DE102007058893A1 - Fibrous composite decomposition involves utilizing product consisting of fibrous composite, where product is shredded and is supplied to impact mill, particularly horizontal impact mill - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufschluss von Faserverbundwerkstoffen, Bauteilen in Hybridbauweise (Metalle plus Faserverbunde), Composite, etc., um einzelne Materialkomponenten aus dem Faserverbundwerkstoffgemisch zu selektieren und einer weiteren Anwendung/Verwendung zuzuführen.The The present invention relates to a process for the digestion of Fiber composite materials, components in hybrid construction (metals plus Fiber composites), composites, etc., to individual material components to select from the fiber composite material and another Application / use to supply.
Im Zuge des Umweltgedankens werden immer weitere Gebiete einem Recycling zugänglich gemacht. Dies gilt vor allem für solche Produkte, welche entweder sehr umweltschädlich sind oder aber sehr wertvolle Rohstoffe beinhalten, für die es sich lohnt, dass sie wiedergewonnen werden. Dies gilt z. B. für Kohlenstofffasern, welche in CFK-Produkten vorhanden sind. Für die Rückgewinnung von Kohlestofffasern aus CFK-Produkten gibt es noch kein bekanntes Verfahren.in the In the spirit of environmental thinking, more and more areas are being recycled accessible made. This is especially true for Such products, which are either very harmful to the environment or very valuable Include raw materials, for which is worth recovering. This applies z. For carbon fibers, which are available in CFRP products. For the recovery of carbon fibers CFK products do not yet have a known process.
Ein Bauteil/Gehäuse besteht im Allgemeinen aus Faserverbundwerkstoffen in unterschiedlicher Zusammensetzung seiner Komponenten. Um Bauteile/Gehäuse mit anderen Bauteilen zu verbinden, werden gegebenenfalls metallische Produkte (Stifte, Gewinde, Schrauben, Halterungen, Griffe, Platten, etc.) eingegossen oder anderweitig befestigt. Es ist auch vorstellbar, dass Bauteile/Gehäuse aus Faserverbundwerkstoffen mit Kunststoffbauteilen verklebt, verschweißt, verschraubt, etc. werden. Es ist auch vorstellbar, dass Bauteile/Gehäuse aus Faserverbundwerkstoffen beschichtet oder überzogen werden.One Component / housing Generally consists of fiber composites in different compositions its components. To add components / enclosures to other components If necessary, metallic products (pins, threads, Screws, brackets, handles, plates, etc.) poured or otherwise attached. It is also conceivable that components / housing made Bonded fiber composite materials with plastic components, welded, bolted, etc. will be. It is also conceivable that components / housing made Fiber composites coated or coated.
Die Fasern und falls vorhanden metallische bzw. kunststoffhaltige Komponenten sollen von umschließenden oder anhaftenden Materialien befreit werden. Die nach Anwendung des Verfahrens entstandenen Faserkomponenten/Kunststoffkomponenten/Metallkomponenten sollen diversen industriellen Anwendungen/Verwendungen zugeführt werden:
- 1.) Fertigung von Verbundbauteilen in Verbindung mit organischen und/oder anorganischen, ggf. hydraulisch erhärteten Bindemitteln, zu Innenverkleidungen von Fahrzeugen, Flugzeugen, Gehäusen begrenzter Dimensionen, Bauplatten, Bauteile in Klein- oder Großfertigung, Verschleißteile. 2.) Fertigung von Leichtbauabdeckungen – oder als Beimengungen zu Leichtbauabdeckungen. 3.) Fertigung von Fußbodenbelägen und Deckenbelägen. 4.) Zusatzstoff für leitfähige Lacke und Beschichtungen. 5.) Zuschlagstoff zur Fertigung neuer Gebrauchsgegenstände. 6.) Fertigung von Brandschutzprodukten. 7.) Energetische Verwendung.
- 1.) Production of composite components in conjunction with organic and / or inorganic, optionally hydraulically hardened binders, interior linings of vehicles, aircraft, housings of limited dimensions, construction panels, components in small or large-scale production, wearing parts. 2.) Production of lightweight covers - or as admixtures to lightweight covers. 3.) Production of floor coverings and ceiling coverings. 4.) additive for conductive coatings and coatings. 5.) Aggregate for the production of new commodities. 6.) Production of fire protection products. 7.) Energetic use.
In der Anwendungstechnik wird der Faser-Rohstoff mit anderen Rohstoffmaterialien (Bindemittel, Harze, Netzgewebe, Kunststoffen, Metallen, Keramiken, Gummi, Textilien, etc.) in Verbund gebracht (durch Klebung, hydraulischem Druck, Verguss, Verschweißung, Verschraubung, Verwebung, etc.), so dass Faserverbundwerkstoff-Produkte mit definierten physikalischen Eigenschaften entstehen.In The application technology becomes the fiber raw material with other raw materials (Binders, resins, meshes, plastics, metals, ceramics, Rubber, textiles, etc.) brought together (by gluing, hydraulic Pressure, potting, welding, Screwing, weaving, etc.), making fiber composite products arise with defined physical properties.
Diese Faserverbundwerkstoff-Produkte finden ihre primäre Anwendung im Flugzeugbau, in der Industrie, dem Automobilbau, dem Schiffsbau, im Sport-/Freizeitbereich und in weiteren Anwendungsfeldern.These Fiber composite products find their primary application in aircraft construction, in the industry, the automobile industry, the shipbuilding, in the sport / leisure area and in other fields of application.
Das Recyclieren von Produktionsabfällen, Reststoffen, ausgemusterten Bauteilen und Baugruppen, etc. stellt heute ein besonders großes Problem dar. In den Abfällen sind häufig wertvolle Rohstoffe enthalten, die bei einem entsprechenden Recycling wiedergewonnen werden sollten. Dies gilt vor allem auch für Abfälle/Verbundstoffprodukte, die Faserprodukte beinhalten. Vor allem ist die Rückgewinnung der Kohlenstofffaser wünschenswert.The Recycling of production waste, residues, discarded components and assemblies, etc. today makes a special great Problem dar. In the waste are often valuable Contain raw materials that are recovered in a corresponding recycling should be. This is especially true for waste / composite products, the Fiber products include. Above all, the recovery of carbon fiber desirable.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der o. g. Art zu entwickeln, mittels welchem die Faserfraktion aus einem beliebigen Faserverbundwerkstoffprodukt, insbesondere aus einem CFK-Produkt separiert werden kann, so dass ein Wiedereinsatz der Kohlenstofffaser oder deren umweltverträgliche Entsorgung ermöglicht wird.Of the The present invention is based on the object, a method the o. g. To develop type, by means of which the fiber fraction any fiber composite product, in particular from A CFRP product can be separated so that a reuse the carbon fiber or their environmentally sound disposal is possible.
Die Neuartigkeit des Faser-Verbund-Werkstoffe-Recyclingverfahrens besteht unter anderem darin, dass im Gegensatz zu bisher bekannten Aufschlusstechniken, wo die aufzuschließenden Produkte lediglich mit sich selbst zum Aufprall gebracht werden (mittels Prallmühlen) oder durch Schlagenergie von Hämmern beaufschlagt werden (mittels Hammermühlen), nun den aufzuschließenden Faserverbundwerkstoff-Produkten ein spezifisch ausgewähltes Prall-Produkt (Stahlkugeln, Kupferkugeln, Aluminiumkugeln, Gummikugeln, Kunststoffkugeln, Glaskugeln, Keramikkugeln, etc. oder Prall-Produkte mit anderen geometrischen Formen) beigemischt werden um eine zusätzliche energetische Beaufschlagung zu erreichen damit der gewünschte Aufschluss erzielt wird. Erst nach dem erfolgreichen Aufschluss des Faser-Verbund-Werkstoffe-Produktes ist eine Klassierung und Separation möglich.The Novelty of the fiber composite materials recycling process exists Among other things, that in contrast to previously known digestion techniques, where to break up Products are brought to impact only with themselves (by impact mills) or by impact energy from hammers be applied (using hammer mills), now the aufzuschließenden fiber composite products a specifically selected one Impact product (steel balls, copper balls, aluminum balls, rubber balls, Plastic balls, glass balls, ceramic balls, etc. or impact products with other geometric shapes) are added by an additional energetic admission to achieve the desired digestion achieved becomes. Only after the successful digestion of the fiber composite materials product is a classification and separation possible.
Zur Lösung dieser Aufgabe führt, dass die Faser-Verbund-Werkstoffe-Produkte einer bestimmten mechanischen (physikalischen) Behandlung zugeführt werden, um die Zielsetzung zu erreichen.to solution performs this task, that the fiber composite materials products of a particular mechanical (physical) treatment will be fed to the objective to reach.
Verfahrensbeschreibungprocess Description
In einem Materialbunker (M1) werden die konfektionierten Faser-Verbund-Werkstoffe-Produkte vorgehalten. Über eine Fördereinrichtung (F1) bzw. durch ein Materialaufgabegerät werden diese dann einer Vorzerkleinerungseinrichtung (VZ) zugeführt. Vorzugsweise geschieht dies in einem zweistufigen Vorgang. In der Vorzerkleinerungsstufe 1 (VZ 1) wird das Aufgabematerial auf eine vorbestimmte Größe zerkleinert (vorzugsweise mit einer Zweiwellen-Rotorschere) um in dem nachfolgenden Schritt eine rationelle weitere Zerkleinerung zu ermöglichen. Über eine Fördereinrichtung (F2) wird das vorzerkleinerte Aufgabematerial der Vorzerkleinerungsstufe 2 zugeführt. In der Vorzerkleinerungsstufe 2 (VZ 2) wird das bereits vorzerkleinerte Aufgabematerial weiter zerkleinert (vorzugsweise mit einer Einwellen-Schlagschere) um für den nachfolgenden Schritt die vorgesehene Konfektionsgröße zu besitzen.In a material bunker (M1) the prefabricated fiber composite materials products are kept. About a conveyor (F1) or by a material feeder this then fed to a pre-shredding device (VZ). This is preferably done in a two-step process. In the pre-comminution stage 1 (VZ 1), the feed material is comminuted to a predetermined size (preferably with a two-shaft rotary shear) to allow efficient further comminution in the subsequent step. About a conveyor (F2), the pre-shredded feed material of the pre-shredding stage 2 is supplied. In the pre-comminution stage 2 (VZ 2), the pre-comminuted feed material is further comminuted (preferably with a single-shaft impact shears) in order to have the intended clothing size for the subsequent step.
Zur Beachtung!Please note!
- Bei Zerkleinerungsprozessen werden Stäube und Partikel freigesetzt, welche gegebenenfalls gravierende gesundheitliche Schädigungen herbeiführen können. Es ist daher unerlässlich, die Zerkleinerungsstufen separat mit sicheren Entstaubungssystemen zu kapseln. Auch die Übergangsstellen von Fördersystemen sind zu kapseln und an ein Entstaubungssystem anzuschließen.In crushing processes dusts and particles are released, which possibly serious damage to health can bring about. It is therefore essential the crushing steps separately with safe dedusting systems to encapsulate. Also the crossing points of conveyor systems are to be encapsulated and connected to a dedusting system.
Je nach Art der Zusammensetzung des Faser-Verbund-Werkstoffe-Produktes (z. B. Prozentualer Anteil der Kohlenstofffaser zum Harzanteil bzw. der Materialstärke), erfolgt die Vorzerkleinerung auf eine bestimmte Teilegröße.ever on the type of composition of the fiber composite materials product (For example, percentage of carbon fiber to the resin content or the Thickness), Pre-shredding takes place to a specific part size.
Beim Vorhandensein von Metallen im Aufgabematerial ist zu entscheiden, ob diese nach der Vorzerkleinerungsstufe 2 oder nach der Dosiervorrichtung (DS 2) ausgesondert werden.At the Presence of metals in the input material is to be decided whether they are after the pre-comminution stage 2 or after the metering device (DS 2) are discarded.
Die vorzerkleinerten Faser-Verbund-Werkstoffe-Produkte werden nun über eine Fördereinrichtung (F3) direkt einer Dosiervorrichtung (DS 1) zugeführt.The Pre-shredded fiber composite materials products are now available via a Conveyor (F3) fed directly to a metering device (DS 1).
Parallel hierzu wird in einem Materialbunker (M2) das spezifisch ausgewählte Prall-Produkt vorgehalten.Parallel For this purpose, in a material bunker (M2) the specifically selected baffle product maintained.
Es bestehen grundsätzlich zwei Möglichkeiten einer Zuführung der möglichen Prall-Produkte in den Verfahrensprozess.It exist basically two possibilities a feeder the possible Impact products in the process.
Die erste Möglichkeit besteht darin, dass man das spezifisch ausgewählte Prall-Produkt und die Faser-Verbund-Werkstoffe-Produkte jeweils quantitativ parallel der Materialaufschlussvorrichtung (MA) zuführt.The first option is that the specifically selected impact product and the Fiber composite materials products each quantitatively parallel to the Material disruption device (MA) supplies.
Die zweite Möglichkeit besteht darin, dass man das spezifisch ausgewählte Prall-Produkt mit den Faser-Verbund-Werkstoffe-Produkten einer Mischvorrichtung zuführt, mischt und danach in einem Vorratsbehälter für die Einspeisung in die Materialaufschlussvorrichtung (MA) bereit hält.The second option is that the specifically selected impact product with the Fiber composite materials products a blender feed mixes and then in a storage container for the Feed into the material disruption device (MA) ready.
Aus Gründen der Prozessoptimierung wird hier die Möglichkeit der parallelen Zuführung bevorzugt.Out establish For process optimization, the possibility of parallel feeding is preferred here.
Die vorzerkleinerten Faser-Verbund-Werkstoffe-Produkte werden nun aus der Dosiervorrichtung (DS 1) und das spezifisch ausgewählte Prall-Produkt wird nun aus dem Materialbunker (M2) parallel über die Fördereinrichtung (F4) und die Fördereinrichtung (F5) der Materialaufschlussvorrichtung (MA), vorzugsweise einer Horizontalprallmühle bzw. einer Wirbeldehydrationsanlage, zugeführt. Es entsteht ein Gemisch (CF, GF, Harz, Kunststoff, Metalle, etc.) und dem Prall-Produkt. Die Materialaufschlussvorrichtung (MA) ist mit einer Entstaubungsvorrichtung (ES) gekoppelt, welche einen Unterdruck erzeugt.The Pre-shredded fiber composite materials products are now off the dosing device (DS 1) and the specifically selected baffle product is now from the material bunker (M2) in parallel on the conveyor (F4) and the Conveyor (F5) of the material disruption device (MA), preferably one Horizontal impact mill or a vortex dehydration plant fed. It creates a mixture (CF, GF, resin, plastic, metals, etc.) and the impact product. The material disruption device (MA) is equipped with a dedusting device (ES) coupled, which generates a negative pressure.
Das entstandene Gemisch wird nun über die Fördereinrichtung (F6) der Dosiervorrichtung (DS 2) zugeführt um eine produktbedingte gesteuerte Materialzuführung in den Klassierungsprozess zu ermöglichen.The resulting mixture is now over the conveyor (F6) of the dosing device (DS 2) supplied by a product-related controlled material supply to enable in the classification process.
Über die Fördereinrichtung (F7) wird das Gemisch inklusive dem Prall-Produkt einer Klassierung (K1) zugeführt um zuerst das Prall-Produkt auszusondern. Dies geschieht vorzugsweise über eine Siebvorrichtung. Es ist aber auch denkbar, dass andere Methoden bereits im Materialaustragsbereich der Materialaufschlussvorrichtung (MA) oder der Fördereinrichtung (F6) zum Einsatz gelangen (z. B. Lufttrenntechniken, magnetischer Austrag, etc.).About the Conveyor (F7) is the mixture including the baffle product of a classification (K1) supplied first to weed out the baffle product. This is preferably done via a screening device. But it is also conceivable that other methods already in the Materialaustragsbereich the Material disruption device (MA) or the conveyor (F6) is used (eg air separation techniques, magnetic discharge, etc.).
Das ausgesonderte Prall-Produkt wird über die Fördereinrichtung (F8) wieder dem Materialbunker (M2) zugeführt.The Discarded impact product is returned via the conveyor (F8) fed to the material bunker (M2).
Das Gemisch wird wahlweise über die Fördereinrichtung (F8) direkt der Separationsvorrichtung (S) zugeführt bzw. einer weiteren Klassierung (K2) über die Fördereinrichtung (F9) zugeführt um gegebenenfalls Kunststoffgewebeteile, Textileinlagen, etc. auszusondern. Danach erfolgt eine Zuführung der Kunststoffgewebeteile, Textileinlagen, etc. über die Fördereinrichtung (F10) zum Materialbunker (M5) und des Gemisches über die Fördereinrichtung (F11) zur Separationsvorrichtung (S).The Mixture is optionally over the conveyor (F8) fed directly to the separation device (S) or a further classification (K2) over the conveyor (F9) supplied if necessary, to discard plastic fabric parts, textile inserts, etc. Thereafter, a feeder takes place the plastic fabric parts, textile inserts, etc. via the conveyor (F10) to the material bunker (M5) and the mixture over the conveyor (F11) to the separation device (S).
Es erfolgt nun die Separation d. h. die Gewinnung der Kohlenstofffaserfraktion vorzugsweise über eine elektrostatische Abscheidevorrichtung, indem man sich die elektrische Leitfähigkeit der Kohlenstofffaser zu Nutze macht. Es ist aber auch vorstellbar, dass man eine Separation der Kohlenstofffaserfraktion über die Dichte herbeiführt oder dass mittels der Anwendung von Nassverfahren eine Separation herbeigeführt wird. Das Kohlenstofffasermaterial wird über die Fördereinrichtung (F12) dem Materialbunker (M3) zugeführt. Das Reststoffgemisch wird über die Fördereinrichtung (F13) dem Materialbunker (M4) zugeführt.Now, the separation, that is, the recovery of the carbon fiber fraction is preferably carried out via an electrostatic precipitator by making use of the electrical conductivity of the carbon fiber. However, it is also conceivable that one brings about a separation of the carbon fiber fraction on the density or that by means of the use of wet process forth a separation is added. The carbon fiber material is fed to the material bunker (M3) via the conveyor (F12). The residue mixture is fed via the conveyor (F13) to the material bunker (M4).
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8122 | Nonbinding interest in granting licences declared | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee | ||
R409 | Internal rectification of the legal status completed | ||
R074 | Re-establishment allowed | ||
R409 | Internal rectification of the legal status completed | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20120703 Effective date: 20110701 |
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R073 | Re-establishment requested | ||
R074 | Re-establishment allowed |
Effective date: 20121116 |
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |