DE4217438C2 - Verfahren zur Herstellung eines aus einem thermoplastischen Kunststoff hergestellten folienartigen Flächengebildes - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines aus einem thermoplastischen Kunststoff hergestellten folienartigen Flächengebildes

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines aus einem thermopla­ stischen Kunststoff hergestellten folienartigen Flächengebildes.
Insbesondere durch die Verwendung von Verpackungsmaterial aus Kunst­ stoffolien fällt sehr viel Abfall an. Abfälle aus Kunststoffen können chemisch oder werkstofflich recycelt werden. Beim werkstofflichen Recycling wird der Alt-Kunst­ stoff zerkleinert, gereinigt, wieder aufgeschmolzen, regranuliert und anschließend wieder erwärmt und zu einem neuen Produkt verarbeitet. Dieses Verfahren eignet sich zur Wiederverwendung von einheitlichen Folienabfällen. Fallen fremde, schwer qualifizierbare und farbige Folienabfälle an, so können sie in der Regel nur zu Produkten minderer Güte und Qualität unter relativ hohen Sortier- und Aufberei­ tungskosten verarbeitet werden. Außerdem besitzen die Kunststoffolien neben dem Rohstoffwert auch aufgrund ihrer flächigen Form und dem besonders hohen Auf­ wand, mit dem die Folienherstellung verbunden ist, einen hohen "Energiegehalt", welcher bei Verkleinern und Regranulieren der Folien vollkommen verloren geht.
Aus der EP 0 046 526 A2 ist ein Verfahren zur Herstellung von Bahnen aus thermoplastischen Kunststoffen, insbesondere als Belagware für das Bauwesen, bekannt. Dabei wird der thermoplastische Kunststoff in Gestalt von Teilchen, wie Schnitzel, Krümel, Abschnitte, Stücke, Chips oder dgl. fortlaufend zu einer Rohmate­ rialschicht aufgeschüttet, die Rohmaterialschicht wird erwärmt und abschnittsweise unter Anwendung von Druck zu der Bahn kompakt verpreßt, verschweißt und dann abgekühlt. Diese Bahn soll eine größere kompakte Dicke aufweisen und frei von Lufteinschlüssen sein. Die Bahn weist eine Dicke bis wenigstens 10 mm, vorzugsweise 4 bis 8 mm auf. Die so hergestellte Bahn wird in mehrere Bahnen gespalten, die selbst eine Dicke von 2 mm bis 2,5 mm aufweisen, eine kleinste Bahn-Dicke kann 1,5 mm betragen.
Die bei dem bekannten Verfahren verwendeten Kunststoffteilchen können mittlere Durchmesser von wenigen Millimetern bis zu 10 und mehr Millimetern aufweisen, während die geringsten Seitenlängen unter 1 mm und die größten Seiten­ längen bei 50 und mehr Millimeter betragen können. Gemäß einem dort angegebenen Beispiel weisen die Teilchen eine Größe von circa 30 mm, 12 mm, 5 mm auf, wobei eine Rohmaterialbahn von 25 mm aufgeschüttet wird und eine Bahn mit einer Dicke von 5 mm erhalten wurde.
Bei den dort benutzten Teilchen handelt es sich dabei nicht um Folien bzw. Folienteile.
Zum Verpressen werden aus der Spanplatten-Herstellung bekannte Pressen benutzt, die einen Druck von 10 bis 60 kp/cm² auf die Bahn ausüben.
Dadurch wird verhindert, daß die fertiggestellten Bahnen Lunker aufweisen, wie dies dort für aus der DE 19 28 405 B2 bekannte Bahnen mit einer Dicke von über 5 mm beschrieben wird, wobei bei diesem noch älteren Verfahren mehrere Bahnen miteinander durch Druck- und Wärmeeinwirkung miteinander verbunden werden und es bei Dicken über 5 mm zur Lunkerbildung kommen soll.
Aus der DE 36 37 905 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Her­ stellung von Gegenständen aus thermoplastischem Kunststoff in mehrteiligen Formen unter Druck bekannt. Kunststoffgranulat wird bis über seinen Schmelzpunkt erwärmt und in der Form so unter Druck gesetzt, daß der Kunststoff die Form bis in alle Hohlräume ausfüllt. Um mit wenig Aufwand an Maschinerie und Energie Gegen­ stände hoher Qualität aus thermoplastischen Kunststoff herzustellen, wird dort vorgeschlagen, den Kunststoff vor der Druckbeaufschlagung kurzzeitig in einem heißen gasförmigen Medium zu erhitzen, bis die Oberfläche der Kunststoffgranulate schmilzt, ohne daß die Granulen in ihrem Kernbereich schmelzen. Dazu werden die Granulen nur so lange erhitzt bis etwa - radial von außen nach innen gesehen - das äußere Drittel bis Viertel des Granuls geschmolzen ist, d. h., etwa 70% bis 44% des einzelnen Granuls werden geschmolzen und dafür benutzt, die Form voll auszufüllen.
Gemäß dieser Druckschrift können die hergestellten Gegenstände auch Hohlräu­ me aufweisen wenn die verwendeten Granulen Hohlräume aufweisen. Dabei darf die Oberfläche in diesen Hohlräumen nicht angeschmolzen werden und der Druck muß so niedrig sein, daß der nicht geschmolzene Teil des hohlen Granuls dem Druck widersteht und außerdem beim Pressen kein geschmolzener Kunststoff in die Hohl­ räume gepreßt wird.
Aus der DE 36 37 905 A1 ist somit bekannt, daß es möglich ist, bestimmte Teile, nämlich Granulate aus einem thermoplastischen Kunststoff von der Oberfläche her so an zu schmelzen, daß der Kern der Granulate fest bleibt und daß bei Verwen­ dung von hohlen Granulaten und geringem Druck ein zwischenzeitlich aus einem aus zwischen 70% bis 44% geschmolzenen, thermoplastischen Kunststoffmaterial und dem Rest festen Kunststoffmaterials bestehenden Gemisch ein Gegenstand gepreßt werden kann, der Hohlräume aufweist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Kunststoffolien-Abfälle, insbesonde­ re thermoplastische Kunststoffolien-Abfälle, ökonomisch wieder einzusetzen.
Diese Aufgabe wird durch das im Anspruch 1 angegebene Verfahren gelöst.
Bei dem neuen Verfahren zur Herstellung eines aus einem thermoplastischen Kunststoff hergestellten folienartigen Flächengebildes werden Abfallfolien aus thermoplastischen Kunststoffen zu unebenen Folienstreifen oder Folienstücken zerkleinert und dreidimensional verformt, zu einer einheitlichen Bahn aufgeschüttet und durch Walzen unter Druck- und Temperatureinfluß zu einem einheitlichen, teilverdichteten und Lufteinschlüsse aufweisenden Gebilde verbunden.
Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Flächengebildes ist keine werkstoffliche oder chemische Aufarbeitung der angefallenen Kunststoffolien-Abfälle notwendig. Die Kunststoffe werden also nicht chemisch zerstört, die Verarbeitung und der ökonomische Einsatz von Kunststoffolien-Abfall gemäß der Erfindung beschränkt sich nur auf geringe thermische und mechanische Verarbeitung der angefallenen Folienabfall. Diese Aufarbeitung des Folienabfalls ist weder energie- noch arbeits­ aufwendig.
Die gesammelten Kunststoffolien werden nach ihrer Zerkleinerung in dünne Streifen oder Stücke dreidimensional verformt, soweit sie nicht schon vor dem Zerkleinern verformt vorliegen. Das verwendete Folienmaterial liegt durch die dreidimensionale Verformung volumenvergrößert vor. An sich flache Folien können an einer Vielzahl von über die Fläche verteilten Stellen so gereckt sein, daß Erhebun­ gen entstehen. Sind die zu verarbeitenden Folienabfälle bereits derart verformt, z. B. durch Wärme- oder mechanische Einflüsse, daß sie dreidimensionale Gebilde bilden, so sind sie ohne weitere Verformung zur Herstellung des erfindungsgemäß erhaltenen Flächengebildes verwendbar.
Die Folienstreifen oder -stücke werden zu einer einheitlichen Bahn, vorzugs­ weise einheitlicher Dicke, aufgeschüttet und durch Walzen unter Druck- und Tempera­ tureinfluß zu einem einheitlichen, teilverdichteten und Lufteinschlüsse aufweisenden Gebilde verbunden. An den Stellen, an denen zwei Streifen unter unterschiedlichen Winkeln aufeinander treffen, können während des Herstellungsprozesses Hohlräume entstehen. Die Lufteinschlüsse werden insbesondere aber durch die dreidimensionale Verformung der Kunststoffolien-Abfälle erhalten, da beim Walzen nur eine Teil­ verdichtung erfolgt.
Danach bilden die Folienstreifen oder -stücke ein zusammenhängendes ein­ heitliches Gebilde. Das zusammenhängende Gebilde kann auch weiterverarbeitet werden, so kann dem gesamten Flächengebilde auch eine Raumform gegeben werden. Der Zusammenhalt der in Streifen oder Stücke geschnittenen Folien ist so gut, daß auch die Herstellung von räumlichen Gebilden aus so verarbeitetem Folienabfall­ material möglich ist.
Die verwendeten Folienstreifen oder -stücke können aus unterschiedlichen Materialien bestehen. Diese Unterschiedlichkeit der Materialien kann sich sowohl auf deren farbliche Ausgestaltung, deren Dicke, deren Größenordnung oder deren Werkstoffeigenschaften und Werkstoffzusammensetzung beziehen. Auch ist es möglich, in einem aus thermoplastischen Kunststoffolien-Abfällen bestehenden Gebilde Stoffe mitzuverarbeiten, die sich nur sehr schwer entsorgen lassen, wie z. B. Duroplaste, Elastomere oder Polystyrolschaum. Voraussetzung dabei ist nur, daß diese Stoffe sich mit oder zwischen den thermoplastischen Kunststoffolien-Abfällen durch Schmelzen derselben mit diesen z. B. durch Ankleben verbinden lassen.
Den Abfallfolien können auch andere Materialien zugegeben werden, wie z. B. Verstärkungsfasern. Es können aber auch Pulver, wie z. B. Thermoplastpulver oder Feuerlöschpulver zugegeben werden. Die Zugabe von diesen Materialien ist von den Anforderungen bzw. dem Einsatzgebiet des fertigen Produkts abhängig.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die Folien­ streifen oder -stücke unterschiedliche Schmelztemperaturen auf und das Material mit der höheren Schmelztemperatur wird durch das Material mit der niedrigeren Schmelz­ temperatur mindestens einseitig umgeben. Dabei liegt die Temperatur des Her­ stellungsprozesses über der Schmelztemperatur mindestens einer Art des verwendeten Kunststoffmaterials.
Bei thermoplastischen Kunststoffolien ist es wichtig, daß die Umformtemperatur die Schmelztemperatur der verwendeten Kunststoffolien übersteigt. Bei einer Tempe­ ratur, die höher ist, als die Schmelztemperatur der verwendeten Kunststoffolien wird erreicht, daß diese nicht nur erweichen, sondern fließen und damit steigt die Qualität der Verbindung. Sollen zur Herstellung des erfindungsgemäßen Flächengebildes verschiedene Materialien verwendet werden, wobei dadurch unterschiedliche Eigen­ schaften erreicht werden sollen, so ist es zweckmäßig, die höher schmelzenden Materialien mit einer Schicht aus niedriger schmelzenden Materialien zu umgeben um bei einer Verarbeitungstemperatur, welche dem Schmelzpunkt des niedriger schmel­ zenden Materials entspricht, ein Flächengebilde zu erhalten, bei dem bei einer sehr guten Verbindung ein hochfester Kern vorliegt.
Das erfindungsgemäß erhaltene Flächengebilde kann bereits während seines Herstellungsprozesses mit verschiedenen Oberflächenmustern und Strukturen verse­ hen worden sein. Dies ist durch Walzen mit einer Riffelstruktur möglich.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, daß das erfindungs­ gemäße Flächengebilde nicht nur aus Kunststoffolien-Abfällen besteht, sondern daß diese auf einem Träger, welcher aus Folie, Gewebe, Monofilen, Fäden oder Netz bestehen kann, abgelegt werden und dann zu einem Gebilde zusammen mit dem Träger verbunden werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung wird eine ganz dünne Schicht aus dünnen Folienstreifen oder -stücken z. B. durch eine Vakuumlochwalze auf einen Träger aufgegeben und mit dem Träger, welcher ebenfalls aus einem dünnen Folien­ material besteht unter Druck- und Temperatureinfluß verbunden. Dadurch kann eine neue, dünne Folie erhalten werden.
Das durch das erfindungsgemäße Verfahren erhaltene Flächengebilde kann bevorzugt als Träger für genadelte Produkte verwendet werden. Weiterhin ist eine Verwendung als Isolierung unter Spannteppichen, Isolierung im Baubereich oder als Isolierung unter Außenfassaden möglich.

Claims (5)

1. Verfahren zur Herstellung eines aus einem thermoplastischen Kunststoff hergestellten folienartigen Flächengebildes bei dem Abfallfolien aus thermoplasti­ schen Kunststoffen zu unebenen Folienstreifen oder Folienstücken zerkleinert und dreidimensional verformt, zu einer einheitlichen Bahn aufgeschüttet und durch Walzen unter Druck- und Temperatureinfluß zu einem einheitlichen, teilverdichteten und Lufteinschlüsse aufweisenden Gebilde verbunden werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folienstreifen unterschiedliche Schmelztemperaturen aufweisen und das Material mit der höheren Schmelztemperatur durch das Material mit der niedrigeren Schmelztemperatur mindestens einseitig umgeben wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Herstellungsprozesses über der Schmelztemperatur mindestens einer Art des verwen­ deten Kunststoffmaterials liegt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die die Bahn bildenden Kunststoffolienstreifen oder -stücke auf einen Träger aus Folie, Gewebe, Monofilen, Fäden oder Netz abgelegt werden.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger aus einer dünnen Polyethylen-Folie besteht und die die Bahn bilden­ den Kunststoffolienstreifen oder -stücke eine dünne Schicht bilden und aus einer dünnen Folie bestehen.
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