DE102004010303A1

DE102004010303A1 - Verfahren zur Verwertung von Polyurethan-Hartschaumplatten oder Verbundwerkstoffen damit sowie Verwendung des dabei gewonnenen Produktes

Info

Publication number: DE102004010303A1
Application number: DE200410010303
Authority: DE
Inventors: Norbert Mucha
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-03-03
Filing date: 2004-03-03
Publication date: 2005-09-22

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verwertung von Polyurethan-Hartschaumplatten, insbesondere Reststücke derartiger Platten, wobei die PU-Hartschaumplatten und -reste (1) mechanisch zu einem schüttfähigen Produkt (11, 12, 13) zerkleinert werden sowie Verwendungen des dabei gewonnenen schüttfähigen Produkts.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verwertung von Polyurethan-Hartschaumplatten, insbesondere Reststücke derartiger Platten, sowie Verwendungen des dabei gewonnenen schüttfähigen Produkts.

Polyurethan (oder kurz PU) -Hartschaumplatten werden in unterschiedlichen Anwendungsbereichen für die Dämmung, insbesondere Wärmedämmung, verwendet. Ein breites Anwendungsgebiet haben PU-Hartschaumplatten im Baubereich.

Ferner sind Verbundwerkstoffe mit einem Polyurethan-Hartschaumkern und beiderseitiger Blechbeplankung in unterschiedlicher Ausführungsform insbesondere für den Hallenbau für Industrie, Gewerbe etc. bekannt. Aufgrund der Wärmedämmwirkung werden diese Verbundwerkstoffe auch häufig für den Kühlhausbau verwendet. Markennamen derartiger Sandwichelemente sind Hoesch isowand, Hoesch isodach oder Fischer Profile. Diese Verbundwerkstoffe bestehen aus einem hochdichten Polyurethan-Schaumkern, der beiderseits mit einem hochwertigen Stahlblechmantel versehen ist.

Bei der Verarbeitung derartiger Baustoffe für die vorgenannten Zwecke entstehen trotz entsprechender Vorfertigung Verschnitt und Reststücke. Diese Reststücke werden zur Zeit noch deponiert oder in Müllverbrennungsanlagen thermisch verwertet. Dies bedeutet jedoch einen erheblichen Kostenaufwand und auch eine Verschwendung von Resourcen. Die bei einer thermischen Behandlung entstehenden Wärmemengen sind vergleichsweise gering. Ferner ist zu berücksichtigen, dass ab 2005 eine Deponierung gesetzlich nicht mehr erlaubt ist.

Hier setzt nun die Erfindung mit einem Verfahren zur Verwertung von derartigen Platten an.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Verwertung von PU-Hartschaumplatten anzugeben, mit dem eine Wiederverwertung der in dem Material enthaltenen Rohstoffe möglich ist. Ferner sollen Anwendungsmöglichkeiten des dabei gewonnenen Produkts aufgezeigt werden.

Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Verfahren zur Verwertung von Polyurethan-Hartschaumplatten gemäß Anspruch 1. Durch mechanisches Zerkleinern wird ein schüttfähiges Produkt hergestellt.

Zum mechanischen Zerkleinern eignet sich insbesondere ein Walzenbrecher, der die PU-Hartschaumplatten und -reste in im wesentlichen gleichmäßig große Stücke zerreißt. Dabei arbeiten Walzenbrecher allgemein mit einem relativ hohen Durchsatz. Die dabei zu erzielende Korngröße der vom Walzenbrecher zerrissenen Hartschaumplattenfragmente beträgt ungefähr 50 bis 100 mm. Überraschenderweise hat sich dabei herausgestellt, dass herkömmliche Walzenbrecher, die insbesondere zur Aufarbeitung von Bauschutt von weicher bis mittlerer Festigkeit ausgelegt sind, die PU-Hartschaumplatten und -reste in im wesentlichen gleichmäßig große Stücke zerreißt, ohne dass Stockungen oder Blockaden im Walzenbrecher auftreten.

Das mechanische Zerkleinern kann alternativ oder ergänzend auch mit einem Schneidwerk, auch Shredder, genannt durchgeführt werden. Es können handelsübliche Shredder für diesen Zweck verwendet werden. Dabei ist das Schneidwerk an die Partikelgröße des zugeführten mechanisch zu zerkleinernde Material anzupassen. Bevorzugt ist der Shredder dem Walzen brecher nachgeschaltet, da ein im wesentlichen mit einer vorgebbaren Korngröße beaufschlagter Shredder ein erheblich gleichmäßigeres und besseres Schneidergebnis erzielt. Ferner werden Blockaden im Schneidwerk durch zu große zugeführte Hartschaumplattenreste vermieden. Mit einem einem Walzenbrecher nachgeschalteten Schneidwerk können Korngrößen von 20 bis 50 mm, bevorzugt 25 bis 35 mm, erzeugt werden.

Wenn bei mehreren nachgeschalteten Schneidwerken jedes weitere Schneidwerk auf eine zum vorangehenden kleinere Partikelgröße eingestellt wird, beträgt die Korngröße des so erzeugten schüttfähigen PU-Schaumprodukts etwa 2 bis 20 mm, bevorzugt 5 bis 10 mm.

Ferner können auch die eingangs erwähnten Verbundwerkstoffe mit einem Polyurethan-Hartschaumkern mit beiderseitiger Blechbeplankung nach dem eingangs erwähnten Verwertungsverfahren bearbeitet werden. Dazu ist lediglich erforderlich, dass zunächst eine Trennung zwischen Blechbeplankung und PU-Hartschaumkern erfolgt.

Durch manuelles und/oder maschinell unterstütztes Trennen der Blechbeplankung vom PU-Hartschaumkern kann das Stahlblech unmittelbar einer Wiederverwendung durch Aufschmelzung zugeführt werden. Da die Recyclingverfahren für Metallschrott im Stand der Technik allgemein bekannt sind, wird hier nicht näher darauf eingegangen. Danach kann der freigelegte PU-Hartschaumkern ohne die Blechbeplankung in der bereits beschriebenen Weise weiterbehandelt werden.

Das bei der vorgenannten Verwertung verfahrensgemäß erzeugte schüttfähige und verblasbare Produkt aus PU-Hartschaum kann als Füll- und Dämpfungsstoff in der Verpackungsindustrie verwendet werden. Eine höherwertigere Verwendung betrifft die Nutzung des PU-Schüttgutes als Wärmedämmstoff. Bevorzugt wird dabei der Wärmedämmstoff in Hohlwände oder Hohldecken geschüttet und/oder eingeblasen. PU-Hartschaum eignet sich hervorragend als Wärmedämmstoff, da er einerseits eine sehr geringe Wärmeleitfähigkeit besitzt und darüber hinaus keine Wasseraufnahme zeigt. Entsprechend können auch feuchtigkeitsgefährdete Bereiche mit diesem Wärmedämmstoff versehen werden.

Ein weiteres Verwendungsgebiet des PU-Schüttgutes ist der Straßen- und Erdbau. Dabei kann das PU-Schüttgut als Unterbau für eine Bitumendecke für Straßenbeläge verwendet werden, insbesondere kann das PU-Schüttgut das dafür teilweise verwendete Polystyrolgranulat ersetzen. Im Gegensatz zum Polystyrolgranulat nimmt das PU-Schüttgut kein Wasser auf und hat eine längere Standzeit. In weiterer Verwendung des PU-Schüttgutes ist die Vernetzung bzw. Einbindung der PU-Schaumkörner in eine Matrix aus einem Vernetzungs- oder Bindemittel hervorzuheben. Dabei kann das PU-Schüttgut als volumengebender Bestandteil das Gesamtgewicht eines derartigen Verbundwerkstoffes erheblich reduzieren. Beispielsweise kann als Bindemittel Zementschlämme verwendet werden, so dass eine Art Leichbeton durch Einschluss von PU-Schaumkörnern entsteht.

Das erfindungsgemäß erzeugte PU-Hartschaumschüttgut hat nachfolgende positive Eigenschaften:

– PU-Hartschaum ist ungiftig, entsprechend ist das PU-Hartschaumschüttgut gesundheitlich unbedenklich.
– Ferner ist PU-Hartschaum nicht brennbar bzw. gilt als schwer entflammbar.
– PU-Hartschaum ist wasserabweisend, es erfolgt keine Wasseraufnahme.
– PU-Hartschaum hat eine hohe Standzeit, beispielsweise ist PU-Hartschaum auch nicht komprimierbar durch Bauschwingungen.
– Verbundwerkstoffplatten sind ein zertifiziertes Ausgangsprodukt hoher Güte. Durch die lediglich mechanische Bearbeitung werden die wesentlichen Eigenschaften des Ausgangsproduktes nicht verändert.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beiliegenden Figur in Form eines schematisierten Ablaufdiagramms beschrieben.
1 zeigt ein Ablaufdiagramm für zwei alternative Verwertungsverfahren mit den jeweiligen Anlagekomponenten.
Nicht benötigte PU-Hartschaumplatten und -reste 1 werden gesammelt und zwischengelagert.
Ergänzend oder alternativ werden Verbundplatten mit einem Polyurethan-Hartschaumkern und beiderseitiger Beplankung in Form von Verschnitt und -reststücken 10 gesammelt. Zur Verwertungsvorbereitung dieser Verbundplatten und -reste 10 wird an einer Trennstation 4 die Blechbeplankung 100 vom PU-Hartschaumkern (-platte) 1 manuell und/oder maschinell unterstützt getrennt. Die Blechbeplankung ist vom PU-Hartschaumkern relativ einfach trennbar, da der interne Zusammenhalt der PU-Platte die Haftkraft der Blechbeplankung auf dem PU-Schaum deutlich übersteigt. Zur maschinellen Unterstützung des Trennvorganges im Bereich der Trennstation 4 können Greifhilfen für die Blechbeplankung 100 vorgesehen werden. Beispielsweise können diese Greifhilfen als Elektromagnete ausgebildet sein, die bei Aktivierung magnetisch am Stahlblech der Beplankung verankern. Die Greifhilfen werden dann mittels Kran, Kettenzug, Hydraulikvorrichtung oder dergleichen gehandhabt, womit die Beplankung 100 vom PU-Hartschaumkern (-platte) 1 abgezogen wird.
Die von der Verbundplatte 10 abgelösten Blechbeplankungen 100 werden gesammelt und dem zugehörigen Metallwertstoffkreislauf zugegeben.
Die nach dem Trennvorgang in der Trennstation 4 übrig bleibenden Hartschaumplatten und (-reste) 1 werden dem eingangs genannten Sammelplatz für PU-Hartschaumplatten zugeführt.
Von diesem Sammelplatz werden die Hartschaumplattenreste einem Walzenbrecher 2 zugeführt. Der Walzenbrecher 2 weist zwei gegenläufig zueinander laufende Walzen 21, 22 mit Schneidmessern, Vorsprüngen oder Reißzähnen Walzen 21, 22 auf. Entsprechend werden die PU-Hartschaumplatten 1 in kleinere Stücke zerrissen. Das so entstandene PU-Hartschaumgrobkorn 11 wird unterhalb des Walzenbrechers 2 ausgegeben. Das PU-Hartschaumgrobkorn 11 weist eine Partikelgröße von ca. 50 bis 100 mm auf.
Dem Walzenbrecher 2 nachgeschaltet ist ein Shredder 3, der ein Schneidwerk 31 aufweist, das an die einzugebende Partikelgröße des PU-Hartschaumgrobkorns 11 angepasst ist. Aus dem ersten Shredder 3 wird unterhalb des Schneidwerks 31 ein PU-Hartschaummittelkorn 12 mit einer Korngröße von 20 bis 50 mm, bevorzugt 25 bis 35 mm ausgegeben.
Dieses PU-Hartschaummittelkorn 12 wird einem zweiten Shredder 3' zugeführt, der ein auf die Korngröße dieses Mittelkorns 12 eingestelltes Schneidwerk 31' aufweist. Der zweite Shredder 3' erzeugt daraus ein PU-Hartschaumfeinkorn 13 mit einer Korngröße von 2 bis 20 mm, bevorzugt 5 bis 10 mm. Dieses PU-Hartschaumfeinkorn kann unmittelbar als schüttfähiges und verblasbares Produkt verwendet werden.
Bei der mechanischen Zerkleinerung der PU-Hartschaumplatten bzw. -reste 1 hat sich insbesondere herausgestellt, dass eine weitere Fraktionierung des schüttfähigen Produktes unterhalb einer Partikelgröße von 2 mm nicht sinnvoll ist, da der beim Zerkleinern entstehende Staubanteil unverhältnismäßig stark steigt.
Das so erzeugte schüttfähige Produkt, nämlich PU-Hartschaumgrobkorn 11, PU-Hartschaummittelkorn 12 oder PU-Hartschaumfeinkorn 13 kann unterschiedlich verwendet werden. Das PU-Hartschaumfeinkorn 13 ist darüber hinaus auch problemlos verblasfähig. Dieses PU-Hartschaumfeinkorn 13 ist somit ideal geeignet als Wärmedämmstoff, der bei der Altbausanierung oder auch im Neubau, beispielsweise bei der sog. Rahmenbauweise, in Hohlwände und Hohldecken eingeblasen werden kann.
Das PU-Hartschaummittelkorn 12 mit einer Korngröße von 20 bis 50 mm eignet sich demgegenüber ideal als Füllstoff für die Verpackungsindustrie. Dieses PU-Hartschaummittelkorn 12 kann somit die bisher eingesetzten Polystyrolchips ersetzen. Dabei ist hervorzuheben, dass durch die Verwertung von bereits hergestellten PU-Hartschäumen keine Umweltbelastungen durch die Herstellung und nur ein äußerst geringer Energieverbrauch für das mechanische Zerkleinern anzusetzen sind. In der gesamtökologischen Bilanz dürften damit Verpackungsfüllstoffe aus wiederverwertetem PU-Hartschaum deutlich günstiger als die bisher verwendeten Polystyrolchips zu bewerten sein.

1: PU-Hartschaumplatten bzw. -reste
10: Verbundplatten
100: Blechbeplankung
11: PU-Hartschaumgrobkorn
12: PU-Hartschaummittelkorn
13: PU-Hartschaumfeinkorn
2: Walzenbrecher
21: Walze
22: Walze
3: erster Shredder
31: Schneidwerk
3': zweiter Schredder
31': Schneidwerk
4: Trennstation

Claims

Verfahren zur Verwertung von Polyurethan-Hartschaumplatten, insbesondere Reststücke derartiger Platten, dadurch gekennzeichnet, dass die PU-Hartschaumplatten und -reste (1) mechanisch zu einem schüttfähigen Produkt (11, 12, 13) zerkleinert werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum mechanischen Zerkleinern ein Walzenbrecher (2) verwendet wird, der die PU-Hartschaumplatten und -reste (1) in im wesentlichen gleichmäßig große Stücke (11) zerreißt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum mechanischen Zerkleinern ein Shredder (3, 3') verwendet wird, der die PU-Hartschaumplatten und -reste (1) in im wesentlichen gleichmäßig große Stücke (12, 13) zerreißt.
Verfahren nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass dem Walzenbrecher (2) wenigstens ein Shredder (3, 3') mit Schneidwerken (31, 31') nachgeschaltet wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei mehreren nachgeschalteten Schneidwerken (31, 31') jedes weitere Schneidwerk (31') auf eine zum vorangehenden (31) kleinere Partikelgröße eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stücke (11) eine Korngröße von 50 bis 100 mm haben.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein schüttfähiges Produkt (12) mit einer Korngröße von 20 bis 50 mm, bevorzugt 25 bis 35 mm erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein schüttfähiges Produkt (13) mit einer Korngröße von 2 bis 20 mm, bevorzugt 5 bis 10 mm erzeugt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein Verbundwerkstoff (10) mit einem Polyurethan-Hartschaumkern (1) und beiderseitiger Blechbeplankung (100) verwertet wird, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem mechanischen Zerkleinern des PU-Hartschaumkerns (1) die Blechbeplankung (100) vom PU-Hartschaumkern (-platte) (1) manuell und/oder maschinell unterstützt getrennt wird.
Verwendung des nach einem der vorangehenden Ansprüche hergestellten schüttfähigen Produkts (11, 12, 13) in der Verpackungsindustrie als Füll- und/oder Dämpfungsstoff.
Verwendung des nach einem der vorangehenden Ansprüche hergestellten schüttfähigen Produkts (11, 12, 13) als Wärmedämmstoff.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmedämmstoff in Hohlwände/-decken geschüttet und/oder eingeblasen wird.
Verwendung des nach einem der vorangehenden Ansprüche hergestellten schüttfähigen Produkts (11, 12, 13) für den Straßen- und Erdbau.
Verwendung des nach einem der vorangehenden Ansprüche hergestellten schüttfähigen Produkts (11, 12, 13) für einen Verbundwerkstoff durch Vernetzen bzw. Binden des schüttfähigen Produkts mit einem eine Matrix bildenden Vernetzungs- oder Bindemittel.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass als Bindemittel Zementschlämme verwendet wird.