DE3929584A1 - Delamination of laminated punching plates - immersion in incompressible fluid and application of ultrasonic waves ensures free sepn. of steel plates from laminated facings - Google Patents

Delamination of laminated punching plates - immersion in incompressible fluid and application of ultrasonic waves ensures free sepn. of steel plates from laminated facings

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Abstract

Delamination of laminated structures (A) whose individual layers are adhesively bonded together can be achieved by immersion in an incompressible liquid, typically water or caustic soda soln. at 60-95 deg C then subjecting it to ultrasonic sound waves at 15000-50000 Hz. USE/ADVANTAGE - (A) is necessary in eg the mfr of cartons where male and female punching tools are used. The female is formed of a steel plate to which an upper layer is laminated. The latter is subjected to high stresses by the male punch. When the upper layer of plastic, cardboard or similar is worn, recovery of the expensive steel plate is necessary for reuse. Changes in tool design also require removal of the upper layer. Easier removal of the upper layer is achieved without mechanical aid, thereby avoiding damage.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Delamination von Lamimaten, deren Lagen mittels eines Klebers miteinander verbunden sind.The invention relates to a method for delamination of lamimats, the layers of which are glued are interconnected.

Laminate sind mehrlagige Folien, Bänder oder Platten, deren Lagen insbesondere durch Kleben miteinander ver­ bunden sind. Dabei können die Lagen aus jeweils unter­ schiedlichen Werkstoffen wie beispielsweise Metall, Kunststoff, Faserwerkstoffen, mineralischen Werkstoffen oder Holz bestehen. Da Laminate meist technisch an­ spruchsvollen Anwendungen unterliegen, kommt neben den werkstoffspezifischen Eigenschaften der Lagen der Halt­ barkeit der Verklebung große Bedeutung zu. So kommen zur Befriedigung der Anwendungserfordernisse Kleber bzw. Klebsysteme zum Einsatz, deren Haltbarkeit oder Kleb­ kraft eine Delamination oder Trennung der Lagen vonein­ ander nur unter großem Aufwand - meist nur unter Zer­ störung wünschenswert wiederverwertbarer Lagen - zu­ lassen.Laminates are multi-layer foils, tapes or plates, the layers of which are connected to one another in particular by gluing. The layers can each consist of different materials such as metal, plastic, fiber materials, mineral materials or wood. Since laminates are usually subject to demanding technical applications, the durability of the bond is of great importance in addition to the material-specific properties of the layers. Thus, the application requirements adhesive or adhesive systems come to meet for use, their durability or adhesive force delamination or separation of the layers vonein other only at great expense - generally only under failure cerium desirable recyclable layers - to have.

In der Kartonagenfertigung kommen Stanzwerkzeuge zur Verwendung, die aus einer Stanzform und Stanzplatte be­ stehen. Die Stanzform trägt Messer, die aus Kartonbögen Faltschachteln nach einem bestimmten Muster zuschneiden und Stanzorgane (Patrizen), die mit Rillungen in Zu­ richtungen (Matrizen) auf der Stanzplatte zur Bildung vom Biegelinien zum Zwecke der Faltbarkeit eines ausge­ stanzten und damit zugeschnittenen Kartonrohlings zusam­ menwirken. Bei der Stanzplatte handelt es sich um ein mechanisch hochbeanspruchtes Laminat, indem auf eine me­ chanisch sehr genau bearbeitete, planparallele Stahl­ platte als Zurichtung eine Schicht aus Kunststoff, Hart­ faserpappe oder Preßspan vermittels eines Klebers hoher Klebkraft - aus Gründen der hohen Beanspruchung der Zu­ richtung - aufkaschiert ist. Dieser Materialverbund ist zu trennen, wenn sich der Ersatz der Zurichtung bei­ spielsweise durch Erschöpfung seiner Wirksamkeit oder die Wiederverwendung der kostspieligen Stahlplatte mit einer bezüglich Rillungen neugestalteter Zurichtung auf­ drängt. Klebstoffbedingt gestaltet sich die Trennung schwierig, da sie sich nur durch mechanischen Abtrag der Zurichtung zumeist unter Verwendung von Lösungsmitteln, überwiegend kohlenwasserstoffhaltigen Lösungsmitteln, vollenden läßt, wenn wasserunlösliche Kleber zur Ka­ schierung verwendet wurden.Punching tools that consist of a punching die and punching plate are used in cardboard box production. The cutting form carries knives that cut cardboard sheets out of folding boxes according to a certain pattern and punching elements (patrices) that interact with creases in directions (matrices) on the punching plate to form bending lines for the purpose of folding a punched out and thus cut cardboard blank. The punching plate is a mechanically highly stressed laminate, in that a layer of plastic, hardboard or pressboard is used as a dressing on a mechanically very precisely machined, plane-parallel steel plate by means of an adhesive with high adhesive strength - due to the high stress on the device - is laminated. This composite material is to be separated if the replacement of the dressing is forced upon, for example by exhaustion of its effectiveness or the reuse of the expensive steel plate with a dressing redesigned with regard to creasing. Adhesive-related separation is difficult because it can only be accomplished by mechanical removal of the finish, usually using solvents, predominantly hydrocarbon-containing solvents, when water-insoluble adhesives have been used for the coating.

Der mechanische Abtrag ist zeitaufwendig und schließt Beschädigungen der Stahlplatten nicht aus. Ferner ist die gegebenenfalls gleichzeitige Verwendung von Lösungs­ mitteln, insbesondere kohlenwasserstoffhaltigen Lösungs­ mitteln, z. B. aus arbeitshygienischen Gründen problema­ tisch.Mechanical removal is time-consuming and closes Damage to the steel plates does not occur. Furthermore is the possible simultaneous use of solutions agents, especially hydrocarbon-containing solutions means, e.g. B. problematic for occupational hygiene reasons table.

Angesichts dieser Gegebenheiten hat sich der Erfinder das Ziel gesetzt, ein Verfahren zur Delamination von La­ minaten zu schaffen, bei dem die Anwendung des mechani­ schen Abtrages und gegebenenfalls die Verwendung von Lö­ sungsmitteln, insbesondere kohlenwasserstoffhaltigen Lö­ sungsmitteln entfällt, um so einer Wiederverwertung zu­ führbare unbeschädigte Laminatteile zu erhalten, wobei auch die Verwendung von Lösungsmitteln der genannten Art mit den damit einhergehenden Unzulänglichkeiten vermie­ den werden soll.In view of these circumstances, the inventor has set the goal of a process for delamination of La to create minates in which the application of the mechani  deduction and if necessary the use of Lö solvents, especially hydrocarbon-containing solvents means there is no need for recycling so that it can be recycled obtainable undamaged laminate parts, whereby also the use of solvents of the type mentioned with the associated shortcomings that should be.

Die Lösung dieser Aufgabe wird dadurch erzielt, daß das Laminat in ein inkompressibles Medium eingebracht und auf das inkompressible Medium Ultraschallwellen zur Ein­ wirkung gebracht werden. Damit ist die Trennung von La­ minatlagen ohne Zuhilfenahme mechanischer Hilfsmittel durch Schwingungsanregung der Klebstoffmoleküle und da­ mit Aufgabe ihrer Bindungswirkung möglich. Besondere Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen gekennzeich­ net.The solution to this problem is achieved in that the Laminate placed in an incompressible medium and to the incompressible medium ultrasound waves effect. This is the separation from La mini layers without the aid of mechanical aids through vibration excitation of the adhesive molecules and there possible with the abandonment of their binding effect. Special Further training is characterized in the subclaims net.

So kann das inkompressible Medium in einer Ausgestaltung Wasser sein, das bei wasserlöslichen Klebern zur Anwen­ dung gebracht werden kann. Handelt es sich bei den Kle­ bern um wasserunlösliche Kleber, so ist in einer weite­ ren Ausgestaltung der Erfindung als inkompressibles Me­ dium eine Ätznatron enthaltende alkalische Lösung ver­ wendbar, die vorteilhafterweise auf eine Wasserstoff­ ionenkonzentration (ph Wert) von 10 bis 16, vorzugsweise 12 bis 14, eingestellt wird. Überraschenderweise hat sich eine Lösung der genannten Art vorteilhafterweise eingestellt auf die angegebene Wasserstoffionenkonzen­ tration als sehr wirksam zur Aufhebung der Bindungswir­ kung der Klebstoffmoleküle und Auflösung nicht wasser­ löslicher Klebstoffe erwiesen. Im übrigen ist die alka­ lische Lösung mit einer entsprechenden Säure zu einem problemlos entsorgbaren Neutralisationsprodukt umzuwan­ deln, wodurch die Entsorgungs- und arbeitshygienischen Probleme der kohlenwasserstoffhaltigen Lösungsmittel entfallen.In one embodiment, the incompressible medium can Be water that is used with water-soluble adhesives can be brought. Is it the Kle? In addition to water-insoluble glue, there is a wide range ren embodiment of the invention as an incompressible me dium an alkaline solution containing caustic soda reversible, which advantageously on a hydrogen ion concentration (pH value) from 10 to 16, preferably 12 to 14 is set. Surprisingly a solution of the type mentioned advantageously adjusted to the specified hydrogen ion concentration tration as very effective for lifting the binding  of the adhesive molecules and dissolution not water proven soluble adhesives. Otherwise, the alka solution with an appropriate acid to a easy to dispose of neutralization product deln, whereby the disposal and hygienic Problems with hydrocarbon solvents omitted.

Bevorzugt ist es in einer weiteren vorteilhaften Ausge­ staltung der Erfindung, das inkompressible Medium wäh­ rend des Trennungsprozesses auf einer Temperatur von 60 bis 95°C, bevorzugt auf einer Temperatur von 75 bis 85°C, zu halten. Damit wird der Trennungsprozeß deutlich verkürzt.It is preferred in a further advantageous embodiment staltung of the invention, the incompressible medium during the separation process at a temperature of 60 to 95 ° C, preferably at a temperature of 75 to 85 ° C. This makes the separation process clear shortened.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Er­ findung werden auf das inkompressible Medium Ultra­ schallwellen in einem Frequenzbereich von 15 000 Hertz bis 50 000 Hertz in weiterer Ausgestaltung, bevorzugt in einem Frequenzbereich von 25 000 Hertz bis 38 000 Hertz, aufgebracht. Es hat sich gezeigt, daß Ultraschallwellen in letzterem Frequenzbereich sowohl für wasserlösliche wie wasserunlösliche Kleber ein Wirkungsoptimum zur vor­ nehmlich schwingungsbedingten Aufhebung der Bindungswir­ kung der Klebstoffmoleküle besitzen.
According to a further advantageous development of the invention, ultrasonic waves are applied to the incompressible medium in a frequency range from 15,000 hertz to 50,000 hertz in a further embodiment, preferably in a frequency range from 25,000 hertz to 38,000 hertz. It has been shown that ultrasonic waves in the latter frequency range have an optimum effect both for water-soluble and water-insoluble adhesives for the vibration-related removal of the binding effect of the adhesive molecules.

Für die Delamination einer Stanzplatte wird die Erfin­ dung anhand der Zeichnung näher erläutert, diese zeigt inFor the delamination of a die plate, the Erfin dung explained with reference to the drawing, this shows in

Fig. 1 einen Vertikalschnitt in Querrichtung durch eine zur Durchführung des Verfahrens geeigne­ te Vorrichtung. Fig. 1 shows a vertical section in the transverse direction through a device suitable for carrying out the method.

Die Vorrichtung 1 besteht aus einem Behälter 2, der mit­ tels eines Verschlusses 3 verschließbar ist. Im Behälter 2 ist im vorliegenden Falle eine Stanzplatte 4 aufgenom­ men, die über eine obere Halterung 5 und eine untere Halterung 6 in vorzugsweise gleichen Abständen zu den Innenwandungen des Behälters 2 sowohl in Längs- als auch in Querrichtung gehalten ist. Im unteren Ende des Behäl­ ters 2 ist ein sich in Längsrichtung des Behälters 2 er­ streckender Siebkorb 7, abmessungsmäßig mindestens gleichlang wie die entsprechende Erstreckung der Stanz­ platte 4 vorgesehen, der an seiner Oberseite offen ist. An den Innenwandungen des Behälters 2 sind Leitbleche 8 angeordnet, die sich entsprechend dem Siebkorb 7 er­ strecken und die gleiche Länge wie der Siebkorb 7 auf­ weisen. Die Leitbleche 8 sind oberhalb des Siebkorbes 7 angeordnet, in Richtung auf den Siebkorb 7 schräg abfal­ lend gerichtet und in ihrer Breite so dimensioniert, daß das vordere freie Ende der Leitbleche 8 die Längswandun­ gen des Siebkorbes 7 geringfügig übergreift. In einer Längswandung des Behälters 2 ist eine Einsatzplatte 11 eingelassen, die auf ihrer der Behälterinnenseite abge­ wandten Seite Ultraschallgeneratoren 12 trägt. The device 1 consists of a container 2 , which can be closed by means of a closure 3 . In the case 2 , a punching plate 4 is in the present case men, which is held via an upper bracket 5 and a lower bracket 6 at preferably equal distances from the inner walls of the container 2 in both the longitudinal and transverse directions. In the lower end of the container 2 is a in the longitudinal direction of the container 2 he stretching strainer 7 , dimensionally at least as long as the corresponding extent of the punch plate 4 is provided, which is open at the top. On the inner walls of the container 2 baffles 8 are arranged, which he stretch according to the strainer 7 and the same length as the strainer 7 . The guide plates 8 are arranged above the strainer basket 7 , directed obliquely towards the strainer basket 7 and dimensioned in width so that the front free end of the guide plates 8 slightly overlaps the longitudinal walls of the strainer basket 7 . In a longitudinal wall of the container 2 , an insert plate 11 is embedded which carries ultrasonic generators 12 on its side facing away from the container.

Eine Stanzplatte 4, die auf einer Seite eine Zurichtung 4 a trägt, wird in den leeren Behälter 2 eingesetzt und über die untere Halterung 6 und obere Halterung 5 im Be­ hälter 2 gelagert. Dabei erfolgt Einsatz und Lagerung der Stanzplatte 4 dergestalt, daß die Zurichtung 4 a der Einsatzplatte 11 mit den Ultraschallgeneratoren gegen­ überliegt. Darauf wird der Behälter 2 über den Zulauf 9 gefüllt, bis das inkompressible Medium einen Niveau­ stand 13 erreicht hat, der die obere Kante der Stanz­ platte 4 überdeckt. Im vorliegenden Beispiel der Delami­ nation einer Stanzplatte 4, deren Zurichtung 4 a mittels eines wasserunlöslichen Klebers aufgebracht ist, wird der Behälter mit einer Ätznatron enthaltenden alkali­ schen Lösung gefüllt, die eine Temperatur von 80 bis 85°C aufweist. Nach Füllung des Behälters 2 auf genann­ ten Niveaustand 13, wird die Zufuhr über den Zulauf 8 abgestellt und es werden die Ultraschallgeneratoren 12 eingeschaltet. Unter Einwirkung der Ultraschallwellen wird die Bindungswirkung der Klebstoffmoleküle aufgeho­ ben und die Zurichtung 4 a löst sich von der Stanzplatte 4 und fällt in Richtung auf den Siebkorb 7 ab. Dabei wird die abfallende Zurichtung 40 von den Leitblechen 8 in den Siebkorb 7 geleitet, so daß eine Verschmutzung der Lösung durch die Zurichtung 4 a weitgehend ausge­ schlossen ist. Nachdem die Zurichtung 4 a von der Stanz­ platte 4 gelöst und in dem Siebkorb 7 aufgenommen ist, werden die Ultraschallgeneratoren abgeschaltet und an­ schließend wird die Lösung über den Ablauf 10 aus dem Behälter 2 in einen nicht gezeigten Vorratsbehälter ab­ geleitet. Nach Öffnung des Verschlusses 3 und Entnahme der Stanzplatte 4 wird der Siebkorb 7 dem Behälter 2 zu Reinigungszwecken entnommen, wiedereingesetzt und die Vorrichtung 1 ist wieder betriebsbereit.A punching plate 4 which carries on one side a 4 a dressing is inserted into the empty tank 2 and the lower bracket 6 and upper bracket 5 mounted in the loading container. 2 In this case, use and storage takes place of the punch plate 4 such that the trimming 4a of the insert plate 11 is over the ultrasonic generators against. Then the container 2 is filled via the inlet 9 until the incompressible medium has reached a level 13 which covers the upper edge of the punching plate 4 . In the present example of the delamination nation of a stamping plate 4 , the dressing 4 a of which is applied by means of a water-insoluble adhesive, the container is filled with an alkali solution containing caustic soda, which has a temperature of 80 to 85 ° C. After filling the container 2 to genann th level 13 , the supply is turned off via the inlet 8 and the ultrasonic generators 12 are turned on. Under the action of the ultrasonic waves, the binding effect of the adhesive molecules is removed and the dressing 4 a detaches from the punch plate 4 and falls in the direction of the screen basket 7 . The falling dressing 40 is passed from the guide plates 8 into the strainer basket 7 , so that contamination of the solution by the dressing 4 a is largely excluded. After the dressing 4 a of the punch plate 4 is released and received in the sieve basket 7 , the ultrasonic generators are switched off and then the solution is passed through the outlet 10 from the container 2 into a storage container, not shown. After opening the closure 3 and removing the punching plate 4 , the screen basket 7 is removed from the container 2 for cleaning purposes, reinserted and the device 1 is ready for operation again.

Die Trennung unter Einwirkung von Ultraschallwellen kann auch erfolgen, indem die Lösung im Kreislauf über den Zulauf 9, Ablauf 10 und einen nicht gezeigten Vorratsbe­ hälter gehalten wird. Diese Verfahrensweise ist vorteil­ haft, wenn auf den Wärmeinhalt der Lösung Einfluß zu nehmen ist. Zu diesem Zwecke sind in ein nicht gezeigtes Rohrsystem Heiz- bzw. Kühleinrichtungen vorzusehen, vor­ zugsweise Durchlaufeinrichtungen einzusetzen. Auch kön­ nen Zulauf 8 und Ablauf 9 zur Einleitung von Kühlwasser, in separatem Kreislauf geführt, dienen, wenn nach Aus­ trag der Lösumg aus dem Behälter 2, Wasser zur Kühlung der Stanzplatte 4, die aufgrund der zusätzlich ent­ stehenden Prozeßwärme eine Temperatur von bis 90°C er­ reichen kann, eingeleitet werden soll.The separation under the influence of ultrasonic waves can also be done by holding the solution in the circuit via the inlet 9 , outlet 10 and a storage tank, not shown. This procedure is advantageous if it is necessary to influence the heat content of the solution. For this purpose, heating or cooling devices are to be provided in a pipe system, not shown, to be used preferably before continuous devices. Also can inlet 8 and outlet 9 for the introduction of cooling water, performed in a separate circuit, if after carrying out the solution from the container 2 , water for cooling the punching plate 4 , which due to the additional process heat ent a temperature of up to 90 ° C he can reach, should be initiated.

Claims (6)

1. Verfahren zum Delaminieren von Laminaten deren Lagen mittels eines Klebers miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß Laminate in ein inkompressibles Medium einge­ bracht und auf das inkompressible Medium Ultra­ schallwellen zur Einwirkung gebracht werden.1. A method for delaminating laminates whose layers are connected to one another by means of an adhesive, characterized in that laminates are introduced into an incompressible medium and ultrasonic waves are brought into effect on the incompressible medium. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das inkompressible Medium Wasser ist.2. The method according to claim 1, characterized in that that the incompressible medium is water. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das inkompressible Medium eine Ätznatron ent­ haltende alkalische Lösung ist.3. The method according to claim 1, characterized in that the incompressible medium ent a caustic soda ent holding alkaline solution. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ätznatron enthaltende alkalische Lösung auf eine Wasserstoffionenkonzentration (ph Wert) von 10 bis 16, vorzugsweise von 12 bis 14, eingestellt wird.4. The method according to claim 3, characterized in that the caustic soda-containing alkaline solution a hydrogen ion concentration (pH value) of 10 to 16, preferably from 12 to 14, set becomes. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das inkompressible Medium auf einer Temperatur von 60 bis 95°C, vorzugsweise 75 bis 85°C, gehalten wird. 5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized characterized in that the incompressible medium a temperature of 60 to 95 ° C, preferably 75 up to 85 ° C.   6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf das inkompressible Medium Ultraschallwellen in einem Frequenzbereich von 15 000 Hertz bis 50 000 Hertz, vorzugsweise 25 000 Hertz bis 38 000 Hertz, zur Einwirkung gebracht wer­ den.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized characterized that on the incompressible medium Ultrasonic waves in a frequency range of 15,000 hertz to 50,000 hertz, preferably 25,000 Hertz up to 38,000 Hertz, who is affected the.
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