DE4324830A1 - Verfahren zur Wiederverwertung von beschichtetem Kunststoffmaterial und Verwendung desselben - Google Patents
Verfahren zur Wiederverwertung von beschichtetem Kunststoffmaterial und Verwendung desselbenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wiederverwertung (Recycling)
von beschichtetem Kunststoffmaterial durch Säurebehandlung sowie an
schließendem Spülen und Trocknen, insbesondere von Kunststoffen, die
auf Polycarbonatbasis hergestellt sind.
Die Wiederaufarbeitung von beschichteten Kunststoffkörpern, z. B für
die Abfallbeseitigung von Audio-Compaktdisks, stellt ein erhebliches
Problem dar, wobei derartige Kunststoffe auch in vielen anderen Be
reichen der Technik mit Aluminium- oder Aluminium-Kupfer-Legierungen
in Hochvakuum-Dünnschichttechnik beschichtet sind und gegebenenfalls
noch weitere Lackschichten, z. B. durch Bedrucken dieser metallbe
schichteten Kunststoffkörper oder als Haftvermittler, enthalten.
Da bei der Fabrikation von Compaktdisks eine ca. 10%ige Ausschußrate
entsteht, ist die Behandlung dieser beschichteten Kunststoffabfälle
und die saubere, rasche Entschichtung des wiederwendbaren Kunststoff
materiales aus Polycarbonat oder Polyestercarbonat von besonderer Be
deutung.
Ähnliche Wiederverwertungsaufgaben stellen sich z. B. bei der Wieder
verwertung beschichteter Brillengläser, von metallbeschichteten Re
flektorwänden oder ähnlichem.
Aus der DE-OS 35 11 711 ist ein Verfahren zur Wiederaufarbeitung der
artiger hochwertiger, beschichteter Kunststoffmaterialien aus Kunst
stoffabfällen und Ausschußwerkstoffen bekannt, bei dem das zu bear
beitende Gut granuliert wird. Die Beschichtung soll von diesem Granu
lat alkalisch entfernt werden. Auf diese Weise kann nur ein Sekundär
werkstoff mit niedriger Qualität hergestellt werden, da das Ent
schichtungsproblem auf diese Weise nicht vollständig und mit hinrei
chender Produktivität gelöst werden kann und vielfach Beschichtungs
reste verbleiben.
Aus der DE-OS 14 22 813 ist ein Verfahren zur Entfernung der Haft
schicht von fotografischen Polycarbenatfilmen bekannt, bei dem diese
in eine verdünnte, wäßrige Lösung von grenzflächenaktiven Substanzen
und/oder organischen Carbonsäuren, Hydroxycarbonsäuren, Sulfonsäuren
oder deren Salzen gegeben werden. Ein solches Verfahren eignet sich
allerdings nicht für die Wiederaufarbeitung metallbeschichteter
Kunststoffe.
Aus der EP-A 0 476 475 ist ein Verfahren zur Reinigung von
Polycarbonat- und Polyestercarbonatabfällen, wie z. B. Compactdisks
bekannt, bei dem die beschichteten Kunststoffkörper zunächst zu
Bruchstücken zerkleinert, diese Bruchstücke danach mit niedrig kon
zentrierter Säure unter Rühren erhitzt, anschließend gewaschen sowie
mit Wasser nachgespült werden, bis alle von dem Kunststoff abgetrenn
ten Lackanteile ausgespült und abfiltriert sind. Das geshredderte
Kunststoffmaterial wird schließlich getrocknet.
Hierbei ist allerdings die restlose Beseitigung der Lackschichten
schwierig, da diese durch die vorangegangene chemische Säurebehand
lung nicht vollständig aufgelöst werden, so daß ein qualitativ unge
nügender, noch Restbeschichtungen aufweisender Materialverbund ver
bleibt. Die Effizienz dieses Verfahrens ist daher nicht so groß, wie
gewünscht und es ist mit diesem Verfahren auch nicht möglich, unzer
kleinerte Metall- und/oder lackbeschichtete Kunststoffkörper wie z. B.
Compactdisks, rasch und wirtschaftlich zu entschichten und so dann
die Kunststoff-Grundkörper einer unmittelbaren wirtschaftlichen Wie
derverwendung zuzuführen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der
vorgenannten Art zu verbessern derart, daß die Entschichtungsqualität
bei der Wiederaufarbeitung des beschichteten Kunststoffmateriales be
deutend erhöht und die Prozeßdauer beträchtlich abgekürzt werden sowie
die erhaltene Rohstoffqualität nicht durch Verunreinigungen beein
trächtigt wird. Überdies soll das Verfahren auch dann wirksam sein,
wenn das Kunststoffmaterial nicht vorher zerkleinert wird.
Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das
beschichtete Kunststoffmaterial in ein Säurebad aus konzentrierter
Schwefelsäure H₂SO₄ erhöhter Temperatur gegeben wird.
Vorzugsweise weist das beschichtete Kunststoffmaterial eine Metall-
und/oder Lackbeschichtung auf und wird das Säurebad aus mehr als
80%iger Schwefelsäure gebildet, dessen Temperatur zwischen 30° und
90°C beträgt.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird
gegebenenfalls im Anschluß an ein Zwischenspülen, nach der Säurebe
handlung ein weiteres Prozeßbad angeschlossen, das spezielle Lackent
ferner und/oder grenzflächenaktive Mittel enthält.
Das erfindungsgemäße Säure-Entschichtungsverfahren unter Verwendung
hochwirksamer, konzentrierter Schwefelsäure kann nach einer weiteren,
bevorzugten Ausführungsform der Erfindung auch mit einem mechanischen
Schleifvorgang zum Entfernen der Lack- und/oder Metallschichten kom
biniert werden.
Für die Entschichtung kann das Kunststoffmaterial entweder vorher ge
shreddert werden oder es können komplette Kunststoffkörper, wie z. B.
Compactdisks, verwendet werden, die anschließend, nach Auflösen der
Metall- und Lackschichten als Polycarbonat-Rohstoffkörper weiterer
Verwendung zugeführt werden.
Weitere, bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes sind
in den übrigen Ansprüchen dargelegt.
Erfindungsgemäß werden die beschichteten Kunststoffkörper entweder
zerkleinert oder aber auch unzerkleinert in ein Schwefelsäurebad mit
einer Konzentration von mindestens 900 g/l eingebracht, wobei die Bad
temperatur vorzugsweise mehr als 20°C beträgt. Mit zunehmender Tempe
ratur und Konzentration des Schwefelsäurebades verbessert sich das
Entschichtungsergebnis, bevorzugte Verfahrensbedingungen wurden bei
40°C und ca. 1.700 g/H₂SO₄/l ermittelt.
Durch die vorteilhafte Nachbehandlung in einem weiteren Prozeßbad
wird die Lackauflösung der Lackschichten beschleunigt und/oder die
Oberflächenspannung vermindert. Der Kunststoffgrundkörper aus Poly
carbonat wird durch das Entschichtungsverfahren nicht angegriffen.
Hierbei ist von Bedeutung, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
nicht alkalisch gearbeitet wird.
Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens hat neben besonders
günstigen Ergebnissen sowohl hinsichtlich der Metallschichtentfernung
als auch der Lackschichtenentfernung zu überraschend kurzen erforder
lichen Behandlungszeiten im Bereich von 5 bis 15 Minuten geführt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles er
läutert. Hierfür wurde eine Compactdisk ausgewählt, die bekannterma
ßen einen Mehrschichtaufbau aus vier aufeinanderfolgenden Schichten
besitzt. Träger der Audioinformation ist der Kunststoffgrundkörper
aus Polycarbonat, der die unterste Schicht der CD bildet. Die
Oberseite der Polycarbonatscheibe ist mit einer Aluminium- oder Alu
miniumlegierung beschichtet, die auf die Polycarbonatscheibe aufge
dampft ist und mittels einer auf die Aluminiumschicht aufgebrachten
Lackschicht versiegelt ist. Diese Lackschicht wiederum ist mit Farb
stoffen, z. B. einer Siebdruckschicht, bedruckt.
Eine derartige Compactdisk wurde für 5 Minuten in ein Tauchbad mit
85%iger Schwefelsäure H₂SO₄ bei 50°C gegeben, vorzugsweise unter Rüh
ren.
Anschließend erfolgte für 2 Minuten ein Standspülen mit Wasser bei
Raumtemperatur und hieran anschließend für ca. 2 Minuten ein Fließ
spülen mit Kaltwasser, gefolgt von einem nochmaligen, 2-minütigen
Heißwasser-Standspülen bei 80°C und anschließender Lufttrocknung.
Die Compactdisks wurden hierbei in Trommeln durch die einzelnen Bäder
geführt.
Nach den genannten Verfahrensschritten wurde ein Polycarbonat-Grund
körper erhalten, der unversehrt geblieben, jedoch von sämtlichen
Schichten befreit ist. Dieser Kunststoffgrundkörper kann unmittelbar
wieder verwendet oder auch eingeschmolzen werden.
Zur Erreichung einer besseren Oberflächenqualität und eines verbes
serten Spüleffektes kann bei dem Spülen (Heißwasser-Standspülen bei
80°C) auch das Druckumflutungsverfahren angewendet oder bei der Um
lufttrocknung eine Vakuumtrocknung verwendet werden. Bei einem ande
ren Ausführungsbeispiel wurden die unzerkleinerten CD′s nach dem
Stand- und Kaltwasserspülen in ein Prozeßbad bei 80°C gegeben, das
200 g NaHSO₄ pro Liter sowie 50 ml/l Natriumisoalkylsulfat sowie 50
ml/l Dipropylenglykol mit dem restlichen Anteil Wasser enthielt unter
anschließender Rückführung zum Stand- und Fließwasserspülen sowie an
schließendem Heißwasserspülen und Trocknung. Auch in diesem Fall wur
de für besonders widerstandsfähige Lackbeschichtungen ein vollständi
ges Entschichtungsergebnis erreicht.
Zur Vergrößerung der Angriffsfläche des Säurebades können die Com
pactdisks selbstverständlich und vorzugsweise auch geshreddert in das
Säurebad aus konzentrierter Schwefelsäure gegeben werden, das Shred
dergut erwies sich ebenfalls als vollkommen schichtfrei nach ca. 10
bis 15 minütiger Behandlung nach den Verfahrensschritten im vorge
nannten Beispiel.
Claims (11)
1. Verfahren zur Wiederverwertung von beschichtetem Kunststoffmate
rial durch Säurebehandlung sowie anschließendem Spülen und Trocknen,
dadurch gekennzeichnet, daß das beschichtete Kunststoffmaterial in
ein Säurebad aus konzentrierter Schwefelsäure (H₂SO₄) erhöhter Tempe
ratur gegeben wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunst
stoffmaterial eine Metall- und/oder Lackbeschichtung aufweist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das
Säurebad aus 60-96%iger, vorzugsweise 85%iger Schwefelsäure (H₂SO₄)
besteht und eine Temperatur zwischen 30° und 90°C aufweist.
4. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis
3, dadurch gekennzeichnet, daß das beschichtete Kunststoffmaterial
vor dem Einbringen in das Säurebad geshreddert wird.
5. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis
4, dadurch gekennzeichnet, daß im Anschluß an das Säurebad aus kon
zentrierter Schwefelsäure (H₂SO₄) das entschichtete Kunststoffmate
rial einem weiteren Prozeßbad, das Lackentferner und/oder grenzflä
chenaktive Mittel (Tenside) enthält, zugeführt und anschließend mit
Wasser gespült und getrocknet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere
Prozeßbad Hydrogensulfat, vorzugsweise Natriumhydrogensulfat und/oder
Natriumisoalkylsulfat und/oder Dipropylenglykol, mit dem Rest Wasser
enthält.
7. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis
6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffmaterial dem Säurebad
aus konzentrierter Schwefelsäure (H₂SO₄) unzerkleinert zugeführt
wird.
8. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis
7, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren in Tauchbädern durchge
führt wird, in denen sich das Kunststoffmaterial in Trommeln befin
det.
9. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis
8, dadurch gekennzeichnet, daß in Verkettung mit dem Säurebad aus
konzentrierter Schwefelsäure (H₂SO₄) und dem weiteren Prozeßbad eine
mechanische Schleifvorrichtung, insbesondere Fliehkraft- und Vibra
tions-Gleitschleifanlage, zur mechanischen Metallschicht- und/oder
Lackschichtentfernung vorgesehen ist.
10. Verwendung des gemäß Verfahren nach zumindest einem der vorherge
henden Ansprüche 1 bis 9 erhaltenen, entschichteten Kunststoffmate
rials als Ausgangsrohstoff für die Herstellung von Kunststoffkörpern,
insbesondere zur anschließenden Beschichtung mit Metall- und/oder
Lackschichten und/oder zur Speicherung von Informationen.
11. Verwendung der gemäß Verfahren nach zumindest einem der vorherge
henden Ansprüche 1 bis 9 erhaltenen, entschichteten unzerkleinerten
Kunststoffmaterial-Grundkörper zur Beschichtung mit Metall- und/oder
Lackschichten und/oder zur Speicherung von Informationen.
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DE19934324830 DE4324830C2 (de) | 1993-07-23 | 1993-07-23 | Verfahren zur Wiederverwertung von beschichtetem Kunststoffmaterial und Verwendung desselben |
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