DE4117797A1 - Low energy recycling of clean thermoplastic scrap - uses cold compression tool with plate having heated spikes for local fusing of polymer - Google Patents
Low energy recycling of clean thermoplastic scrap - uses cold compression tool with plate having heated spikes for local fusing of polymerInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Recyclen von unsortierten, relativ formstabilen Thermoplastabfällen.The invention relates to a method for recycling unsorted, relatively dimensionally stable thermoplastic waste.
Es ist bekannt, daß Thermoplastabfälle z. B. durch Einschmelzen und Extrudieren zu Sekundärprodukten verarbeitet werden können. Dabei sind die erzielte Qualität und damit die Absatzchancen von der Sortenreinheit, dem Verschmutzungsgrad, von alterungsbedingten Polymerzerstörungen u. a. m. abhängig. Ebenso ist es bekannt aus Thermoplastabfällen (z. B. Schaumstoffen) durch Bindemittelzugabe Formteile herzustellen. Des weiteren ist ein Verfahren zum Beseitigen, Aufarbeiten und Verwerten von Kunststoffabfällen sowie hierdurch hergestelltes Bodenbelagselement oder dgl. Formteile bekannt, wobei unsortierte Kunststoffabfälle unterschiedlichster Art und Herkunft zur Herstellung von kompakten Baustoffen und/oder von geformten Bauelementen, wie z. B. Blöcken, Platten, Fliesen, Ziegeln oder dgl. und/oder von sonstigen Formkörpern und/oder von Behältern in der Weise behandelt werden, daß die Kunststoffabfälle mit Füll-, Träger-, Zuschlagstoffen von solcher Art und in solchen Mengenverhältnissen vermischt werden, daß eine Bindefähigkeit der unterschiedlichsten Kunststoffabfälle bei der weiteren Behandlung erreicht wird (DE-OS 37 15 646).It is known that thermoplastic waste e.g. B. by melting and extruding to be processed into secondary products can. Here are the quality achieved and thus the sales opportunities on the type purity, the degree of contamination, of age-related polymer destruction and a. m. dependent. It is also known from thermoplastic waste (e.g. foams) to produce molded parts by adding binder. Furthermore, there is a process for removing, refurbishing and recycling of plastic waste as well as manufactured thereby Flooring element or the like. Shaped parts known, wherein unsorted plastic waste of all kinds and origin for the production of compact building materials and / or of shaped components, such as. B. blocks, plates, Tiles, bricks or the like and / or of other shaped bodies and / or treated in such a way that the plastic waste with fillers, carriers, additives from of such nature and in such proportions are mixed, that the ability to bind a wide variety of plastic waste is achieved in further treatment (DE-OS 37 15 646).
Hierbei kommen als Füll-, Träger-, Zuschlagstoffe pflanzliche Materialien, wie Holz, Sägespäne, Holzfaserstoffe, Getreiderückstände u. a. m. in Betracht.Here come as fillers, carriers, additives vegetable Materials such as wood, sawdust, wood fiber, grain residues and the like. a. m. into consideration.
Bei diesem Verfahren müssen das Kunststoffgemisch und evtl. auch die Zuschlagstoffe unter erheblichem Energieaufwand auf die erforderlichen Temperaturen gebracht werden. Weiterhin ist erforderlich, daß die Schmelzpunkte der Thermoplastarten nicht wesentlich differieren. Die hiermit verwertbaren Mengen an Abfällen werden als relativ begrenzt angesehen. Weiterhin bekannt ist ein zum technischen Recycling von kunststoff- und/oder elastomerem Leichtmüll, wobei der Leichtmüll in umformbare Kunststoffplatten umgewandelt werden soll, das Ausgangsprodukt ein kunststoff- und/oder elastomer- und/oder gummihaltiger Leichtmüll ist, ein universell einsetzbarer Polymermodifikator die Vernetzung ansonsten nicht kompatibler Kunststoffe ermöglicht und während eines kontinuierlichen Preßprozesses die Platte mit Glasfasermatten, Glasfasergeweben oder unsortierten Langglasfasern verstärkt wird (DE-OS 39 19 995).In this process, the plastic mixture and possibly also the aggregates with considerable energy expenditure the required temperatures are brought. Farther it is necessary that the melting points of the types of thermoplastic do not differ significantly. The usable hereby Amounts of waste are considered to be relatively limited. Also known is a for technical recycling of plastic and / or elastomeric light waste, the Light waste can be converted into formable plastic sheets the starting product is a plastic and / or elastomer and / or rubber-containing light waste is a universal otherwise usable polymer modifier crosslinking allows incompatible plastics and during a continuous pressing process the plate with glass fiber mats, Glass fiber fabrics or unsorted long glass fibers is strengthened (DE-OS 39 19 995).
Bei diesem Verfahren ist ein Mahlen bzw. Pulverisieren des Leichtmülls zur Behandlung als Schüttgut und zur besseren homogenen Durchmischbarkeit notwendig. Das Schüttgut wird in einem Extruder aufgeschmolzen, homogenisiert und als flüssige Schmelze durch eine Düse auf ein Glasfasergewebe extrudiert. Die Herstellung der Platten erfordert einen großen Anlagenaufwand, ist energieintensiv und verursacht damit hohe Kosten.This method involves grinding or pulverizing the Light waste for treatment as bulk goods and for better homogeneous mixability necessary. The bulk material is in melted in an extruder, homogenized and as a liquid Melt extruded through a nozzle onto a glass fiber fabric. The manufacture of the plates requires a large one Plant expenditure is energy-intensive and therefore causes high Costs.
Insgesamt ist festzustellen, daß die Verwertung nicht sortenreiner Thermoplastabfälle wegen relativ hoher Gesamtverfahrenskosten Produktpreise erbringt, die dem Vergleich mit Primärprodukten ähnlicher Qualität in der Regel nicht standhalten. Da die Erzeugnisse dann schwer absetzbar sind, wird gegenwärtig nur eine unbefriedigende Wiederverwertungsquote bei Thermoplasten erreicht.Overall, it should be noted that the recycling is not a single variety Thermoplastic waste due to relatively high overall process costs Product prices that compare with As a rule, primary products of similar quality cannot withstand. Since the products are then difficult to sell, currently only an unsatisfactory recycling rate achieved with thermoplastics.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Thermoplastabfälle ohne ein energieaufwendiges Aufschmelzen dauerhaft zu Platten zu verarbeiten.The invention has for its object thermoplastic waste without permanent energy-consuming melting to plates to process.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Thermoplastabfälle in hygienisch unbedenklichem Zustand plattgedrückt und sich flächig überlappend durch ein teilweise erhitzbares, Spitzen aufweisendes Werkzeug, punktförmig verschmolzen zu einer Platte verbunden werden.This is achieved according to the invention in that the thermoplastic waste flattened in a hygienically safe condition and overlap by a partially heatable, Pointed tool, fused into points be connected to a plate.
Die entstandene Plattenoberfläche kann durch das Aufbringen einer Zusatzschicht aus vorzugsweise hydraulisch abbindender Flugasche-Suspension mit oder ohne Zementbeimischung geglättet und/oder verschlossen werden. Wahlweise kann auch zu diesem Zweck eine Zusatzschicht aus Reaktionsschaumstoffen, wie z. B. Polyurethanschaum verwandt werden. The resulting plate surface can be applied an additional layer of preferably hydraulically setting Fly ash suspension smoothed with or without cement admixture and / or be closed. Optionally, this too Purpose an additional layer of reaction foams, such as e.g. B. polyurethane foam can be used.
Diese Glättung ist jedoch auch durch eine thermische Oberflächenbehandlung möglich, die kurzzeitig erfolgt.However, this smoothing is also due to a thermal surface treatment possible, which takes place briefly.
Ebenfalls als Oberflächenabdeckung einsetzbar ist eine Folie oder ein Gewebe, daß ebenfalls punktförmig befestigt wird. Das punktförmig verbindende Werkzeug besteht aus einer Platte, die Spitzen aufweist, wobei die Spitzen z. B. elektrisch beheizt sind. Dadurch erfolgt ein punktförmiger fester Verbund infolge der Verschmelzung der plattgedrückten Schichten. Dieser Schmelzverbund ist ebenfalls durch ein beheizte Spitzen aufweisendes Zahnrad o. ä. erzielbar.A film can also be used as a surface covering or a fabric that is also attached in a punctiform manner. The punctiform connecting tool consists of a Plate which has tips, the tips z. B. electrically are heated. This creates a punctiform solid Compound as a result of the merger of the flattened Layers. This fusion bond is also heated by a Pointed gear or the like can be achieved.
Die Verbindung kann beidseitig verzahnt durchgeführt werden, um eine gleichmäßige Festigkeit über der gesamten Platte zu erzielen.The connection can be made with teeth on both sides, to ensure uniform strength across the entire panel achieve.
Es ist für die Dauerbeständigkeit und Festigkeit der Schmelzverbindung und der gesamten Platte, sowie aus hygienischen Gründen vorteilhaft, die Thermoplastabfälle (wenn verschmutzt) vor dem Plattdrücken und Verdichten zu reinigen. Das Verdichten kann durch Pressen oder Walzen erfolgen. Bei besonderen Anforderungen eingearbeitete Gewebe oder Folien vergrößern ebenfalls die Festigkeit der gesamten Platte. Die Folie- und/oder Gewebelagen können entsprechend der Anzahl der Thermoplastschichten ein- oder mehrfach vorhanden sein und werden ebenfalls punktförmig mit der verpreßten Thermoplaste verbunden. Nach Beendigung des punktförmigen Verschweißens tritt nach Wegfall des Preßdruckes eine gewisse Dehnung der Schichten ein, so daß sich eine Vielzahl von Luftpolstern bildet.It is for the durability and strength of the fusion bond and the entire plate, as well as hygienic Reasons beneficial to the thermoplastic waste (if dirty) clean before flattening and compacting. The compression can be done by pressing or rolling. Fabrics or foils incorporated for special requirements also increase the strength of the entire plate. The film and / or fabric layers can be according to the Number of thermoplastic layers available one or more times be and will also be punctiform with the pressed Thermoplastics connected. After finishing the punctiform Welding occurs a certain amount after the pressure is removed Stretching the layers so that there is a multitude of air cushions.
Beim punktförmigen Verschweißen werden Fäden in die Stichkanäle eingebracht.In spot welding, threads are in the stitch channels brought in.
Anders geformte Thermoplaste (z. B. Pulver oder Großteile) werden vor der erfindungsgemäßen Verarbeitung zu flächigen Stücken geeigneter Größe aufbereitet.Different shaped thermoplastics (e.g. powder or large parts) become flat before the processing according to the invention Prepared pieces of a suitable size.
Nachfolgend soll anhand eines Ausführungsbeispiels die Erfindung näher erläutert werden.In the following, the invention is to be illustrated using an exemplary embodiment are explained in more detail.
Dabei zeigtIt shows
Fig. 1 die Thermoplastabfälle in der Form; Figure 1 shows the thermoplastic waste in the form.
Fig. 2 die verdichteten Thermoplastabfälle; Fig. 2, the densified thermoplastic waste;
Fig. 3 das Einfügen einer Folienlage; FIG. 3 shows the insertion of a foil layer;
Fig. 4 das Aufbringen und Verdichten einer erneuten Schicht Thermoplastabfälle; Fig. 4, the depositing and compacting a re-layer thermoplastic waste;
Fig. 5 das Ummanteln dieser Schichten. Fig. 5 sheathing these layers.
Eine abfallentsorgungspflichtige Körperschaft läßt spezielle Container in Wohngebieten aufstellen, die nur mit ausgespülten Thermoplastverpackungen beschickt werden sollen. Erfahrungsgemäß ist mit einer relativ geringen Menge von Verunreinigtem bzw. Unbrauchbarem zu rechnen, was auf einer Bandanlage manuell eliminiert wird. Die hygienisch unbedenklichen Plastikbecher, -deckel, -flaschen usw. gelangen in eine kalte Form (Fig. 1).A corporation that is subject to waste disposal has special containers set up in residential areas that should only be filled with rinsed-out thermoplastic packaging. Experience has shown that a relatively small amount of contaminated or unusable material can be expected, which is manually eliminated on a conveyor system. The hygienically safe plastic cups, lids, bottles, etc. get into a cold shape ( Fig. 1).
Eine Metallplatte mit über den Schmelzpunkt aller im Gemisch vorhandenen Thermoplastarten erhitzten Spitzen preßt die Abfälle auf die gewünschte Stärke zusammen und verschweißt sie dabei punktförmig (Fig. 2).A metal plate with tips heated above the melting point of all the thermoplastic types present in the mixture compresses the waste to the desired thickness and welds it in a punctiform manner ( FIG. 2).
Durch Auftragen eines Trennmittels wird ein Anbacken von Schmelzprodukten an der Preßplatte verhindert. Nach Abheben der Platte legt man eine PE-Folie über diese erste Schicht (Fig. 3) und wiederholt den gesamten Vorgang, um mit der zweiten Schicht die gewünschte Materialstärke zu erreichen (Fig. 4).Baking of melt products on the press plate is prevented by applying a release agent. After the plate has been lifted off, a PE film is placed over this first layer ( FIG. 3) and the entire process is repeated in order to achieve the desired material thickness with the second layer ( FIG. 4).
Danach erfolgt in einer weiteren Form das Ummanteln des in sich stabilen Thermoplastkörpers mit einer dünnen Schicht einer Flugaschesuspension (Fig. 5), so daß eine Wärmedämmplatte, mineralischer Oberfläche, exakten Massen und geringer Masse entsteht. Auf Grund der relativ niedrigen Energie-, Anlagen- und Rohstoffkosten ist ein umfangsreicher Einsatz im Bauwesen möglich.Then, in a further form, the thermoplastic body, which is stable in itself, is coated with a thin layer of a fly ash suspension ( FIG. 5), so that a thermal insulation board, mineral surface, exact masses and low mass are produced. Due to the relatively low energy, plant and raw material costs, extensive use in construction is possible.
Da hierbei fast nur Abfallmaterialien verwendet werden, eröffnet das Verfahren weitreichende Möglichkeiten, dem Verwertungsgebot des Abfallgesetzes zu entsprechen.Since almost only waste materials are used here, opened the process far-reaching possibilities, the recovery requirement to comply with the Waste Act.
- - Wegen der einfachen und wenig energieaufwendigen Herstellung kann ein preislich günstiges, in größeren Mengen benötigtes und damit gut absetzbares Produkt erzeugt und eine weit größere Thermoplastabfallmenge als bisher der gesetzlich geforderten Wiederverwertung zugeführt werden.- Because of the simple and low-energy production can be an inexpensive, required in larger quantities and thus produces a product that is easy to sell and a much larger amount of thermoplastic waste than previously legally required recycling.
- - Gesamtwirtschaftlich sind erhebliche Energie-, sowie Deponieraumeinsparungen möglich.- Overall economic are considerable energy and landfill space savings possible.
- - Die Platten erlauben eine platzsparende Transportierung und Lagerung der darin enthaltenen Thermoplastabfälle (mit oder ohne Ummantelung).- The plates allow space-saving transport and storage of the thermoplastic waste contained therein (with or without casing).
- - Für die Herstellung besteht nur ein relativ geringer Investbedarf, so daß Kleinanlagen dezentral betrieben werden können.- There is only a relatively small investment requirement for the production, so that small plants are operated decentrally can be.
- - Eine Sortierung der Thermoplastabfälle z. B. aus entsprechenden Depotcontainern kann in der Regel unterbleiben, erforderlichenfalls ist lediglich nicht dort Hineingehörendes herauszulesen.- Sorting the thermoplastic waste z. B. from corresponding Depot containers can usually be avoided, if necessary, there is just nothing that belongs there read out.
- - Kleinstückige oder relativ weiche Verunreinigungen (zum Beispiel Sand, Aluminiumfolie) stören nicht, sofern sie die hygienische Unbedenklichkeit des Produktes nicht beeinträchtigen.- Small pieces or relatively soft impurities (for Sand, aluminum foil) do not interfere if they do not impair the hygienic safety of the product.
- - Die Temperatur der Spitzen kann in einem gewissen Bereich schwanken, da auch Teilverkohlungen am Schweißpunkt vertretbar sind.- The temperature of the tips can be in a certain range fluctuate, as partial charring at the welding point is justifiable are.
- - Durch die leichte Dehnung nach Anheben der Preßplatte entstehen viele flache Luftpolster, ein Treibmittel wie z. B. bei Isolierschäumen ist nicht erforderlich.- Due to the slight expansion after lifting the press plate there are many flat air cushions, a blowing agent like e.g. B. with insulating foams is not required.
- - Die Ummantelung kann bei Nichtverfügbarkeit geeigneter Abfallaschen o. ä. auch aus Beton erstellt werden.- The sheathing may be more suitable if it is not available Waste ash or the like can also be created from concrete.
- - Die Abmessungen der Platten lassen sich leicht dem jeweiligen Verwendungszweck anpassen.- The dimensions of the plates can easily be adapted to the respective Adjust purpose.
- - Das Herstellungsverfahren kann auch kontinuierlich gestaltet werden.- The manufacturing process can also be designed continuously will.
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