DE4316498A1 - Wiederverwertung von Abfällen mit duromeren Bindemittelanteilen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wieder­ verwendung von Produktionsabfällen, die bei der Herstellung von Holzfaserformteilen der beschriebenen Art in unterschiedlichen Produktionsstufen - und damit in unter­ schiedlicher Konsistenz - anfallen. Unter dem Begriff "Holzfaserformteile" seien dabei die Trägerformteile für kaschierte Innenver­ kleidungsteile für Fahrzeuge zusam­ mengefaßt, die überwiegend aus Zellulose- und/oder Lignozellulosefasern bestehen, wobei jedoch Anteile anderer Faserarten, beispielsweise Synthe­ sefasern, zugesetzt sein können. Die erläuterten Trägerformteile sind dabei jedoch nur eine bevorzugte Anwendungsform der Holzfaserformteile. Fern­ sehrückwände, Möbelfronten oder ähnliche Anwendungen derartiger Teile seien in die Definition mit eingeschlossen.

Der Fertigungsablauf derartiger Teile entspricht beim Stand der Technik den Ausführungen des beschreibenden Teiles des Anspruches 1. Dabei entste­ hen, je nach Art der zu fertigenden Formteile mit unterschiedlichem Anteil, 25-50 Gew.%. Bezogen auf das Gewicht des eingesetzten Halbzeuges "gering verdichtete Matte", Abfall , der sich wie folgt auflisten läßt:

• 1) Abfall beim Platinenzuschnitt aus der Fasermatte; gering verdichtet, mit unausgehärtetem Duromeranteil.
• 2) Ausschußteile beim Vorformen; gering verdichtet, mit unausgehärtetem Duromeranteil.
• 3) Abfallränder beim anschließenden warmen Verpressen der Vorformteile zu Holzfaserformteilen; gering verdichtet, mit unausgehärteten Duro­ meranteilen.
• 4) Ausschußteile beim Heißpressen; endverdichtet mit ausgehärteten Duromeranteilen, und
• 5) Stanzabfall; endverdichtet, mit ausgehärteten Duromeranteilen.

Während bei der Produktion des Halbzeuges "gering verdichtete Fasermatte" der aus Rand- bzw. Dickenbearbeitung herrührende Abfall des Faserstoffes direkt der Mattenfertigung wieder zugeführt werden kann, da er sich nicht von der eingesetzten Frischfaser in Konsistenz und Beleimung unterscheidet, und ein derartiges Vorgehen seit langem Stand der Technik ist, sind bisher für die Formteilefertigung selbst keine Wiederaufbereitungskonzepte bekannt geworden. Dies hat seine Ursache wohl darin, daß die unterschiedlichen Fer­ tigungsstufen Abfälle unterschiedlicher Konsistenz produzieren, wodurch nach Meinung der Fachleute eine gemeinsame wirtschaftliche Aufbereitung und Wiederverwendung ausgeschlossen ist.

In Anbetracht der Tatsache, daß eine Produktion, bei der 35-50% des ein­ gesetzten Rohstoffes "Holzfaser" als Deponie- oder Verbrennungsmüll anfällt, künftig weder zu verantworten ist, noch vom Gesetzgeber geduldet werden wird, stellt sich daher die Erfindungsaufgabe, ein Verfahren anzugeben, das eine weitgehend abfallfreie Fertigung von Holzfaserformteilen bei wirtschaft­ lich tragbaren Produktionsbedingungen ermöglicht. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Die Ansprüche 2-5 geben vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens an.

Dadurch, daß die Abfälle unterschiedlicher Konsistenz zunächst zerfasert werden, erhalten sie eine einheitliche Konsistenz; und zwar eine, die es ermöglicht, den Abfall direkt wieder in der Fertigung des Halbzeuges "gering verdichtete Fasermatte" einzusetzen. Dabei spielt dann die Herkunft des Abfalles aus unterschiedlichen Produktionsstufen keine Rolle mehr, so daß die Aufgabe "weitgehend abfallfreie Fertigung" gelöst ist. Das erfindungsgemäße Vorgehen ermöglicht also ein echtes Recycling: Aus dem Produktionsabfall werden gleiche Werkstücke gefertigt. Werden dabei geeignete - d. h. die Holzfaser schonende - Zerfaserungsverfahren eingesetzt, sind mit dem erfin­ dungsgemäßen Verfahren auch keine Qualitätsverluste der Holzfaserformteile verbunden.

Gering verdichtete Abfälle, die die duromeren Bindemittel noch unvernetzt, d. h. unausgehärtet, enthalten, lassen sich unproblematisch in einem Reißwolf, wie er auch bei der Zerkleinerung von Textilien eingesetzt wird, zerfasern. Infolge der geringen Zugfestigkeit der gering verdichteten Abfälle werden die Einzelfasern bei der Zerfaserung im Reißwolf nur wenig belastet und weitge­ hend beschädigungslos aus dem Halbzeugverband gelöst. Da sie ihre Belei­ mung unausgehärtet, d. h. noch vernetzungsfähig, enthalten, erübrigt sich eine erneute Beleimung, die Recyclingfasern können der Halbzeugfertigung direkt wieder zugeführt werden. Die Investitionskosten für Reißwolf und Transport­ einrichtungen der Faserrückführung werden sich durch die Ersparnisse beim Rohstoffeinsatz, vor allem aber durch die Ersparnis der Deponiekosten, kurz­ fristig amortisieren.

Werden die gering verdichteten Abfälle, die die duromeren Bindemittelanteile unvernetzt enthalten, einer Dampfbehandlung unterworfen, ehe sie dem Reißwolf zugeführt werden, so ergibt sich infolge der Erweichung der thermo­ plastischen Bindemittelanteile eine Strukturauflockerung der Abfälle bei gleichzeitiger Flexibilisierung der Holzfasern, so daß jeglicher Verlust an Fasergüte bei der Strukturauflösung unterbunden wird.

Verdichtete Produktionsabfälle mit vernetzten Duromeranteilen lassen sich im Reißwolf nicht zerfasern. Auch trockene Vermahlung in Mahlwerken, wie sie in unterschiedlichen Ausführungen handelsüblich sind, scheiden wegen der Faserschädigung, die mit ihrem Einsatz verbunden ist, aus. Werden diese Abfälle dagegen auf die Abmessungen der Holzhackschnitzel (Abmessungs­ bereich 2-10 cm), zurückgeführt (?) so kann das Zerkleinerungsgut den Hackschnitzeln, die ja das Ausgangsprodukt der Faserherstellung sind, zugemischt werden. Sie durchlaufen dann mit den Hackschnitzeln den Zerfaserer - im Normalfall ein Defibrator -, in dem die Zerfaserung unter Dampfplastifizierung faserschonend erfolgt. Die verdichtete Struktur der Abfälle, gebunden durch vernetzte Duromere, ähnelt der Struktur des Holzes so weitgehend, daß das Verhalten der Abfälle im Defibrator dem der Hack­ schnitzel entspricht, und Prozeßstörungen daher nicht auftreten. Ggf. im Abfall enthaltene thermoplastische Bindemittelanteile bleiben in ihrer Wirk­ samkeit erhalten. Diese Bindemittelart wird ohnehin im Vorwärmer des Defi­ brators den Hackschnitzeln vor deren Zerfaserung zugesetzt. Prozeßstörun­ gen sind auch von dieser Seite her nicht zu erwarten, die Menge der neu zugesetzten thermoplastischen Bindemittel kann entsprechend der Zumi­ schungsmenge der zerkleinerten Abfälle reduziert werden: Auch die thermo­ plastischen Bindemittelanteile der Abfälle werden echt recycelt. Da die Abfälle keine vernetzbaren Duromeranteile mehr enthalten, müssen deren Fasern mit dieser Bindemittelart erneut beleimt werden. Bei der erfindungsgemäßen Verfahrensweise erfolgt dies zusammen mit den im Fibrator erzeugten Frischfasern an der Austrittsseite des Defibrators ohne jeglichen Mehrauf­ wand an Produktionsmitteln. Lediglich für Zerkleinerung und Transport des Zerkleinerungsgutes ist ein geringfügiger Mehraufwand nötig, der ebenfalls durch die Einsparungen bei Rohstoff und Deponie mehr als gedeckt ist.

Eine weitere Möglichkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei der die Inve­ stition eines Reißwolfes sich erübrigt, besteht darin, daß die Abfälle geringer Verdichtung, deren duromere Bindemittelanteile noch nicht ausgehärtet sind, warm derart auf eine Dichte verpreßt werden, die der Formteildichte nähe­ rungsweise entspricht, daß die duromeren Bindemittelanteile aushärten, und daß diese verpreßten Abfälle danach vorzerkleinert und schließlich zusammen mit dem übrigen Zerkleinerungsgut der anderen verdichteten Abfälle zerfasert und weiterverarbeitet werden. Die Verdichtung und die Aushärtung dieser Abfälle kann z. B. in einer Presse zwischen zwei beheizten Preßplatten inter­ mittierend, oder in einer beheizten Bandpresse kontinuierlich erfolgen. Da an die Genauigkeit dieser Pressen keine größeren Anforderungen gestellt wer­ den, können Pressen eingesetzt werden, die den Anforderungen der Form­ teilproduktion nicht mehr genügen und dort ausgemustert sind.

Das erfindungsgemäße Verfahren sei in dem Blockschema der Fig. 1 noch einmal zusammenfassend dargestellt. Die Blöcke a-f erläutern die einzelnen Verfahrensschritte beim derzeitigen Stand der Technik für die Fertigung von Holzfaserformteilen, die Blöcke g und h die Zuordnung des erfindungsgemä­ ßen Recyclingverfahrens zu diesem Produktionsablauf. Die bildlichen Darstel­ lungen innerhalb der Blöcke symbolisieren dabei jeweils den technischen Vor­ gang.

Die Herstellung des Halbzeugs "gering verdichtete Fasermatte" (Block a) beginnt mit der Zerfaserung von Hackschnitzeln in Defibrator 2, nachdem sie den Vorwärmer 1 durchlaufen haben. Die Zugabe von thermoplastischen Bin­ demitteln erfolgt dabei im Vorwärmer 1, die Zugabe der duromeren Bindemit­ tel am Ausgang des Defibrators 2. Der Faserstoff 5 wird mit Hilfe des Streu­ kopfes 3 auf ein in Pfeilrichtung umlaufendes Endlosband aufgebracht und durch die Kalanderwalze 4 zum mattenförmigen Halbzeug 6 verdichtet, wobei diese Verdichtung - bezogen auf die Enddichte des Holzfaserformteiles - gering ist. Bei diesem Verfahrensschritt wird der bei der Dicken- und Randbe­ arbeitung anfallende Faserstoffabfall direkt dem Streukopf 3 wieder zugeführt: Dieser Verfahrensschritt erzeugt also keinen Produktionsabfall. Block b erläutert die Abfallbildung bei dem Zuschnitt der Platinen 7, aus denen das Holzfaserformteil entsteht. Bei diesem Zuschnitt entsteht aus dem Matten­ strang der gestrichelt dargestellte Abfall 8, der gering verdichtet ist, und der die duromeren Bindemittel noch unvernetzt enthält.

Die zugeschnittenen Platinen 7 werden, wie in Block c schematisiert, durch eine Dampfbehandlung im Dämpfkasten 9 plastifiziert, wobei durch Nachlas­ sen der Bindekraft der thermoplastischen Bindemittelanteile und durch Flexi­ bilisierung der Holzfasern eine Dickenzunahme der Platinenzuschnitte 7 ein­ tritt. In diesem Zustand werden die Zuschnitte 7 in dem unbeheizten Werk­ zeug 10 vorgeformt (Block d), wobei diese Vorform durch die abgekühlten thermoplastischen Bindemittelanteile stabilisiert wird. Die Dichte der Vorformteile entspricht dabei etwa wieder der des Halbzeuges, also der gering verdichteten Fasermatte. Der Stapel 11 symbolisiert dabei die ein­ wandfreien Vorformteile, Abfall entsteht in diesem Verfahrensschritt durch die Ausschußteile 12. Dieser Abfall ist ebenfalls gering verdichtet, seine durome­ ren Bindemittelanteile sind noch unvernetzt.

Die Vorformteile 11 werden dann im Heißpreßwerkzeug 13 zu den endgültigen Formteilen 14 verpreßt (Block e). Dabei entstehen zunächst Preßränder 16 als gering verdichteter Abfall mit unvernetzten Duromeranteilen, aber auch Aus­ schußteile 15 als verdichteter Abfall mit ausgehärteten Duromeranteilen. Schließlich entsteht bei dem abschließenden Stanzen von Durchbrüchen (Block f) noch der verdichtete ausgehärtete Stanzabfall 17.

Erfindungsgemäß werden die gering verdichteten Abfälle 8, 12 und 16 - ggf. nach einer in Fig. 1 nicht mit daragestellten Dampfbehandlung - gemeinsam einem Reißwolf 19 zugeführt, in dem sie zu dem Faserstoff 18 aufbereitet werden. Die Fasern des Faserstoffes 18 sind mit noch unvernetzten Duromer­ anteilen beleimt, so daß sie dem Streukopf 3 in Block a direkt zugeführt wer­ den können. Die verdichteten Abfälle 15 und 17, deren duromere Bindemittel­ anteile vernetzt sind, werden in einem Schneid- oder Brechwerkzeug, symbo­ lisiert durch die Messer 19 in Block h bis auf Hackschnitzelgröße vorzerkleinert und als Zerkleinerungsgut 20 dem Vorwärmer 1 des Defibrators 2 (Block a) zugeführt. Zusammen mit den Frischfasern aus den Hackschnitzeln werden die aus dem Zerkleinerungsgut im Defibrator 2 zurückgewonnenen Recyclingfasern an dem Ausgang des Defibrators 2 erneut mit Duromeren Bindemittelanteilen beleimt und dem Streukopf 3 der Mattenanlage zugeführt.

Claims (5)

1. Wiederverwertung von Abfällen mit duromeren Bin­ demittelanteilen, die bei der Herstellung von bindemittelhaltigen Holzfaserformteilen, wie Trägerteilen für kaschierte Innenverkleidungen von Fahrzeugen, anfallen, bei dem ein gering verdichtetes mattenförmiges Wirrfaservlies als Halbzeug zunächst zugeschnitten, der Zuschnitt anschließend gedämpft und zu einem vorverdichte­ ten Vorformteil vorgeformt, und danach das Vor­ formteil durch warmes Verpressen zum fertigen Trägerteil ausgeformt und endverdichtet wird, gegebenenfalls verbunden mit dem Stanzen von Löchern und Durchbrüchen vor dem anschließenden Kaschieren, dadurch gekennzeichnet, daß die beim Zuschnitt, Vorverdichten und/oder Endverdichten sowie Stanzen mit unterschiedli­ cher Konsistenz anfallenden Abfälle bzw. Fehl­ formteile zerfasert werden und das so erhaltene Fasermaterial dem Fertigungsprozeß vor der Her­ stellung des mattenförmigen Wirrfaservlieses durch Untermischung zugeführt wird, und daß die Bindemittelzugabe zu der Mischung in Abhängigkeit vom Mischungsverhältnis vorgenommen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zerfasern der gering verdichteten Abfälle, deren duromere Bin­ demittelanteile noch nicht ausgehärtet sind, ein an sich bekannter Reißwolf verwendet wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gering verdich­ teten Abfälle, deren duromere Bindemittelanteile noch nicht ausgehärtet sind, zunächst einer Dampfbehandlung unterworfen werden und anschlie­ ßend dem Reißwolf zugeführt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zerfasern von verdichteten Abfällen, deren duromere Bindemit­ telanteile ausgehärtet sind, ein an sich bekann­ ter Defibrator verwendet wird, dem die Abfälle nach Vorzerkleinern auf etwa Hackschnitzelgröße zugemischt zu Holzhackschnitzeln zugeführt wer­ den, und daß der Faserwerkstoff der Abfälle er­ neut mit duromeren Bindemitteln beleimt wird, bevor er der Halbzeugfertigung zugeführt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Abfälle geringer Verdichtung, deren duromere Bindemittelanteile noch nicht ausgehärtet sind, unter Wärmebeauf­ schlagung auf eine Dichte verpreßt werden, die der fertigen Formteildichte annäherungsweise entspricht, daß die duromeren Bindemittelanteile aushärten, und daß die verpreßten Abfälle danach vorzerkleinert und schließlich zusammen mit dem Zerkleinerungsgut verdichteter Abfälle zerfasert und weiterverarbeitet werden.