DE102009026684A1

DE102009026684A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Delamination von Schichtkörpern

Info

Publication number: DE102009026684A1
Application number: DE200910026684
Authority: DE
Inventors: Cengiz Dr. Ergün
Original assignee: Kuraray Europe GmbH
Current assignee: ERGUEN, CENGIZ, DE
Priority date: 2009-06-03
Filing date: 2009-06-03
Publication date: 2010-12-16
Anticipated expiration: 2029-06-04
Also published as: DE102009026684B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine geeignete Vorrichtung zur Delamination eines Schichtkörpers aus mindestens zwei starren Körpern wie z. B. Glasscheiben und mindestens einer Klebeschicht unter unzerstörter Rückgewinnung der starren Körper.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Delamination von Verbundverglasungen bzw. zum Recyceln der verwendeten Materialien.
Technisches Gebiet
Verbundverglasungen, bestehend aus mindestens zwei Glasscheiben die durch eine thermoplastische Klebeschicht verbunden sind nehmen im architektonischen Bereich eine immer größere Rolle ein. Insbesondere bei Fassaden werden zunehmend größere Scheibenelemente bzw. Elemente mit weiteren Funktionalitäten z. B. mit reflektierenden Beschichtungen und/oder elektrochromen Klebeschichten eingesetzt. Weiterhin kommen immer häufiger Panzerverglasungen mit mehreren, oft sehr dicken Glasscheiben die durch eine Vielzahl von Klebeschichten verbunden sind zum Einsatz.
Die Herstellung dieser Verbundverglasungen ist dem Fachmann bekannt und je nach Größe oder Ausstattung der Verbundverglasung ein komplexer Vorgang mit vielen Fehlermöglichkeiten. Zudem stellt sich in der Regel erst nach dem letzten Herstellungsschritt des Glaslaminates heraus, ob dieses Fehler wie z. B. Gaseinschlüsse, Trübungen oder einlaminierte Partikel aufweist. Eine weitere Fehlerquelle sind insbesondere bei getemperten Glasscheiben Unregelmäßigkeiten in der Glasoberfläche oder nicht vollständig planare Scheiben, wodurch sich das Laminat wieder öffnen kann.
Zur Zeit gibt es noch keine industriell einsetzbare Methode zur verlustfreien Rückgewinnung der eingesetzten Materialien. Fehlerhafte Verbundverglasungen werden daher vollständig geschreddert und ggf. nach teilweiser Auftrennung in die Komponenten Glas und Kunststoff deponiert. Eine erneute Extrusion der Klebefolie ist durch anhaftenden Glaspartikel nicht möglich, da diese im Extruder zu abrasiv wirken. Selbst die thermische Verwertung der Klebefolie scheitert an anhaftenden Glaspartikeln die beim Verbrennen Filteranlagen und Wärmetauscher der Verbrennungsanlagen verunreinigen. Das Glas kann zwar auch mit anhaftender Klebefolie wieder eingeschmolzen werden, allerdings nur noch zu Glasprodukten minderer Qualität ohne optische Eigenschaften.
Neben dem Umweltaspekt stellt dies insbesondere bei geschliffenen oder beschichteten Gläsern eine enorme finanzielle Belastung der Verbundglashersteller dar.
Aufgabe
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, ein Verfahren zum Delaminieren von Schichtkörpern bereit zu stellen, das in industriellem Maßstab eine zuverlässige Trennung der Glasscheiben vom thermoplastischen Klebematerial ermöglicht.
Es zeigte sich, dass laminierte Schichtkörper durch Abscheren unter erhöhter Temperatur in kontrollierter Weise aufgetrennt werden können.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Verfahren zur Delamination eines Schichtkörpers aus mindestens zwei starren Körpern und mindestens einer Klebeschicht aus weichmacherhaltigem Polyvinylacetal durch Erwärmen der Klebeschicht über die Erweichungstemperatur und abscheren mindestens eines starren Körpers durch Vorschub des starren Körpers.
Mit dem Erfindungsgemäßen Verfahren können die starren Körper, wie z. B. Glasscheiben, zerstörungsfrei wieder gewonnen werden.
Die erfindungsgemäß zu delaminierenden Schichtkörper bestehen in der Regel aus mindestens einer abzuscherenden Glasscheibe, die durch eine Klebeschicht aus weichmacherhaltigem Polyvinylacetal, insbesondere Polyvinylbutyral mit mindestens einem weiteren starren Körper verbunden ist.
Es ist auch möglich, mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Schichtkörper aus anderen Materialien wie z. B. Glas/Marmor oder Glas/Metall oder Glas/Kunststoff (Polycarbonat) zu delaminieren.
Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die Vorrichtung ist auch geeignet, Photovoltaikmodule in ihre Bestandteile zu zerlegen. Dies können sowohl Module mit in der Zwischenschicht eingebetteten kristallinen Solarzellen als auch Dünnschichtmodule, bei denen die photoempfindliche Schicht auf einen Träger aufgebracht sind, sein.
Im erfindungsgemäßen Verfahren wird die Klebeschicht durch geeignete Maßnahmen wie z. B. Konvektionshitze, Mikrowellenstrahlung, UV- oder IR-Strahlung über deren Erweichungspunkt erwärmt, sodass ein Abscheren eines der starren Körper mit einer Kraftausübung möglich wird, ohne dass der starre Körper dabei Schaden nimmt. Bevorzugt wird Mikrowellenstrahlung eingesetzt, wobei deren Wellenlänge auf die Dicke der starren Körper (in der Regel die Glasdicke) abgestimmt wird, um eine optimale Erwärmung in kürzester Zeit zu ermöglichen.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann durchgeführt werden, indem der abzuscherende starre Körper vorgeschoben und der übrige Schichtkörper fixiert wird.
In einer besonderen Variante der Erfindung wird die Erwärmung der Klebeschicht durch eine voreingestellte, maximale Kraft beim Vorschub des starren Körpers geregelt. Die Kraftausübung auf den starren Körper kann durch geeignete Sensoren oder eine Druckmessung erfasst werden. Wird die voreingestellte Kraft überschritten, so muss die Temperatur des Schichtkörpers weiter erhöht werden. Dieser Zyklus wird solange durchlaufen, bis die voreingestellte, maximale Kraftausübung auf den starren Körper unterschritten wird und der Körper vom übrigen Schichtkörper abschert. Dieser Regelungszyklus kann in einfacher Weise über ein entsprechendes Computerprogramm gesteuert werden.
In der Regel liegt die Erweichungstemperatur der Klebefolien bei 80 bis 120°C, sodass die Schicht im erfindungsgemäßen Verfahren die Klebeschicht auf eine Temperatur von mindestens 120°C erwärmt werden muss. Zur Vermeidung von Zersetzungen sollte die Temperatur der Klebeschicht 250°C nicht überschreiten.
Industriell wird zur Herstellung von Verbundglaslaminaten Polyvinylbutyral, in der Regel mit dem Weichmacher 3G8 (Triethylenglykoloctanoat) verwendet. Bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mittels Mikrowellenstrahlung kann diese auf eine geeignete Absorbtionsfrequenz entweder des Polyvinylbutyral oder des verwendeten Weichmachers eingestellt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann durchgeführt werden, indem der abzuscherende starre Körper mit einer gewissen Kraft vorgeschoben und der übrige Schichtkörper z. B. durch eine Metallkante fixiert wird. Zur Beschleunigung des Verfahrens ist auch denkbar, dass der abzuscherende Körper und der übrige Schichtkörper durch zwei diametral entgegengesetzte Kräfte in entgegengesetzte Richtungen vorgeschoben werden.
Zusätzlich kann zumindest der abzuscherende starre Körper über mindestes eine Trennvorrichtung wie einen Draht oder ein Messer geführt werden, so dass Reste der Klebeschicht noch im erwärmten Zustand abgetrennt werden. Die starren Körper können über die mindestens eine Trennvorrichtung und/oder umgekehrt die mindestens eine Trennvorrichtung über die starren Körper geführt werden.
Die übrigen Klebereste können durch geeignete Lösungsmittel in einem Waschvorgang entfernt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass die eingesetzten starren Körper unversehrt wieder erhalten werden und erneut laminiert werden können. Die rückgehaltene Klebeschicht kann durch deren Hersteller recycelt werden. Alternativ können die Klebeschichtreste nun thermisch verwertet werden, da im Unterschied zum bisherigen Schredderverfahren dieses keine Glasreste mehr aufweist, die die Verbrennungsanlagen verunreinigen würden.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zur Delamination eines Schichtkörpers aus mindestens zwei starren Körpern und mindestens einer Klebeschicht aus weichmacherhaltigem Polyvinylacetal durch Erwärmen der Klebeschicht über die Erweichungstemperatur und abscheren mindestens eines starren Körpers durch Vorschub des starren Körpers. Die Vorrichtung ist zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit allen beschriebenen Varianten geeignet.
1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Hierbei stehen (1) für die starren Körper (Glascheiben) und (2) für die Klebeschicht. Der abzuscherende starre Körper wird mit der Vorschubeinheit (3) vorgeschoben, wobei der andere starre Körper mit der Befestigung (4) gehalten wird. Die Energie zur Erwärmung des Schichtkörpers wird mit den Mikrowellenstrahlern (5) bereitgestellt. Zur Absaugung ggf. auftretender Dämpfe dienen die Ventilatoren (6).

Claims

Verfahren zur Delamination eines Schichtkörpers aus mindestens zwei starren Körpern und mindestens einer Klebeschicht aus weichmacherhaltigem Polyvinylacetal durch Erwärmen der Klebeschicht über deren Erweichungstemperatur und abscheren mindestens eines starren Körpers durch Vorschub des starren Körpers.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebeschicht durch Konvektionshitze, Mikrowellenstrahlung, UV oder IR-Strahlung erwärmt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der abzuscherende starre Körper vorgeschoben und der übrige Schichtkörper fixiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der abzuscherende Körper und der übrige Schichtkörper in entgegengesetzte Richtungen vorgeschoben werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebeschicht auf eine Temperatur von mindestens 120°C erwärmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmung der Klebeschicht durch eine voreingestellte, maximale Kraft bei deren Vorschub des starren Körpers geregelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der abzuscherende starre Körper zur Entfernung von Resten der Klebeschicht über ein Trennvorrichtung geführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein abzuscherender starrer Körper eine Glasscheibe ist.
Vorrichtung zum Delamination eines Schichtkörpers aus mindestens zwei starren Körpern und mindestens einer Klebeschicht aus weichmacherhaltigem Polyvinylacetal durch Erwärmen der Klebeschicht über deren Erweichungstemperatur und abscheren mindestens eines starren Körpers durch Vorschub des starren Körpers.