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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Recyceln eines mehrlagigen Paneels gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
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Multilayerböden werden nur lose auf dem Unterboden aufliegend verlegt. Diese Vorgehensweise ermöglicht eine völlig unkomplizierte und geräuschlose Aufnahme der Altbeläge in Form von ganzen Paneelen. In der Regel werden die Produkte über Formschlussverbindungen gegeneinander arretiert. Demzufolge können sie auch wieder vereinzelt werden. Ganze Paneele können folglich auch einfach gestapelt werden, da ja keine Einzelteile mühsam von Estrich abgeschält oder herausgebrochen werden müssen.
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Derartige Bodensysteme haben in der Regel eine Deckschicht, die als Nutz- und Verschleißschicht bzw. Dekorschicht dient. Die Deckschicht wird auf einer Tragschicht befestigt. Auf der Rückseite des Paneels kann zusätzlich eine Unterschicht angeordnet sein. Diese dient in der Regel als Gegenzug. Paneele kommen auch als Wand- oder Deckenbeläge zum Einsatz.
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Üblicherweise werden Paneele, wenn sie nicht mehr benötigt werden, aufgrund der besonderen Konstruktion komplett zerkleinert bzw. fein zerteilt und in der Regel verbrannt, um ggf. die Füllstoffe wiederzuverwenden. Wenn überhaupt ein Recycling derartige Paneele in Frage kommt, stören die Anhaftungen der Deckschicht und der Unterschicht. Das zu recycelnde Produkt ist nicht sortenrein und kann daher als Wertstoff nur begrenzt wiederverwendet werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Recyceln eines mehrlagigen Paneels aufzuzeigen, das eine mineralische Tragschichtund wenigstens eine Deckschicht aufweist, wobei die Tragschicht möglichst sortenrein dem Recyclingprozess zugeführt werden soll.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
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Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, dass die Deckschicht durch ein mechanisches Trennverfahren von der mineralischen Tragschicht getrennt wird, so dass die Form der Tragschicht erhalten bleibt und einem Recyclingprozess zur Wiederverwertung der Tragschicht zugeführt wird.
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Die Paneele werden also nicht komplett geschreddert und erst in nachfolgenden Prozessschritten die Elemente der Tragschicht aufwendig von übrigen Komponenten, insbesondere der Deckschicht und dem Gegenzug, getrennt. Die Erfindung sieht vor, dass die Deckschicht zunächst von der Tragschicht getrennt wird, und zwar durch ein mechanisches Trennverfahren.
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Paneele mit mineralischer Tragschicht sind relativ starr und lassen sich daher relativ einfach wieder aufnehmen. Sie können sauber ausgebaut und auch als ganze Paneele aufgestapelt und zum Recyclingort, an dem das besagte Verfahren durchgeführt wird, transportiert werden. Die einzelnen Paneele können in relativ einfach gestalteten Vorrichtungen mechanisch bearbeitet werden, um die Deckschicht von der Tragschicht zu trennen. Hierbei kann es sich um Fräsaggregate handeln, die mechanisch die Oberseite und, sofern auch eine Unterschicht vorhanden ist, auch die Unterseite von der Tragschicht trennen. Das Ergebnis ist eine von Anhaftungen befreite mineralische Tragschicht, die anschließend der weiteren Aufbereitung zugeführt werden kann. Die Erfindung bezieht sich auch auf Paneele für die Wand- oder Deckenverkleidung.
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Ein großer Vorteil des Verfahrens ist es, dass keine Bestandteile, insbesondere einer Melamin-Deckschicht oder eines Melamin-Gegenzuges oder sogar einer PVC-Deckschicht an der Tragschicht mehr vorhanden sind und dass folglich für die weitere Aufbereitung auch keine Maßnahmen getroffen werden müssen, diese Stoffe gesondert herauszufiltern oder zu lösen.
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Ein weiterer positiver Aspekt ist, dass aufwändige Untersuchungen und Laboranalysen bezüglich einer etwaigen Kontamination des Recyclingmaterials entfallen können.
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Mineralische Tragschichten im Sinne der Erfindung sind homogene Platten mit einem Mineralanteil von mindestens 40 Gew.-%. Sie können aus einem Materialmix aus Füllstoffen und Bindemitteln bestehen, wobei sich der Mineralanteil (in Gew-%) in der Summe aus dem wenigstens einen Füllstoff und/oder dem wenigstens einen Bindemittel ergibt.
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Bei der Verwendung von mineralischen Füllstoffen beträgt der mineralische Anteil des wenigstens einen Füllstoffes vorzugsweise mindestens 25 Gew.-%. Diese Füllstoffe können eine mineralische Basis haben aus z.B. Gesteinsmehlen, Quarz, carbonathaltigen mineralische Füllstoffen, mineralischen Sulfate oder mineralischen Oxiden, oder auch aus Glasfasern oder Mineralfasern.
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Die Füllstoffe werden mit mineralischen Bindemitteln gebunden, wie z.B. mit Zement, Gips, Magnesiumoxyd, oder auch mit Bindemitteln, die einen nicht-mineralischen Anteil haben bzw. nicht-mineralisch sind, wie z.B. synthetischen Bindemittel auf Basis von Polyurethan, Epoxyharz oder Acrylaten.
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Bei der mineralischen Tragschicht handelt es sich insbesondere um ein geformtes Stoffgemisch aus gesiebten oder gemahlenen Mineralen, also um einen geformtes Stoffgemisch mit anorganischen nichtmetallischen kristallinen Bestandteilen, wobei das Stoffgemisch insbesondere durch Kristallisation von Bindemitteln (z.B. Anhydrit, Gebrannter Kalk, Tonminerale, Zement) die gewünschte Festigkeit erhält.
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Die Paneele haben bevorzugt einen gleichbleibenden Aufbau und sind in diesem Sinne homogen. Die Paneele besitzen vorzugsweise eine im Wesentlichen gleichbleibende Dicke über den Querschnitt betrachtet, wobei Abweichungen von der arithmetisch gemittelten Dicke maximal +/- 10 % betragen. Die Paneele besitzen vorzugsweise eine annähernd gleiche Querzugfestigkeit in den unterschiedlichen Paneelebenen.
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Weil Paneele mit mineralischer Tragschicht in der Nutzungsphase nicht quellen (Quellwerte nach 24 h Wasserlagerung kleiner als 5 %) oder Feuchtigkeit aufnehmen (Wasseraufnahme kleiner als 5 %) sind solche mineralischen Trägerplattenmaterialien auch einer neuen Widerverwendung als Trägerwerkstoff vielfältig einsetzbar.
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Mechanische Trennverfahren im Sinne der Erfindung können sowohl für die Deckschicht als auch für die Unterschicht zum Einsatz kommen. Es kann sich hierbei um unterschiedliche Trennverfahren handeln. Bevorzugt kommen spanabhebende Verfahren zur Anwendung, entweder mit geometrisch bestimmter Schneide (Fräsen) oder mit geometrisch unbestimmter Schneide (Schleifen). Grundsätzlich eignen sich auch Schneidverfahren zum Trennen der Deckschicht bzw. der Unterschicht von der Tragschicht. Bei dem Schneidverfahren ist insbesondere das Keilschneiden zu nennen. Hierbei handelt es sich um ein Zerteilen, bei dem mit einer oder zwei keilförmigen Schneiden das Produkt entlang der Trennlinie getrennt wird. Es kann sich hierbei um feststehende Schneiden handeln, wobei das Paneel an den Schneiden entlang bewegt wird. Hierzu kann eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens geeignete Antriebsmittel für den Vorschub und die Führung des Paneels aufweisen.
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Vorzugsweise werden die Deckschicht und die Unterschicht in einem einzigen Arbeitsdurchgang von der Tragschicht getrennt. Dies kann dadurch erfolgen, dass oberseitig und unterseitig jeweils mindestens eine Fräswalze gleichzeitig mit den beiden Seiten des Paneels in Eingriff gelangt. Selbstverständlich ist es auch möglich, bei den ausgebauten Paneelen zunächst eine Deckschicht zu entfernen und bei einem weiteren Durchgang mittels derselben Fräswalze auch die Unterschicht zu entfernen.
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Es wird als besonders vorteilhaft angesehen, wenn die Deckschicht und die Unterschicht getrennten Materialkreisläufen zugeführt werden. Die Deckschicht besteht in der Regel aus anderen Werkstoffen als die Unterschicht. Durch getrennte Materialkreisläufe lässt sich das Recycling der einzelnen Komponenten der Deckschicht bzw. der Unterschicht besser steuern.
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Bei Multilayerböden können die Oberschicht und die Unterschicht relativ dünn im Verhältnis zur Tragschicht sein. Bei einem 8 mm Multilyerboden entfallen auf die Deckschicht und den sogenannten Gegenzug maximal 1 mm bzw. gewichtsmäßig maximal nur 15%.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist ein wesentlicher Beitrag im Hinblick auf die Nachhaltigkeit und stoffliche Verwertung von Rohstoffen. Altpaneele bestehen überwiegend aus dem Werkstoff der Tragschicht. Der Anteil der Tragschichtkann über 90 Gew.-% betragen und kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren nahezu vollständig wieder in den Produktionskreislauf zurückgeführt werden. Die auf diese Weise erhaltene Tragschicht ist im Sinne der Erfindung sortenrein, d.h. frei von Anhaftungen, und steht als Wertstoff für weitere Verwendungsmöglichkeiten zur Verfügung.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Paneele eine Kennzeichnung an ihrer Unterseite besitzen, wobei die Kennzeichnung erfindungsgemäß ausgelesen wird, um eine Information über den Typ des Paneels mit einer Datenbank abzugleichen, die Verfahrensparameter für das Trennverfahren bereitstellt. Die Kennzeichnung kann Informationen über die verwendeten Werkstoffe der Deckschicht, der Unterschicht oder über die verwendeten Bindemittel sowie Informationen über die Geometrie dieser Paneele enthalten. Aufgrund dieser Informationen ist es möglich, die Einstellungen von Trennwerkzeugen, insbesondere die Position relativ zu dem Paneel anzupassen, damit nicht zu viel und nicht zu wenig Material im Bereich der Deckschicht bzw. der Unterschicht entfernt wird.
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Die Kennzeichnung kann aber auch dazu verwendet werden, bestimmte Paneele, die aus bestimmten Gründen einem Recycling nicht zugeführt werden sollen, auszusortieren. Durch die Kennzeichnung kann auch erkannt werden, für welches Trennverfahren sich das Paneel am besten eignet. Sollte eine erfindungsgemäße Vorrichtung mehrere Trennstationen aufweisen, die nach unterschiedlichen Trennverfahren arbeiten bzw. unterschiedliche Trennmittel aufweisen, kann das Paneel der geeigneten Trennstation auf Basis der Information aus der Kennzeichnung zugeleitet werden. Dies kann beispielsweise auch eine Vorsortierung hinsichtlich Länge oder Breite der Paneele sein oder auch hinsichtlich der chemischen Zusammensetzung der Plattenbindemittel oder hinsichtlich der Dicken der Deckschicht und/oder der Unterschicht.
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In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Paneel vor dem Trennen der Deckschicht und/oder der Unterschicht in Längsstreifen geteilt wird. Der eigentliche Trennvorgang der Deckschicht und/oder der Unterschicht von der Tragschicht erfolgt, indem die Streifen bearbeitet werden. Die Einteilung in Streifen hat den Vorteil, dass insbesondere bei der Verwendung von Fräsmitteln kostengünstigere, schmalere Werkzeuge verwendet werden können. Auch die Führung der Paneele innerhalb der Anlage ist einfacher, wenn alle Streifen die gleiche Breite haben bzw. eine maximale Breite nicht überschreiten.
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Das Einteilen in Streifen kann auch dazu verwendet werden, Randbereiche von dem Paneel abzutrennen, insbesondere Randbereiche, in denen Nut und/oder Feder angeordnet sind. Je nach Trennverfahren werden im Trennbereich Kräfte auf die Tragschicht ausgeübt, denen eine Nut nicht standhalten kann und gegebenenfalls wegbrechen würde. Daher wird insbesondere der Nutbereich und/oder der Federbereich vor dem Trennvorgang von dem Paneel abgeschnitten. Mengenmäßig spielt dieser Bereich eine untergeordnete Rolle. Es ist erfindungsgemäß auch möglich, die Anfangs- und Endbereiche des Paneels, die in der Regel auch Nut und Feder aufweisen, abzutrennen, so dass die fertigen, im Wesentlichen sortenreinen Tragschichten einheitliche Abmessungen sowohl hinsichtlich Länge und Breite haben, was das Recycling in nachfolgenden Prozessen aufgrund einer standardisierten Größe nochmals vereinfacht.
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Die Streifen können nach dem Entfernen der Deckschicht und der Unterschicht mit einer Kennzeichnung versehen werden, um diese sortenrein sortierten Streifen als Rohstoff dann gezielt einer Aufbereitung zuzuführen. Die Kennzeichnungskette wird bis hin zur Aufbereitung fortgesetzt und wird durch das Abtragen anhaftender Schichten nicht unterbrochen.
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Durch einen Beschnitt der Kanten oder Besäumungsbeschnitte im Bereich von Nuten und Federn entfallen auch etwaige Kontaminationen durch Kantenimprägnierungen der Fertigprodukte sowie Kontaminationen durch Gleitmittel im Verbindungbereich von Nut und Feder oder Kontaminationen durch Anti-Knarr-Beschichtungen oder sogar durch integrierte Verbindungmittel aus Kunststoff etc.
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Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren besitzt die von den anderen Schichten separierte und zugeschnittene Tragschicht einheitliche Abmessungen ohne Bruchstücke und Abschnitte, bei denen die Länger kleiner ist als die Breite. Die Breite der einzelnen Streifen beträgt vorzugsweise mindestens 15 cm.
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Die Erfindung stellt in standardisierter Form den Rohstoff für vielfältige Aufbereitungsmethoden zur Verfügung. Recycelbare Paneele stehen in extrem großer Menge zur Verfügung. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere zur Verarbeitung von Paneelen mit einer Dicke in einem Bereich von 5 bis 35 mm.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in rein schematischen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen:
- 1 einen Querschnitt durch eine erste Bearbeitungsstation zur Durchführung des Verfahrens;
- 2 einen Querschnitt durch eine zweite Bearbeitungsstation zur Durchführung des Verfahrens und
- 3 eine schematische Darstellung einer Bearbeitungsstation zur Durchführung des Verfahrens in der Draufsicht.
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Die 1 zeigt einen Längenabschnitt eines mehrlagigen Paneels 1 mit einer Tragschicht 2, die den Kern des Paneels 1 bildet. Die Tragschicht 2 besteht aus einem mineralischen Werkstoff. In der Bildebene oben befindet sich die Sichtseite des Paneels 1. Hier befindet sich eine zweilagige Deckschicht 3. Auf der gegenüberliegenden Seite der Tragschicht 2 befindet sich unterseitig eine Unterschicht 4, die fachüblich als Gegenzug bezeichnet wird. Es handelt sich um ein Paneel eines Multilayerbodens. Es sind nicht nur Melamin-Gegenzüge weit verbreitet, sondern auch beispielsweise ab Werk kaschierte Trittschallmaterialien, wie z.B. Kork oder PUR. All diese Werkstoffe bzw. Funktionsschichten werden als Unterschicht verstanden. Der Multilayerboden mit der mineralischen Tragschicht ist nicht im Sinne eines Verbundglases zu verstehen, also nicht in Sinne eines Laminats mit mindestens zwei Glasscheiben, die jeweils durch eine Zwischenschicht aus Kunststoff, z. B. durch ein Gießharz oder eine hochreißfeste, zähelastische, thermoplastische Verbundfolie, miteinander verklebt sind. Das Paneel 1 wird in Richtung des Pfeils P1 transportiert, indem es von einer Antriebsrolle 5 bewegt wird. Die gegenüberliegende Stützrolle 6, die mit der Unterschicht 4 in Kontakt steht, dient zur Abstützung. Optional können auch beide Rollen angetrieben werden. Der Pfeil P2 verdeutlicht die jeweilige Drehrichtung der Antriebsrolle 5 bzw. der Stützrolle 6. Die Geschwindigkeit der Antriebsrolle 5 bzw. der Stützrolle 6 bestimmt die Vorschubgeschwindigkeit des Paneels 1 in Richtung des Pfeils P1.
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Das Paneel 1 wird einer Trennstation 7 zugeführt. Mittels der Trennstation 7 wird ein mechanisches Trennverfahren durchgeführt. In diesem Fall handelt es sich um ein spanabhebendes Verfahren mit geometrisch bestimmter Schneide. Es kommen zwei Fräswalzen 8, 9 zum Einsatz, die einen gegenseitigen Abstand haben, der so groß ist, dass nur das Material der Deckschicht 3 und das Material der Unterschicht 4 abgetragen wird. Es verbleibt die von Anhaftungen befreite Tragschicht 2, die in nicht näher dargestellter Weise dem weiteren Recycling zugeführt werden kann.
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In der Regel besteht der Gegenzug, d. h. die Unterschicht 4, aus vollkommen anderen Materialien als die Deckschicht 3. In nicht näher dargestellter Weise wird daher das abgetragene Material der Deckschicht 3 bzw. das abgetragene Material der Unterschicht 4 getrennt voneinander aus dem Trennprozess ausgeschleust, so dass es nicht zu einer Durchmischung der Werkstoffe kommt.
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Die Ausführungsform der 2 zeigt eine Alternative für das Recycling des mehrlagigen Paneels 1. Die dortige Trennstation 7 verwendet keine Fräswalzen wie bei dem Ausführungsbeispiel der 1, sondern basiert auf einem Schneidverfahren. Die Trennstation 10 weist daher zwei Keilschneiden 11, 12 auf, die so positioniert sind, dass das in die Richtung des Pfeils P1 bewegte Paneel 1 an den feststehenden Keilschneiden 11, 12 vorbeigeführt wird, so dass die Unterschicht 4 und die Deckschicht 3 von der Tragschicht 2 getrennt bzw. abgeschnitten werden.
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Sowohl bei dem Ausführungsbeispiel der 1 als auch bei dem Ausführungsbeispiel der 2 bleibt die Tragschicht 2 in ihrer geometrischen Form erhalten, wird also nicht geschreddert oder in anderer Art und Weise zerkleinert, während die Deckschicht 3 und die Tragschicht 4 entfernt werden.
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Für das Keilschneiden gemäß 2 ist eine exakte Führung des Paneels 1 sehr wichtig. Daher sind bei diesem Ausführungsbeispiel rein exemplarisch zwei Antriebsrollen 5 im Bereich der Oberseite des Paneels 1 angeordnet und gegenüberliegend zwei Stützrollen 6.
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Die Darstellung der 1 und 2 sind stark schematisiert. Bei den Stützrollen 6 und Antriebsrollen 5 kann es sich entsprechend der Breite der Paneele auch um breitere Antriebswalzen handeln. Die Keilschneiden 11, 12 können auch oszillierend befestigt sein, um den Trennvorgang zu erleichtern. Die Keilschneiden sind im Abstand zueinander einstellbar und auch die Position und Winkellage der Keilschneiden ist einstellbar.
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Die Erfindung sieht mindestens einen Metalldetektor vor, um auszuschließen, dass etwaige Metallteile in den Paneelen die mechanischen Trennmittel beschädigen können oder die recycelten Tragschichten verunreinigen.
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3 zeigt in der Draufsicht zwei Paneele 1, 1a unterschiedlicher Breiten. Die gestrichelten Linien sollen verdeutlichen, dass die Paneele 1, 1a vor dem Erreichen der Trennstation 7 bzw. 10 in einzelne Streifen 20 unterteilt werden. Die Schnittlinien sind so angeordnet, dass jeweils ein Randbereich 13 der Paneele 1, 1a abgetrennt wird. Hier kann sich beispielsweise eine Nut befinden, während sich an der gegenüberliegenden Seite eine Feder befindet.
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Die beiden Paneele 1, 1a besitzen jeweils eine Kennzeichnung 14, 15 mit einer beispielhaften Information „Typ 1“ bzw. „Typ 2“. Anhand dieser Information lässt sich mittels einer Leseeinheit 16 auslesen, um welchen Typ von Paneel 1, 1a es sich handelt. Die ausgelesene Information wird an eine Datenverarbeitungseinheit 17 weitergeleitet, welche die Information mit Informationen aus einer Datenbank abgleicht, um zu prüfen, ob das Paneel 1, 1a für das Recycling grundsätzlich geeignet ist bzw. auch um geeignete Verfahrensparameter für die Trennstationen 7, 10 einzustellen. Eine Steuereinheit 18 gibt Steuersignale 19 für die jeweilige Trennstation 7, 10 aus, sowohl was die Zustellung der mechanischen Trennwerkzeuge z. B. der Fräswalzen 8, 9 betrifft als auch die Vorschubgeschwindigkeit, welche über die Antriebsrolle 5 gesteuert wird.
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Die Paneele 1, 1a, die in einzelne Streifen 20 unterteilt wurden, werden streifenweise der jeweiligen Trennstation 7 zugeführt, so dass am Ende des Verfahrens Tragschichten zur Verfügung stehen, die einheitliche Abmessungen ohne Bruchstücke haben, nicht durch Anhaftungen kontaminiert sind und in diesem Sinne als sortenreines Ausgangsprodukt weiteren Recyclingprozessen zur Verfügung gestellt werden können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Paneel
- 1a
- Paneel
- 2
- Tragschicht
- 3
- Deckschicht
- 4
- Unterschicht
- 5
- Antriebsrolle
- 6
- Stützrolle
- 7
- Trennstation
- 8
- Fräswalze
- 9
- Fräswalze
- 10
- Trennstation
- 11
- Keilschneide
- 12
- Keilschneide
- 13
- Randbereich von 1, 1a
- 14
- Kennzeichnung von 1
- 15
- Kennzeichnung von 1a
- 16
- Ausleseeinheit
- 17
- Datenverarbeitungseinheit
- 18
- Steuereinheit
- 19
- Steuersignal
- 20
- Streifen von 1
- P1
- Vorschubrichtung
- P2
- Antriebsrichtung
