thermoplastische Verunreinigungen wie Teflon,
ETFE, PFA, aus der Schmelze gefiltert werden.
Zum möglichst exakten Steuern und Dosieren des nachfolgen
den Extrudiervorganges ist eine gesonderte Schmelzpumpe 54
nachgeschaltet. An dieser sitzt dann, wie in der Fig. 1
schematisch gezeigt, ein Extrudierwerkzeug 56, um - im
vorliegenden Fall - das Rohr im gewünschten Durchmesser
aus der zufließenden Masse herauszuformen. Erfindungsgemäß
und vorteilhaft ist dieses Extrudierwerkzeug zudem bereits
an die beabsichtigten Endmaße (den beabsichtigten Durchmes
ser) des Rohres annähernd angepaßt, so daß beim nachfolgen
den Ausformen des Rohres durch Stützluft von innen prak
tisch keine oder nur noch sehr geringe Verformungen der ex
trudierten Masse erfolgen müssen; da Versuche gezeigt ha
ben, daß PET bei mechanischer Verformung einen sehr starken
Memory-Effekt zeigt, kann auf diese Weise eine außeror
dentliche Stabilität und Zähigkeit des Endproduktes, selbst
bei nachfolgender, erneuter Erwärmung, z. B. als warmes Ka
minrohr, erreicht werden.
Ferner ist es wesentlich für die erfindungsgemäße Vorge
hensweise, das extrudierte Rohr entlang der nachfolgenden
Bearbeitung in die beabsichtigte Endform nur langsam abzu
kühlen: Erfindungsgemäß wird durch das vorbeschriebene Kne
ten in der Anlage erreicht, daß das PET-Material in für die
vorliegende Erfindung günstiger kristalliner Form vorliegt,
was zudem durch Zugabe geeigneter Kristallisationskerne als
Zuschlagsstoffe weiter gefördert werden kann. Damit dann
das aus der Anlage heraustretende Material nicht durch
schnelles Abkühlen wieder in den hier unerwünschten
amorphen Gefügezustand zurückfällt, wurden die nachfolgend
im Zusammenhang mit der Fig. 2 zu schildernden Maßnahmen
getroffen, um während des Ausformens der Rohre für die be
absichtigte, langsame Abkühlung zu sorgen.
Wie in der Fig. 2 gezeigt, sorgt die Schmelzpumpe 54 durch
ein gesteuertes Herausdrücken der gekneteten PET-Masse
durch das Extrudierwerkzeug 56 für einen Formling mit be
reits annähernd dem gewünschten, endgültigen Rohrdurchmes
ser. Ein entsprechendes Rohrende wird dann mittels eines
Schleppstopfens 58 eines Korrugators 60 (d. h. einer mittels
parallel zueinanderlaufender, in der Fig. 2 auseinanderge
zogen dargestellter Ketten 62 realisierter Vorrichtung zur
Rohrherstellung, (beispielsweise hergestellt von der Firma
Drossbach, Rain am Lech) erfaßt und in Pfeilrichtung 64 in
Fig. 2 geführt. Gleichzeitig wird, wie durch das Pfeilpaar
66 angedeutet, von innerhalb des Korrugators 60 ein Über
druck erzeugt, der die noch weichen Rohrwände jeweils ra
dial nach außen drückt (die sog. Stützluft). Die Lamellen
des Schleppstopfen sind aus temperaturbeständigem Viton
Elastomer und sorgen für den Aufbau der Stützluft aus einem
Kompressor, damit sich die Rohrwandung an den Korrugator
anlegt und aus dem Korrugator transportiert wird. Der
Schleppstopfen ist selbst beheizt, bevorzugt auf etwa
130°C.
Während es jedoch bei der herkömmlichen, bekannten Herstel
lung von Kunststoffrohren üblich ist, ein beispielsweise
bekanntermaßen aus PP extrudiertes Rohr über Vakuumkali
brierung schnell mit kaltem Wasser außen zu kühlen, wird
für das vorliegende Verfahren kontinuierlich dem Werkzeug
Abstrahlungswärme aus dem Extrudat (Rohr) zugeführt, und es
wird dadurch erreicht, den Temperaturabfall während des
Durchlaufes durch den Korrugator 60 zu verringern. So ist
typischerweise ein extrudiertes PET-Kaminrohr, welches bei
einer Materialtemperatur von etwa 280°C in den Korrugator
eintritt, am austrittsseitigen Ende immer noch etwa 180°C
warm, wobei eine typische Vorschubgeschwindigkeit bei etwa
1 Meter/min liegt. Außerdem kann nach neuester Technologie
zusätzlich zur Stützluft außen über feinste Schlitze im
Korrugatorwerkzeug Vakuum angelegt werden, was eine noch
bessere Ausforschung und schnellere Abzugsgeschwindigkeiten
zuläßt.
Um das erfindungsgemäße, langsame Erkalten des so gebilde
ten Rohres weiter zu unterstützen, ist dem Korrugator 60
eine wärmeisolierte, im Durchmesser verstellbare bzw. auf
klappbare Tunneleinheit 68 nachgeschaltet, die das Abkühlen
des Rohres weiter verzögert; typischerweise findet inner
halb einer 3 Meter langen Tunneleinheit ein Abkühlen des
Rohres von etwa 180°C am Austrittsende des Korrugators auf
etwa 100 bis 80° am Ende des Tunnels 68 statt. Daraufhin
wird dann das Rohr an der Luft nochmals weiter auf etwa 75
bis 70° abgekühlt. Eine in der Fig. 2 am Ende der Tun
neleinheit 68 schematisch gezeigte Abzugseinheit 70 in Form
eines Raupenabzugs (gezeigt ist die Vorderansicht) ermög
licht das kontrollierte Herausführen des abgekühlten Rohres
aus der Tunneleinheit 68. Eine derartige Abzieheinheit wird
jedoch insbesondere dann entbehrlich, wenn etwa gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung die Austragungs-,
Extrusions-, Formungs- und Abkühlaggregate, nämlich die
Einheiten 46, 56, 60 und 68, in einer vertikalen Fall
richtung übereinander angeordnet werden: Auf diese Weise
ist für die beschriebene Ausführungsform ein etwa 15 bis 20
Meter hohes Gestell erforderlich, welches dann auch die Be
schickungs- und Kneteinrichtung trägt; gerade ein gleich
mäßiges und einfaches Herausführen des Rohre s aus der An
lage scheint jedoch durch diese Anordnung kraft der an
greifenden Gravitationswirkung in besonders einfacher Weise
gewährleistet und sollte möglicherweise den zusätzlichen
konstruktiven Aufwand rechtfertigen.
Auch ist es möglich, zur Verbesserung des Rohrtransports in
den Rohrmantel eine umlaufende Nut oder Kerbe einzuformen,
die etwa an der Stoßstelle einzelner Backen der Ketten 62
im Korrugator angeordnet sein kann, was den vertikalen Auf
bau überflüssig macht.
Vorteilhaft wird der Korrugator zum Erhalten der beabsich
tigten, hohen Verarbeitungstemperaturen zumindest solange
extern beheizt, etwa durch eine geeignet eingerichtete
Thermoöl-Heizeinrichtung, bis die von dem Werkstück selbst
abgegebene Wärme für eine hinreichende Beheizung sorgt. So
ist insbesondere auch in der nachgeschalteten Tunneleinheit
68 üblicherweise keine zusätzliche Beheizung notwendig, da
diese durch die Eigenwärme des Werkstückes auf einer hin
reichend hohen Temperatur gehalten wird und das beabsich
tigte, langsame Abkühlen mit dem entsprechenden niedrigen
Temperaturgradienten gestattet.
Gängige Durchmesser der hergestellten Kaminrohre sind 63,
75, 90, 110, 125, 140, 180, 200, 250 und 315 mm, die dann
auf das Endprodukt abgelängt werden. Die üblichen Längen
sind 150, 250, 500, 1000, 2000 und 5000 mm, wobei weiter
bevorzugt eine Verbindungsmuffe (Steckmuffe) bereits wäh
rend des Rohrformungsvorganges ausgebildet werden kann
(durch die wiederum im Bereich einer solchen Muffe ver
stärkte Gefahr des Memory - Effektes ist es hier insbeson
dere vorteilhaft, geeignete, versteifende Fasern beizumen
gen.
Je nach beabsichtigtem Einsatz hat es sich als günstig er
wiesen, der verarbeiteten Menge an PET zwischen etwa 5 und
etwa 60% Zuschlagstoffe per Gewicht beizumengen; generell
seien übliche, mineralische Zuschlagstoffe wie Kreide,
Glimmer, Talkum, Bariumsulfat usw. genannt. Dazu sind Fa
sern wie Glas, Kohle, Aramid, Naturfasern, Graphit, Mo
lybdänsulfid, Teflon, PVDF (erhöht den Flammschutz und die
UV-Beständigkeit) usw. sowie Glaskugeln, Hohlglaskugeln
oder generell Flammschutzmittel als Zuschlagstoffe geeig
net. Insbesondere Farbstoffe wie Titandioxid, Eisenoxid
o.a. fördern die Kristallitbildung.
Das Endprodukt, ein sehr gut für den vorgesehenen Einsatz
etwa in einem Naßkamin geeignete PET-Kaminrohr, zeichnet
sich durch die erfindungsgemäß herbeigeführte, kristalline
Struktur des Materials durch herausragende Materialeigen
schaften aus; einen Überblick gibt die nachfolgende Ta
belle, die das PET-Kaminrohr (im dargestellten Ausführungs
beispiel mit 15% Glasfaseranteil) einem konventionellen
PVDF-Kunststoff-Kaminrohr gegenüberstellt:
Es zeigt sich, daß das erfindungsgemäß verwendete Material
herausragende mechanische Eigenschaften besitzt, die es für
den vorgesehenen Verwendungszweck in außerordentlich gün
stiger Weise geeignet macht; vgl. auch die Fig. 4, die die
Meßkurven einer Vicat B50-Messung mit den erreichten Ergeb
nissen einander gegenüberstellt und die herausragenden
Eigenschaften des erfindungsgemäß hergestellten, kristalli
nen PET verdeutlicht. Im einzelnen zeigt Kurve (1) die sehr
niedrigen Ergebnisse für amorphes PET; erfindungsgemäß her
gestelltes, kristallines PET ist als doppelte Kurve - un
gefärbt sowie mit einer Einfärbung versehen - in Kurve (2)
dargestellt, PET mit einem kristallisationsfördernden Nu
kleierungsmittel sowie 10 Gew.-% Glasfaseranteil in Kurve
(3), sowie dieses Material mit einem Glasfaseranteil von
30 Gew.-% in Kurve (4).
Zum Vergleich ist eine Messung mit PVDF in Kurve (5) darge
stellt.
Während insbesondere dünnwandige Kaminrohre, im dargestell
ten Beispiel durch zusätzliche Druckluftunterstützung
(Stützluft), aus dem erfindungsgemäßen, kristallinen PET-Ma
terial hergestellt werden, ist es möglich, alternativ
auch etwa Vollstäbe, Profile od. dgl. Elemente herzustellen.
Während die beschriebene Anlage bei einer Vorschubgeschwin
digkeit des extrudierten Rohres von etwa 1/min einen Ma
terialdurchsatz von ungefähr 60 kg pro Stunde aufweist
(entspricht etwa 12 Rohren à 5 Meter Länge, bei 75 mm Rohr
durchmesser), steht es selbstverständlich im Belieben des
Fachmannes, geeignete andere Parameter bzw. Durchsätze ein
zustellen.
Insbesondere liegt es auch im Rahmen der Erfindung, das PET
ohne jegliche Zuschlagstoffe zu verwenden; auch hier wird
allein durch das erfindungsgemäß langsame Abkühlen der ge
wünschte kristalline Zustand des Materials erreicht.
Über längere Korrugatoren und längere Warmhaltetunnel (68)
können die Produktionsgeschwindigkeiten durch Erhöhen des
Ausstoßes (größerer Kneter) fast beliebig erhöht werden.
Unter Bezug auf die Fig. 3 wird nunmehr noch einmal das
Herstellungsverfahren mit den wesentlichen Herstellungs
schritten beschrieben. Während in Schritt S1 das PET-Ma
terial zerkleinert und in gewünscht er Weise feinzermahlen
wird, wird dieses dann geeignet von Metallen oder anderen
Störkörpern befreite Aufgabegut in Schritt S2 im Buss-Ko-Kne
ter in der erfindungsgemäßen Weise so homogenisiert, daß
die verbleibende Restfeuchtigkeit in Gasform entweichen
kann; in Schritt S3 werden in diesem Knet- bzw. Mischprozeß
Füllstoffe in geeigneter Weise genau zugewogen und Rest
feuchte und Feuchte aus den Zuschlagstoffen werden durch
die fast offene Homogenisierung zur Verhinderung von ther
mischer Hydrolyse abgeführt.
In Schritt S4 wird dann das Gemisch ausgetragen, über eine
Vakuumpumpe entgast und unmittelbar der Extrusion zuge
führt, insbesondere auch ohne zwischenzeitlich etwa das
Material zu granulieren. In Schritt S5 erfolgt dann das
Aus formen des Rohres in die gewünschte Form, worauf hin in
56 erfindungsgemäß langsam abgekühlt wird, so daß die kri
stalline Struktur des Werkstoffes entstehen kann.
Am Ende steht dann das gewünschte Rohr zum Ablängen bzw.
Weiterverwenden bereit.
Während die vorbeschriebene technische Lehre dieser Erfin
dung speziell auf das Herstellen von Kunststoffrohren, und
insbesondere von Kaminrohren aus dem kristallinen PET-Mate
rial abgestellt hat und auf diese Weise erfindungsgemäß be
trächtliche, auch prozeßbezogene Vorteile realisiert wer
den, ist es alternativ möglich und vom Erfindungsgedanken
mitumfaßt, auf die beschriebene Weise nicht nur Vollstäbe
oder Profile herzustellen, sondern auch ein weiterverar
beitbares, kristallines PET-Granulat zu erzeugen. Zu diesem
Zweck wird als Extrusionswerkzeug eine entsprechende Granu
liereinrichtung vorgesehen, die dann die aus dem Kneter
ausgetragene PET-Masse in Granulate umsetzt. Auch ist es
nötig, daß PET-Granulate vor einer Verpackung vorgetrocknet
werden, um nicht durch Feuchtigkeit zerstört zu werden und
verarbeitbar zu bleiben. Für einen solchen Regranulations
prozeß sollte das Material möglichst heiß auf den Granu
lierextruder gebracht werden, damit die Energiebilanz gün
stig ist. Etwa kann eine Vorwärmung bestehenden Granulats
über einen Henschel-Fluidmischer bei 140°C geschehen, dies
liegt fast 100° höher als bei üblichen Massenkunststoffen
wie PE, PP usw. Vorteilhaft ist es zudem mittels eines Wär
metauschers möglich, erzeugtes, warmes Material abzukühlen
und kaltes Rohmaterial aufzuwärmen, wobei durch einen
geeigneten Wärmetauscher etwa innen warme Granulate nach
unten abgleiten und außen die Granulatflakes vorgewärmt
werden. Auf diese Weise wird die Ausstoßleistung erhöht und
der Energieverbrauch vermindert; darüber hinaus werden ge
mahlene, sog. PET-Flakes schonend aufgeschmolzen.
Durch Granulierung im Heißabschlag und kurzzeitiges Eintau
chen in Kühlwasser wird ein schlagartiges Abkühlen der
einen Durchmesser von ca. 5 mm aufweisenden Granulate er
reicht. Restwasser wird über ein schräges Rüttelsieb abge
führt. Die im Granulat gespeicherte Wärme trocknet die
Außenhaut des Granulats ab, und es kommt insbesondere wäh
rend des Transports auf dem Rüttelsieb und später während
des Transports zum Nachtrockner oder Wärmetauscher im ein
zelnen Granulatkorn zur Umwandlung vom amorphen in das kri
stalline Gefüge. Vorteilhaft verhindern bereits kleinste
Mengen von Farbpigmenten oder Glimmer ein Verkleben der ca.
200°C heißen Granulate.
Insbesondere wird sich das auf diese erfindungsgemäße Weise
hergestellte Granulat als nützlich erweisen zum - anson
sten bekannten - Extrusionsblasen von speziellen Kunst
stofformstücken, wie sie beispielsweise als T-Stücke, Bö
gen, Flansche und dergleichen Stücke Verwendung finden
können.
Als wesentliches Argument für das Herstellen von Kaminroh
ren mit kristallinem PET entsprechend der vorliegenden Er
findung steht, neben den herausragenden, mechanischen und
prozeßtechnischen Eigenschaften, die überragende Wirt
schaftlichkeit. So fallen etwa PET-Stücke aus Getränkefla
schenabfällen grob gemahlen in sehr großen Mengen und rela
tiv preisgünstig an, da bislang ein Weg zur sinnvollen Wei
terverarbeitung nicht existiert. Da zudem die eingangs be
schriebene Feuchtigkeitsproblematik den Umgang mit PET im
Vergleich zu herkömmlichen Spritz- und Extrudierverfahren
und darin verwendeten Kunststoffen außerordentlich kompli
ziert macht, gab es bisher keinerlei Veranlassung, sich des
Werkstoffes PET, insbesondere für die Verwendung in Kamin
rohren, anzunehmen.
Gleichwohl ist ein erfindungsgemäß unter Beachtung der not
wendigen Schritten hergestelltes Rohr verglichen mit übli
chen Kunststoff-Kaminrohren nicht nur mechanisch überlegen;
darüber hinaus ergeben erste Kalkulationen, daß Kostenre
duktionen bis zu 80% möglich sind. Ein Kostenvorteil er
gibt sich sogar im direkten Vergleich mit Kaminrohren aus
Edelstahl, die ein Substitutionsprodukt darstellen; es
scheint durch die mittlerweile erreichten, dünnen Wandstär
ken des Stahls eine kritische Untergrenze erreicht, und
auch in diesem Vergleich scheint der wirtschaftliche und
technische Vorteil des PET immens.
Im Gegensatz zu üblichen Kunststoffen ist PET zudem sehr
gut verklebbar. Dies eröffnet neue konstruktive billige
Möglichkeiten.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung wird dem zu verarbei
tenden PET ein Gleitmittel als Additiv zugesetzt. Dieses
Gleitmittel weist die vorteilhafte Eigenschaft auf, daß
es - beispielsweise bei der Verarbeitung mittels eines
Spritzgießverfahrens - das Fließverhalten der langkettigen
PET-Polymere durch seine Benetzungswirkung deutlich-verbes
sert, indem es die Reibung zwischen den Polymerketten
einerseits und die Reibung zwischen Polymer und Formdüsen
andererseits vermindert.
Geeignet wird ein derartiges Additiv als Gleitmittel Paraf
fine, Stearine bzw. Wachse eingesetzt. Geeignet finden etwa
neben den Fettsäureestern des Trimethylolpropans oder Pen
taerythrits und den Montansäureestern auch seifenhaltige
Montanester Verwendung. Diese eignen sich insbesondere gut
für glasfaserverstärkte Produkte. So ist Montansäuretrigly
zerid besonders migrationsbeständig, und insbesondere auch
Natriummontanat zeigt über seine Eigenschaft als geeignetes
Gleitmittel hinaus auch nukleierende Wirkung, es dient als
Keimbildner zur Förderung der Kristallisation.
Derartige vorteilhafte Additive können geeignet etwa
zwischen 0,1 und 3 Gew.-% dem flüssigen PET-Material zuge
setzt werden; besonders bevorzugt ist ein Zufügen mit einem
Anteil zwischen 0,2 und 0,5 Gew.-%.
Aus den Fig. 5 bis 10 sind neue Rohrvarianten ersichtlich,
die bevorzugt unter Verwendung des erfindungsgemäß herge
stellten PET geformt sind. So besteht die Ausbildung gemäß
Fig. 5 fortlaufend aus einer glatten Muffe 72 und einem
Eintauchstück 74. In einem Beispiel für eine Nennweite w
von 110 mm besitzt das Rohr pro Korrugatorsegment der Länge
l = 106 mm eine Muffe und anschließend ein Eintauchstück.
Ein zur Herstellung verwendeter Korrugator besitzt 36 Seg
mente, daraus resultieren 2 Stangen à 1,90 m - 10 cm Ein
tauchstück = 180 cm Baulänge. Die Länge unter 2 m hat zudem
Transportvorteile, da die Post und UPS Bauteile unter 2 m
extrem preisgünstig transportieren.
Damit wird es möglich, dieses Rohr jeweils im Abstand von
10 oder 20 cm abzuschneiden und wahlweise mit einer Muffe
oder einem Eintauchstück enden zu lassen. Dies ist wichtig
für den Einsatz einer Revisionsöffnung, die im Rauchrohr
bereich oder in der Steigleitung als Revisionsöffnung unter
einem Dach eingesetzt werden muß.
Der Innendurchmesser w der Muffe ist gleichzeitig so ge
wählt, daß in allen Nennweiten auch die entsprechenden
flexiblen Rohre passend eingebaut werden können. Mit Epoxi
harz, Polyurethan, Cyanacrylat oder Polycholoroprenkleb
stoffen können harte oder weiche dichte Klebverbindungen
erreicht werden. Im Kaminbau braucht man die dichten Ver
bindungen für den Überdruckbetrieb (Brennwerttechnik). Die
gesteckten, nicht dichten Verbindungen können für atmo
sphärische Gaskessel im Unterdruck eingesetzt werden.
Wie in der Fig. 5 als stangenförmige Anordnung eine belie
big in der beschriebenen Weise trennbare Anordnung von Muf
fensegmenten zeigt (die Fig. 7 verdeutlicht insoweit ein
Einzelsegment) zeigen die Fig. 6 und 8 vorteilhafte Weiter
bildungen. So enthält das Ausführungsbeispiel der Fig. 6
lediglich an einem Ende ein Muffensegment und wird dann in
einem langgestreckten Bereich weitergeführt. Demgegenüber
ist in der Fig. 8, an den Eintauchabschnitt 74 ansetzend,
ein korrugierter Bereich 78 gezeigt.
Ein in der Fig. 9 gezeigtes, zugehöriges T-Stück wird vor
zugsweise in Blastechnik hergestellt, ist dadurch sehr
preiswert, und die Innenrundungen ermöglichen ein günstiges
Ablaufen des Kondensats. Schließlich zeigt die Fig. 10 ein
geeignetes Winkelstück.
Auf die erfindungsgemäß vorteilhafte Weise sind somit Rohre
herstellbar, die bei äußerst geringem Produktionsaufwand
und optimaler Flexibilität im Einsatz und in der Anpassung
an vorgegebene Abmessungen am Einsatzort die Vorteile des
kristallinen PET optimal umsetzen.
Claims (24)
1. Kaminrohr od. dgl. Abgasleitung, das als Formkörper
aus einem Kunststoffmaterial hergestellt ist, da
durch gekennzeichnet, daß als Kunststoffmaterial
PET eingesetzt: wird, das als Kaminrohr in kri
stalliner Form vorliegt und dem Kaminrohr eine
Vicat-Erweichungstemperatur von mindestens 120°C,
bevorzugt mindestens 130°C, verleiht.
2. Kaminrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Rohr einstückig, und insbesondere mittels
eines Extrusionsverfahrens aus einer zähflüssigen
PET-Masse hergestellt ist.
3. Kaminrohr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß einends ein einstückig angeformter
Muffenabschnitt vorgesehen ist.
4. Kaminrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das Kaminrohr aus zerkleiner
tem, geknetetem PET-Ausgangsmaterial und ohne
Zwischenschaltung eines Granulatzustands herge
stellt ist.
5. Kaminrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß dem PET-Kunststoffmaterial
Füllstoffe zugesetzt sind, die aus der Gruppe be
stehend aus Glasfasern, Glimmer, Kreide, Bariumsul
fat, Glaskugeln, Glashohlkugeln, Aramidfasern, Koh
lefasern, PVDF, Farbpigmenten oder Flammschutzmit
teln ausgewählt sind.
6. Kaminrohr nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Füllstoffe dem PET-Kunststoffmaterial mit
einem Anteil zwischen etwa 2 und etwa 60 Gew.-% zu
gesetzt worden sind.
7. Verfahren zum Herstellen von bevorzugt zylindri
schen, rohrförmigen Kunststoffkörpern, insbesondere
von Kaminrohren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
gekennzeichnet durch die Schritte:
- - Beschicken einer Misch- bzw. Knetvorrichtung (22) mit zerkleinertem PET-Ausgangsmaterial;
- - Kneten des zerkleinerten PET-Ausgangsmaterials, bevorzugt unter Wärmezufuhr, so, daß ein homo genes, zähflüssiges Gemisch entsteht und im Gemisch vorhandene Feuchtigkeit durch min destens einen Auslaß der Misch- und Knetvor richtung (22) entweichen kann und
- - Austragen des homogenen, zähflüssigen Gemisches und Formen des Kunststoffkörpers aus dem Ge misch.
8. Verfahren nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch den
Schritt:
- - Abkühlen des geformten Kunststoffkörpers mit einem Temperaturgradienten, der so eingestellt ist, daß eine kristalline Form des zu dem Kunststoffkörper geformten Gemisches entsteht.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Schritt des Beschickens das Be
schicken mit PET-Ausgangsmaterial aufweist, welches
durch Zerkleinern aus PET-Getränkeflaschen od. dgl.
recyklierten Materialien gewonnen wurde.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, gekenn
zeichnet durch den Schritt des Zugebens von Füll
stoffen, die mechanisch verstärkend, kristallisa
tionsfördernd, UV-stabilisierend und/oder flammhem
mend wirken.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, da
durch gekennzeichnet, daß der Schritt des Knetens
bei einer Temperatur des zerkleinerten Ausgangsma
terials erfolgt, die zwischen etwa 230 und etwa
320°C liegt.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, da
durch gekennzeichnet, daß das Formen des Kunst
stoffkörpers durch einen Extrusionsvorgang und ein
nachfolgendes Einbringen in einem Korrugator er
folgt, so daß ein Kunststoffrohr entsteht.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, da
durch gekennzeichnet, daß das Abkühlen mit einem
Temperaturgradienten erfolgt, der zwischen etwa -10°C/min
und etwa -50°C/min, bevorzugt zwischen
etwa -20 und etwa -40°C/min liegt, wobei eine Tem
peratur des ausgetragenen Gemisches zwischen etwa
250 und etwa 300°C liegt.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 13, ge
kennzeichnet durch den Schritt des Ablängens des
abgekühlten Kunststoffkörpers auf eine gewünschte
Rohrlänge.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 14, da
durch gekennzeichnet, daß der Schritt des Formens
des Kunststoffkörpers das Anformen eines Muffenab
schnitts an den Kunststoffkörper aufweist.
16. Vorrichtung zum Herstellen eines langgestreckten,
insbesondere rohrförmigen Kunststoffkörpers, ins
besondere zum Durchführen des Verfahrens nach einem
der Ansprüche 7 bis 15, mit
einer Mischeinheit, die zum Mischen und Aufbereiten von Kunststoff-Ausgangsmaterial ausgebildet ist, und
einer nachgeschalteten Formeinheit, die zum Formen des Kunststoffkörpers aus dem aufbereiteten Kunst stoffmaterial eingerichtet ist, dadurch gekenn zeichnet, daß die Mischereinheit (22) eine sowohl drehend als auch in ihrer Axialrichtung pendelnd angetriebene Mischschnecke (24) aufweist, und
mindestens ein Auslaß (20; 38; 42) so in einer Mischzone (34, 36, 44) der Mischeinheit vorgesehen ist, daß Feuchtigkeit eines PET-Mischgutes in Gas form aus der Mischeinheit entweichen kann.
einer Mischeinheit, die zum Mischen und Aufbereiten von Kunststoff-Ausgangsmaterial ausgebildet ist, und
einer nachgeschalteten Formeinheit, die zum Formen des Kunststoffkörpers aus dem aufbereiteten Kunst stoffmaterial eingerichtet ist, dadurch gekenn zeichnet, daß die Mischereinheit (22) eine sowohl drehend als auch in ihrer Axialrichtung pendelnd angetriebene Mischschnecke (24) aufweist, und
mindestens ein Auslaß (20; 38; 42) so in einer Mischzone (34, 36, 44) der Mischeinheit vorgesehen ist, daß Feuchtigkeit eines PET-Mischgutes in Gas form aus der Mischeinheit entweichen kann.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeich
net, daß die Formeinheit (54, 56, 58, 60, 62, 68,
70) so ausgebildet ist, daß ein Abkühlen eines ge
formten PET-Kunststoffkörpers mit einer Geschwin
digkeit erfolgen kann, die dessen kristalline
Struktur bis zum gebrauchsfertigen Erkalten des
PET-Kunststoffkörpers entstehen läßt.
18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Mischeinheit als
Buss-Ko-Kneter (22) realisiert ist.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, da
durch gekennzeichnet, daß die Mischeinheit ein
Heizaggregat zum Beheizen der Mischschnecke (24)
aufweist.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 19, da
durch gekennzeichnet, daß die Formeinheit einen
Korrugator (60, 62) aufweist, der so ausgebildet
ist, daß einem damit behandelten PET-Kunststoffkör
per während eines Formvorgangs zusätzliche Wärme
zugeführt werden kann.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 20, da
durch gekennzeichnet, daß die Formeinheit eine Ab
kühleinrichtung (68) aufweist, die bevorzugt als
wärmeisolierter Tunnel einer vorbestimmten Länge
ausgebildet ist, durch welche der PET-Kunst
stoffkörper in vorbestimmter Zeit hindurchgeführt
werden kann.
22. Verwendung eines PET-basierten Kunststoffmaterials
in kristallinem Zustand zum Herstellen von Kunst
stoffrohren, insbesondere Kaminrohren, sowie von
Kunststoffstäben und Kunststoffprofilen für Anwen
dungen im Bau-, Elektro-, Frischwasser-, Abwasser- und
industriellen Produktionsbereich.
23. Kunststoff-Formkörper, insbesondere Kaminrohr
od. dgl. Abgasleitung, dadurch gekennzeichnet, daß
der Formkörper aus einem Ausgangsmaterial herge
stellt ist, das PET-Stücke aus zerkleinerten
PET-Flaschen oder extrudierten, plattenförmigen
PET-Körpern aufweist.
24. Verwendung eines PET-basierten Kunststoffmaterials
in kristallinem Zustand zum Herstellen von Karos
serieteilen, Felgen oder anderen Elementen im Fahr
zeugbau.
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1997151051 DE19751051A1 (de) | 1997-09-10 | 1997-11-19 | Kaminrohr und Verfahren zum Herstellen eines solchen |
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| JP2000511015A JP2001516004A (ja) | 1997-09-10 | 1998-09-09 | 煙突パイプとその製造方法 |
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| PCT/EP1998/005739 WO1999013271A1 (de) | 1997-09-10 | 1998-09-09 | Kaminrohr und verfahren zum herstellen eines solchen |
| US09/508,360 US6521155B1 (en) | 1997-09-10 | 1998-09-09 | Chimney-pipe and manufacture of same |
| AT98951370T ATE211239T1 (de) | 1997-09-10 | 1998-09-09 | Verfahren und vorrichtung zum herstellen von kunststoffkörpern |
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
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| DE1997151051 DE19751051A1 (de) | 1997-09-10 | 1997-11-19 | Kaminrohr und Verfahren zum Herstellen eines solchen |
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|---|---|
| DE19751051A1 true DE19751051A1 (de) | 1999-03-11 |
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|---|---|---|---|
| DE1997151051 Withdrawn DE19751051A1 (de) | 1997-09-10 | 1997-11-19 | Kaminrohr und Verfahren zum Herstellen eines solchen |
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|---|---|---|---|
| DE59802561T Expired - Fee Related DE59802561D1 (de) | 1997-09-10 | 1998-09-09 | Verfahren und vorrichtung zum herstellen von kunststoffkörpern |
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| Country | Link |
|---|---|
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| CN116423814A (zh) * | 2023-04-19 | 2023-07-14 | 美迪戴诺(苏州)生物新材料科技有限公司 | 一种pe膜吹塑机 |
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- 1998-09-09 DE DE59802561T patent/DE59802561D1/de not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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