DE19540366A1

DE19540366A1 - Recycling used thermoplastic carpets to form a regranulated sec. fibre reinforced plastic composite prod.

Info

Publication number: DE19540366A1
Application number: DE1995140366
Authority: DE
Inventors: Stephan Dr Ing Schnell; Dieter Prof Dr Ing Wuestenberg; J Prof Dr Ing Karger-Kocsis
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-10-30
Filing date: 1995-10-30
Publication date: 1997-05-15

Abstract

A process for recycling synthetic material carpets or similar waste obtained from used carpets or production waste - comprises melting the waste and adding special reactive substances acting as adhesion-promoting agents to form a sec. plastic product with a fibre-reinforced composite structure.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Recycling von Kunststoffteppichen bzw. gleichartigem Abfall durch Umschmelzen. Durch das Verfahren wird aus dem Tep pichabfall ein Sekundärkunststoff erzeugt, der in seinen Eigenschaften deutlich verbessert ist gegenüber den Eigenschaften, die man bei Aufbereitung mit einem Verfahren erhält, das die besonderen Merkmale der vorliegenden Erfindung nicht besitzt. Das erfundene Verfahren ist bevorzugt geeignet für thermoplastreiche Teppicharten, wie man sie häufig für die Automobilinnenausstattung, aber auch im Gebäudebereich, verwendet.The invention relates to a method for recycling plastic carpets and similar waste by remelting. Through the process, the Tep pichabfall produces a secondary plastic with clear properties is improved compared to the properties that you get when processing with a Method that does not have the special features of the present invention owns. The invented method is preferably suitable for thermoplastic-rich Carpet types that you often find for automotive interiors, but also used in the building area.

Kunststoffteppiche werden in Gebäuden als Bodenbeläge und in Automobilen als Verkleidungsteile, meist als Formteile, eingesetzt. Teppichabfälle fallen nicht nur nach dem Gebrauch als sog. Altteppiche, sondern aus verfahrenstechnischen Gründen auch bei der Produktion von Teppichen in Form von Randstreifen, Formteilrandabschnitten und Fehlproduktionen an. Die gesamte Abfallmenge ist erheblich - mehrere hunderttausend Tonnen pro Jahr in Deutschland.Plastic carpets are used in buildings as floor coverings and in automobiles Cladding parts, mostly used as molded parts. Carpet waste doesn't just fall after use as so-called old carpets, but from process engineering Reasons also in the production of carpets in the form of edge strips, Molding edge sections and faulty productions. The total amount of waste is considerable - several hundred thousand tons a year in Germany.

Die Zusammensetzung der Teppichabfälle wird vorrangig durch die Konstruktion und die Werkstoffzusammensetzung der Teppichprodukte bestimmt. Bei Altteppi chen kommen weitere Stoffe durch die Verschmutzung hinzu. Die Konstruktion der Kunststoffteppiche geht mit dem Herstellungsverfahren einher. Die marktbe deutenden Teppiche werden heute industriell nach 2 Verfahren hergestellt: dem Tufting- und dem Nadelvliesverfahren.The composition of the carpet waste is primarily determined by the construction and determines the material composition of the carpet products. At Altteppi Other substances are added due to the pollution. The construction the plastic carpet goes hand in hand with the manufacturing process. The market interpretive carpets are manufactured industrially according to 2 processes: the Tufting and the needle punch process.

Bei Tuftingteppichen wird die textile Oberschicht, die Nutzschicht, durch Polgarne gebildet, die in ein Trägergewebe bzw. -vlies schlingenförmig zu sog. Polnoppen eingearbeitet und auf der Unterseite des Trägers mit einer Binderschicht fixiert werden. Der vorwiegende Polwerkstoff ist Polyamid (PA). Seltener werden Poly propylen (PP), Polyester (PET), Polyacrylnitril (PAN) und Wolle eingesetzt. Das Trägermaterial besteht üblicherweise aus PP-Bändchengewebe oder aus einem Spinnvlies aus PET-Fasern. Für die Binderschicht wird meist ein carboxylgrup penhaltiger Styrol-Butadien-Kautschuk bzw. -Latex (XSBR), häufig gefüllt mit Kreide, verwendet. In manchen Fällen kommt ein Acrylat-Kautschuk/-Latex (ACM) oder ataktisches Polypropylen (aPP) zum Einsatz.In tufted carpets, the textile top layer, the wear layer, is covered by pile yarns formed, the loop-shaped in a carrier fabric or fleece to so-called. Polnoppen incorporated and fixed on the underside of the carrier with a binder layer will. The predominant pole material is polyamide (PA). Poly are becoming less common propylene (PP), polyester (PET), polyacrylonitrile (PAN) and wool. The Backing material usually consists of PP ribbon fabric or one Spunbond made of PET fibers. A carboxyl group is usually used for the binder layer Pen-containing styrene-butadiene rubber or latex (XSBR), often filled with Chalk, used. In some cases an acrylic rubber / latex comes (ACM) or atactic polypropylene (aPP).

Die Nutzschicht der Nadelvliesteppiche besteht aus Fasern endlicher Länge (i.a. 40-90 mm lang) die zu einem Flor ausgebreitet, mechanisch verfilzt und in einer Binderschicht unterseitig eingebettet und fixiert sind. Es kommen PP- und PET- Fasern und seltener PA-Fasern zum Einsatz. Häufig werden auch Fasern unter schiedlicher Werkstoffe gemischt eingesetzt, so z. B. Mischungen aus PP- und PET- Fasern bei Automobil-Verkleidungsteilen. Die Binderschicht besteht i.d.R. aus XSBR, manchmal mit Kreide gefüllt. Seltener wird ACM als Binder verwendet.The wear layer of the needle-punched carpets consists of fibers of finite length (generally 40-90 mm long) which are spread out into a pile, mechanically matted and in one Binder layer are embedded and fixed on the underside. PP and PET Fibers and more rarely PA fibers are used. Fibers are also often under mixed materials used mixed, such. B. Mixtures of PP and PET Fibers in automotive trim parts. The binder layer usually consists of out XSBR, sometimes filled with chalk. ACM is rarely used as a binder.

In den meisten Fällen werden sowohl die Tufting- wie auch die Nadelvlies-Nutz schicht mit einer oder mehreren Unterschichten versehen. So werden Bodenbeläge überwiegend mit einem Schaum aus Styrol-Butadien-Kautschuk bzw. -Latex (SBR-Schaum) beschichtet. Seltener sind Rückenschäume aus Naturlatex, Polyure than (PUR) und Polyvinylchlorid (PVC). Tuftingbeläge können alternativ mit einem textilen Zweitrücken, ein Gewebe oder Vlies, meist aus PP, ausgestattet sein. Auto mobil-Verkleidungsteile, die besonders formstabil sein sollen, erhalten eine Ther moplastbeschichtung aus PP oder Polyethylen (PE), die häufig mit einem Vlies aus PET oder PP bedeckt ist. Zusätzliche schalldämmende Eigenschaften können durch sog. Masse/Feder-Konstruktionen erreicht werden. Als ruhende Masse dient eine Schwerschicht aus schwerspatgefülltem Ethylen-Propylen-Dien-Copolymer (EPDM) und/oder Ethylen-Vinylacetat-Copoylmer (EVA). Die Funktion der Feder kann ein voluminöses Baumwoll-Wirrfaservlies oder ein PUR-Schaum übernehmen.In most cases, both the tufting and the needle fleece are used layer with one or more sub-layers. So are floor coverings predominantly with a foam made of styrene-butadiene rubber or latex (SBR foam) coated. Back foams made of natural latex, polyure are less common than (PUR) and polyvinyl chloride (PVC). Tufting coverings can alternatively be used with a textile back, a fabric or fleece, usually made of PP. Car Mobile cladding parts that are supposed to be particularly dimensionally stable are given a Ther Moplastic coating made of PP or polyethylene (PE), often with a fleece covered with PET or PP. Additional soundproofing properties can can be achieved by so-called mass / spring constructions. Serves as a resting mass a heavy layer of heavy spar-filled ethylene-propylene-diene copolymer (EPDM) and / or ethylene vinyl acetate copolymer (EVA). The function of the spring can take over a voluminous tangled cotton fleece or a PUR foam.

Altteppiche können außer den genannten Konstruktions-Werkstoffen Schmutz stoffe, wie z. B. Sand, Erde, oder auch Klebstoff- und Estrichreste bei ehemals ver klebten Bodenbelägen, enthalten.In addition to the construction materials mentioned, old carpets can also be dirty fabrics such as B. sand, earth, or adhesive and screed residues at former ver glued flooring.

Das Recycling der Teppichabfälle ist aufgrund der beschriebenen, inhomogenen und vielfältigen Zusammensetzung schwierig. Bei vielen Verfahren werden nur Anteile der Teppichabfälle verwertet, so bei der energetischen Verwertung, d. h. Verbrennung, wo nur die Kunststoffasern und organischen Bestandteile des Tep pichbinders und der -beschichtung einen Heizwert liefern und die Füllstoffe als Schlackerückstand anfallen. Auch bei der Hydrolyse, ein von der BASF in den USA angewandtes rohstoffliches Verfahren für PA-6-Tuftingteppiche, werden nur die Fasern durch Rückumwandlung des PA 6 in seine Grundbausteine, das Caprolac tam, verwertet. Ebenso verhält es sich bei den in der Textilbranche bekannten Reißverfahren, da auch sie nur zur Rückgewinnung und zum Wiedereinsatz der Fasern dienen. The recycling of carpet waste is due to the inhomogeneous described and diverse composition difficult. With many procedures only Proportions of carpet waste recycled, for example for energy recovery, d. H. Combustion where only the synthetic fibers and organic components of the tep pichbinders and the coating supply a calorific value and the fillers as Slag residue accumulate. Also in hydrolysis, one from BASF in the USA only the raw material process used for PA-6 tufted carpets Fibers by converting the PA 6 back into its basic building blocks, the Caprolac tam, recycled. The same applies to those known in the textile industry Tearing process, since they are only for the recovery and reuse of the Fibers serve.

Neben dem Reißverfahren gibt es noch eine Reihe anderer Möglichkeiten der werkstofflichen Verwertung von Teppichabfällen, d. h. der Verwertung durch Um formen und/oder Umschmelzen, ohne dabei die jeweilige Werkstoffstruktur aufzu lösen. Das Umschmelzen eignet sich v.a. für thermoplastreiche Teppichabfälle. Bei anderen Teppichabfällen sollten zuvor die nichtthermoplastischen Bestandteile, wie z. B. der SBR- oder PUR-Schaum entfernt werden.In addition to the tear process, there are a number of other options recycling of carpet waste, d. H. recovery by order shaping and / or remelting without opening up the respective material structure to solve. Remelting is particularly suitable. for thermoplastic carpet waste. At other carpet waste, the non-thermoplastic components, such as B. the SBR or PUR foam can be removed.

Beim Umschmelzen der betreffenden Kunststoffteppichabfälle besteht allerdings das Problem, daß die verschiedenen in den Teppichverbundsystemen enthaltenen Thermoplaste nicht miteinander verträglich sind. Es tritt dadurch ein Mehrphasen system auf, bei dem die einzelnen Komponenten das bestreben haben, möglichst große zusammenhängende Phasen (Bereiche gleicher Polymerart) zu bilden, so daß der Grad der Durchmischung bzw. Durchdringung der Komponenten nur gering ist. Materialien mit einer derartigen Morphologie (inneren Werkstoffstruktur) sind deshalb i.d.R. relativ spröde. Herrscht zwischen den Phasen zusätzlich noch un zureichende Haftung, was bei unverträglichen Mischungen meist der Fall ist, sind darüberhinaus auch die Festigkeit und Schlagzähigkeit nur gering.However, when the plastic carpet waste in question is remelted the problem that the various contained in the carpet composite systems Thermoplastics are not compatible with each other. A multi-phase occurs as a result system in which the individual components strive, if possible to form large coherent phases (areas of the same type of polymer) so that the degree of mixing or penetration of the components is only low. Materials with such a morphology (internal material structure) are therefore usually relatively brittle. In addition, between the phases sufficient liability, which is usually the case with incompatible mixtures moreover, the strength and impact resistance are only low.

Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Verfahren zu schaffen, mit dessen Hilfe die beschriebenen Nachteile beim Umschmelzen der Teppich- Kunststoffmischungen kompensiert und die spezifischen Eigenschaften der ver schiedenen Mischungskomponenten synergetisch ausgenutzt werden können, so daß Sekundärkunststoffe mit deutlich verbesserten Werkstoffeigenschaften entstehen.The present invention has for its object to provide a method with the help of which the disadvantages described when remelting the carpet Compensates plastic mixtures and the specific properties of ver different mixture components can be used synergistically, so that Secondary plastics with significantly improved material properties are created.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit einem Verfahren, das durch 2 Erfindungs merkmale gekennzeichnet ist. 1. Erfindungsmerkmal: Das Verfahren macht sich die Tatsache zunutze, daß die verschiedenen Thermoplaste des Teppichverbund systems stark unterschiedliche Schmelz- bzw. Erweichungstemperaturen besitzen. PE schmilzt im Bereich von 140-150°C, PP bei etwa 165°C, PA im Bereich von 230-260°C, je nach spezieller PA-Sorte, und PET erst oberhalb von 250°C. Bei dem Verfahren ist nun erfindungsgemäß die Umschmelztemperatur nach oben begrenzt - die Grenze liegt bei etwa 200°C. Dadurch bleiben die PA - und PET-Fasern in ihrer Struktur, d. h. in Faserform, weitgehend erhalten, da sie nicht schmelzen. In der Folge lassen sich die günstigen mechanischen Eigenschaften der PA- und PET- Fasern, wie hohe Steifigkeit, Festigkeit und Wärmeformbeständigkeit ausnutzen. Dazu muß allerdings die Voraussetzung erfüllt sein, daß zwischen der Matrix, also den aufgeschmolzenen Komponenten, wie PE und PP, und den eingebetteten Fasern eine gute Haftung besteht. Die durch Bauteilbelastungen hervorgerufenen Span nungen bzw. Kräfte können dann von der Matrix auf die Fasern übertragen und von diesen aufgenommen werden. Die Erfüllung dieser Voraussetzung ist das 2. Erfindungsmerkmal des Verfahrens, denn es ist bekannt, daß Polyolefine - dazu zählen PE und PP - unpolar sind und deshalb normalerweise schlecht an anderen Stoffen, so auch an PA und PET, haften. Bei dem Verfahren wird die gute Haftung durch eine chemische Modifizierung der polyolefinischen Matrix erreicht und zwar dadurch, daß mit Hilfe spezieller reaktiver Substanzen auf die polyolefinischen Makromoleküle der Matrix Carbonsäuren, wie Acrylsäure oder Maleinsäurean hydrid, gepfropft werden. Da die Carbonsäuren gleichzeitig in der Lage sind, auch mit bestimmten Gruppen der PA- bzw. PET-Moleküle chemische Reaktionen, also kovalente Bindungen, und/oder physikalische Wechselwirkungen, z. B. Wasserstoff brücken, einzugehen, kommen die gewünschten hohen Haftkräfte zwischen der Matrix und den Fasern zustande. Die reaktiven Substanzen wirken somit als Haft vermittler. Die nach oben begrenzte Umschmelztemperatur ( 200°C) ist auch für die chemische Modifizierung eine wichtige Voraussetzung, denn dadurch schmelzen, wie bereits erläutert, nur die polyolefinischen Mischungskomponenten (PE, PP), so daß die Pfropfungsreaktionen gezielt nur mit diesen stattfinden. Würden demgegen über bei hohen Verarbeitungstemperaturen auch die Faserkomponenten (PA, PET) aufschmelzen, könnte es zu nachteiligen Nebenreaktionen kommen.This problem is solved with a method by 2 inventions is marked. 1. Feature of the invention: The process is done take advantage of the fact that the various thermoplastics of the carpet composite systems have very different melting or softening temperatures. PE melts in the range of 140-150 ° C, PP at about 165 ° C, PA in the range of 230-260 ° C, depending on the special PA grade, and PET only above 250 ° C. In which According to the method, the remelting temperature is now capped - The limit is around 200 ° C. This keeps the PA and PET fibers in their structure, d. H. in fiber form, largely preserved as they do not melt. In As a result, the favorable mechanical properties of the PA and PET Utilize fibers such as high rigidity, strength and heat resistance. To do this, however, the requirement must be met that between the matrix, ie the melted components, such as PE and PP, and the embedded fibers there is good liability. The chip caused by component loads Power or forces can then be transferred from the matrix to the fibers and be taken up by them. The fulfillment of this requirement is the 2nd Invention feature of the method, because it is known that polyolefins - this count PE and PP - are non-polar and therefore usually bad on others Fabrics, including PA and PET, adhere. In the process, the good adhesion achieved by chemical modification of the polyolefinic matrix in that with the help of special reactive substances on the polyolefinic Macromolecules of the matrix carboxylic acids such as acrylic acid or maleic acid hydride to be grafted. Since the carboxylic acids are capable of at the same time, too chemical reactions with certain groups of the PA or PET molecules covalent bonds, and / or physical interactions, e.g. B. hydrogen bridging to enter, the desired high adhesive forces come between the Matrix and the fibers. The reactive substances thus act as detention mediator. The upper melting point (200 ° C) is also for chemical modification is an important requirement because it melts, as already explained, only the polyolefinic blend components (PE, PP), see above that the grafting reactions take place only with these. Would mind via at high processing temperatures also the fiber components (PA, PET) melt, there could be adverse side reactions.

Die Besonderheit des Verfahrens ist somit, daß mit dessen Hilfe aus den Kunst stoffteppichabfällen faserverstärkte Verbundkunststoffe erzeugt werden können. Die chemischen Modifizierungsreaktionen erhöhen dabei die Festigkeit der Sekun därkunststoffe deutlich. Allerdings kann damit eine Reduzierung der Dehnbarkeit verbunden sein. Um diesem Nachteil entgegenzuwirken bzw. um die Dehnbarkeit und Zähigkeit allgemein zu steigern, ermöglicht das Verfahren weiterhin, daß Ela stomere, wie z. B. Styrol-Butadien-Styrol (SBS), beim Umschmelzen zugemischt werden können.The peculiarity of the process is thus that with the help of art carpet waste fiber-reinforced composite plastics can be generated. The chemical modification reactions increase the strength of the seconds intestinal plastics clearly. However, this can reduce stretchability be connected. To counteract this disadvantage or to expand and increasing toughness in general, the method further enables Ela stomers, such as B. styrene-butadiene-styrene (SBS), mixed during remelting can be.

Die Ausführung des Umschmelzverfahrens erfordert mehrere Verfahrensschritte. Die Kunststoffteppichabfälle werden im ersten Schritt zu etwa Fünfmarkstück großen Schnitzeln zerkleinert. Dazu eignen sich spezielle Rotationsschneidmühlen, z. B. sog. Trogschneidmühlen. Bei Altteppichabfall sollte danach eine Reinigung stattfinden, um zumindest die festen Fremdstoffe, wie Sand, Erde etc. zu entfer nen. Aus energetischen und damit wirtschaftlichen Gesichtspunkten sind trockene Reinigungsverfahren zu bevorzugen, die, ähnlich wie beim Teppichklopfen, die Fremdstoffpartikel aus dem Textilverbund herauslösen. Die mechanische Verfah renstechnik bietet dazu verschiedene Möglichkeiten, z. B. spezielle Hammermühlen. The remelting process requires several process steps. In the first step, the plastic carpet waste becomes about five marks crushed large chips. Special rotary granulators are suitable for this, e.g. B. so-called trough cutting mills. In the case of old carpet waste, cleaning should then take place take place in order to remove at least the solid foreign substances such as sand, earth etc. nen. From an energetic and therefore economic point of view, they are dry Prefer cleaning methods that, similar to carpet tapping, the Remove foreign matter particles from the textile composite. The mechanical process renstechnik offers various options, e.g. B. special hammer mills.

Die 2. bzw. 3. Verfahrensstufe ist das Agglomerieren der Teppichschnitzel. Da durch wird ein granulatförmiges, gut riesel- und dosierfähiges Schüttgut erzeugt und die Schüttdichte des Teppichmaterials erhöht. Dieser Prozeß ist auch dadurch gekennzeichnet, daß er die Thermoplaste nur wenig belastet bzw. schädigt, sofern die Maschinenparameter richtig eingestellt sind. Die Kunststoffpartikel bzw. Fasern werden dann quasi nur angesintert - ein Vorteil, der es gleichzeitig ermöglicht, die PA- und PET-Fasern in ihrer Struktur, d. h. in Faserform, zu erhalten. Zum Agglo merieren existieren eine Reihe unterschiedlicher Maschinensysteme. Sehr gut geeignet sind solche, die nach dem Friktionsprinzip arbeiten.The 2nd or 3rd process stage is the agglomeration of the carpet chips. There a granular, easily pourable and meterable bulk material is generated and increases the bulk density of the carpet material. This process is also because of this characterized in that it only slightly pollutes or damages the thermoplastics, provided that the machine parameters are set correctly. The plastic particles or fibers are then practically only sintered on - an advantage that enables the PA and PET fibers in their structure, d. H. in fiber form. To the agglo A number of different machine systems exist. Very good suitable are those that work on the friction principle.

Im nächsten Schritt folgt das Compoundieren. Die Teppichkunststoffmischungen werden hier mit Hilfe der zugegebenen reaktiven Substanzen (Haftvermittler) che misch modifiziert. Gleichzeitig können weitere eigenschaftsverbesserende Additive, wie die o.g. Elastomere, zugemischt und eingearbeitet werden. Für diese Verfahrens aufgaben verwendet man üblicherweise Zweischneckenextruder bzw-. -kneter. Das Agglomerat und die Additive werden diesem über spezielle Dosiergeräte zugegeben, wobei eine möglichst hohe Dosiergenauigkeit anzustreben ist. Diese Forderung begründet die Notwendigkeit des Agglomerierens als Vorstufe des Compoundierens. Um die Leistungsfähigkeit des Extruders voll auszunutzen, werden i.d.R. Granu late mit einer Schüttdichte zwischen 400 und 600 kg/m³ verwendet. Die Schütt dichte von Teppichschnitzeln (zerkleinerter, nicht agglomerierter Teppichabfall) liegt aber weiter unter diesen Werten. Die Alternative wäre das direkt Zuführen der Teppichschnitzel über Stopfvorrichtungen. Nachteil dieser Systeme ist jedoch der hohe tangentiale Druck auf die Extruderschnecken, der zu einer Verbiegung und im Extremfall zum Bruch der Wellen führen kann. Abgesehen davon sind die o.g. Dosieranforderungen mit diesem Konzept kaum einzuhalten.The next step is compounding. The carpet plastic mixtures here with the help of the added reactive substances (adhesion promoters) mixed modified. At the same time, other property-improving additives, like the above Elastomers, mixed and incorporated. For this procedure tasks are usually used twin screw extruder or. kneader. The Agglomerate and the additives are added to it via special dosing devices, whereby the highest possible dosing accuracy is desirable. This requirement justifies the need for agglomeration as a preliminary stage of compounding. In order to take full advantage of the performance of the extruder, usually Granu late with a bulk density between 400 and 600 kg / m³. The bulk density of carpet chips (shredded, non-agglomerated carpet waste) but is still below these values. The alternative would be direct feeding the shredded carpet over darning devices. However, the disadvantage of these systems is the high tangential pressure on the extruder screws, which leads to a bend and in extreme cases can lead to breakage of the waves. Apart from that, they are o.g. Dosing requirements with this concept can hardly be met.

Um die PA- bzw. PET-Fasern auch beim Compoundieren in ihrer Struktur, d. h. in Faserform zu erhalten, muß das Verfahrensteil und die Schneckengeometrie des Zweischneckenextruders entsprechend ausgelegt sein. Die Schneckengeometrie darf erfindungsgemäß keine Zonen mit großer Scherung enthalten, da sonst durch die hohe Friktion die PA- und PET-Fasern aufschmelzen würden. Knetelemente mit hoher Scherwirkung sind deshalb ungeeignet. Aus dem gleichen Grund darf auch die Temperatur des Schneckenzylinders 200°C nicht übersteigen. Gegen Ende des Verfahrensteils sollte eine Vakuumentgasung stattfinden, um die flüchtigen, nieder molekularen Substanzen, also auch die ungebundenen Reaktionsreste, zu entfernen. Das Verfahrensteil ist außerdem ausreichend lang zu dimensionieren, damit die Verweilzeiten für die Polymermassen im Verfahrensteil für die chemischen Reak tionen genügend lang sind.In order to structure the PA or PET fibers even when compounding, i.e. H. in To obtain fiber form, the process part and the screw geometry of the Twin-screw extruder can be designed accordingly. The screw geometry may According to the invention do not contain zones with high shear, otherwise through the high friction would melt the PA and PET fibers. Kneading elements with high shear are therefore unsuitable. For the same reason, too the temperature of the screw cylinder does not exceed 200 ° C. Towards the end of In the process part, vacuum degassing should take place in order to reduce the volatile to remove molecular substances, including the unbound reaction residues. The process part must also be dimensioned sufficiently long so that the Residence times for the polymer masses in the process part for the chemical reac ions are long enough.

Am Ende des Compoundierprozesses wird das abgekühlte Polymermaterial granu liert, so daß man ein in der Kornform und Schüttdichte gleichmäßiges Granulat bzw. Regranulat erhält. Dieses Regranulat stellt den verwertbaren Sekundär kunststoff dar. Zur Verwertung sind die üblichen Kunststoffverarbeitungsmethoden, wie Heißpressen, Extrusion, Kalandrieren, Spritzgießen etc., geeignet.At the end of the compounding process, the cooled polymer material becomes granular liert, so that one in the grain shape and bulk density uniform granules or regranulate. This regranulate is the usable secondary plastic. The usual plastic processing methods, such as hot pressing, extrusion, calendering, injection molding etc., are suitable.

Das erfindungsgemäß gestaltete Verfahren besitzt gegenüber anderen Verfahren, die die Kunststoffmischungen vollständig aufschmelzen, den Unterschied, daß die Aufbereitung auf einem tieferen Temperaturniveau, d. h. bei rund 200°C, erfolgt. Wollte man demgegenüber die Teppichkunststoffmischung, wie allgemein üblich, vollständig aufschmelzen, müßte die Umschmelztemperatur mindestens 260°C be tragen. Aus diesem Unterschied resultieren mehrere Vorteile für das erfundene Verfahren. Diese sind:Compared to other processes, the process designed according to the invention has which completely melt the plastic mixtures, the difference that the Preparation at a lower temperature level, d. H. at around 200 ° C. On the other hand, if you wanted the carpet plastic mixture, as is common practice, melt completely, the remelting temperature should be at least 260 ° C carry. This difference results in several advantages for the invented Method. These are:

- A composite material is created that uses the PA or PET component as a Ver contains reinforcing fiber.
- The plastics are less thermally damaged, which in particular which has a positive effect in the case of carpet binders made of styrene-butadiene rubber.
- The risk of hydrolytic degradation of PET is reduced to a minimum. The carpet waste does not have to be pre-dried, which is the case with the Processing of PET (processing temperature 260 - 280 ° C normally is required.
- The finishing agents on the carpet fibers run at a processing temperature less than or equal to 200 ° C for no significant damage to PA or PET. At a processing temperature in the range of the melting temperature of PA or PET is the opposite.
- The costs for the reactive substances required as adhesion promoters are right relatively low. Compared to processes in which special copolymers as Compatible with completely melted incompatible plastic Mixtures can be used, the expenses for the reactive Substances be 10 times less.

Anhand der folgenden beiden Ausführungs- bzw. Anwendungsbeispiele wird das erfundene Umschmelzverfahren weiter verdeutlicht.Based on the following two design and application examples fused remelting process further clarified.

Execution and application examples

Im 1. Beispiel wurde das Verfahren auf Nadelvliesteppich-Produktionsabfall ange wendet. Gegenstand des 2. Beispiels sind Nadelvlies-Altteppiche aus Altautos. Mit beiden Abfallsorten wurden die erläuterten Verfahrensschritte durchgeführt.In the first example, the process was based on needle-punch carpet production waste turns. The second example concerns needle-punched old carpets made from old cars. With The process steps explained were carried out for both types of waste.

Die Altteppiche bzw. die Schnitzel nach der Zerkleinerung wurden zur Trockenrei nigung mit einer speziellen Hammermühle behandelt. Dadurch konnte die partikel förmige Schmutzfracht (Sand, Erde etc.) von rund 33 Gew.-% auf 3 Gew.- % reduziert werden.The old carpets or the schnitzel after shredding became dry eggs treated with a special hammer mill. This allowed the particles shaped dirt load (sand, earth, etc.) reduced from around 33% by weight to 3% by weight will.

Die Agglomeration der beiden zerkleinerten und im Fall der Altteppiche vorgerei nigten Teppichabfallsorten erfolgte mit einer nach dem Friktionsprinzip arbeiten den Maschine. Die Betriebsparameter der Maschine wurden so eingestellt, daß die Agglomerate einerseits riesel- und dosierfähig waren und andererseits thermisch wenig belastet waren, damit die in den Mischungen enthaltenen PA- und/oder PET-Fasern in ihrer Struktur, d. h. als Fasern, erhalten blieben. So überstieg die Materialtemperatur in beiden Fällen den Wert von 200°C nicht.The agglomeration of the two shredded and, in the case of the old carpets, pre-made Carpet waste types have been worked with according to the friction principle the machine. The operating parameters of the machine were set so that the Agglomerates were free-flowing and meterable on the one hand and thermally on the other were little burdened so that the PA and / or contained in the mixtures PET fibers in their structure, d. H. as fibers, were preserved. So she exceeded Material temperature in both cases not the value of 200 ° C.

Die durch eine chemische Analyse an den Agglomeraten ermittelte Zusammen setzung der beiden Abfallsorten ist:The total determined by chemical analysis on the agglomerates The two types of waste are:

Zum Compoundieren der beiden Abfall- bzw. Agglomeratsorten wurde ein Zwei schneckenextruder genutzt. Dieser Prozeßschritt erfolgte unter folgenden Einstellungen:A two was used to compound the two types of waste or agglomerate screw extruder used. This process step was carried out under the following settings:

Schneckendurchmesser D: 25 mm
Schneckenlänge L/D: 38
Düse (Austrittsöffnung): 1 Rundloch, ⌀ 4 mm
Durchsatzleistung: 10 kg/h
Schneckendrehzahl: 400 min^-1
Temperatur Schneckenzylinder: 190°CScrew diameter D: 25 mm
Screw length L / D: 38
Nozzle (outlet opening): 1 round hole, ⌀ 4 mm
Throughput: 10 kg / h
Screw speed: 400 min ^-1
Screw cylinder temperature: 190 ° C

Die Schneckengeometrie und Verfahrensteilkonfiguration wurde speziell auf den Prozeß abgestimmt.The screw geometry and process part configuration was specially designed for the Process coordinated.

Zur chemischen Modifizierung der beiden Teppichkunststoffmischungen wurden reaktive Substanzen (Haftvermittler) mit einer Menge kleiner 5%, bezogen auf das Gewicht des Ausgangsmaterials, d. h. der Agglomerate, verwendet. Die Zugabe der reaktiven Substanzen erfolgte durch Trockenmischen mit dem Agglomerat vor der Eindosierung in den Einlauf des Zweischneckenextruders.For the chemical modification of the two carpet plastic mixtures reactive substances (adhesion promoters) with an amount less than 5%, based on the Weight of starting material, d. H. the agglomerates used. The addition of the reactive substances took place by dry mixing with the agglomerate before Dosing in the inlet of the twin-screw extruder.

Zur Erhöhung der Dehnbarkeit der Recyclingmaterialien hat sich das Elastomer Styrol-Butadien-Styrol (SBS) bewährt. Das granulatförmige Copolymer wurde dem Compoundierprozeß separat über ein weiteres Dosiergerät zugeführt.The elastomer has been used to increase the elasticity of the recycling materials Styrene-butadiene-styrene (SBS) has proven itself. The granular copolymer was the Compounding process fed separately via another dosing device.

Die Regranulate wurden nach dem Stranggranulierverfahren erzeugt.The regranulates were produced by the strand pelletizing process.

Zur Prüfung der mechanischen Eigenschaften der Regranulate wurden spritzgegos sene Probekörper (Schulter- und Rechteckstäbe) sowie Formteile hergestellt. Auch bei diesem Prozeßschritt betrug die Verarbeitungstemperatur nicht mehr als 200°C.Injection-molded was used to test the mechanical properties of the regranulates test specimens (shoulder and rectangular bars) and molded parts. Also in this process step, the processing temperature was not more than 200 ° C.

Der Vergleich der Eigenschaften mit Regranulaten, die ohne die o.g. Additive er zeugt wurden, zeigte, daß durch den Einsatz der als Haftvermittler wirkenden reaktiven Substanzen die Festigkeit der Mischungen deutlich zunimmt und das verwendete Elastomer für eine gute Dehnbarkeit und Schlagzähigkeit sorgt. Die Festigkeit und Formgenauigkeit der mit Standardmaschinen spritzgegossenen, handelsüblichen Formteile erlaubten die direkte Herstellung von marktfähigen Produkten, ohne Modifikation der ursprünglich für PP- bzw. ABS-Neuware ausge legten Spritzgießformen.The comparison of the properties with regranulates without the above Additives he were shown, showed that through the use of those acting as adhesion promoters reactive substances the strength of the mixtures increases significantly and that The elastomer used ensures good elasticity and impact resistance. The Strength and dimensional accuracy of the injection molded with standard machines Commercial molded parts allowed the direct production of marketable Products without modification of the original for PP or ABS new goods put injection molds.

Claims

1. A process for recycling plastic carpets or similar waste, which arises in carpet production as so-called production waste and after carpet use as so-called old carpet waste, characterized in that the carpet waste is melted by adding special reactive substances which act as adhesion promoters a secondary plastic with a fiber composite structure is processed.

2. The method according to claim 1, characterized in that the remelting or processing temperature during the entire Process or with each process step a certain limit, which is about 200 ° C, does not exceed.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that by adding the reactive substances acting as adhesion promoters the melted components are chemically modified, whereby the matrix / fiber decisive for the strength of the composite Liability is significantly improved.

4. The method according to claim 1, 2 and 3, characterized in that as adhesion promoters carboxylic acids, such as acrylic acid and maleic anhydride, be used.

5. The method according to claim 1, 2, 3 and 4, characterized in that to increase elasticity and toughness elastomers when remelting be added.