DE10330756A1 - Fiberous material production for subsequent use with binder for pressing into panels involves mixing wood based fibers and particles with plastic fibers and particles recovered from recycled material - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Faserstoffes nach dem Patentanspruch 1.The The invention relates to a process for producing a pulp according to claim 1.
In
der älteren
Patentanmeldung
Bei derzeit bestehenden Sammelsystemen für Abfallkunststoffe, z.B. Verpackungsmaterial aus Privathaushalten, Joghurtbecher, Schutzhüllen, Einkaufstüten, Flaschen für Reinigungsmittel, Zahnpastatuben usw. werden zumeist Mischkunststoffe erhalten. Sie umfassen neben den üblichen Folien und Kunststoffen aus LDPE, HDPE oder PP oft Folienreste aus Polyamiden, Polycarbonaten, PET oder anderen Kunststoffen. Die quantitative Mengenverteilung der verschiedenen Kunststoffe, die Aufbereitungs- und Sortierbetrieben von Sammelunternehmen übergeben werden, hängt unter anderem vom Sammelverhalten und Qualitätsbewußtsein der Bevölkerung ab. Trotz fortgeschrittener Sortierung läßt sich eine vollständige Trennung der verschiedenen Kunststoffsorten nicht erreichen. Eine sortenreine Trennung zwischen LDPE-Folien von HDPE-Folien läßt sich mit einer Quote von annähernd 95 % erreichen. Daneben existieren jedoch auch Sammelsysteme ausschließlich für LDPE und HDPE-Kunststoffe, bei denen überwiegend Kunststoffolien, die über einen Folienkalander hergestellt werden, gesammelt werden.at currently existing collection systems for waste plastics, e.g. packing material from private households, yogurt cups, protective covers, shopping bags, bottles for cleaning agents, Toothpaste tubes etc. are usually obtained mixed plastics. she include in addition to the usual Films and plastics made of LDPE, HDPE or PP often leave film residues Polyamides, polycarbonates, PET or other plastics. The quantitative Quantity distribution of the various plastics used in the processing and sorting companies are handed over by collecting companies depends other of the collecting behavior and quality consciousness of the population from. Despite advanced sorting can be a complete separation the different types of plastic do not reach. A sorted separation between LDPE films of HDPE films can be with a quota of nearly Reach 95%. In addition, however, there are also collection systems exclusively for LDPE and HDPE plastics, in which predominantly Plastic films over a Foil calenders are produced, collected.
Folien- oder Flaschenfraktionen aus Sammelsystemen werden nach einer optionalen Reinigung und Vorsortierung zerkleinert zu Flakes oder Schnipseln. Um eine ausreichende Transportschüttdichte zu erzielen, werden die Flakes oder Schnipsel in einem sogenannten Agglomerierprozeß zu einem körnigen Gut aufbereitet. Das körnige Gut ist je nach Reinheit und Sortierung sehr gleichmäßig (bei hohem Reinhaltungsgrad der Kunststoffsorten) oder es hat eine sehr ungleichmäßige Struktur sowohl von der Erscheinung als auch von der Konsistenz und der Geometrie des Agglomerats her (hohe Durchmischung verschiedenster Kunststoffsorten von unterschiedlichen Herkunftsquellen, z.B. Mischkunststoffe aus Haushaltssammelsystemen). Bei der Aufbereitung, dem erwähnten Agglomerieren, werden die Flakes oder Schnipsel in einem Rührwerk durch Reibung so erwärmt, daß sie anschmelzen. Durch das in Intervallen durchgeführte Absprühen des erhitzten Agglomerats mit kaltem Wasser entweicht ein Teil der organischen Bestandteile über den Wasserdampf. Gleichzeitig kühlen die angeschmolzenen Folienstücke ab und agglomerieren zu schüttfähigen granulatartigen Gebilden. Das Agglomerat hat eine verhältnismäßig hohe Schüttdichte und ist sehr gut transportierbar.foil or bottle fractions from collection systems are optional Cleaning and pre-sorting comminuted into flakes or schnipseln. In order to achieve a sufficient transport bulk density, be the flakes or snippets in a so-called agglomeration process to a granular good edited. The grainy Good is depending on the purity and sorting very evenly (at high degree of purity of the plastics) or it has a very high uneven structure both the appearance and the consistency and the geometry of the agglomerate ago (high mixing of various types of plastic from different sources of origin, e.g. Mixed plastics Household collection systems). In the processing, the mentioned agglomeration, The flakes or chips are heated in a stirrer by friction so that they melt. By spraying the heated agglomerate at intervals with cold water a part of the organic components escapes via the Steam. Cool at the same time the melted foil pieces from and agglomerate to pourable granular Structures. The agglomerate has a relatively high bulk density and is very easy to transport.
Bei der Substitution von Holzspänen oder -fasern durch Kunststoff ist zu fordern, daß die Kunststoffpartikel in ihrer geometrischen Form und Größe den substituierten Holzpartikeln von Span- oder Faserplatten ähneln, um mit herkömmlichen Holzwerkstoffplatten ähnliche Ergebnisse zu erzielen. Bei Faserwerkstoffen sollte daher der Faseranteil überwiegen und bei Spanwerkstoffen der Spananteil.at the substitution of wood chips or fibers through plastic is to demand that the plastic particles in their geometric shape and size the substituted Wood particles of chipboard or fiberboard are similar to conventional Wood-based panels similar To achieve results. For fibrous materials, therefore, the fiber content should predominate and in the case of chipboard materials the chip rate.
Das allgemein erzeugte Agglomerat liegt in verschiedensten Formen und Größen vor, ist daher als Rohstoff bei der Herstellung von Holzwerkstoffen ungeeignet, da sich beim Durchmischen wegen der unterschiedlichen Größen der Fraktionen ein starkes Entmischungsverhalten zeigt. Plattenwerkstoffe, die mit diesen beiden Fraktionen hergestellt werden, weisen aufgrund lokaler Agglomeratansammlungen zumeist an der Werkstück-Oberfläche ein ungleichmäßiges Oberflächenbild auf und machen die unzureichende Durchmischung beider Fraktionen sichtbar. Zudem ist aufgrund der unzureichenden Durchmischung die Ausbildung eines durchgängigen Kunststoff-Kunststoff- bzw. Kunststoff-Holz-Gefüges mit einer homogenen Gefügestruktur nicht gewährleistet. Außendem sind die gewünschten mechanischen Eigenschaften, wie z.B. Querzugfestigkeit, Biegefestigkeit und auch Verhalten bei Feuchte, wie Quellverhalten und Wasseraufnahme, nicht erreichbar.The commonly produced agglomerate is in a variety of forms and Sizes before, is therefore unsuitable as a raw material in the production of wood-based materials, because when mixing because of the different sizes of Fractions shows a strong separation behavior. Board materials, which are produced with these two fractions, due to local Agglomeratansammlungen usually on the workpiece surface a uneven surface image and make the insufficient mixing of both fractions visible, noticeable. In addition, due to the insufficient mixing the Training a continuous plastic-plastic or plastic-wood structure with a homogeneous microstructure not guaranteed. Außendem are the desired ones mechanical properties, e.g. Transverse tensile strength, bending strength and also behavior in the case of moisture, such as swelling behavior and water absorption, not available.
Wie in der älteren Patentanmeldung bereits beschrieben, wird daher zerkleinertes Agglomerat eingesetzt, wofür verschiedene Mahltechnologien verwendet werden können. Für den Hersteller von Holzwerkstoffen, der auch gemahlenes Kunststoffagglomerat einsetzen will, bleibt nur übrig, entweder gemahlenes Kunststoffagglomerat von dritter Seite zu beziehen oder in eine aufwendige Mahleinrichtung zu investieren.As in the older one Patent application already described, therefore comminuted agglomerate is used, for what different Grinding technologies can be used. For the manufacturer of wood-based materials, who also wants to use ground plastic agglomerate remains only left either ground plastic agglomerate from third party or to invest in a complicated grinder.
Eine ähnliche Problematik ergibt sich bei Herstellern, die Werkstoffe aus anderen Faserstoffen herstellen, z.B. aus Pflanzenfasern, wie aus Flachs oder Hanf oder auch aus Glas oder Carbonfasern. Sollen diese Fasern mit Fasern aus Recycling-Kunststoff gemischt werden zur Herstellung eines entsprechenden Faserwerkstoffs, müßte das Kunststoffagglomerat entweder vom Hersteller selbst vermahlen werden, was eine geeignete Mahleinrichtung erfordert oder gemahlen von dritter Seite bezogen werden, was ebenfalls einen relativ hohen Aufwand erfordert.A similar problem arises with manufacturers who produce materials from other fibers, such as plant fibers, such as flax or hemp or glass or carbon fibers. If these fibers are mixed with fibers made of recycled plastic to produce a corresponding fiber material, the plastic agglomerate would have to be ground either by the manufacturer, which requires a suitable grinder dert or ground be obtained from third party, which also requires a relatively high effort.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Faserstoffes für die Fertigung von Formteilen anzugeben, bei dem der Aufwand für den Einsatz von zerfasertem oder gemahlenem Recycling-Kunststoff deutlich verringert wird.Of the Invention is based on the object, a process for the preparation a fibrous material for the Specify manufacture of molded parts, in which the effort for use of shredded or ground recycled plastic is significantly reduced.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.These The object is solved by the features of claim 1.
Erfindungsgemäß wird einer Partikel- oder Fasermasse einer ersten Gruppe von Partikeln oder Fasern ein Anteil von Kunststoffpartikeln und/oder Kunststoffasern zugemischt mit einer Teilchengröße annähernd der der Partikel oder Fasern der ersten Gruppe, wobei die Kunststoffpartikel und/oder Kunststoffasern durch Zerkleinern und/oder Zerfasern von Rein- oder Mischkunststoffagglomeraten in einem Scheibenrefiner gewonnen werden. Hierbei kann dem Scheibenrefiner während des Zerkleinerungsvorgangs Wasser oder eine andere Flüssigkeit als Schmiermittel zugeführt werden. Scheibenrefiner sind herkömmliche Vorrichtungen, wie sie in der Holzwerkstoff-Industrie zur Zerfaserung von größeren Holzpartikeln bzw. Holzhackschnitzeln umfangreich Verwendung finden. Die Größe der zerkleinerten Kunststoffpartikel wird durch den Abstand der Scheiben eingestellt. Bei gröberem Agglomerat erfolgt gegebenenfalls eine stufenweise Zerkleinerung durch stufenweises Verringern der Scheibenabstände im Refiner.According to the invention is a Particle or fiber mass of a first group of particles or fibers a proportion of plastic particles and / or plastic fibers blended having a particle size approximately equal to the particles or fibers of the first group, wherein the plastic particles and / or plastic fibers by comminution and / or defibering of or mixed plastic agglomerates recovered in a disc refiner become. Here, the disc refiner during the crushing process Water or another liquid supplied as a lubricant become. Disc refiners are conventional devices, such as in the wood-based material industry for defibering larger wood particles or wood chips to find extensive use. The size of the crushed Plastic particles are adjusted by the distance of the discs. With coarser Agglomerate is optionally carried out by a stepwise comminution Gradually reducing the disc gaps in the refiner.
Bei der Zerkleinerung von Kunststoff im Refiner wird zu Kühlungszwecken Wasser zugegeben. Dadurch wird verhindert, daß während des Zerkleinerungsprozesses der Kunststoff anschmilzt und auf den Scheibenflächen verschmiert. Das Wasser wirkt außerdem als Gleit- und Schmiermittel zwischen den Refinerscheiben.at The crushing of plastic in the refiner is used for cooling purposes Water added. This prevents that during the crushing process the plastic melts and smears on the disc surfaces. The water also works as lubricant and lubricant between the refiner discs.
Folienwerkstoffe weisen überwiegend eine lineare Molekülorientierung auf, die durch Streck- bzw. Dehnprozesse bei der Herstellung hervorgerufen wird, z.B. bei Polyethylen- oder Polypropylenfolien. Dies hat zur Folge, daß Agglomerate aus diesem Ausgangskunststoff sich bevorzugt in einer Richtung, nämlich der ursprünglichen Vorzugsrichtung, leichter trennen lassen. Der Zerkleinerungsprozeß von agglomerierten Reinkunststoffagglomeraten im Refiner macht sich diese Eigenschaft zunutze und ermöglicht mit der radialen Rillenähnlichen Struktur der Refinerscheiben, das überwiegend längliche, faserartige Erscheinungsbild der zerfaserten niedrigschmelzenden Reinkunststoffagglomerate. Durch Veränderung des Scheibenabstandes im Refiner wird eine relativ genau definierte Fasergröße erreicht. Somit ist es möglich, die Fasergöße des Agglomeratkunststoffes der Größe der Holzfasern anzupassen, um für den weiteren Herstellungsprozeß eine homogene Gefügestruktur zu erzielen.Film materials predominantly a linear molecular orientation which is caused by stretching or stretching processes in the production, e.g. in polyethylene or Polypropylene films. This has the consequence that agglomerates of this starting plastic prefers in one direction, namely the original one Preferred direction, easier to separate. The crushing process of agglomerated Pure plastic agglomerates in the refiner makes this property use and make possible with the radial groove-like Structure of the refiner discs, which are predominantly oblong, fibrous appearance of defibred low-melting pure plastic agglomerates. By change the disc distance in the refiner is a relatively well-defined Fiber size reached. Thus, it is possible the fiber size of the agglomerate plastic the size of the wood fibers adapt to the further manufacturing process one homogeneous microstructure to achieve.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich auch Mischkunststoffagglomerate zerkleinern. Dabei werden die Mischkunststoffpartikel durch die Bearbeitung im Refiner anteilig zu Partikeln einerseits und zu Fasern andererseits von definierter Größe zerkleinert. Der Anteil der Fasern einerseits und der Partikel andererseits variiert naturgemäß in Abhängigkeit von der Zusammensetzung des Mischkunststoffagglomerates. Je höher der Folienkunststoffanteil im Agglomerat ist, desto größer ist auch der Anteil an Kunststoffasern, die aus dem Refiningprozeß resultieren.With the method according to the invention It is also possible to comminute mixed plastic agglomerates. It will be the mixed plastic particles by processing in the refiner proportionately to particles on the one hand and to fibers on the other hand of defined Size crushed. The proportion of fibers on the one hand and the particles on the other hand varies naturally dependent from the composition of the mixed plastic agglomerate. The higher the Foil plastic content in the agglomerate is the greater also the proportion of plastic fibers resulting from the refining process.
Der Hersteller von Holzwerkstoffen bzw. Formteilen aus Holzwerkstoff, wie Platten oder sonstige Gegenstände kann daher mit Hilfe bereits vorhandener apparative Vorkehrungen den Recycling-Kunststoff im agglomerierten Zustand mit eigenen Mitteln so weit aufbereiten, daß er den gewünschten Substitutionswerkstoff zur Herstellung der Formteile zur Verfügung hat. Die Verwertungsquote von agglomerierten Recyclingkunststoffen ist zur Zeit noch relativ niedrig, da bisher kaum sinnvolle Anwendungen für diese existieren. Der Grund hierfür ist, daß Mischkunststoffe zumeist Stoffinhalte aufweisen, die überhaupt nicht aufschmelzen. Selbst bei hohen Temperaturen ergibt sich häufig nur eine zähfließende Masse, die auch bei steigender Erwärmung nicht dünnflüssig wird. Andererseits enthalten Mischkunststoffe Sorten, die bereits bei 105 bis 115 °C schmelzen. Wird dieser Schmelzpunkt überschritten, zersetzen sich diese Kunststoffe zu Kohlenstoff unter Ausgasung von Kohlendioxid und Wasser.Of the Manufacturer of wood-based materials or molded parts made of wood-based material, Such as plates or other items can therefore with the help already existing equipment the recycled plastic in so far process the agglomerated state with your own resources, that he the wished Substitution material for the production of moldings has available. The recycling rate of agglomerated recycled plastics is currently still relatively low, since so far hardly meaningful applications for this exist. The reason for that is that mixed plastics usually have substance contents that do not melt at all. Even at high temperatures, often only a viscous mass, even with increasing warming does not become fluid. On the other hand, mixed plastics already contain varieties 105 to 115 ° C melt. If this melting point is exceeded, decompose these plastics to carbon with outgassing of carbon dioxide and water.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht beschränkt auf die Anwendung auf Holzwerkstoffe, sondern ist beim Einsatz von anderen Faserrohstoffen, z.B. aus Flachs, Hanf, Glas oder Carbonwerkstoffen gleichermaßen vorteilhaft.The inventive method is not limited on the application to wood-based materials, but is in the use of other fiber raw materials, e.g. made of flax, hemp, glass or carbon materials equally advantageous.
Voraussetzung für das erfindungsgemäße Verfahren ist ein Scheibenrefiner, mit dessen Hilfe Kunstfasermaterial in exakt einstellbarer Größe ohne zusätzliche Mahleinrichtungen hergestellt werden kann, z.B. in der Produktion von Holzwerkstoffplatten mit Kunststoffanteilen oder von sonstigen Formteilen aus Faserwerkstoffen mit Kunststoffanteilen.requirement for the inventive method is a disc refiner, with the help of synthetic fiber material in exactly adjustable size without additional Grinding devices can be produced, e.g. in production of wood-based panels with plastic parts or other Moldings made of fiber materials with plastic components.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn die aus dem Refiner kommenden Kunststoffpartikel oder -fasern im Anschluß getrocknet werden. Die Trocknung kann in industrieüblichen Trocknungseinrichtungen erfolgen, die ebenfalls in Produktionsanlagen zur Herstellung von Holzwerkstoffen zur Verfügung stehen.According to one embodiment of the invention, it is advantageous if the plastic particles or fibers coming from the refiner are subsequently dried. Drying can be carried out in customary drying facilities, which are also available in Production facilities for the production of wood-based materials are available.
Es mag vorteilhaft sein, Kunststoffagglomerat allein im Scheibenrefiner zu zerkleinern bzw. zu zerfasern. Es ist jedoch ebenso gut denkbar, eine Mischung aus gröberen Holzpartikeln und Kunststoffagglomerat in einem Arbeitsgang im Scheibenrefiner zu zerkleinern. Auf diese Weise wird für das Holz sowohl wie für den Kunststoff eine annähernd gleiche Partikelgröße erhalten. Zusätzlich wird eine gute Durchmischung des Kunststoffs mit den Holzpartikeln erreicht.It may be advantageous, plastic agglomerate alone in the disc refiner to shred or to shred. However, it is equally possible a mixture of coarser ones Wood particles and plastic agglomerate in one operation in the disc refiner to crush. In this way, for the wood as well as for the plastic an approximate same particle size obtained. additionally will be a good mixing of the plastic with the wood particles reached.
Nachstehend einige Beispiele für einen Faserwerkstoff, der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt worden ist sowie für das erfindungsgemäße Verfahren.below some examples of a fiber material which has been produced by the process according to the invention is as well as for the inventive method.
Beispiel 1:Example 1:
Zerfaserung von Reinkunststoffen in einem ScheibenrefinerDefibration of pure plastics in a disc refiner
- Kunststoffrohstoff: niedrigschmelzendes Reinkunststoffagglomerat aus Folienresten, Korngröße < 10mmPlastic raw material: low-melting pure plastic agglomerate from film residues, grain size <10mm
- Kühl- und Schmiermittel: Wasser, Temperatur 10°C, 300 % Anteil bezogen auf Menge KunststoffagglomeratCool- and lubricant: water, temperature 10 ° C, based on 300% Amount of plastic agglomerate
Beispiel 2:Example 2:
Zerkleinerung von Mischkunststoffagglomeraten und Holzpartikeln in einem ScheibenrefinerCrushing mixed plastic agglomerates and wood particles in a disc refiner
- Holzrohstoff: Holzpartikel, spanförmig, Länge bis 10 mm, Holzfeuchte ca. 6 %Wood raw material: wood particles, span-shaped, length up to 10 mm, wood moisture about 6 %
- Kunststoffrohstoff: Mischkunststoffagglomerat, Korngröße < 10mmPlastic raw material: Mixed plastic agglomerate, particle size <10mm
- Kühl- und Schmiermittel: Wasser, Temperatur 10°C, 300 % Anteil bezogen auf Menge Holzpartikeln KunststoffagglomeratCool- and lubricant: water, temperature 10 ° C, based on 300% Amount of wood particles plastic agglomerate
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Owner name: CVP CLEAN VALUE PLASTICS GMBH, 21614 BUXTEHUDE, DE |
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